Add test-wrench target to bring runtime tests back to life.
[mono-project.git] / man / mprof-report.1
blobde40af60d8ea88d0ae94ae42420f5a42295a8e6f
1 .TH mprof-report 1 "" 
2 .SH The Mono log profiler
3 .PP
4 The Mono \f[I]log\f[] profiler can be used to collect a lot of
5 information about a program running in the Mono runtime.
6 This data can be used (both while the process is running and later)
7 to do analyses of the program behaviour, determine resource usage,
8 performance issues or even look for particular execution patterns.
9 .PP
10 This is accomplished by logging the events provided by the Mono
11 runtime through the profiling interface and periodically writing
12 them to a file which can be later inspected with the command line
13 \f[I]mprof-report\f[] program or with a GUI (not developed yet).
14 .PP
15 The events collected include (among others):
16 .IP \[bu] 2
17 method enter and leave
18 .IP \[bu] 2
19 object allocation
20 .IP \[bu] 2
21 garbage collection
22 .IP \[bu] 2
23 JIT compilation
24 .IP \[bu] 2
25 metadata loading
26 .IP \[bu] 2
27 lock contention
28 .IP \[bu] 2
29 exceptions
30 .PP
31 In addition, the profiler can periodically collect info about all
32 the objects present in the heap at the end of a garbage collection
33 (this is called heap shot and currently implemented only for the
34 sgen garbage collector).
35 Another available profiler mode is the \f[I]sampling\f[] or
36 \f[I]statistical\f[] mode: periodically the program is sampled and
37 the information about what the program was busy with is saved.
38 This allows to get information about the program behaviour without
39 degrading its performance too much (usually less than 10%).
40 .SS Basic profiler usage
41 .PP
42 The simpler way to use the profiler is the following:
43 .PP
44 \f[B]mono\ --profile=log\ program.exe\f[]
45 .PP
46 At the end of the execution the file \f[I]output.mlpd\f[] will be
47 found in the current directory.
48 A summary report of the data can be printed by running:
49 .PP
50 \f[B]mprof-report\ output.mlpd\f[]
51 .PP
52 With this invocation a huge amount of data is collected about the
53 program execution and collecting and saving this data can
54 significantly slow down program execution.
55 If saving the profiling data is not needed, a report can be
56 generated directly with:
57 .PP
58 \f[B]mono\ --profile=log:report\ program.exe\f[]
59 .PP
60 If the information about allocations is not of interest, it can be
61 excluded:
62 .PP
63 \f[B]mono\ --profile=log:noalloc\ program.exe\f[]
64 .PP
65 On the other hand, if method call timing is not important, while
66 allocations are, the needed info can be gathered with:
67 .PP
68 \f[B]mono\ --profile=log:nocalls\ program.exe\f[]
69 .PP
70 You will still be able to inspect information about the sequence of
71 calls that lead to each allocation because at each object
72 allocation a stack trace is collected if full enter/leave
73 information is not available.
74 .PP
75 To periodically collect heap shots (and exclude method and
76 allocation events) use the following options (making sure you run
77 with the sgen garbage collector):
78 .PP
79 \f[B]mono\ --gc=sgen\ --profile=log:heapshot\ program.exe\f[]
80 .PP
81 To perform a sampling profiler run, use the \f[I]sample\f[] option:
82 .PP
83 \f[B]mono\ --profile=log:sample\ program.exe\f[]
84 .SS Profiler option documentation
85 .PP
86 By default the \f[I]log\f[] profiler will gather all the events
87 provided by the Mono runtime and write them to a file named
88 \f[I]output.mlpd\f[].
89 When no option is specified, it is equivalent to using:
90 .PP
91 \f[B]--profile=log:calls,alloc,output=output.mlpd,maxframes=8,calldepth=100\f[]
92 .PP
93 The following options can be used to modify this default behaviour.
94 Each option is separated from the next by a \f[B],\f[] character,
95 with no spaces and all the options are included after the
96 \f[I]log:\f[] profile module specifier.
97 .IP \[bu] 2
98 \f[I]help\f[]: display concise help info about each available
99 option
100 .IP \[bu] 2
101 \f[I][no]alloc\f[]: \f[I]noalloc\f[] disables collecting object
102 allocation info, \f[I]alloc\f[] enables it if it was disabled by
103 another option like \f[I]heapshot\f[].
