systrace使用方式

前文有分析使用linux下的trace Linux trace使用入门 ，这里再次记录下android系统中比较实用的性能分析工具 systrace

撰写不易,转载需注明出处：http://blog.csdn.net/jscese/article/details/48373319本文来自 【jscese】的博客！

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前提

systrace由kernel中的ftrace支持，kernel中的trace 配置开关编译，网上一搜很多，就不记录了

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systrace使用方式

网上有 这篇文章里面有记录使用方法，但是实际上很多在windows下的人安装了python环境之后依然报错，有人说就是不支持~
我这里记录一下eclipse上的使用

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eclipse环境下使用

相对前面在windows搭建python运行环境，google把sdk中的systrace模块功能集成到IDE里面，可以在安装好adt以及配置好sdk的eclipse中使用systrace功能，更加方便。

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注意事项

sdk中的platfom tool version要在18以上，保持纯净的sdk 以及adt环境，如果修改替换了其中的某些tool，有可能导致最终抓取结果trace.xml 无法正常打开。

像前文python描述，systrace依赖kernel中的trace机制，还需额外对挂载的文件系统做权限修改，连接adb，如下：

<code class="hljs livecodeserver has-numbering">  adb <span class="hljs-built_in">shell</span> chmod <span class="hljs-number">777</span> /sys/kernel/debug  adb <span class="hljs-built_in">shell</span> stop  adb <span class="hljs-built_in">shell</span> start</code><ul style="" class="pre-numbering"><li>1</li><li>2</li><li>3</li></ul>

使用

切换到eclipse的DDMS：

adb连接小机，开机adb root，adb连接正常的情况如下图显示样机信息及进程

点击红色标注按钮，选取关注的项目，结果存放路径，抓取时间以及buffer大小，默认为5s

只关注显示情况的话 ，只选取Graphics就可以，点击OK，操作样机，时间结束，保存xml文件

结果分析查看

使用google chrome 浏览器打开xml文件，情形如下：

左边区域为对应的进程以及线程，右边为时序图，依次对应，可使用 鼠标+键盘 缩放定位想查看的区域

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详细的操作点击右上的？ 可查看：

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如上trace数据为显示Graphics时抓取到的，为surfaceflinger 合成的时序操作
缩放查看其中的一段数据如下：

可以看到最上面的为VSYNC信号的变化时序，间隔16ms左右，按照60HZ的频率刷新，一次即为16+ms
从上图还可以看到一次surfaceflinger的合成操作 时间占用大概为3.5+ms 左右，相对整个一帧16+ms的时间来说，性能足够。

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此图为视频播放时，播放器与surfaceflinger的buffer交互，图中每次合成前都有新的buffer数据丢到surfaceflinger这边，满足有新的buffer数据 + VSYNC信号的切换 才会去触发合成：
图中每次合之前的绿色小块就是queuebuffer， 所以从这里来看 影响整体合成帧率性能的 决定因素在queuebuffer的频率能否满足 VSYNC的需求，以达到60fps的效果

每一次surfaceflinger一帧 在一次VSYNC信号改变的时候，这里只抓取了核心的两个步骤：获取新的buffer 释放前一个buffer，组合buffer数据为一帧图像
可看到调用关系时间消耗组成图：

这里时序图中显示出来的函数名，是因为在其函数加了TRACE标记 去trace这个函数的生命周期
可依此来分析某个环节耗时多少，进行定位优化
比如在SurfaceFlinger.cpp 中：

<code class="hljs cs has-numbering"><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG ATRACE_TAG_GRAPHICS</span></code><ul style="" class="pre-numbering"><li>1</li></ul>

可以看到TAG 为GRAPHICS 也就是为什么开始说eclipse里面只选个Graphics 就行了的原因，对应关系
函数中：

<code class="hljs cs has-numbering"><span class="hljs-keyword">bool</span> SurfaceFlinger::handleMessageInvalidate() {    ATRACE_CALL();    <span class="hljs-keyword">return</span> handlePageFlip();}</code><ul style="" class="pre-numbering"><li>1</li><li>2</li><li>3</li><li>4</li></ul>

