[文章]HDC2021技术分论坛：鸿蒙智联设备开发，这五大法宝你应该拥有
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作者：zhaowenguang，dinglu， 华为高级工程师
Huawei LiteOS是轻量级的开源物联网操作系统、智能硬件使能平台，可广泛应用于智能家居、穿戴式、车联网、制造业等领域，使物联网终端开发更简单、互联更加容易、业务更加智能、体验更加顺畅、数据更加安全。
它具有入门简单、开发便捷，轻量级、低功耗、广联接，生态体系完善等优点。提供了若干高效硬件维测能力，通过集成到DevEco Device Tool中，形成了可供开发者使用的调试调优工具，助力开发者在鸿蒙智联设备调试调优过程中更加精准的分析、定位问题。
接下来，我们将重点介绍DevEco Device Tool中集成的一系列调试调优工具。
一、鸿蒙智联设备调试调优面临的挑战
开发者在鸿蒙智联设备调试调优过程中面临如下挑战：
- 系统镜像文件太大，分析和优化难度较大。
- 运行态内存紧缺，系统各任务栈大小无法设置。
- 性能瓶颈无法定位，不能针对性的进行优化。
- 仅仅靠添加打印和人工分析日志来定位问题效率低下。
- 内存问题最难定位，缺少检测工具。
如何应对这些挑战，让开发者能高效且准确的完成鸿蒙智联设备调试调优？
二、高效调试调优五大法宝
针对以上挑战，HUAWEI DevEco Device Tool版本中提供了鸿蒙智联设备调试调优五大法宝：镜像分析工具、栈估算分析工具、性能分析工具、可视化Trace工具、轻量级内存检测工具，下面我们将逐一介绍。
注：镜像分析工具和栈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编译的镜像，Clang暂不支持。性能分析工具、可视化Trace工具及轻量级内存检测工具将尽快上线，具体上线时间待官方通知。
1. 镜像分析工具
镜像分析工具，主要解决“资源受限情况下镜像的分析及优化”。通过对编译生成的map文件进行内存占用分析，获取镜像中各模块对ROM、RAM的占用大小。
该工具支持查看内存区域总览、内存详细信息、文件大小及模块大小。同时支持一些统计功能，包括排序、过滤、导出表格等操作以及按文件或模块筛选查看的功能。镜像分析结果按照内存区域、详细信息、文件大小和模块大小4个界面进行展示。
- Memory Regions：内存区域界面以表格的形式展示了每个区域的内存使用情况。如图1所示，Memory Regions包含了起始地址、结束地址、大小、可用内存以及内存占用。
图1 Memory Regions
- Memory Details：内存详细信息里显示了Section和Symbol的信息。如图2所示，Memory Details通过树状表格展示层级关系、名称、VMA、LMA以及Size
图2 Memory Details
- File Size：文件大小里展示了.a文件和.o文件的层级关系以及不同section的内存占用。
- Module Size：模块大小里展示了模块和组件的层级关系以及不同section的内存占用。
使用该工具可帮助开发者快速评估并优化镜像的ROM、RAM使用情况。
2. 栈估算分析工具
栈估算分析工具，主要解决“运行态内存紧缺情况下系统各任务栈的设置”。通过遍历反汇编文件，计算函数的局部栈开销并分析函数之间的调用关系，从而估算出任务的栈大小，为栈溢出分析、栈空间优化提供基础的数据参考。
该工具提供函数调用关系图、函数总的最大栈开销、内部开销，并提供展示函数所在具体位置。栈分析结果按照函数列表和调用关系进行展示。
- Function List：函数列表界面显示每个函数的函数名称和函数内部栈开销，如图3所示。
图3 Function List
- Call Graph：调用关系界面显示每个函数的调用关系，包括函数名称、调用深度、函数最大栈开销。
使用该工具可帮助开发者减少爆栈风险，节省内存优化栈空间。
3. 性能分析工具
性能分析工具，主要解决“性能瓶颈的定位及优化”。基于事件采样统计的原理，实现热点函数、热点路径的分析，助力识别性能瓶颈。
该工具提供计数模式及采样模式两种工作模式，采集事件发生的次数及执行时间以及上下文如PC，回溯栈等，用于解析出热点函数与热点路径等信息。同时，该工具还支持3种类型的采样事件：
- 硬件PMU事件：如cycle，cache等。
- 软件打点采样：如中断、内存申请等。
- 高精度周期事件：即按固定周期采样，精度us级。支持热点函数及热点路径的查看。
图4 性能分析工具界面
使用该工具可帮助开发者快速有效识别性能瓶颈，辅助系统性能优化。
4. 可视化Trace工具
可视化Trace工具，主要解决“程序运行不符合预期情况下的问题定位”。通过采用静态代码桩和缓冲区记录的方式，在桩被执行时，获取事件发生的上下文、系统任务等信息，并记录到缓冲区，帮助开发者了解何时何处发生的什么事件。
该工具以图形界面展示事件详情、CPU占比、内存趋势图、任务切换轨迹等信息。下面是Trace 可视化的4个界面：
- 事件信息视图：如图5所示。使用自然语言解释系统何时（时间戳）何处（在哪个CPU的那个任务中）发生的具体事件。
图5 时间信息视图
- 任务轨迹视图：如图6所示。以系统时间为纵坐标，展示任务切换的轨迹，如图，不同颜色表示不同的任务，不同色块的迁移对应一次任务切换，点击色块会显示导致任务切换的原因，色块的长度对应其运行的时长。
图6 任务轨迹视图
- CPU负载视图：如图7所示。统计任意时间段内的任务执行cpu占比，不同颜色对应不同的任务。
图7 CPU负载视图
- 内存监控视图：如图8所示。以系统时间为横坐标，展示随时间变化的系统内存使用情况。
图8 内存监控视图
使用该工具可帮助开发者清晰的了解系统运行的轨迹，更好的理解系统、辅助定位死机死锁问题。
5. 轻量级内存检测工具
轻量级内存检测工具，主要解决“一键定位内存问题”。该工具基于影子内存映射和标记的原理，可快速解决内存越界访问、释放后访问、多重释放等疑难杂症，并且在检测到错误后实时打印回溯栈。如图9所示，轻量级内存检测工具结合backtrace，快速一键式定位问题代码段。
图9 定位到出错的代码行号
使用该工具可帮助开发者根据回溯栈一键定位到出错的代码行号。
以上就是本期全部内容，相信五大法宝定能让你在鸿蒙智联设备开发的道路上披荆斩棘，赶快点击下方链接下载试用吧！
HUAWEI DevEco Device Tool 3.0 Beta1下载链接：
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