CN104765685A - 一种内核进程图形化分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种内核进程图形化分析方法，以不同颜色的波形显示内核进程的运行状态。所述方法包括如下步骤：(1)载入标准的内核Ftrace Log文件；(2)对载入的Ftrace Log文件内容进行分析，如果发现内容格式不匹配则提示出错并要求重新载入；(3)解析Ftrace Log文件，生成内核进程、软中断、硬中断各自的运行状态文件；(4)以各个运行状态文件为基础，转换运行状态数据为波形数据，以不同颜色的波形显示在监视时间窗口内核进程、软中断、硬中断各自的运行状况，并以表格形式显示进程、软中断、硬中断运行时间百分比。本发明提出的内核进程图形化分析方法，可提高分析由内核进程、软中断、硬中断的异常执行而引起的***问题的效率。

Description

一种内核进程图形化分析方法

技术领域

本发明属于计算机技术领域，涉及一种内核进行分析方法，尤其涉及一种内核进程图形化分析方法。

背景技术

随着Android智能手机的普及，Linux Kernel被广泛用于手机操作***内核。随着手机功能越来越强大，安装的APK越来越多，手机***的功耗问题，运行效率问题，越来越受到人们的关注。而这些***问题与内核进程的运行状况密不可分，要分析这些问题，往往会牵扯到对内核进程的分析。

Linux Kernel本身提供了一种内核进程分析工具，但只能生成文本文件Ftrace Log，并且其中的Log精确到微秒级，通过阅读这个庞大文本文件来描绘出测试时间段内(比如说5分钟)某个进程的完整运行状态是十分困难和低效的。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的内核进程分析方法，以便克服现有分析方式的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种内核进程图形化分析方法，可提高分析由内核进程、软中断、硬中断的异常执行而引起的***问题的效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种内核进程图形化分析方法，所述方法包括如下步骤：

(1)载入标准的内核Ftrace Log文件；

(2)对载入的Ftrace Log文件内容进行分析，如果发现内容格式不匹配则提示出错并要求重新载入；

(3)逐行读取Ftrace Log文件内容，提取内核时间戳，进程号，进程名称，以及关键字sched_switch,softirq_entry,softirq_exit,irq_handler_entry，irq_handler_exit，进而生成内核进程、软中断、硬中断各自的运行状态文件；

扫描加载的Ftrace文件头中是否包含TASK-PID/CPU#/TIMESTAMP/FUNCTION关键词，如果没有则说明加载的文件不是Ftrace文件，需要用户重新加载；

扫描Ftrace文件所包含的进程，软/硬中断，生成进程列表，并依据该进程列表，重新扫描Ftrace文件生成各个进程的运行状态中间文件；

(4)以各个运行状态文件为基础，转换运行状态数据为波形数据，以不同颜色的波形显示在监视时间窗口内核进程、软中断、硬中断各自的运行状况，并以表格形式显示进程、软中断、硬中断运行时间百分比；

根据进程的运行状态中间文件，生成进程的运行状态时间数据结构，根据该数据结构计算出各个进程的运行时间百分比，并在弹出的表格窗口中显示该百分比以及对应的进程名或软/硬中断号；

弹出波形显示窗口，该窗口中含有“进程列表”复选框，当用户在“进程列表”复选框中点选进程后，对应进程的运行状况便以不同颜色的线段显示出来；

波形显示窗口中含有“前进”按键，当用户点击该按键时，波形窗口的起止时间前移，以观察不同时间段内进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“后退”按键，当用户点击该按键时，波形窗口的起止时间后移，以观察不同时间段内进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“放大”按键，当用户点击该按键时，波形窗口网格时间单位变小，以便在更细小的分辨率上观察进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“缩小”按键，当用户点击该按键时，波形窗口网格时间单位变大，以便在更宽广的分辨率上观察进程的运行状况。

一种内核进程图形化分析方法，以不同颜色的波形显示内核进程的运行状态。

作为本发明的一种优选方案，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、载入标准的内核Ftrace Log文件；

步骤S2、对载入的Ftrace Log文件内容进行分析，如果发现内容格式不匹配则提示出错并要求重新载入；

步骤S3、解析Ftrace Log文件，生成内核进程、软中断、硬中断各自的运行状态文件；

步骤S4、以各个运行状态文件为基础，转换运行状态数据为波形数据，以不同颜色的波形显示在监视时间窗口内核进程、软中断、硬中断各自的运行状况，并以表格形式显示进程、软中断、硬中断运行时间百分比。

