Code Profiling

Code Profiling工具是指一个分析使用资源并生成报告的工具，这里的资源指内存，CPU，网络带宽等。在做调优的第一步是使用工具将程序运行的真实定量数据收集起来，这种数据，就成为profiling data。通过profiling data，我们可以直观地看到资源消耗，并且找出问题所在，同时也可以科学地评估我们为代码性能调优后的结果。

传统的linux下的profiling工具有gprof，当然这个不在本文的讨论范围。这里我们主要介绍Valgrind。 Valgrind的profiling工具有两个——cachegrind和callgrind。cachegrind主要是统计CPUL1/L2cache的命中数；而callgrind统计函数调用次数以及CPU指令执行次数。

callgrind包含了一个cache类似特性，所以我们可以直接使用callgrind来做profiling。

安装

本人是使用centos做的测试，如果你是linux-like环境，只是安装的方式略有不同，基本都可以在默认的安装源下安装，如果存在找不到的情况，可以下载源码安装。

安装如下：

Step 1
安装Valgrind
yum install valgrind

Step 2
安装kcacheGrind
yum install kcachegrind

kCacheGrind是针对CacheGrind报告分析的可视化工具，需要单独安装。

使用命令

Callgrind有很多参数，但是我们使用默认参数基本就够了

命令如下

valgrind --tool=callgrind --callgrind-out-file=callgrind.log  your-program [program options]

当命令程序运行完毕，会生成报告文件callgrind.log

示例如下，

positions: line
events: Ir
summary: 9642152073

Ir的意思是instruction read， collected是说明已经收集了9642152073次

查阅结果

理解Ir次数

Ir次数可以简单理解为CPU指令执行的次数。一句C写的普通代码，一般可以转为一两句或者若干句指令。所以它统计的可能不是代码层级的。

下图是kcachegrind图例

什么是cycle？

从上图中可以看到，排第一的是cycle 24，那么什么是cycle？

cycle是指一组函数，他们相互调用（可能不是直接相互调用），最终形成要给循环。
cycle不一定说明代码存在问题，因为代码也是有recursive的形式；但是这种情况下，对于Valgrind来说，可能不是那么容易看出最耗资源的Function了。

什么是Incl？

首先，这里的数值，是可以是Ir count绝对值或者是相对值（ir count所占总和百分比） 可以通过右键菜单选择不同的展示。

如下图，显示的是Ir count absolute cost

这里提一下，统计数据分为两种方式，inclusive和exclusive。
当你统计function A，那么是指算functionA的Ir count还是也包含内部function的Ir count。
如果包含，那就是inclusive方式；如果不算就是exclusive方式。

这里的incl就是inclusive的意思。

注意事项

待测试程序编译过程是否使用-O 可能会影响valgrind的检测结果
valgrind只能检测运行代码的性能，如果程序执行过程中部分代码没有执行，那么这部分肯定是检测不到的
valgrind只是做Ir 计数，所以理论上它不是对时间的统计。只能从指令层反应时间的可能消耗

参考与引用

https://web.stanford.edu/class/archive/cs/cs107/cs107.1174/guide_callgrind.html

https://valgrind.org/docs/manual/cl-manual.html

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