使用gprof2dot和graphivz生成程序运行调用图

使用gprof2dot和graphivz生成程序运行调用图

gprof2dot是一个将gprof生成的输出转换为dot脚本的工具。通过给定一个gprof的输出文件,将其转换为生成程序调用图的dot脚本。dot脚本可以生成图像来进行查看。

1、下载gprof2dot工具#

gprof2dot工具由JoséFronseca维护,并托管在Google代码(http://code.google.com/p/jrfonseca/w/list),但是这个已经无法访问了。这里提供一个github的地址https://github.com/jrfonseca/gprof2dot.git

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git clone https://github.com/jrfonseca/gprof2dot.git

这个工具需要python环境的支持,请提前安装好python3

2、使用gprof生成概要分析数据#

2.1 gprof简介#

Gprof 是GNU gnu binutils工具之一,默认情况下linux系统当中都带有这个工具。

    1. 可以显示“flat profile”,包括每个函数的调用次数,每个函数消耗的处理器时间。
    1. 可以显示“Call graph”,包括函数的调用关系,每个函数调用花费了多少时间。
    1. 可以显示“注释的源代码”--是程序源代码的一个副本,标记有程序中每行代码的执行次数。

2.2 使用gprof生成分析数据#

1、在编译的时候使用-pg选项,可以写入makefile中。(链接时不需要)

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  # 普通程序编译
  $ gcc -pg -g source.c -o binary
  # cuda程序编译
  $ nvcc -Xcompiler“-g -pg”-g -pg -arch = sm_20 source.cu -o binary

2、执行编译出的程序。
执行方式与没有加pg选项前是一样的,执行后将在程序运行目录下生成gmon.out文件。这是一个二进制文件,需要进一步分析生成文本文件。如果已经存在了gmon.out文件,将会被覆盖。

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./binary	# 必须先运行一遍生成gmon.out文件,后面才能使用gprof工具继续操作

3、用gprof工具生成概要分析数据文件。

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$ gprof ./binary> gprof_output.txt

3、生成调用图#

配置好gprof2dot运行环境后,就可以使用其来生成dot脚本。

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$ gprof2dot.py gprof_output.txt> call_graph.dot

我这里是直接使用git克隆下来的,提前安装好了python3和graphivz`,所以直接运行即可。

4、生成可视化的图形#

这里需要安装好Graphivz软件。
Windows下可以直接下载安装包安装,或者下载编写版本
Linux下可以使用下面命令直接安装

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  # debian系列
  sudo apt install graphivz
  # Archlinux系列
  sudo pacman -S graphivz
  # fedora
  sudo dnf install graphivz

然后使用dot命令将前面生成的call_graph.dot文件转换为图像文件。
生成png文件

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$ dot -Tpng call_graph.dot -o call_graph.png

生成PostScript文件

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$ dot -Tps call_graph.dot -o call_graph.ps

如果要生成其他格式的图像,可以使用-T选项指定,支持eps/gif/jpeg/ps/svg/png/ps2/svgz等格式/
如果需要对布局引擎进行选择,可以使用-K进行指定,支持circo/dot/fdp/neato/nop/nop1/nop2/osage/patchwork/sfdp/twopi等。
例如,生成png图像,使用fdp布局引擎的命令如下:

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$ dot -Tsvg -Kfdp call_graph.dot -o call_graph.svg

注:布局引擎可以根据自己的喜好选择,个人倾向使用fdp。默认是上下方向布局的,可以在call_graph.dot中添加一行rankdir=LR改为左向右方向布局。

参考#

Linux性能評測工具之一:gprof篇
Linux下性能分析工具和内存泄露检测工具的简介(Valgrind和gprof)
gprof_call-graph_visualization

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