作者：zhaowenguang，dinglu， 華為高級(jí)工程師

Huawei LiteOS是輕量級(jí)的開源物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)、智能硬件使能平臺(tái)，可廣泛應(yīng)用于智能家居、穿戴式、車聯(lián)網(wǎng)、制造業(yè)等領(lǐng)域，使物聯(lián)網(wǎng)終端開發(fā)更簡(jiǎn)單、互聯(lián)更加容易、業(yè)務(wù)更加智能、體驗(yàn)更加順暢、數(shù)據(jù)更加安全。

它具有入門簡(jiǎn)單、開發(fā)便捷，輕量級(jí)、低功耗、廣聯(lián)接，生態(tài)體系完善等優(yōu)點(diǎn)。提供了若干高效硬件維測(cè)能力，通過集成到DevEco Device Tool中，形成了可供開發(fā)者使用的調(diào)試調(diào)優(yōu)工具，助力開發(fā)者在鴻蒙智聯(lián)設(shè)備調(diào)試調(diào)優(yōu)過程中更加精準(zhǔn)的分析、定位問題。

接下來，我們將重點(diǎn)介紹DevEco Device Tool中集成的一系列調(diào)試調(diào)優(yōu)工具。

一、鴻蒙智聯(lián)設(shè)備調(diào)試調(diào)優(yōu)面臨的挑戰(zhàn)

開發(fā)者在鴻蒙智聯(lián)設(shè)備調(diào)試調(diào)優(yōu)過程中面臨如下挑戰(zhàn)：

• 系統(tǒng)鏡像文件太大，分析和優(yōu)化難度較大。
• 運(yùn)行態(tài)內(nèi)存緊缺，系統(tǒng)各任務(wù)棧大小無法設(shè)置。
• 性能瓶頸無法定位，不能針對(duì)性的進(jìn)行優(yōu)化。
• 僅僅靠添加打印和人工分析日志來定位問題效率低下。
• 內(nèi)存問題最難定位，缺少檢測(cè)工具。
  

如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，讓開發(fā)者能高效且準(zhǔn)確的完成鴻蒙智聯(lián)設(shè)備調(diào)試調(diào)優(yōu)？

二、高效調(diào)試調(diào)優(yōu)五大法寶

針對(duì)以上挑戰(zhàn)，HUAWEI DevEco Device Tool版本中提供了鴻蒙智聯(lián)設(shè)備調(diào)試調(diào)優(yōu)五大法寶：鏡像分析工具、棧估算分析工具、性能分析工具、可視化Trace工具、輕量級(jí)內(nèi)存檢測(cè)工具，下面我們將逐一介紹。

注：鏡像分析工具和棧估算分析工具已集成于HUAWEI DevEco Device Tool 3.0 Beta1版本中，目前只支持GCC編譯的鏡像，Clang暫不支持。性能分析工具、可視化Trace工具及輕量級(jí)內(nèi)存檢測(cè)工具將盡快上線，具體上線時(shí)間待官方通知。

1. 鏡像分析工具

鏡像分析工具，主要解決“資源受限情況下鏡像的分析及優(yōu)化”。通過對(duì)編譯生成的map文件進(jìn)行內(nèi)存占用分析，獲取鏡像中各模塊對(duì)ROM、RAM的占用大小。

該工具支持查看內(nèi)存區(qū)域總覽、內(nèi)存詳細(xì)信息、文件大小及模塊大小。同時(shí)支持一些統(tǒng)計(jì)功能，包括排序、過濾、導(dǎo)出表格等操作以及按文件或模塊篩選查看的功能。鏡像分析結(jié)果按照內(nèi)存區(qū)域、詳細(xì)信息、文件大小和模塊大小4個(gè)界面進(jìn)行展示。

• Memory Regions：內(nèi)存區(qū)域界面以表格的形式展示了每個(gè)區(qū)域的內(nèi)存使用情況。如圖1所示，Memory Regions包含了起始地址、結(jié)束地址、大小、可用內(nèi)存以及內(nèi)存占用。
  

圖1 Memory Regions

• Memory Details：內(nèi)存詳細(xì)信息里顯示了Section和Symbol的信息。如圖2所示，Memory Details通過樹狀表格展示層級(jí)關(guān)系、名稱、VMA、LMA以及Size
  

圖2 Memory Details

• File Size：文件大小里展示了.a文件和.o文件的層級(jí)關(guān)系以及不同section的內(nèi)存占用。
  
• Module Size：模塊大小里展示了模塊和組件的層級(jí)關(guān)系以及不同section的內(nèi)存占用。
  

使用該工具可幫助開發(fā)者快速評(píng)估并優(yōu)化鏡像的ROM、RAM使用情況。

2. 棧估算分析工具

棧估算分析工具，主要解決“運(yùn)行態(tài)內(nèi)存緊缺情況下系統(tǒng)各任務(wù)棧的設(shè)置”。通過遍歷反匯編文件，計(jì)算函數(shù)的局部棧開銷并分析函數(shù)之間的調(diào)用關(guān)系，從而估算出任務(wù)的棧大小，為棧溢出分析、棧空間優(yōu)化提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)參考。

