hiperf使用指导

hiperf是为开发人员提供性能采样分析的工具，基于内核perf机制进行的用户态能力的扩展，可以对指定的程序或者整个系统进行性能采样。

hiperf支持的命令有：list、stat、record、report等，可以通过hiperf -h进行查看。

下面对hiperf的常用命令进行详细说明：

list 命令

参数说明

列出设备上支持的所有perf事件名称，事件名称用于 stat 和 record命令的 -e 和 -g 参数。

Usage: hiperf list [event type]
参数 功能说明
hw 列出支持的 hardware 事件（PMU支持）
sw 列出支持的 software 事件
tp 列出支持 tracepotint 事件
cache 列出支持的 cache 事件（PMU支持）
raw 列出支持的原始PMU事件

使用示例

下面列出了设备支持的hardware事件，并且会提示哪些事件此设备不支持。

hiperf list hw
event not support hw-stalled-cycles-backend
event not support hw-stalled-cycles-frontend
event not support hw-ref-cpu-cycles

Supported events for hardware:
        hw-cpu-cycles
        hw-instructions
        hw-cache-references
        hw-cache-misses
        hw-branch-instructions
        hw-branch-misses
        hw-bus-cycles

stat 命令

参数说明

监听指定目标程序，周期性打印性能计数器的值。

Usage: hiperf stat [options]
       Collect performance counter information.
参数 功能说明
-a 采集监听整个系统的所有线程和默认的性能计数器的值。
-c 指定cpu id，可以是0,1,2用逗号分隔。
-d <sec> 指定监听的时间，单位为秒。
-i <ms> 指定监听事件的间隔打印时间，单位毫秒。
-e 指定监听的事件，可以通过list命令查看支持的所有事件，其中event:u 或者 :k 表示限制事件为用户空间或者内核空间。
-g 指定需要在同一组监听的事件，同一组事件会被放入同一个PMU监听。
--no-inherit 不监听目标线程/进程启动的子线程。
-p 指定需要监听的进程pid。
-t 指定需要监听的线程tid。
--verbose 显示详细的报告内容，包括一些原始的时间数据等等。

使用示例

下面是通过 stat 监听整个系统3秒的示例：

hiperf stat -d 3 -a
this is root mode, perfEventParanoid assume as -1
Start Profiling...
Timeout exit (total 3009 ms)
                count                           name | comment                          | coverage
               132523         hw-branch-instructions | 15.750 M/sec                     | (100%)
                62554               hw-branch-misses | 47.202372% miss rate             | (100%)
              6994768                  hw-cpu-cycles | 0.832068 GHz                     | (100%)
              1237627                hw-instructions | 5.651758 cycles per instruction  | (100%)
                  248            sw-context-switches | 29.959 K/sec                     | (100%)
                    0                 sw-page-faults | 0.000 /sec                       | (100%)
              9402580                  sw-task-clock | 0.002758 cpus used               | (100%)

字段说明

字段名 含义
count 表示事件发生的次数。
name 事件的名称，在 list 命令中可以看到所有支持的命令，hw 和 sw 的前缀分别代表是hardware事件还是software事件。
comment 一些经过计算的方便用户阅读的值。例如 CPU 的相对主频，千位进制换算等等。
coverage 该事件在PMU中的 enable 百分比，受限于PMU数量，每次装载的PMU监听事件是有限的。

