Linux C/C++调试之三：性能分析工具callgrind的使用

callgrind是valgrind工具套件中用于分析程序性能的一个工具，它能够得到粒度为函数、代码行和指令级别的性能数据，具体来说，我们可以得到某个函数、某行代码、某条指令处累计执行了多少条指令。

我们看一个实例：

// foo.cpp
int accumulate(int begin, int end)
{
    int result = 0;
    for (int i = begin; i < end; i++)
    {
        result += i;
    }
}

int accumulate0_100000()
{
    return accumulate(0, 100000);
}

int accumulate0_200000()
{
    return accumulate(0, 200000);
}

int main()
{
    accumulate0_100000();
    accumulate0_200000();
    return 0;
}

accumulate用来从begin累加到end，这个函数很蠢，蠢到一开O2编译器都忍不住帮你优化掉（所以编译时不要开优化），但这并不影响拿它来展示callgrind的使用。

编译：

g++ -g ./foo.cpp -o foo #别开优化

callgrind分析：

valgrind --tool=callgrind --dump-instr=yes ./foo

输出为：

==31526== Callgrind, a call-graph generating cache profiler
==31526== Copyright (C) 2002-2017, and GNU GPL'd, by Josef Weidendorfer et al.
==31526== Using Valgrind-3.13.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==31526== Command: ./foo
==31526== 
==31526== For interactive control, run 'callgrind_control -h'.
==31526== 
==31526== Events    : Ir
==31526== Collected : 2226406
==31526== 
==31526== I   refs:      2,226,406

其含义是程序共执行了2226406条指令。

kcachegrind可视化结果：

kcachegrind

其结果为：

这些百分值都代表当前函数中执行过的指令数占程序执行过的指令数的百分比。可以将其切换成绝对值：

我们可以发现main中的指令数并不等于下面两个子函数中指令数只和，这是因为有些指令（例如callq）是直接在main函数中执行的。

还可以查看某行代码中累计执行过多少条指令：

以及某条指令处累计执行过多少条指令：

可以看出来cmp指令累计被执行了300002次。

更多用法和参数请查看手册。