本發(fā)明涉及gpu性能分析領域，更具體地，涉及一種gpu驅動性能分析方法。

背景技術：

1、隨著gpu芯片技術的不斷更新，gpu芯片具有強大的計算和圖形渲染能力，在航天航空、人工智能、工業(yè)自動化等領域得到了廣泛的應用。gpu驅動性能對于時間敏感型業(yè)務場景的可靠性、穩(wěn)定性、事件響應時間具有關鍵作用。

2、在gpu驅動性能分析時，目前常用的有以下幾種方法：

3、(1)使用gprof性能分析工具，通過分析gpu應用程序運行時產(chǎn)生的“flatprofile”，可以得到gpu驅動中每個函數(shù)的調用次數(shù)、調用時間、調用關系等；

4、(2)使用perf性能分析工具，可對gpu應用程序進行采樣，記錄采樣的數(shù)據(jù)，并生成火焰圖。通過分析火焰圖頂層的顯示，可直觀的查看gpu驅動函數(shù)的性能狀況。

5、在gpu驅動性能分析的具體實施過程中：發(fā)現(xiàn)基于gprof和perf性能分析工具的分析方法，至少存在如下技術問題：

6、(1)grof和perf性能分析工具主要用于unix和類unix系統(tǒng)，需要系統(tǒng)支持；

7、(2)grof和perf性能分析工具通常讀取操作系統(tǒng)提供的計時器或計數(shù)器來生成時間戳，在高負載系統(tǒng)或者存在時間戳生成延遲的情況下，會影響時間戳的精確性；

8、(3)grof和perf性能分析工具需要在內存中存儲大量的函數(shù)調用棧和計時信息，在低內存的嵌入式環(huán)境中會對系統(tǒng)造成較大影響。

9、由此可見，現(xiàn)有技術受限于目標平臺的系統(tǒng)環(huán)境，需要消耗較大的系統(tǒng)內存，且時間戳的精確性有待提高。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題，提供一種gpu驅動性能分析方法，旨在通過提供更精確的性能分析數(shù)據(jù)，幫助技術人員優(yōu)化gpu性能，提升系統(tǒng)整體性能和用戶體驗。

2、本發(fā)明提供的一種gpu驅動性能分析方法，包括：

3、s1，開辟一塊gpu顯存區(qū)；

4、s2，基于c語言內嵌匯編方式，設計高精度時間戳api，在gpu應用程序的每一個被測函數(shù)的函數(shù)入口位置、函數(shù)返回或退出位置插入高精度時間戳api，生成gpu驅動被測體；

5、s3，加載運行gpu應用程序，動態(tài)采集被測體的性能數(shù)據(jù)，所述性能數(shù)據(jù)為通過插入的高精度時間戳api獲?。?/p>

6、s4，將被測體的性能數(shù)據(jù)存入所述gpu顯存區(qū)中，當所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)滿足保存條件時，暫停運行gpu應用程序，將所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)保存至第一文件系統(tǒng)中；

7、s5，多次重復執(zhí)行s3和s4，將采集的被測體的性能數(shù)據(jù)保存至多個第一文件系統(tǒng)中；

8、s6，關閉gpu應用程序，對每一個第一文件系統(tǒng)中的性能數(shù)據(jù)進行分析，并將數(shù)據(jù)分析結果保存至對應的第二文件系統(tǒng)中。

9、在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以作出如下改進。

10、可選的，所述s2，基于c語言內嵌匯編方式，設計高精度時間戳api，包括：

11、使用c語言內嵌匯編方式，讀取cntfrq寄存器的值和cntpct寄存器的值，設計高精度時間戳api。

12、可選的，所述s3，加載運行gpu應用程序，動態(tài)采集被測體的性能數(shù)據(jù)，所述性能數(shù)據(jù)為通過插入的高精度時間戳api獲取，包括：

13、加載運行gpu應用程序，采用每一個被測函數(shù)的函數(shù)名、函數(shù)入口位置的cpu計數(shù)器值、函數(shù)返回或退出時的cpu計數(shù)器值，生成每一個被測函數(shù)的性能數(shù)據(jù)；

14、將每一個被測函數(shù)的性能數(shù)據(jù)存入所述gpu顯存區(qū)中。

15、可選的，所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)滿足保存條件根據(jù)性能數(shù)據(jù)大小、gpu應用程序的場景和gpu應用程序運行時間調整。

16、可選的，所述s4中，當所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)滿足保存條件時，暫停運行gpu應用程序，將所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)保存至文件系統(tǒng)中，包括：

17、當性能數(shù)據(jù)占滿所述gpu顯存區(qū)的內存空間時，暫停運行gpu應用程序，將所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)保存至第一文件系統(tǒng)中；

18、當gpu應用程序的場景包括多個時，每加載運行一個場景的gpu應用程序時，暫停該場景的gpu應用程序，將該場景的性能數(shù)據(jù)存入所述gpu顯存區(qū)中，并將所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)保存至一個第一文件系統(tǒng)中，不同場景的gpu應用程序對應的性能數(shù)據(jù)存放于不同的第一文件系統(tǒng)中；

19、當gpu應用程序運行時間達到設定運行時長，暫停運行gpu應用程序，將性能數(shù)據(jù)存入所述gpu顯存區(qū)中，并將所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)保存至一個第一文件系統(tǒng)中。