104 .IP \[bu] 2
105 \f[I][no]calls\f[]: \f[I]nocalls\f[] disables collecting method
106 enter and leave events.
107 When this option is used at each object allocation and at some
108 other events (like lock contentions and exception throws) a stack
109 trace is collected by default.
110 See the \f[I]maxframes\f[] option to control this behaviour.
111 \f[I]calls\f[] enables method enter/leave events if they were
112 disabled by another option like \f[I]heapshot\f[].
113 .IP \[bu] 2
114 \f[I]heapshot[=MODE]\f[]: collect heap shot data at each major
115 collection.
116 The frequency of the heap shots can be changed with the
117 \f[I]MODE\f[] parameter.
118 When this option is used allocation events and method enter/leave
119 events are not recorded by default: if they are needed, they need
120 to be enabled explicitly.
121 The optional parameter \f[I]MODE\f[] can modify the default heap
122 shot frequency.
123 heapshot can be used multiple times with different modes: in that
124 case a heap shot is taken if either of the conditions are met.
125 MODE can be one of:
126 .RS 2
127 .IP \[bu] 2
128 \f[I]NUM\f[]ms: perform a heap shot if at least \f[I]NUM\f[]
129 milliseconds passed since the last one.
130 .IP \[bu] 2
131 \f[I]NUM\f[]gc: perform a heap shot every \f[I]NUM\f[] major
132 garbage collections
133 .IP \[bu] 2
134 \f[I]ondemand\f[]: perform a heap shot when such a command is sent
135 to the control port
137 .IP \[bu] 2
138 \f[I]sample[=TYPE[/FREQ]]\f[]: collect statistical samples of the
139 program behaviour.
140 The default is to collect a 1000 times per second the instruction
141 pointer.
142 This is equivalent to the value \[lq]cycles/1000\[rq] for
143 \f[I]TYPE\f[].
144 On some systems, like with recent Linux kernels, it is possible to
145 cause the sampling to happen for other events provided by the
146 performance counters of the cpu.
147 In this case, \f[I]TYPE\f[] can be one of:
148 .RS 2
149 .IP \[bu] 2
150 \f[I]cycles\f[]: processor cycles
151 .IP \[bu] 2
152 \f[I]instr\f[]: executed instructions
153 .IP \[bu] 2
154 \f[I]cacherefs\f[]: cache references
155 .IP \[bu] 2
156 \f[I]cachemiss\f[]: cache misses
157 .IP \[bu] 2
158 \f[I]branches\f[]: executed branches
159 .IP \[bu] 2
160 \f[I]branchmiss\f[]: mispredicted branches
162 .IP \[bu] 2
163 \f[I]time=TIMER\f[]: use the TIMER timestamp mode.
164 TIMER can have the following values:
165 .RS 2
166 .IP \[bu] 2
167 \f[I]fast\f[]: a usually faster but possibly more inaccurate timer
169 .IP \[bu] 2
170 \f[I]maxframes=NUM\f[]: when a stack trace needs to be performed,
171 collect \f[I]NUM\f[] frames at the most.
172 The default is 8.
173 .IP \[bu] 2
174 \f[I]calldepth=NUM\f[]: ignore method enter/leave events when the
175 call chain depth is bigger than NUM.
176 .IP \[bu] 2
177 \f[I]zip\f[]: automatically compress the output data in gzip
178 format.
179 .IP \[bu] 2
180 \f[I]output=OUTSPEC\f[]: instead of writing the profiling data to
181 the output.mlpd file, substitute \f[I]%p\f[] in \f[I]OUTSPEC\f[]
182 with the current process id and \f[I]%t\f[] with the current date
183 and time, then do according to \f[I]OUTSPEC\f[]:
184 .RS 2
185 .IP \[bu] 2
186 if \f[I]OUTSPEC\f[] begins with a \f[I]|\f[] character, execute the
187 rest as a program and feed the data to its standard input
188 .IP \[bu] 2
189 if \f[I]OUTSPEC\f[] begins with a \f[I]-\f[] character, use the
190 rest of OUTSPEC as the filename, but force overwrite any existing
191 file by that name
192 .IP \[bu] 2
193 otherwise write the data the the named file: note that is a file by
194 that name already exists, a warning is issued and profiling is
195 disabled.