作为本发明的一种优选方案，步骤S3中，扫描加载的Ftrace文件头中是否包含TASK-PID/CPU#/TIMESTAMP/FUNCTION关键词，如果没有则说明加载的文件不是Ftrace文件，需要用户重新加载。

作为本发明的一种优选方案，步骤S3中，扫描Ftrace文件所包含的进程，软/硬中断，生成进程列表，并依据该进程列表，重新扫描Ftrace文件生成各个进程的运行状态中间文件。

作为本发明的一种优选方案，步骤S4中，根据进程的运行状态中间文件，生成进程的运行状态时间数据结构，根据该数据结构计算出各个进程的运行时间百分比，并在弹出的表格窗口中显示该百分比以及对应的进程名或软/硬中断号。

作为本发明的一种优选方案，步骤S4中，弹出波形显示窗口，该窗口中含有“进程列表”复选框，当用户在“进程列表”复选框中点选进程后，对应进程的运行状况便以不同颜色的线段显示出来；其中黄色线条代表进程处于Runing状态，青色线条代表进程处于Runnable状态，绿色线条代表进程处于Uninterruptable Sleep状态，蓝色线条代表进程处于Interruptable Sleep状态。

作为本发明的一种优选方案，步骤S4中，波形显示窗口中含有“前进”按键，当用户点击该按键时，波形窗口的起止时间前移，以观察不同时间段内进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“后退”按键，当用户点击该按键时，波形窗口的起止时间后移，以观察不同时间段内进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“放大”按键，当用户点击该按键时，波形窗口网格时间单位变小，以便在更细小的分辨率上观察进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“缩小”按键，当用户点击该按键时，波形窗口网格时间单位变大，以便在更宽广的分辨率上观察进程的运行状况。

作为本发明的一种优选方案，所述方法包括主控窗口的控制方法，具体包括：

步骤101，初始化主控窗口变量，定义“载入”，“转换”，“帮助”三个按键以及它们的点击回调函数，显示主控窗口；

步骤102，如果“载入”按键被点击，则执行步骤103；否则，继续等待用户输入事件；

步骤103，弹出文件对话框供用户选择Ftrace文件；

步骤104，检查用户选择的文件是否是Ftrace文件，如果是的话，则执行步骤105；否则，打开“载入”按键，等待用户重新载入文件；

步骤105，如果“转换”按键被点击，则执行步骤106；否则，继续等待用户输入事件；

步骤106，由用户载入的Ftrace文件解析出进程名称以及PID号，软中断及硬中断的中断号，并生成一个进程列表；

步骤107，由Ftrace文件以及进程列表，分别生成进程、软中断、硬中断各自的运行状态中间文件；

步骤108，由进程、软中断、硬中断各自的运行状态中间文件，生成进程、软中断、硬中断的总的运行状态时间数据结构；

步骤109，初始化波形显示窗口变量，定义“前进”，“后退”，“放大”，“缩小”四个按键及回调函数，显示波形视窗和“进程列表”复选框，显示网格的单位时间，Ftrace的起止时间点；

步骤110，根据进程的运行状态时间数据结构以及Ftrace的起止时间点，计算出各个进程运行时间百分比，精确到小数点后三位，并弹出表格窗口显示进程名及PID或是软/硬中断号，以及对应的百分比；

步骤111，波形显示窗口已弹出，响应用户对该界面上的按键的点击。

作为本发明的一种优选方案，所述方法包括波形显示窗口的控制方法，具体包括：

步骤201，响应波形显示窗口中的用户事件并刷新相应的窗口；

步骤202，如果“进程列表”复选框有被点击，则执行步骤203；否则，继续等待用户输入事件；

步骤203，由进程状态时间数据结构和波形显示窗口的起止时间点，画出用户选定的进程的波形，进程的不同运行状态由不同颜色的线条来表示；

步骤204，如果“前进”按键有被点击，则执行步骤205；否则，继续等待用户输入事件；

步骤205，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形；

步骤206，如果“后退”按键有被点击，则执行步骤207；否则，继续等待用户输入事件；

步骤207，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形；

步骤208，如果“放大”按键有被点击，则执行步骤209；否则，继续等待用户输入事件；

步骤209，以要放大的时间点为中心，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形；

步骤210，如果“缩小”按键有被点击，则执行步骤211；否则，继续等待用户输入事件；

步骤211，以要缩小的时间点为中心，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形。

本发明的有益效果在于：本发明提出的内核进程图形化分析方法，以FtraceLog为基础，以波形方式来显示进程在整个测试时间段内的运行状态，可提高分析由内核进程、软中断、硬中断的异常执行而引起的***问题的效率，从而极大提高内核进程的分析效率。