20、可選的，所述s6，關閉gpu應用程序，對每一個第一文件系統(tǒng)中的性能數(shù)據(jù)進行分析，并將數(shù)據(jù)分析結果保存至對應的第二文件系統(tǒng)中，包括：

21、對每一個第一文件系統(tǒng)中的性能數(shù)據(jù)進行分析，統(tǒng)計各被測函數(shù)的執(zhí)行次數(shù)和各被測函數(shù)的運行所需時間，分析并計算出各被測函數(shù)總執(zhí)行時間、平均運行時間、最大運行時間和最短運行時間；

22、按照執(zhí)行總時間對各被測函數(shù)進行排序，將每一個被測函數(shù)的性能數(shù)據(jù)分析結果保存至對應的第二文件系統(tǒng)中。

23、可選的，統(tǒng)計各被測函數(shù)的運行所需時間，包括：

24、通過插入被測函數(shù)的函數(shù)入口位置的高精度時間戳api采集被測函數(shù)入口的cpu計數(shù)器值，以及通過插入被測函數(shù)的函數(shù)返回或退出位置的高精度時間戳api采集函數(shù)返回或退出時的cpu計數(shù)器值；

25、根據(jù)函數(shù)入口的cpu計數(shù)器值、函數(shù)返回或退出時的cpu計數(shù)器值和cpu定時計數(shù)器的頻率，計算被測函數(shù)的運行所需時間。

26、可選的，所述根據(jù)函數(shù)入口的cpu計數(shù)器值、函數(shù)返回或退出時的cpu計數(shù)器值和cpu定時計數(shù)器的頻率，計算被測函數(shù)的運行所需時間，包括：

27、

28、其中，t為被測函數(shù)的運行所需時間，單位為毫秒，tick2為函數(shù)返回或退出時的cpu計數(shù)器值，tick1為函數(shù)入口的cpu計數(shù)器值，freq為cpu定時計數(shù)器的頻率。

29、本發(fā)明提供的一種gpu驅動性能分析方法，設計的高精度時間戳api，不依賴操作系統(tǒng)；在cpu上電后，可精確采集到每一個函數(shù)入口位置和函數(shù)返回或退出位置的時間戳，提高代碼執(zhí)行效率，計算出的時間戳信息可精確到納秒級。本發(fā)明將采集的gpu驅動的性能信息存儲到顯存中，不占用系統(tǒng)內存，減少對gpu驅動程序、系統(tǒng)本身的影響；在性能數(shù)據(jù)采集時，可根據(jù)需求，分階段采集、分析gpu驅動程序的性能數(shù)據(jù)，精準定位gpu驅動瓶頸位置，提高技術人員的工作效率。

技術特征：

1.一種gpu驅動性能分析方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的gpu驅動性能分析方法，其特征在于，所述s2，基于c語言內嵌匯編方式，設計高精度時間戳api，包括：

3.根據(jù)權利要求1所述的gpu驅動性能分析方法，其特征在于，所述s3，加載運行gpu應用程序，動態(tài)采集被測體的性能數(shù)據(jù)，所述性能數(shù)據(jù)為通過插入的高精度時間戳api獲取，包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的gpu驅動性能分析方法，其特征在于，所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)滿足保存條件根據(jù)性能數(shù)據(jù)大小、gpu應用程序的場景和gpu應用程序運行時間調整。

5.根據(jù)權利要求4所述的gpu驅動性能分析方法，其特征在于，所述s4中，當所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)滿足保存條件時，暫停運行gpu應用程序，將所述gpu顯存區(qū)中的性能數(shù)據(jù)保存至文件系統(tǒng)中，包括：

6.根據(jù)權利要求1所述的gpu驅動性能分析方法，其特征在于，所述s6，關閉gpu應用程序，對每一個第一文件系統(tǒng)中的性能數(shù)據(jù)進行分析，并將數(shù)據(jù)分析結果保存至對應的第二文件系統(tǒng)中，包括：

7.根據(jù)權利要求6所述的gpu驅動性能分析方法，其特征在于，統(tǒng)計各被測函數(shù)的運行所需時間，包括：

8.根據(jù)權利要求7所述的gpu驅動性能分析方法，其特征在于，所述根據(jù)函數(shù)入口的cpu計數(shù)器值、函數(shù)返回或退出時的cpu計數(shù)器值和cpu定時計數(shù)器的頻率，計算被測函數(shù)的運行所需時間，包括：

技術總結
本發(fā)明提供一種GPU驅動性能分析方法，設計的高精度時間戳API，不依賴操作系統(tǒng)；在CPU上電后，可精確采集到每一個函數(shù)入口位置和函數(shù)返回或退出位置的時間戳，提高代碼執(zhí)行效率，計算出的時間戳信息可精確到納秒級。本發(fā)明將采集的GPU驅動的性能信息存儲到顯存中，不占用系統(tǒng)內存，減少對GPU驅動程序、系統(tǒng)本身的影響；在性能數(shù)據(jù)采集時，可根據(jù)需求，分階段采集、分析GPU驅動程序的性能數(shù)據(jù)，精準定位GPU驅動瓶頸位置，提高技術人員的工作效率。

技術研發(fā)人員：趙云,羅徐軍,甘乾煜,王鑫川,汪鑫,李岳
受保護的技術使用者：武漢凌久微電子有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19