197 .IP \[bu] 2
198 \f[I]report\f[]: the profiling data is sent to mprof-report, which
199 will print a summary report.
200 This is equivalent to the option: \f[B]output=mprof-report\ -\f[].
201 If the \f[I]output\f[] option is specified as well, the report will
202 be written to the output file instead of the console.
203 .IP \[bu] 2
204 \f[I]port=PORT\f[]: specify the tcp/ip port to use for the
205 listening command server.
206 Currently not available for windows.
207 This server is started for example when heapshot=ondemand is used:
208 it will read commands line by line.
209 The following commands are available:
210 .RS 2
211 .IP \[bu] 2
212 \f[I]heapshot\f[]: perform a heapshot as soon as possible
214 .SS Analyzing the profile data
216 Currently there is a command line program (\f[I]mprof-report\f[])
217 to analyze the data produced by the profiler.
218 This is ran automatically when the \f[I]report\f[] profiler option
219 is used.
220 Simply run:
222 \f[B]mprof-report\ output.mlpd\f[]
224 to see a summary report of the data included in the file.
225 .SS Trace information for events
227 Often it is important for some events, like allocations, lock
228 contention and exception throws to know where they happened.
229 Or we may want to see what sequence of calls leads to a particular
230 method invocation.
231 To see this info invoke mprof-report as follows:
233 \f[B]mprof-report\ --traces\ output.mlpd\f[]
235 The maximum number of methods in each stack trace can be specified
236 with the \f[I]\[em]maxframes=NUM\f[] option:
238 \f[B]mprof-report\ --traces\ --maxframes=4\ output.mlpd\f[]
240 The stack trace info will be available if method enter/leave events
241 have been recorded or if stack trace collection wasn't explicitly
242 disabled with the \f[I]maxframes=0\f[] profiler option.
243 Note that the profiler will collect up to 8 frames by default at
244 specific events when the \f[I]nocalls\f[] option is used, so in
245 that case, if more stack frames are required in mprof-report, a
246 bigger value for maxframes when profiling must be used, too.
248 The \f[I]\[em]traces\f[] option also controls the reverse reference
249 feature in the heapshot report: for each class it reports how many
250 references to objects of that class come from other classes.
251 .SS Sort order for methods and allocations
253 When a list of methods is printed the default sort order is based
254 on the total time spent in the method.
255 This time is wall clock time (that is, it includes the time spent,
256 for example, in a sleep call, even if actual cpu time would be
257 basically 0).
258 Also, if the method has been ran on different threads, the time
259 will be a sum of the time used in each thread.
261 To change the sort order, use the option:
263 \f[B]--method-sort=MODE\f[]
265 where \f[I]MODE\f[] can be:
266 .IP \[bu] 2
267 \f[I]self\f[]: amount of time spent in the method itself and not in
268 its callees
269 .IP \[bu] 2
270 \f[I]calls\f[]: the number of method invocations
271 .IP \[bu] 2
272 \f[I]total\f[]: the total time spent in the method.
274 Object allocation lists are sorted by default depending on the
275 total amount of bytes used by each type.
277 To change the sort order of object allocations, use the option:
279 \f[B]--alloc-sort=MODE\f[]
281 where \f[I]MODE\f[] can be:
282 .IP \[bu] 2
283 \f[I]count\f[]: the number of allocated objects of the given type
284 .IP \[bu] 2
285 \f[I]bytes\f[]: the total number of bytes used by objects of the
286 given type
287 .SS Selecting what data to report
289 The profiler by default collects data about many runtime subsystems
290 and mprof-report prints a summary of all the subsystems that are
291 found in the data file.
292 It is possible to tell mprof-report to only show information about
293 some of them with the following option:
295 \f[B]--reports=R1[,R2...]\f[]
297 where the report names R1, R2 etc.
