Android 系统调试技巧（2）系统负载调试

1. 应用负载调试

Traceview分析
（这里可以查询其它文章，这里不详细描述了）

2.内核负载调试

（1）Systrace分析

可查看其它文章详细说明

（2）DS5 Streamline分析

这里主要详细描述DS5的使用

ARM DS5 Streamline工具的使用涉及到PC端的 ARM DS-5 Eclipse IDE 、调试平台端的Streamline 守护进程gator_deamon 、 调试平台端的Streamline 内核gator驱动 和 调试平台内核Trace等debug配置工作，Streamline工具数据分析处理功能强大，图形化数据分析非常适合Android平台开发人员分析平台性能瓶颈、GPU性能瓶颈和应用负载分布性能等平台性能相关问题。

a. DS3 Streamline 版本
安装ARM DS-5 Eclipse IDE 工程包时，会在安装路径下解压出damon-src代码目录和diver-src代码目录

DS5 Eclipse IDE的安装版本必须和测试平台中的gator-daemon 、gator driver 版本保持一致，否则 Streamline 工具在解析平台数据时会出现异常或者偏差。因此必要时需要将damon-src代码和gator driver 代码移植到sdk中进行同步、配置和编译运行。

b.DS5 Streamline 配置

DS5 Streamline工具需要目标平台的linux内核打开部分debug 使用的menuconfig配置项，如下：

CONFIG_MODULES and MODULE_UNLOAD (not needed if the gator driver is built into the kernel)
CONFIG_GENERIC_TRACER or CONFIG_TRACING
CONFIG_CONTEXT_SWITCH_TRACER
CONFIG_PROFILING
CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
CONFIG_LOCAL_TIMERS (for SMP systems and kernel versions before 3.12)
CONFIG_PERF_EVENTS and CONFIG_HW_PERF_EVENTS (kernel versions 3.0 and greater)
CONFIG_DEBUG_INFO (optional, used for analyzing the kernel)
CONFIG_CPU_FREQ (optional, provides frequency setting of the CPU)
CONFIG_MALI_GATOR_SUPPORT (needed as part of Mali Midgard support)

CONFIG_GATOR=m
CONFIG_GATOR_WITH_MALI_SUPPORT=y
CONFIG_GATOR_MALI_4XXMP=y
# CONFIG_GATOR_MALI_MIDGARD is not set
CONFIG_GATOR_MALI_PATH="modules/gpu/mali450/kernel_mode/driver/src/devicedrv/mali"
//注: 关于Mali Gpu配置，根据gator 目录下Kconfig/Makefile内容说明选择对应mali型号和配置Gpu驱动所在头文件路径即可

Armv7架构32位平台内核配置命令：make ARCH=arm menuconfig
Armv8架构64位平台内核配置命令：make ARCH=arm64 menuconfig
Menuconfig options配置路径如下：

- General Setup
  - Kernel Performance Events And Counters
    - [*] Kernel performance events and counters (enables CONFIG_PERF_EVENTS)
  - [*] Profiling Support (enables CONFIG_PROFILING)
- [*] Enable loadable module support (enables CONFIG_MODULES, needed unless the gator driver is built into the kernel)
  - [*] Module unloading (enables MODULE_UNLOAD)
- Kernel Features
  - [*] High Resolution Timer Support (enables CONFIG_HIGH_RES_TIMERS)
  - [*] Use local timer interrupts (only required for SMP and for version before Linux 3.12, enables CONFIG_LOCAL_TIMERS)
  - [*] Enable hardware performance counter support for perf events (enables CONFIG_HW_PERF_EVENTS)
- CPU Power Management
  - CPU Frequency scaling
    - [*] CPU Frequency scaling (enables CONFIG_CPU_FREQ)
- Device Drivers
  - Graphics support
    - ARM GPU Configuration
      - Mali Midgard series support
        - [*] Streamline Debug support (enables CONFIG_MALI_GATOR_SUPPORT needed as part of Mali Midgard support)
- Kernel hacking
  - [*] Compile the kernel with debug info (optional, enables CONFIG_DEBUG_INFO)
  - [*] Tracers
- [*] Trace process context switches and events (#)

c.DS5 Streamline 使用

加载gator驱动

关闭android 系统SELinux

运行gator daemon守护进程

设置gator tcp server端口

设置DS5 Eclipse IDE

当PC端和需要调试的目标机器处于同一个局域网段时可以通过网络直接连接调试，另外也可以使用adb 进行连接调试，如下图：

启动DS5 Eclipse IDE

d.DS5 Streamline 功能简要说明
DS5 Streamline IDE显示界面主要有Timeline界面、Call Paths界面、Functions界面和Code界面.不同的界面下会展示不同的内容
Timeline界面主要由上半部的Charts appear区和下半部Details Panel appears区构成。

1)Charts appear
该界面图表的形式显示系统一段时间内系统的CPU Activity、CPU Wait - Contention、CPU Wait - I/O、Clock、Core、Frequency、
Cache、Interrupts、Disk I/O 和Memory特征信息。日常调试时可在Timeline界面中的chart snippets 菜单选项中进行配置需要观察的特性。

2)Details Panel appears
该界面主要包含Heat Map mode、Core Map mode 和Processes mode 三种。
Heat Map mode主要显示系统各进程cpu负载热图分布，颜色越深，表明该时刻端cpu负载越高。

点击Details Panel中的任何进程，Charts appear区显示内容会发生变化，只会显示在该进程运行期间系统所有的特征数据状态。例如观察进程运行期间Disk I/O和CPU Wait - I/O特征分布可以捕获到进程的IO线程分布。
点击Details Panel中的任何进程最左端的下拉按钮，可以展开该进程空间的所有线程，并可以显示出所有线程的cpu负载热土分布，从而可以进一步确认是哪一个线程运行产生了较高的Cpu负载或IO disk访问产生的CPU Wait - I/O分布。

Core Map mode主要显示系统各进程运行在不同的Cpu上时产生的负载分布。通过进程运行期间时间片颜色变化的频繁度和次数，来观察到该进程负载变化的抖动性和系统smp均衡调度策略对进程的迁移是否合理。

3)Call Paths界面

Call Paths界面会显示系统不同进程空间的函数热度分布，该界面会详细的显示出进程中不同的线程中运行的函数热度分布，并标明函数所在的共享库/静态库和ELF可执行文件。该界面下另一个非常重要的功能是显示出不同进程在内核空间运行的函数热度分布。
通过分析进程空间的代码热度可以帮助软件开发人员找到软件在系统负载中的代码消耗热点，以进一步优化软件执行逻辑，内核设备驱动逻辑处理，降低软件在系统中的Cpu负载资源的消耗。
需要注意的是，用户使用到Call Paths界面分析时，需要在Streamline启动前导入带symbol的共享库、静态库、ELF可执行文件和内核的vmlinux文件，否则在该界面下会看到很多unknown code提示。