附图说明

图1为本发明实施例的主控窗口的软件流程图。

图2为本发明实施例的波形显示窗口的软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

本发明揭示了一种内核进程图形化分析方法，以不同颜色的波形显示内核进程的运行状态。所述方法包括如下步骤：

步骤(1)载入标准的内核Ftrace Log文件；

步骤(2)对载入的Ftrace Log文件内容进行分析，如果发现内容格式不匹配则提示出错并要求重新载入；

步骤(3)解析Ftrace Log文件，生成内核进程、软中断、硬中断各自的运行状态文件。具体解析方式为：逐行读取Ftrace Log文件内容，提取内核时间戳，进程号，进程名称，以及关键字sched_switch,softirq_entry,softirq_exit,irq_handler_entry，irq_handler_exit。

扫描加载的Ftrace文件头中是否包含TASK-PID/CPU#/TIMESTAMP/FUNCTION关键词，如果没有则说明加载的文件不是Ftrace文件，需要用户重新加载。

扫描Ftrace文件所包含的进程、软/硬中断，生成进程列表，并依据该进程列表，重新扫描Ftrace文件生成各个进程的运行状态中间文件。

步骤(4)以各个运行状态文件为基础，转换运行状态数据为波形数据，以不同颜色的波形显示在监视时间窗口内核进程、软中断、硬中断各自的运行状况，其中黄色线条代表进程处于Runing状态，青色线条代表进程处于Runnable状态，绿色线条代表进程处于Uninterruptable Sleep状态，蓝色线条代表进程处于Interruptable Sleep状态；并以表格形式显示进程、软中断、硬中断运行时间百分比。

根据进程的运行状态中间文件，生成进程的运行状态时间数据结构，根据该数据结构计算出各个进程的运行时间百分比，并在弹出的表格窗口中显示该百分比以及对应的进程名或软/硬中断号。

弹出波形显示窗口，该窗口中含有“进程列表”复选框，当用户在“进程列表”复选框中点选进程后，对应进程的运行状况便以不同颜色的线段显示出来。

实施例二

如图1所示，为本发明实施例中主控窗口的软件流程图，包括如下步骤：

步骤101，初始化主控窗口变量，定义“载入”，“转换”，“帮助”三个按键以及它们的点击回调函数，显示主控窗口；

步骤102，如果“载入”按键被点击，则执行步骤103；否则，继续等待用户输入事件；

步骤103，弹出文件对话框供用户选择Ftrace文件；

步骤104，检查用户选择的文件是否是Ftrace文件，如果是的话，则执行步骤105；否则，打开“载入”按键，等待用户重新载入文件；

步骤105，如果“转换”按键被点击，则执行步骤106；否则，继续等待用户输入事件；

步骤106，由用户载入的Ftrace文件解析出进程名称以及PID号，软中断及硬中断的中断号，并生成一个进程列表；

步骤107，由Ftrace文件以及进程列表，分别生成进程、软中断、硬中断各自的运行状态中间文件；

步骤108，由进程、软中断、硬中断各自的运行状态中间文件，生成进程、软中断、硬中断的总的运行状态时间数据结构；

步骤109，初始化波形显示窗口变量，定义“前进”，“后退”，“放大”，“缩小”四个按键及回调函数，显示波形视窗和“进程列表”复选框，显示网格的单位时间，Ftrace的起止时间点；

步骤110，根据进程的运行状态时间数据结构以及Ftrace的起止时间点，计算出各个进程运行时间百分比(精确到小数点后三位)，并弹出表格窗口显示进程名及PID或是软/硬中断号，以及对应的百分比；

