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、智能硬件使能平台，可廣泛應用於智能家居、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准的分析、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，讓開發者能高效且准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於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並優化鏡像的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並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、棧空間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，並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化”。基於事件采樣統計的原理，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，用於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，並記錄到緩沖區，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”。該工具基於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、多重釋放等疑難雜症，並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！
HUAWEI DevEco Device Tool 3.0 Beta1下載鏈接：
https://device.harmonyos.com/cn/develop/ide#download_beta
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