鴻蒙智聯設備調試調優面臨的挑戰

作者：zhaowenguang，dinglu， 華為高級工程師

Huawei LiteOS是輕量級的開源物聯網操作系統、智能硬件使能平臺，可廣泛應用于智能家居、穿戴式、車聯網、制造業等領域，使物聯網終端開發更簡單、互聯更加容易、業務更加智能、體驗更加順暢、數據更加安全。

它具有入門簡單、開發便捷，輕量級、低功耗、廣聯接，生態體系完善等優點。提供了若干高效硬件維測能力，通過集成到DevEco Device Tool中，形成了可供開發者使用的調試調優工具，助力開發者在鴻蒙智聯設備調試調優過程中更加精準的分析、定位問題。

接下來，我們將重點介紹DevEco Device Tool中集成的一系列調試調優工具。

一、鴻蒙智聯設備調試調優面臨的挑戰

開發者在鴻蒙智聯設備調試調優過程中面臨如下挑戰：

系統鏡像文件太大，分析和優化難度較大。

運行態內存緊缺，系統各任務棧大小無法設置。

性能瓶頸無法定位，不能針對性的進行優化。

僅僅靠添加打印和人工分析日志來定位問題效率低下。

內存問題最難定位，缺少檢測工具。

如何應對這些挑戰，讓開發者能高效且準確的完成鴻蒙智聯設備調試調優？

二、高效調試調優五大法寶

針對以上挑戰，HUAWEI DevEco Device Tool版本中提供了鴻蒙智聯設備調試調優五大法寶：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、輕量級內存檢測工具，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工具及輕量級內存檢測工具將盡快上線，具體上線時間待官方通知。

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化”。通過對編譯生成的map文件進行內存占用分析，獲取鏡像中各模塊對ROM、RAM的占用大小。

該工具支持查看內存區域總覽、內存詳細信息、文件大小及模塊大小。同時支持一些統計功能，包括排序、過濾、導出表格等操作以及按文件或模塊篩選查看的功能。鏡像分析結果按照內存區域、詳細信息、文件大小和模塊大小4個界面進行展示。

Memory Regions：內存區域界面以表格的形式展示了每個區域的內存使用情況。如圖1所示，Memory Regions包含了起始地址、結束地址、大小、可用內存以及內存占用。

圖1 Memory Regions

Memory Details：內存詳細信息里顯示了Section和Symbol的信息。如圖2所示，Memory Details通過樹狀表格展示層級關系、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文件的層級關系以及不同section的內存占用。

Module Size：模塊大小里展示了模塊和組件的層級關系以及不同section的內存占用。

使用該工具可幫助開發者快速評估并優化鏡像的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“運行態內存緊缺情況下系統各任務棧的設置”。通過遍歷反匯編文件，計算函數的局部棧開銷并分析函數之間的調用關系，從而估算出任務的棧大小，為棧溢出分析、?？臻g優化提供基礎的數據參考。

該工具提供函數調用關系圖、函數總的最大棧開銷、內部開銷，并提供展示函數所在具體位置。棧分析結果按照函數列表和調用關系進行展示。

Function List：函數列表界面顯示每個函數的函數名稱和函數內部棧開銷，如圖3所示。

圖3 Function List

Call Graph：調用關系界面顯示每個函數的調用關系，包括函數名稱、調用深度、函數最大棧開銷。

使用該工具可幫助開發者減少爆棧風險，節省內存優化?？臻g。

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化”?；谑录蓸咏y計的原理，實現熱點函數、熱點路徑的分析，助力識別性能瓶頸。

該工具提供計數模式及采樣模式兩種工作模式，采集事件發生的次數及執行時間以及上下文如PC，回溯棧等，用于解析出熱點函數與熱點路徑等信息。同時，該工具還支持3種類型的采樣事件：

硬件PMU事件：如cycle，cache等。

軟件打點采樣：如中斷、內存申請等。

高精度周期事件：即按固定周期采樣，精度us級。支持熱點函數及熱點路徑的查看。

圖4 性能分析工具界面

使用該工具可幫助開發者快速有效識別性能瓶頸，輔助系統性能優化。

4. 可視化Trace工具

可視化Trace工具，主要解決“程序運行不符合預期情況下的問題定位”。通過采用靜態代碼樁和緩沖區記錄的方式，在樁被執行時，獲取事件發生的上下文、系統任務等信息，并記錄到緩沖區，幫助開發者了解何時何處發生的什么事件。

該工具以圖形界面展示事件詳情、CPU占比、內存趨勢圖、任務切換軌跡等信息。下面是Trace 可視化的4個界面：

事件信息視圖：如圖5所示。使用自然語言解釋系統何時（時間戳）何處（在哪個CPU的那個任務中）發生的具體事件。

圖5 時間信息視圖

任務軌跡視圖：如圖6所示。以系統時間為縱坐標，展示任務切換的軌跡，如圖，不同顏色表示不同的任務，不同色塊的遷移對應一次任務切換，點擊色塊會顯示導致任務切換的原因，色塊的長度對應其運行的時長。

圖6 任務軌跡視圖

CPU負載視圖：如圖7所示。統計任意時間段內的任務執行cpu占比，不同顏色對應不同的任務。

圖7 CPU負載視圖

內存監控視圖：如圖8所示。以系統時間為橫坐標，展示隨時間變化的系統內存使用情況。

圖8 內存監控視圖

使用該工具可幫助開發者清晰的了解系統運行的軌跡，更好的理解系統、輔助定位死機死鎖問題。

5. 輕量級內存檢測工具

輕量級內存檢測工具，主要解決“一鍵定位內存問題”。該工具基于影子內存映射和標記的原理，可快速解決內存越界訪問、釋放后訪問、多重釋放等疑難雜癥，并且在檢測到錯誤后實時打印回溯棧。如圖9所示，輕量級內存檢測工具結合backtrace，快速一鍵式定位問題代碼段。

圖9 定位到出錯的代碼行號

使用該工具可幫助開發者根據回溯棧一鍵定位到出錯的代碼行號。

以上就是本期全部內容，相信五大法寶定能讓你在鴻蒙智聯設備開發的道路上披荊斬棘，趕快點擊下方鏈接下載試用吧！

原文標題：鴻蒙智聯設備開發，這五大法寶你應該擁有

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