ATRACE_CALL()为开始标记，这就开始trace该函数了

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调用实现逻辑

上面有说到 ATRACE_CALL() 开始打开trace，本着习性，必然得去追一下code，记录一下 不在意细节 ~
这个宏定义在 \system\core\include\utils\Trace.h 中：

<code class="hljs cs has-numbering"><span class="hljs-comment">// ATRACE_NAME traces the beginning and end of the current scope.  To trace</span><span class="hljs-comment">// the correct start and end times this macro should be declared first in the</span><span class="hljs-comment">// scope body.</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_NAME(name) android::ScopedTrace ___tracer(ATRACE_TAG, name)</span><span class="hljs-comment">// ATRACE_CALL is an ATRACE_NAME that uses the current function name.</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_CALL() ATRACE_NAME(__FUNCTION__)</span>namespace android {class ScopedTrace {<span class="hljs-keyword">public</span>:inline <span class="hljs-title">ScopedTrace</span>(uint64_t tag, <span class="hljs-keyword">const</span> <span class="hljs-keyword">char</span>* name)    : <span class="hljs-title">mTag</span>(tag) {    atrace_begin(mTag,name);}inline ~ScopedTrace() {    atrace_end(mTag);}<span class="hljs-keyword">private</span>:    uint64_t mTag;};</code><ul style="" class="pre-numbering"><li>1</li><li>2</li><li>3</li><li>4</li><li>5</li><li>6</li><li>7</li><li>8</li><li>9</li><li>10</li><li>11</li><li>12</li><li>13</li><li>14</li><li>15</li><li>16</li><li>17</li><li>18</li><li>19</li><li>20</li><li>21</li><li>22</li><li>23</li><li>24</li></ul>

继续查看定义在 \system\core\include\cutils\trace.h 中：
看下TAG类型：

<code class="hljs cs has-numbering"><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_NEVER            0       // This tag is never enabled.</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_ALWAYS           (1<<0)  // This tag is always enabled.</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_GRAPHICS         (1<<1)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_INPUT            (1<<2)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_VIEW             (1<<3)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_WEBVIEW          (1<<4)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_WINDOW_MANAGER   (1<<5)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER (1<<6)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_SYNC_MANAGER     (1<<7)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_AUDIO            (1<<8)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_VIDEO            (1<<9)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_CAMERA           (1<<10)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_HAL              (1<<11)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_APP              (1<<12)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_RESOURCES        (1<<13)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_DALVIK           (1<<14)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_RS               (1<<15)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_BIONIC           (1<<16)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_POWER            (1<<17)</span><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">define</span> ATRACE_TAG_LAST             ATRACE_TAG_POWER</span></code><ul style="" class="pre-numbering"><li>1</li><li>2</li><li>3</li><li>4</li><li>5</li><li>6</li><li>7</li><li>8</li><li>9</li><li>10</li><li>11</li><li>12</li><li>13</li><li>14</li><li>15</li><li>16</li><li>17</li><li>18</li><li>19</li><li>20</li></ul>

其中上面在SurfaceFlinger中定义成了 ATRACE_TAG_GRAPHICS

<code class="hljs java has-numbering"><span class="hljs-javadoc">/** * Trace the beginning of a context.  name is used to identify the context. * This is often used to time function execution. */</span>#define ATRACE_BEGIN(name) atrace_begin(ATRACE_TAG, name)<span class="hljs-keyword">static</span> inline <span class="hljs-keyword">void</span> atrace_begin(uint64_t tag, <span class="hljs-keyword">const</span> <span class="hljs-keyword">char</span>* name){    <span class="hljs-keyword">if</span> (CC_UNLIKELY(atrace_is_tag_enabled(tag))) {        <span class="hljs-keyword">char</span> buf[ATRACE_MESSAGE_LENGTH];        size_t len;        len = snprintf(buf, ATRACE_MESSAGE_LENGTH, <span class="hljs-string">"B|%d|%s"</span>, getpid(), name);        write(atrace_marker_fd, buf, len);    }}</code><ul style="" class="pre-numbering"><li>1</li><li>2</li><li>3</li><li>4</li><li>5</li><li>6</li><li>7</li><li>8</li><li>9</li><li>10</li><li>11</li><li>12</li><li>13</li><li>14</li><li>15</li></ul>

