Android——systrace使用分析

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！

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

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

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。

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：

  adb shell chmod 777 /sys/kernel/debug  adb shell stop  adb shell start

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

详细的操作点击右上的？可查看：

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。

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：

#define ATRACE_TAG ATRACE_TAG_GRAPHICS

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：

bool SurfaceFlinger::handleMessageInvalidate() {    ATRACE_CALL();    return handlePageFlip();}

ATRACE_CALL()为开始标记，这就开始trace该函数了

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：

// ATRACE_NAME traces the beginning and end of the current scope.  To trace// the correct start and end times this macro should be declared first in the// scope body.#define ATRACE_NAME(name) android::ScopedTrace ___tracer(ATRACE_TAG, name)// ATRACE_CALL is an ATRACE_NAME that uses the current function name.#define ATRACE_CALL() ATRACE_NAME(__FUNCTION__)namespace android {class ScopedTrace {public:inline ScopedTrace(uint64_t tag, const char* name)    : mTag(tag) {    atrace_begin(mTag,name);}inline ~ScopedTrace() {    atrace_end(mTag);}private:    uint64_t mTag;};

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

#define ATRACE_TAG_NEVER            0       // This tag is never enabled.#define ATRACE_TAG_ALWAYS           (1<<0)  // This tag is always enabled.#define ATRACE_TAG_GRAPHICS         (1<<1)#define ATRACE_TAG_INPUT            (1<<2)#define ATRACE_TAG_VIEW             (1<<3)#define ATRACE_TAG_WEBVIEW          (1<<4)#define ATRACE_TAG_WINDOW_MANAGER   (1<<5)#define ATRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER (1<<6)#define ATRACE_TAG_SYNC_MANAGER     (1<<7)#define ATRACE_TAG_AUDIO            (1<<8)#define ATRACE_TAG_VIDEO            (1<<9)#define ATRACE_TAG_CAMERA           (1<<10)#define ATRACE_TAG_HAL              (1<<11)#define ATRACE_TAG_APP              (1<<12)#define ATRACE_TAG_RESOURCES        (1<<13)#define ATRACE_TAG_DALVIK           (1<<14)#define ATRACE_TAG_RS               (1<<15)#define ATRACE_TAG_BIONIC           (1<<16)#define ATRACE_TAG_POWER            (1<<17)#define ATRACE_TAG_LAST             ATRACE_TAG_POWER

其中上面在SurfaceFlinger中定义成了 ATRACE_TAG_GRAPHICS

/** * Trace the beginning of a context.  name is used to identify the context. * This is often used to time function execution. */#define ATRACE_BEGIN(name) atrace_begin(ATRACE_TAG, name)static inline void atrace_begin(uint64_t tag, const char* name){    if (CC_UNLIKELY(atrace_is_tag_enabled(tag))) {        char buf[ATRACE_MESSAGE_LENGTH];        size_t len;        len = snprintf(buf, ATRACE_MESSAGE_LENGTH, "B|%d|%s", getpid(), name);        write(atrace_marker_fd, buf, len);    }}

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

/** * 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. */#define ATRACE_INIT() atrace_init()static inline void atrace_init(){    if (CC_UNLIKELY(!android_atomic_acquire_load(&atrace_is_ready))) {        atrace_setup();    }}/** * 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. */#define ATRACE_GET_ENABLED_TAGS() atrace_get_enabled_tags()static inline uint64_t atrace_get_enabled_tags(){    atrace_init();    return atrace_enabled_tags;}/** * 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. */#define ATRACE_ENABLED() atrace_is_tag_enabled(ATRACE_TAG)static inline uint64_t atrace_is_tag_enabled(uint64_t tag){    return atrace_get_enabled_tags() & tag;}

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

static void atrace_init_once(){    atrace_marker_fd = open("/sys/kernel/debug/tracing/trace_marker", O_WRONLY);    if (atrace_marker_fd == -1) {        ALOGE("Error opening trace file: %s (%d)", strerror(errno), errno);        atrace_enabled_tags = 0;        goto done;    }    atrace_enabled_tags = atrace_get_property();done:    android_atomic_release_store(1, &atrace_is_ready);}void atrace_setup(){    pthread_once(&atrace_once_control, atrace_init_once);}

/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~

前提