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AIX下C/C++函数性能统计实现方法

在AIX中，xlc编译器有个选项-qfunctrace，使用此选项编译的程序，自动会在每个函数的入口出口处调用以下自定义函数。

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extern "C" void
__func_trace_enter(const char * const proc_name,
                   const char * const file_name,
                   const int line_no,
                   void ** const id);

extern "C" void
__func_trace_exit(const char * const proc_name,
                   const char * const file_name,
                   const int line_no,
                   void ** const id);

extern "C" void
__func_trace_catch(const char * const proc_name,
                   const char * const file_name,
                   const int line_no,
                   void ** const id);

在函数调用前，执行__func_trace_enter()，函数正常返回后，执行__func_trace_exit()。如果函数是通过throw异常抛出的，那么在异常被catch捕获处，执行__func_trace_catch()，但是遇到catch(...)捕获不会执行。值得注意的是，如果时throw抛出，不会触发__func_trace_exit()。

使用这个功能，可以实现无需修改源程序，进行性能统计的效果。程序如下。


tr.cpp为自定义函数出入口程序，每个函数执行时都会经过。编译成为libfunctr.so。

  • #include
  • #include
  • #include
  • #include

  • using std::vector;
  • using std::string;
  • using std::clog;
  • using std::endl;

  • extern "C" void print_trace();

  • struct Stat
  • {
  •     int lvl;
  •     string name;
  •     long stm;
  •     long etm;
  •     long oitv;
  •     Stat(int l, const string& s, long st) : lvl(l), name(s), stm(st), etm(0), oitv(0) {}
  • };

  • static vector tracev;
  • static int clvl = 0;

  • extern "C" void
  • __func_trace_enter(const char * const proc_name,
  •                    const char * const file_name,
  •                    const int line_no,
  •                    void ** const id)
  • {
  • // printf("{ %s (%s:%d) %p %s\n", proc_name, file_name, line_no, id[0], (char*)*id);
  •     struct timeval nowtm;
  •     gettimeofday(&nowtm, NULL);
  •     ++clvl;
  •     tracev.push_back(Stat(clvl, string(proc_name)+"() : "+file_name, nowtm.tv_sec * 1000000 + nowtm.tv_usec));
  • }

  • extern "C" void
  • __func_trace_exit(const char * const proc_name,
  •                   const char * const file_name,
  •                   const int line_no,
  •                   void ** const id)
  • {
  • // printf("} %s (%s:%d) %p %s\n", proc_name, file_name, line_no, id[0], (char*)*id);
  •     struct timeval nowtm;
  •     int itv;
  •     gettimeofday(&nowtm, NULL);
  •     auto iter = tracev.end() - 1;
  •     while (iter->etm != 0)
  •         --iter;
  •     iter->etm = nowtm.tv_sec * 1000000 + nowtm.tv_usec;
  •     itv = iter->etm - iter->stm - iter->oitv;
  •     for (auto s = tracev.begin(); s!=tracev.end(); s++)
  •     {
  •         if (s->etm == 0)
  •             s->oitv += itv;
  •     }
  •     --clvl;
  •     if (clvl == 0)
  •         print_trace();
  • }

  • extern "C" void print_trace()
  • {
  •     time_t t;
  •     char buf[30];
  •     for (auto s = tracev.begin(); s!=tracev.end(); s++)
  •     {
  •         clog << s->lvl << "\t";
  •         t=s->stm/1000000;
  •         strftime(buf, sizeof(buf), "%Y%m%d%H%M%S", localtime(&t));
  •         clog << buf << "." << s->stm % 1000000 << "\t";
  •         t=s->etm/1000000;
  •         strftime(buf, sizeof(buf), "%Y%m%d%H%M%S", localtime(&t));
  •         clog << buf << "." << s->etm % 1000000 << "\t";
  •         clog << s->etm-s->stm << "\t" << s->oitv << "\t" << s->etm-s->stm-s->oitv << "\t";
  •         clog << string(s->lvl-1, ' ') << s->name << endl;
  •     }
  • }



    • tt.c为演示的例子程序。编译成可执行文件tt。

  • #include

  • int f2(int i)
  • {
  •     return i*2;
  • }

  • int f1(int i)
  • {
  •     return f2(i+1);
  • }

  • int main(int argc, char **argv)
  • {
  •         for (int i=0;i<2;i++)
  •             f1(i);
  • }



    • makefile为把tr.cpp编译成so库，给tt.c连接使用（不修改tt.c任何代码）。注意编译tt.c时使用了-qfunctrace和-lC。

  • all:
  • xlC -bnoentry -G -o libfunctr.so -qlanglvl=extended0x tr.cpp
  • chmod go-rwx libfunctr.so
  • xlc -bdynamic -brtl -qfunctrace -o tt tt.c -L. -lfunctr -lC



    • 执行后，效果如下：
    $tt
    1       20170429170216.354105   20170429170216.354151   46      27      19      main() : tt.c
    2       20170429170216.354123   20170429170216.354137   14      6       8        f1() : tt.c
    3       20170429170216.354130   20170429170216.354136   6       0       6         f2() : tt.c
    2       20170429170216.354138   20170429170216.354151   13      6       7        f1() : tt.c
    3       20170429170216.354144   20170429170216.354150   6       0       6         f2() : tt.c

    分别表示：函数的层次，开始时间，结束时间，总耗时（包含嵌套调用），嵌套调用其他函数总耗时，函数自身代码耗时，函数名和源文件名。


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