首先会去check 当前来的tag 是否 enable，会进行判断去初始化：

<code class="hljs java has-numbering"><span class="hljs-javadoc">/** * atrace_init readies the process for tracing by opening the trace_marker file. * Calling any trace function causes this to be run, so calling it is optional. * This can be explicitly run to avoid setup delay on first trace function. */</span>#define ATRACE_INIT() atrace_init()<span class="hljs-keyword">static</span> inline <span class="hljs-keyword">void</span> atrace_init(){    <span class="hljs-keyword">if</span> (CC_UNLIKELY(!android_atomic_acquire_load(&atrace_is_ready))) {        atrace_setup();    }}<span class="hljs-javadoc">/** * Get the mask of all tags currently enabled. * It can be used as a guard condition around more expensive trace calculations. * Every trace function calls this, which ensures atrace_init is run. */</span>#define ATRACE_GET_ENABLED_TAGS() atrace_get_enabled_tags()<span class="hljs-keyword">static</span> inline uint64_t atrace_get_enabled_tags(){    atrace_init();    <span class="hljs-keyword">return</span> atrace_enabled_tags;}<span class="hljs-javadoc">/** * Test if a given tag is currently enabled. * Returns nonzero if the tag is enabled, otherwise zero. * It can be used as a guard condition around more expensive trace calculations. */</span>#define ATRACE_ENABLED() atrace_is_tag_enabled(ATRACE_TAG)<span class="hljs-keyword">static</span> inline uint64_t atrace_is_tag_enabled(uint64_t tag){    <span class="hljs-keyword">return</span> atrace_get_enabled_tags() & tag;}</code><ul style="" class="pre-numbering"><li>1</li><li>2</li><li>3</li><li>4</li><li>5</li><li>6</li><li>7</li><li>8</li><li>9</li><li>10</li><li>11</li><li>12</li><li>13</li><li>14</li><li>15</li><li>16</li><li>17</li><li>18</li><li>19</li><li>20</li><li>21</li><li>22</li><li>23</li><li>24</li><li>25</li><li>26</li><li>27</li><li>28</li><li>29</li><li>30</li><li>31</li><li>32</li><li>33</li><li>34</li><li>35</li></ul>

调转到 \system\core\libcutils\trace.c 中，只进行一次的初始化：

<code class="hljs fsharp has-numbering"><span class="hljs-keyword">static</span> <span class="hljs-keyword">void</span> atrace_init_once(){    atrace_marker_fd = <span class="hljs-keyword">open</span>(<span class="hljs-string">"/sys/kernel/debug/tracing/trace_marker"</span>, O_WRONLY);    <span class="hljs-keyword">if</span> (atrace_marker_fd == -<span class="hljs-number">1</span>) {        ALOGE(<span class="hljs-string">"Error opening trace file: %s (%d)"</span>, strerror(errno), errno);        atrace_enabled_tags = <span class="hljs-number">0</span>;        goto <span class="hljs-keyword">done</span>;    }    atrace_enabled_tags = atrace_get_property();<span class="hljs-keyword">done</span>:    android_atomic_release_store(<span class="hljs-number">1</span>, &atrace_is_ready);}<span class="hljs-keyword">void</span> atrace_setup(){    pthread_once(&atrace_once_control, atrace_init_once);}</code><ul style="" class="pre-numbering"><li>1</li><li>2</li><li>3</li><li>4</li><li>5</li><li>6</li><li>7</li><li>8</li><li>9</li><li>10</li><li>11</li><li>12</li><li>13</li><li>14</li><li>15</li><li>16</li><li>17</li><li>18</li><li>19</li><li>20</li></ul>

/sys/kernel/debug/tracing/trace_marker 是重点，为trace在kernel里面创建的文件节点
打开之后保存全局的文件描述符：atrace_marker_fd

现在回头看atrace_begin 和 atrace_end 就是向这个节点write 对应要打开的trace的开关数据
kernel中的trace驱动自然会有file operation处理
浏览个大概，细节有必要时再做分析~