用于分析程序的低级内存访问的分析

Question

我必须分析几个程序的内存访问。我正在寻找的是一个分析器，它让我可以看到我的哪个程序存在更多内存密集的计算密集型。我对L1数据高速缓存，L2和主存储器的访问次数非常感兴趣。

它必须适用于Linux，并且只能使用命令。编程语言是c ++。如果我的问题有任何问题，例如我不明白您的意思或我们需要更多数据，请在下面发表评论。

谢谢。

使用解决方案进行更新

我选择Crashworks的答案是有利的，因为它是唯一提供我所寻找的东西的人。但问题仍然存在，如果你知道更好的解决方案，请回答。

Answer 1

无法确定对内存的所有访问，因为它没有多大意义。对内存的访问可能正在执行下一条指令（程序驻留在内存中），或者当程序读取或写入变量时，因此您的程序几乎始终访问内存 。

对你来说更有意思的可能是关注程序的内存使用情况（堆和堆栈）。在这种情况下，您可以使用标准的顶部命令。

您还可以监视系统调用（即写入磁盘或附加/分配共享内存段）。在这种情况下，您应该使用 strace 命令。

更完整的控件可以通过 gdb 调试器来调试程序。它允许您控制程序，例如将断点设置为变量，以便程序在读取或写入时可以进行间隔（可能这是您要查找的内容）。另一方面，GDB可能很难学习，所以DDD是一个gtk图形前端，可以帮助你开始使用它。

更新：您正在寻找的是真正的低级别内存访问，它在用户级别不可用（这是操作系统内核的任务）。我不确定是否L1缓存管理由CPU透明处理并隐藏到内核。 很清楚的是，你需要像内核级别一样，所以KDB解释here o KDBG，解释here。

更新2 ：似乎Linux内核确实处理CPU缓存但只处理L1缓存。本书Understanding the Linux Virtual Memory Manager解释了Linux内核的内存管理是如何工作的。 This chapter解释了L1缓存处理的一些内容。

Answer 2

也许cachegrind（valgrind套件的一部分）可能是合适的。

Answer 3

如果您运行的是英特尔硬件，那么VTune for Linux可能是您可以使用的最好，功能最全的工具。

否则，您可能需要使用perfctr库直接读取性能计数器MSR。我自己在Linux上没有这方面的经验，但是我发现了一些可能对你有帮助的文件（假设你使用的是x86 - 如果你正在运行PPC，请回复，我可以提供更详细的答案）： http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.jsp?url=/iel5/11169/35961/01704008.pdf?temp=x http://www.cise.ufl.edu/~sb3/files/pmc.pdf

通常，这些工具无法确切地告诉您缓存未命中的行，因为它们通过轮询计数器来工作。您需要做的是在您感兴趣的每个函数的开头和结尾处轮询“l1 cache miss”计数器，以查看该函数内部发生了多少次未命中，当然您可以按层次结构进行操作。这可以通过例如发明一个类来简化，该类在输入范围内记录开始计时器并计算离开范围的增量。

VTune的仪表模式会在整个程序中自动为您完成此操作。等效的AMD工具是CodeAnalyst。 Valgrind声称是一个开源缓存分析器，但我自己从未使用它。

Answer 4

您是否需要比unix命令top更多的东西？这以易于阅读的演示格式提供了linux程序的cpu使用和内存使用。

如果你需要一些更具体的东西，也许是一个分析器，软件语言（java / c ++ /等）将有助于确定哪种分析器最适合你的情况。