GCC高级测试功能扩展——程序性能测试工具gprof、程序覆盖测试工具gcov

gprof是GNU组织下的一个比较有用的性能测试功能：

　　主要功能：   找出应用程序中消耗CPU时间最多的函数；

　　　　　　　　产生程序运行时的函数调用关系、调用次数

　　基本原理：   首先用户要使用gprof工具，必须在GCC编译该文件的选项中添加-pg选项，然后GCC会在用户应用程序的每一个函数中加入一个名为mcount（或者是_mcount、__mcount，这依赖于编译器或操作系统）的函数，即应用程序中每一个函数都要调用mcount函数，而mcount函数使用后会在内存中保存函数调用图，并通过函数调用堆栈的形式查找子函数和父函数的地址，这张调用图也保存了所有与函数调用相关的调用时间、调用次数等信息。当应用程序执行完毕，会在当前目录下产生gmon.out文件，gprof工具正是通过分析gmon.out文件才得出统计资料的。

　　使用gprof工具的主要格式：

　　　　gprof  [选项]  用户应用程序  gmon.out

　　gprof命令选项：

　　　　-b　　不再输出统计表格中的详细信息，仅显示简要信息

　　　　-p　　只输出函数的调用图

　　　　-i　　 输出该统计总结信息

　　　　-T　　以传统的BSD格式打印输出信息

　　　　-q　　仅输出函数的时间消耗列表

　　　　-w width　　设置输出的宽度

　　　　-e Name　　不输出函数Name以及其子函数的调用图

　　　　-f Name　　输出函数Name及其子函数的调用图

　　　　-z　　显示从未使用过的函数信息

　　　　-D　　忽略函数中未知的变量

　　gprof输出信息列表项解释：

　　　　name　　函数名称

　　　　%time　　函数使用占全部时间的百分比

　　　　cumulative seconds　　函数累计执行的时间

　　　　self seconds　　函数本身执行的时间

　　　　calls　　函数被调用的次数

　　　　self call　　每次调用，花费在函数上的时间

　　　　total call　　每一次调用，花费在函数及其子函数的平均时间

　　使用gprof的步骤（假设要分析程序为test.c的性能、函数调用情况及函数调用时间）：

　　　　（1）#gcc  -pg  -o  test  test.c

　　　　（2）#./test

　　　　（3）#gprof  -b  test  gmon.out

　　　

程序覆盖测试工具gcov：

　　gcov是GNU组织旗下的一个程序覆盖测试工具。

　　主要功能：  程序中哪部分代码没有执行？

　　　　　　　　哪部分代码执行效率最高？

　　　　　　　　哪部分代码占用CPU时间最长？

　　　　　　　　哪部分代码消耗时间最短？

　　使用建议：  使用gcov进行程序覆盖性测试时，建议用户不要在gcc编译程序的命令中添加对代码的优化。

　　　　　　　　同gprof一样，gcov工具只能与GCC协同工作，而不能同其他的软件配套使用

　　使用步骤：（1）在GCC编译时必须添加 -fprofile-arcs  -ftest-coverage 选项

　　　　　　　（2）执行编译的可执行文件

　　　　　　　（3）使用gcov命令分析代码运行的效率

　　gcov执行 格式：

　　　　gcov  [选项]  用户程序

　　gcov命令选项：

　　　　-b　　表示显示对分支的测试信息

　　　　-h　　显示gcov的帮助信息

　　　　-v　　显示gcov的版本信息

　　　　-n　　不创建gcov的输出信息

　　　　-f　　输出每个函数的使用信息