步骤111，波形显示窗口已弹出，响应用户对该界面上的按键的点击。

如图2所示，为本发明实施例中波形显示窗口的软件流程图，具体包括如下步骤：

步骤201，响应波形显示窗口中的用户事件并刷新相应的窗口；

步骤202，如果“进程列表”复选框有被点击，则执行步骤203；否则，继续等待用户输入事件；

步骤203，由进程状态时间数据结构和波形显示窗口的起止时间点，画出用户选定的进程的波形，进程的不同运行状态由不同颜色的线条来表示；

步骤204，如果“前进”按键有被点击，则执行步骤205；否则，继续等待用户输入事件；

步骤205，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形；

步骤206，如果“后退”按键有被点击，则执行步骤207；否则，继续等待用户输入事件；

步骤207，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形；

步骤208，如果“放大”按键有被点击，则执行步骤209；否则，继续等待用户输入事件；

步骤209，以要放大的时间点为中心，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形；

步骤210，如果“缩小”按键有被点击，则执行步骤211；否则，继续等待用户输入事件；

步骤211，以要缩小的时间点为中心，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形。

综上所述，本发明提出的内核进程图形化分析方法，以Ftrace Log为基础，以波形方式来显示进程在整个测试时间段内的运行状态，可提高分析由内核进程、软中断、硬中断的异常执行而引起的***问题的效率，从而极大提高内核进程的分析效率。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种内核进程图形化分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)载入标准的内核Ftrace Log文件；

(2)对载入的Ftrace Log文件内容进行分析，如果发现内容格式不匹配则提示出错并要求重新载入；

(3)逐行读取Ftrace Log文件内容，提取内核时间戳，进程号，进程名称，以及关键字sched_switch,softirq_entry,softirq_exit,irq_handler_entry,irq_handler_exit，进而生成内核进程、软中断、硬中断各自的运行状态文件；

扫描加载的Ftrace文件头中是否包含TASK-PID/CPU#/TIMESTAMP/FUNCTION关键词，如果没有则说明加载的文件不是Ftrace文件，需要用户重新加载；

扫描Ftrace文件所包含的进程，软/硬中断，生成进程列表，并依据该进程列表，重新扫描Ftrace文件生成各个进程的运行状态中间文件；

(4)以各个运行状态文件为基础，转换运行状态数据为波形数据，以不同颜色的波形显示在监视时间窗口内核进程、软中断、硬中断各自的运行状况，并以表格形式显示进程、软中断、硬中断运行时间百分比；

根据进程的运行状态中间文件，生成进程的运行状态时间数据结构，根据该数据结构计算出各个进程的运行时间百分比，并在弹出的表格窗口中显示该百分比以及对应的进程名或软/硬中断号；

弹出波形显示窗口，该窗口中含有“进程列表”复选框，当用户在“进程列表”复选框中点选进程后，对应进程的运行状况便以不同颜色的线段显示出来；

波形显示窗口中含有“前进”按键，当用户点击该按键时，波形窗口的起止时间前移，以观察不同时间段内进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“后退”按键，当用户点击该按键时，波形窗口的起止时间后移，以观察不同时间段内进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“放大”按键，当用户点击该按键时，波形窗口网格时间单位变小，以便在更细小的分辨率上观察进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“缩小”按键，当用户点击该按键时，波形窗口网格时间单位变大，以便在更宽广的分辨率上观察进程的运行状况。

2.一种内核进程图形化分析方法，其特征在于，以不同颜色的波形显示内核进程的运行状态。

3.根据权利要求2所述的内核进程图形化分析方法，其特征在于：

所述方法包括如下步骤：

步骤S1、载入标准的内核Ftrace Log文件；

步骤S2、对载入的Ftrace Log文件内容进行分析，如果发现内容格式不匹配则提示出错并要求重新载入；

步骤S3、解析Ftrace Log文件，生成内核进程、软中断、硬中断各自的运行状态文件；

步骤S4、以各个运行状态文件为基础，转换运行状态数据为波形数据，以不同颜色的波形显示在监视时间窗口内核进程、软中断、硬中断各自的运行状况；并以表格形式统计进程、软中断、硬中断运行时间百分比。

4.根据权利要求3所述的内核进程图形化分析方法，其特征在于：

步骤S3中，扫描加载的Ftrace文件头中是否包含TASK-PID/CPU#/TIMESTAMP/FUNCTION关键词，如果没有则说明加载的文件不是Ftrace文件，需要用户重新加载。

