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示例1：矩阵分析

简介

本示例主要针对使用for循环实现一维矩阵计算的程序进行优化，通过鲲鹏DevKit系统性能分析工具热点函数分析功能模块中热点函数的检测，发现矩阵计算的热点函数multiply，采用NEON指令进行优化，并对比优化效果。

环境准备

请确认服务器上已安装的操作系统是否兼容，GCC版本是否为7.3.0及以上，兼容性请参见DevKit兼容性查询助手。
请确认服务器上是否已安装鲲鹏DevKit系统性能分析工具。
获取样例，执行以下命令赋予所有用户可读、可写和可执行权限。

样例代码文件为multiply.c、multiply_simd.c、multiply_start.sh和multiplysimd_start.sh。
```
chmod 777 multiply.c multiply_simd.c multiply_start.sh multiplysimd_start.sh
```

multiply一维矩阵运算热点函数检测

multiply程序准备。
1. 编译multiply.c并赋予执行文件所有用户可读、可写和可执行权限。
```
gcc -g multiply.c -o multiply && chmod 777 multiply
```
2. 将multiply.c程序绑定CPU核，并使用后台启动脚本multiply_start.sh启动程序，使得程序循环运行多次，以便有时间运行系统级别的采集任务，同时nohup命令使得即使退出账户之后会继续运行相应的进程，防止任务中断。
```
nohup bash multiply_start.sh >>multiply.out 2>&1 &
```
  程序运行的标准输出（1）将会保存到multiply.out文件，错误信息（2）会重定向到multiply.out文件。
  
  其中multiply_start.sh脚本内容如下，如multiply_start.sh程序没有正常运行，可通过multiply.out文件检查错误信息，注意检查是否为window-style line endings问题。如果是，可以通过vi -b multiply_start.sh进行删除。
  
  图1 脚本内容

采用热点函数分析该程序，找到热点函数和指令。

创建热点函数分析任务，并启动分析。

表1 任务配置参数说明
参数	说明
分析类型	热点函数分析。
分析对象	应用。
应用路径	输入程序所在的绝对路径，本示例将代码样例放在服务器“/opt/testdemo/multiply/multiply”路径下。示例路径里面第一个multiply为文件夹，第二个multiply为可执行程序。
采样时长（s）	20秒。
采集调用栈	开启。
采样范围	用户态。采样范围分用户态、内核态、所有。本示例发现所有的CPU消耗都在用户态，所以只采集用户态的数据。
dwarf	开启。
C/C++ 源文件目录	用于采集过程时关联源码。本示例使用/opt/testdemo/multiply/。
其他参数	默认。

查看采集分析结果。
图2 热点函数分析结果总览

从图2中可查看整个采集运行时长，程序运行的时钟周期数占比等信息。

图3 源码关联

单击对应蓝色函数名，可查看源码中对应行数。

优化运算

multiply_simd.c程序准备。
multiply_simd.c是在multiply.c的基础上采用NEON指令进行优化的，编译multiply_simd.c并赋予执行文件所有用户可读、可写和可执行权限。
```
gcc -g multiply_simd.c -o multiply_simd && chmod 777 multiply_simd
```

采用热点函数分析该程序，找到热点函数和指令。

创建热点函数分析任务，并启动分析。

表2 任务配置参数说明
参数	说明
分析类型	热点函数分析。
分析对象	应用。
应用路径	输入程序所在的绝对路径，本示例将代码样例放在服务器“/opt/testdemo/multiply/multiply_simd”路径下。
采样时长（s）	20秒。
采集调用栈	开启。
采样范围	用户态。采样范围分用户态、内核态、所有。本示例发现所有的CPU消耗都在用户态，所以只采集用户态的数据。
dwarf	开启。
C/C++ 源文件目录	用于采集过程时关联源码。本示例使用/opt/testdemo/multiply/。
其他参数	默认。

查看采集分析结果。
图4 热点函数分析结果总览

从图4中可查看整个采集运行时长、程序运行的时钟周期数，multiply_neon函数占用时钟周期降低。

父主题： 系统性能分析工具