linux 代码分析工具 gprof

当我们遇到一个新的程序的时候，经常会无从下手，需要debug一个功能的时候，我们不知道函数的运行流程是怎么样的，这就需要借助工具来帮助我们加快流程了。这里以分析wpa_supplicant为例子。看看gprof是如何帮助我们分析代码的。

这里以虚拟机里面的ubuntu12.04为例，开始debug wpa_supplicant。

编译wpa_supplicant

首先，需要下载wpa_supplicant.

http://w1.fi/wpa_supplicant/

这里的重点是gprof，所以这里不细讲它的配置。

首先cp defconfig .config，不然会出现：

tan@tan-VirtualBox:~/gprof/wpa_supplicant-2.5/wpa_supplicant$ make
Building wpa_supplicant requires a configuration file
(.config).See README for more instructions.You can
run "cp defconfig .config" to create an example
configuration.
make:***[verify_config]Error1

然后执行make，生成wpa_supplicant。

当然没那么容易，这里会报错，说明我们需要安装额外的库：

../src/drivers/driver_nl80211.c:17:31: fatal error: netlink/genl/genl.h:No such file or directory

紧接着：

```
sudo apt-get install libnl-dev
```

好了，make接下来就可以编译出wpa_supplicant,wpa_cli等工具。

驱动网卡

插上USB网卡，报错了，看起来系统里面没有firmware：

那么去下载一个新版的driver来装上。

顺带提一下我用的kernel：

uname -a
Linux tan-VirtualBox3.13.0-32-generic#57~precise1-Ubuntu SMP Tue Jul 15 03:50:54 UTC 2014 i686 i686 i386 GNU/Linux

下载了larry维护的驱动：

https://github.com/lwfinger/rtl8188eu

make;sudo make install 成功装上了。

然后在虚拟机里面重新插拔usb 无线网卡。

在network-manager可以scan到设备了，到此为止

为了防止被network-manager干扰，首先在UI上面关掉无线网络，去掉enable wifi

使用wpa_supplicant

环境都有了，然后可以开始用了。接下来需要干掉系统自带的wpa_supplicant。

tan@tan-VirtualBox:~/Downloads/rtl8188eu-master$ ps -aux | grep wpa
Warning: bad ps syntax, perhaps a bogus '-'?See http://procps.sf.net/faq.html
root 135900.00.259802112?Ss22:020:00/sbin/wpa_supplicant -B -P /run/sendsigs.omit.d/wpasupplicant.pid -u -s -O /var/run/wpa_supplicant

强行干掉：

```
sudo killall wpa_supplicant
```

带起wlan接口：

```
sudo ifconfig wlan0 up
```

新建一个配置文件（basic.conf)，将其开起来，为了简单，内容只填一行：

ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant

然后开起来wpa_supplicant:

tan@tan-VirtualBox:~/gprof/wpa_supplicant-2.5/wpa_supplicant$ sudo wpa_supplicant -Dwext-iwlan0 -c./basic.conf

最后使用wpa_cli扫描一下：

扫描结果我就不贴出来了。

tan@tan-VirtualBox:~/gprof/wpa_supplicant-2.5/wpa_supplicant$ sudo ./wpa_cli scan
Selected interface 'wlan0'
OK
tan@tan-VirtualBox:~/gprof/wpa_supplicant-2.5/wpa_supplicant$ sudo ./wpa_cli scan_r
Selected interface 'wlan0'

使用带gprof的wpa_supplicant

grpof的网站，有兴趣可以看看

https://sourceware.org/binutils/docs-2.16/gprof/

这里才是重头戏，前面做了这么多准备工作，这里就需要分析一下scan流程了。首先需要看一下它的makefile，将需要的东西加上。

改一下Makefile（主要是加上-pg参数，编译和链接时都要加上，然后把优化去掉，防止它漏函数）：

ifndef CFLAGS
#CFLAGS = -MMD -O2 -Wall -g
CFLAGS =-pg -O0 -g
LDFLAGS =-pg -O0 -g
endif

然后运行：

tan@tan-VirtualBox:~/gprof/wpa_supplicant-2.5/wpa_supplicant$ sudo ./wpa_supplicant -Dwext-iwlan0 -c./basic.conf

然后ctrl+c，会生成一个gmon.out,接下来就可以根据这个文件生成一个txt：

```
gprof ./wpa_supplicant > test.txt
```

截图看看：

下面简单分析一个片段：

-----------------------------------------------
0.000.0014/14 wpa_bss_update_scan_res [55]
[47]0.00.000.0014 wpa_bss_add [47]
0.000.0028/28 dl_list_add_tail [23]
0.000.0014/68 os_zalloc [10]
0.000.0014/14 wpa_bss_copy_res [49]
0.000.0014/14 wpa_bss_set_hessid [53]
0.000.0014/28 wpa_ssid_txt [30]
0.000.0014/53 wpa_msg [15]
0.000.0014/14 wpas_notify_bss_added [62]
-----------------------------------------------

其中，这里的主函数是wpa_bss_add，它上面的都是调用它的，它下面的都是它调用的。左边是调用次数。

根据这个，就可以生成一个调用图。

生成gprof调用图

首先我们要安装下这个工具：

tan@tan-VirtualBox:~/gprof$ git clone https://github.com/jrfonseca/gprof2dot
sudo apt-get install graphviz

使用流程是将生成的txt给python脚本，然后再通过dot工具画出来（可以是pdf，png等）。

tan@tan-VirtualBox:~/gprof/wpa_supplicant-2.5/wpa_supplicant$ cat test.txt |../../gprof2dot/gprof2dot.py | dot -Tpng-o test.png

图里面就这么点东西，是不是感觉被欺骗了。

实际上它是拿了一些最消耗性能的函数画了出来。接下来将它全部画出来。

tan@tan-VirtualBox:~/gprof/wpa_supplicant-2.5/wpa_supplicant$ cat test.txt |../../gprof2dot/gprof2dot.py -n0 -e0| dot -Tpng-o test_full.png

这里画出来的图有点恐怖了，建议用大内存电脑打开，推荐acdsee。

冰山一角：

是不是挺带感的？

那么我们再来扫描一下：

tan@tan-VirtualBox:~/gprof/wpa_supplicant-2.5/wpa_supplicant$ sudo ./wpa_cli scan
[sudo] password for tan:
Selected interface 'wlan0'
OK
tan@tan-VirtualBox:~/gprof/wpa_supplicant-2.5/wpa_supplicant$ sudo ./wpa_cli scan_r
gprof ./wpa_supplicant |../../gprof2dot/gprof2dot.py -n0 -e0| dot -Tpng-o test_full.png

这一把颜色全红了，估计是卡了。当然了，要分析流程还是要结合代码来看看。这里的工具可以加快分析

另外几个注意点：

1.不要将gprof用于daemon，之前我调试mpc/mpd/ffmpeg怎么也出不来gmon.out，原来是对于kill signal，gprof无法正常handle，我试过捕获kill正常exit也不行，后来加了参数让它--no-daemon就可以了

2.画的图有时候太复杂，看看txt就可以了

3.此工具不适合kernel流程分析

4.还有其他好工具可以分析，不要吊死在一棵树上。不强调调试时性能的可以试试valgrind，画出来的图还可以点击。

5.这篇博客里面有没写明白的请指出。

来自为知笔记(Wiz)