使用gprof2dot和graphivz生成程序运行调用图

gprof2dot是一个将gprof生成的输出转换为dot脚本的工具。通过给定一个gprof的输出文件，将其转换为生成程序调用图的dot脚本。dot脚本可以生成图像来进行查看。

1、下载gprof2dot工具

gprof2dot工具由JoséFronseca维护，并托管在Google代码（http://code.google.com/p/jrfonseca/w/list）,但是这个已经无法访问了。这里提供一个github的地址 https://github.com/jrfonseca/gprof2dot.git。

git clone https://github.com/jrfonseca/gprof2dot.git

这个工具需要python环境的支持，请提前安装好python3。

2、使用gprof生成概要分析数据

2.1 gprof简介

Gprof 是GNU gnu binutils工具之一，默认情况下linux系统当中都带有这个工具。

1. 可以显示“flat profile”，包括每个函数的调用次数，每个函数消耗的处理器时间。
1. 可以显示“Call graph”，包括函数的调用关系，每个函数调用花费了多少时间。
1. 可以显示“注释的源代码”－－是程序源代码的一个副本，标记有程序中每行代码的执行次数。

2.2 使用gprof生成分析数据

1、在编译的时候使用-pg选项，可以写入makefile中。（链接时不需要）

# 普通程序编译

$ gcc -pg -g source.c -o binary

# cuda程序编译

$ nvcc -Xcompiler“-g -pg”-g -pg -arch = sm_20 source.cu -o binary

2、执行编译出的程序。

执行方式与没有加pg选项前是一样的，执行后将在程序运行目录下生成gmon.out文件。这是一个二进制文件，需要进一步分析生成文本文件。如果已经存在了gmon.out文件，将会被覆盖。

./binary	# 必须先运行一遍生成gmon.out文件，后面才能使用gprof工具继续操作

3、用gprof工具生成概要分析数据文件。

$ gprof ./binary> gprof_output.txt

3、生成调用图

配置好gprof2dot运行环境后，就可以使用其来生成dot脚本。

$ graph2dot.py gprof_output.txt> call_graph.dot

我这里是直接使用git克隆下来的，提前安装好了python3和graphivz`，所以直接运行即可。

4、生成可视化的图形

这里需要安装好Graphivz软件。

Windows下可以直接下载安装包安装，或者下载编写版本。

Linux下可以使用下面命令直接安装

# debian系列

sudo apt install graphivz

# Archlinux系列

sudo pacman -S graphivz

# fedora

sudo dnf install graphivz

然后使用dot命令将前面生成的call_graph.dot文件转换为图像文件。

生成png文件

$ dot -Tpng call_graph.dot -o call_graph.png

生成PostScript文件

$ dot -Tps call_graph.dot -o call_graph.ps

如果要生成其他格式的图像，可以使用-T选项指定，支持eps/gif/jpeg/ps/svg/png/ps2/svgz等格式/

如果需要对布局引擎进行选择，可以使用-K进行指定，支持circo/dot/fdp/neato/nop/nop1/nop2/osage/patchwork/sfdp/twopi等。

例如，生成png图像，使用fdp布局引擎的命令如下:

$ dot -Tsvg -Kfdp call_graph.dot -o call_graph.svg

注：布局引擎可以根据自己的喜好选择，个人倾向使用fdp。默认是上下方向布局的，可以在call_graph.dot中添加一行rankdir=LR改为左向右方向布局。

参考

Linux性能評測工具之一：gprof篇

 Linux下性能分析工具和内存泄露检测工具的简介(Valgrind和gprof)

gprof_call-graph_visualization