record 命令

参数说明

采样指定目标程序，并且将采样数据保存到指定的文件中（默认为perf.data）

Usage: hiperf record [options]
       Collect performance sampling information.
参数 功能说明
-a 对整个系统的所有进程和线程进行采样。
--exclude-hiperf 不采样hiperf自身进程。
-c 指定采样的cpu id。
--cpu-limit <percent> 限定采样过程占用的CPU最大百分比。
-d <sec> 指定采样时长，单位秒。
-f <freq> 设置采样事件的触发频率，默认为4000。
说明：该频率越高cpu负载会越高，但是数据采样会越多。
--period <num> 设置采样事件触发周期，以次数为单位，即发生指定的次数后采样一次。
-e 指定监听的事件，可以通过list命令查看支持的所有事件，其中event:u 或者 :k 可以表示限制事件为用户空间或者内核空间。
-g 指定需要在同一组监听的事件，同一组事件会被放入同一个PMU监听。
--no-inherit 不监听目标线程或者进程启动的子线程。
-p 指定需要监听的进程。
-t 指定需要监听的线程。
--offcpu 监听CPU调度事件，它等价于 --period 1 -e sched:sched_switch 事件。
-j <branch_filter1>[,branch_filter2]... 监听分支预测事件。分支预测就是指令存在多个if else判定的情况下，CPU去预测下一步即将执行哪一条指令。
-s / --call-stack <fp \| dwarf[,size]> 设置用户栈的回栈方式，支持fp和dwarf两种方式。dwarf 后面可以指定采样的用户堆栈大小，默认是 65528。
--delay-unwind 延迟回栈，等到采样结束再进行回栈。
--disable-unwind 不进行回栈，用户的寄存器和堆栈数据会保存在perf.data中，供离线回栈使用。
--disable-callstack-expend 默认会对回栈的调用栈信息进行合并扩展，此选项会关闭该功能。
--clockid <clock type> 设置采样数据的时钟源，支持monotonic、boottime、realtime等。
--symbol-dir <dir> 指定符号表路径，如果指定了回栈时会优先使用该路径下的符号表。
-m <mmap pages> 指定缓存的大小，默认值为1024，以页为单位。参数需要为2的幂，范围为 [2 - 1024]。
说明：该值越高，事件丢失率会越低，但是内存占用会增大。
--app <package name> 指定采样的目标应用的包名，默认超时等待时间为10秒。
--data-limit <SIZE[K|M|G]> 指定采样结果的最大容量，支持K/M/G(B)为单位，默认无大小限制。
-o <output file name> 指定采样数据结果文件名，默认为/data/local/tmp/perf.data。
-z 启动压缩模式，在保存到文件的时候，会用gzip进行压缩。
--verbose 采样的时候显示更详细的日志信息。

使用示例

  • 对全系统所有进程采样3秒，并且显示详细的日志信息

    hiperf record -d 3 -a --verbose

  • 指定使用fp方式进行回栈

    hiperf record -s fp -d 3 -a

  • 指定使用dwarf方式进行回栈

    hiperf record -s dwarf -d 3 -a

  • 指定采样offcpu事件

    hiperf record --offcpu -s dwarf -d 3 -a

  • 指定延迟回栈

    hiperf record -d 3 -s dwarf --delay-unwind -a

  • 禁止回栈，此时会保存堆栈数据到perf.data文件

    hiperf record -d 3 -s dwarf --disable-unwind -a

  • 指定追踪的包名，如果指定的包名对应的进程不存在则会延时等待10秒，超时后进程退出

    hiperf record -d 3 -s dwarf --app com.ohos.launch

  • 指定对采样结果数据进行压缩保存

    hiperf record -z -s dwarf -d 3  -a

report 命令

此命令主要用于展示record中抓取的采样数据

Usage: hiperf report [option]     
       Report sampling information from perf.data.
参数 功能说明
--symbol-dir <dir> 指定符号表路径。
--limit-percent <number> 指定展示结果的最低百分比（低于的不显示）。
-s / --call-stack 指定该选项后结果数据中会包含详细的调用栈信息。
--call-stack-limit-percent <number> 调用栈的百分比最小值（低于的不显示）。
--proto 将输入的 perf.data 文件转换为 proto 格式，默认文件名为 perf.proto。
--json 将输入的 perf.data 文件转换为 json 格式，默认文件名为 perf.json。
--branch 按分支预测的结果地址来展示报告，而不是调用栈的IP地址。
--<keys> <keyname1>[,keyname2][,...] 按给出的关键字来过滤展示报告，keys支持：comms、pids、tids等 例如 --comms hiperf,hilog 表示仅显示进程/线程名称为 hiperf或者hilog的记录条目。
--sort <key1>[,key2][,...] 按照给出的关键字来排序和显示，支持：pid、tid、comm等，可以指定多个关键字。
-i <filename> 指定输入的采样数据（默认为perf.data)。
-o <filename> 指定输出的报告文件名。

使用示例

  • 输出采样数据的报告，默认读取perf.data文件

    hiperf report

    输出结果举例：

    Heating count    comm            pid  tid  dso                                func
 5.68%  15073949 hiperf_example_ 1085 1091 /system/lib/ld-musl-arm.so.1       malloc
 2.57%   6834119 hiperf_example_ 1085 1091 [kernel.kallsyms]                  vector_swi
 2.27%   6013910 hiperf_example_ 1085 1087 /system/lib/ld-musl-arm.so.1       malloc
 2.19%   5805738 hiperf_example_ 1085 1091 /system/lib/ld-musl-arm.so.1       vfprintf
 2.09%   5543362 hiperf_example_ 1085 1091 [kernel.kallsyms]                  ktime_get_ts64
report done

  • 输出采集数据的调用栈报告

    hiperf report -s

  • 指定符号表路径

    hiperf report -s --symbol-dir /data/local/tmp

  • 指定结果过滤的关键字，指定后会只显示包含该关键字的信息。比如过滤libutils.z.so则命令如下：

    hiperf report --dsos libuitls.z.so

  • 指定按照特定的关键字进行排序展示，比如按照dso进行排序：

    hiperf report --sort dso