該工具提供函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖、函數(shù)總的最大棧開銷、內(nèi)部開銷，并提供展示函數(shù)所在具體位置。棧分析結(jié)果按照函數(shù)列表和調(diào)用關(guān)系進(jìn)行展示。

• Function List：函數(shù)列表界面顯示每個(gè)函數(shù)的函數(shù)名稱和函數(shù)內(nèi)部棧開銷，如圖3所示。
  

圖3 Function List

• Call Graph：調(diào)用關(guān)系界面顯示每個(gè)函數(shù)的調(diào)用關(guān)系，包括函數(shù)名稱、調(diào)用深度、函數(shù)最大棧開銷。
  

使用該工具可幫助開發(fā)者減少爆棧風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省內(nèi)存優(yōu)化棧空間。

3. 性能分析工具

性能分析工具，主要解決“性能瓶頸的定位及優(yōu)化”。基于事件采樣統(tǒng)計(jì)的原理，實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)函數(shù)、熱點(diǎn)路徑的分析，助力識(shí)別性能瓶頸。

該工具提供計(jì)數(shù)模式及采樣模式兩種工作模式，采集事件發(fā)生的次數(shù)及執(zhí)行時(shí)間以及上下文如PC，回溯棧等，用于解析出熱點(diǎn)函數(shù)與熱點(diǎn)路徑等信息。同時(shí)，該工具還支持3種類型的采樣事件：

• 硬件PMU事件：如cycle，cache等。
• 軟件打點(diǎn)采樣：如中斷、內(nèi)存申請(qǐng)等。
• 高精度周期事件：即按固定周期采樣，精度us級(jí)。支持熱點(diǎn)函數(shù)及熱點(diǎn)路徑的查看。
  

圖4 性能分析工具界面

使用該工具可幫助開發(fā)者快速有效識(shí)別性能瓶頸，輔助系統(tǒng)性能優(yōu)化。

4. 可視化Trace工具

可視化Trace工具，主要解決“程序運(yùn)行不符合預(yù)期情況下的問題定位”。通過采用靜態(tài)代碼樁和緩沖區(qū)記錄的方式，在樁被執(zhí)行時(shí)，獲取事件發(fā)生的上下文、系統(tǒng)任務(wù)等信息，并記錄到緩沖區(qū)，幫助開發(fā)者了解何時(shí)何處發(fā)生的什么事件。

該工具以圖形界面展示事件詳情、CPU占比、內(nèi)存趨勢(shì)圖、任務(wù)切換軌跡等信息。下面是Trace 可視化的4個(gè)界面：

• 事件信息視圖：如圖5所示。使用自然語(yǔ)言解釋系統(tǒng)何時(shí)（時(shí)間戳）何處（在哪個(gè)CPU的那個(gè)任務(wù)中）發(fā)生的具體事件。
  

圖5 時(shí)間信息視圖

• 任務(wù)軌跡視圖：如圖6所示。以系統(tǒng)時(shí)間為縱坐標(biāo)，展示任務(wù)切換的軌跡，如圖，不同顏色表示不同的任務(wù)，不同色塊的遷移對(duì)應(yīng)一次任務(wù)切換，點(diǎn)擊色塊會(huì)顯示導(dǎo)致任務(wù)切換的原因，色塊的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)其運(yùn)行的時(shí)長(zhǎng)。
  

圖6 任務(wù)軌跡視圖

• CPU負(fù)載視圖：如圖7所示。統(tǒng)計(jì)任意時(shí)間段內(nèi)的任務(wù)執(zhí)行cpu占比，不同顏色對(duì)應(yīng)不同的任務(wù)。
  

圖7 CPU負(fù)載視圖

• 內(nèi)存監(jiān)控視圖：如圖8所示。以系統(tǒng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，展示隨時(shí)間變化的系統(tǒng)內(nèi)存使用情況。
  

圖8 內(nèi)存監(jiān)控視圖

使用該工具可幫助開發(fā)者清晰的了解系統(tǒng)運(yùn)行的軌跡，更好的理解系統(tǒng)、輔助定位死機(jī)死鎖問題。

5. 輕量級(jí)內(nèi)存檢測(cè)工具

輕量級(jí)內(nèi)存檢測(cè)工具，主要解決“一鍵定位內(nèi)存問題”。該工具基于影子內(nèi)存映射和標(biāo)記的原理，可快速解決內(nèi)存越界訪問、釋放后訪問、多重釋放等疑難雜癥，并且在檢測(cè)到錯(cuò)誤后實(shí)時(shí)打印回溯棧。如圖9所示，輕量級(jí)內(nèi)存檢測(cè)工具結(jié)合backtrace，快速一鍵式定位問題代碼段。

圖9 定位到出錯(cuò)的代碼行號(hào)

使用該工具可幫助開發(fā)者根據(jù)回溯棧一鍵定位到出錯(cuò)的代碼行號(hào)。

以上就是本期全部?jī)?nèi)容，相信五大法寶定能讓你在鴻蒙智聯(lián)設(shè)備開發(fā)的道路上披荊斬棘，趕快點(diǎn)擊下方鏈接下載試用吧！

HUAWEI DevEco Device Tool 3.0 Beta1下載鏈接：

https://device.harmonyos.com/cn/develop/ide#download_beta