5.根据权利要求3所述的内核进程图形化分析方法，其特征在于：

步骤S3中，扫描Ftrace文件所包含的进程，软/硬中断，生成进程列表，并依据该进程列表，重新扫描Ftrace文件生成各个进程的运行状态中间文件。

6.根据权利要求3所述的内核进程图形化分析方法，其特征在于：

步骤S4中，根据进程的运行状态中间文件，生成进程的运行状态时间数据结构，根据该数据结构计算出各个进程的运行时间百分比，并在弹出的表格窗口中显示该百分比以及对应的进程名或软/硬中断号。

7.根据权利要求3所述的内核进程图形化分析方法，其特征在于：

步骤S4中，弹出波形显示窗口，该窗口中含有“进程列表”复选框，当用户在“进程列表”复选框中点选进程后，对应进程的运行状况便以不同颜色的线段显示出来；

其中黄色线条代表进程处于Runing状态，青色线条代表进程处于Runnable状态，绿色线条代表进程处于Uninterruptable Sleep状态，蓝色线条代表进程处于Interruptable Sleep状态。

8.根据权利要求3所述的内核进程图形化分析方法，其特征在于：

步骤S4中，波形显示窗口中含有“前进”按键，当用户点击该按键时，波形窗口的起止时间前移，以观察不同时间段内进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“后退”按键，当用户点击该按键时，波形窗口的起止时间后移，以观察不同时间段内进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“放大”按键，当用户点击该按键时，波形窗口网格时间单位变小，以便在更细小的分辨率上观察进程的运行状况；

波形显示窗口中含有“缩小”按键，当用户点击该按键时，波形窗口网格时间单位变大，以便在更宽广的分辨率上观察进程的运行状况。

9.根据权利要求3所述的内核进程图形化分析方法，其特征在于：

所述方法包括主控窗口的控制方法，具体包括：

步骤101，初始化主控窗口变量，定义“载入”，“转换”，“帮助”三个按键以及它们的点击回调函数，显示主控窗口；

步骤102，如果“载入”按键被点击，则执行步骤103；否则，继续等待用户输入事件；

步骤103，弹出文件对话框供用户选择Ftrace文件；

步骤104，检查用户选择的文件是否是Ftrace文件，如果是的话，则执行步骤105；否则，打开“载入”按键，等待用户重新载入文件；

步骤105，如果“转换”按键被点击，则执行步骤106；否则，继续等待用户输入事件；

步骤106，由用户载入的Ftrace文件解析出进程名称以及PID号，软中断及硬中断的中断号，并生成一个进程列表；

步骤107，由Ftrace文件以及进程列表，分别生成进程、软中断、硬中断各自的运行状态中间文件；

步骤108，由进程、软中断、硬中断各自的运行状态中间文件，生成进程、软中断、硬中断的总的运行状态时间数据结构；

步骤109，初始化波形显示窗口变量，定义“前进”，“后退”，“放大”，“缩小”四个按键及回调函数，显示波形视窗和“进程列表”复选框，显示网格的单位时间，Ftrace的起止时间点；

步骤110，根据进程的运行状态时间数据结构以及Ftrace的起止时间点，计算出各个进程运行时间百分比，精确到小数点后三位，并弹出表格窗口显示进程名及PID或是软/硬中断号，以及对应的百分比；

步骤111，波形显示窗口已弹出，响应用户对该界面上的按键的点击。

10.根据权利要求3所述的内核进程图形化分析方法，其特征在于：

所述方法包括波形显示窗口的控制方法，具体包括：

步骤201，响应波形显示窗口中的用户事件并刷新相应的窗口；

步骤202，如果“进程列表”复选框有被点击，则执行步骤203；否则，继续等待用户输入事件；

步骤203，由进程状态时间数据结构和波形显示窗口的起止时间点，画出用户选定的进程的波形，进程的不同运行状态由不同颜色的线条来表示；

步骤204，如果“前进”按键有被点击，则执行步骤205；否则，继续等待用户输入事件；

步骤205，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形；

步骤206，如果“后退”按键有被点击，则执行步骤207；否则，继续等待用户输入事件；

步骤207，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形；

步骤208，如果“放大”按键有被点击，则执行步骤209；否则，继续等待用户输入事件；

步骤209，以要放大的时间点为中心，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形；

步骤210，如果“缩小”按键有被点击，则执行步骤211；否则，继续等待用户输入事件；

步骤211，以要缩小的时间点为中心，重新计算波形显示窗口的起止时间点，并根据进程状态时间数据结构和用户所选的进程，重画出波形。