298 can be:
299 .IP \[bu] 2
300 \f[I]header\f[]: information about program startup and profiler
301 version
302 .IP \[bu] 2
303 \f[I]jit\f[]: JIT compiler information
304 .IP \[bu] 2
305 \f[I]sample\f[]: statistical sampling information
306 .IP \[bu] 2
307 \f[I]gc\f[]: garbage collection information
308 .IP \[bu] 2
309 \f[I]alloc\f[]: object allocation information
310 .IP \[bu] 2
311 \f[I]call\f[]: method profiling information
312 .IP \[bu] 2
313 \f[I]metadata\f[]: metadata events like image loads
314 .IP \[bu] 2
315 \f[I]exception\f[]: exception throw and handling information
316 .IP \[bu] 2
317 \f[I]monitor\f[]: lock contention information
318 .IP \[bu] 2
319 \f[I]thread\f[]: thread information
320 .IP \[bu] 2
321 \f[I]heapshot\f[]: live heap usage at heap shots
323 It is possible to limit some of the data displayed to a timeframe
324 of the program execution with the option:
326 \f[B]--time=FROM-TO\f[]
328 where \f[I]FROM\f[] and \f[I]TO\f[] are seconds since application
329 startup (they can be floating point numbers).
331 Another interesting option is to consider only events happening on
332 a particular thread with the following option:
334 \f[B]--thread=THREADID\f[]
336 where \f[I]THREADID\f[] is one of the numbers listed in the thread
337 summary report (or a thread name when present).
339 By default long lists of methods or other information like object
340 allocations are limited to the most important data.
341 To increase the amount of information printed you can use the
342 option:
344 \f[B]--verbose\f[]
345 .SS Track individual objects
347 Instead of printing the usual reports from the profiler data, it is
348 possible to track some interesting information about some specific
349 object addresses.
350 The objects are selected based on their address with the
351 \f[I]\[em]track\f[] option as follows:
353 \f[B]--track=0xaddr1[,0xaddr2,...]\f[]
355 The reported info (if available in the data file), will be class
356 name, size, creation time, stack trace of creation (with the
357 \f[I]\[em]traces\f[] option), etc.
358 If heapshot data is available it will be possible to also track
359 what other objects reference one of the listed addresses.
361 The object addresses can be gathered either from the profiler
362 report in some cases (like in the monitor lock report), from the
363 live application or they can be selected with the
364 \f[I]\[em]find=FINDSPEC\f[] option.
365 FINDSPEC can be one of the following:
366 .IP \[bu] 2
367 \f[I]S:SIZE\f[]: where the object is selected if it's size is at
368 least \f[I]SIZE\f[]
369 .IP \[bu] 2
370 \f[I]T:NAME\f[]: where the object is selected if \f[I]NAME\f[]
371 partially matches its class name
373 This option can be specified multiple times with one of the
374 different kinds of FINDSPEC.
375 For example, the following:
377 \f[B]--find=S:10000\ --find=T:Byte[]\f[]
379 will find all the byte arrays that are at least 10000 bytes in
380 size.
382 Note that with a moving garbage collector the object address can
383 change, so you may need to track the changed address manually.
384 It can also happen that multiple objects are allocated at the same
385 address, so the output from this option can become large.
386 .SS Saving a profiler report
388 By default mprof-report will print the summary data to the console.
389 To print it to a file, instead, use the option:
391 \f[B]--out=FILENAME\f[]
392 .SS Dealing with profiler slowness
394 If the profiler needs to collect lots of data, the execution of the
395 program will slow down significantly, usually 10 to 20 times
396 slower.
397 There are several ways to reduce the impact of the profiler on the
398 program execution.
399 .SS Use the statistical sampling mode
401 Statistical sampling allows executing a program under the profiler
402 with minimal performance overhead (usually less than 10%).
403 This mode allows checking where the program is spending most of
404 it's execution time without significantly perturbing its behaviour.
405 .SS Collect less data
407 Collecting method enter/leave events can be very expensive,
408 especially in programs that perform many millions of tiny calls.
409 The profiler option \f[I]nocalls\f[] can be used to avoid
410 collecting this data or it can be limited to only a few call levels
411 with the \f[I]calldepth\f[] option.
413 Object allocation information is expensive as well, though much
414 less than method enter/leave events.
415 If it's not needed, it can be skipped with the \f[I]noalloc\f[]
416 profiler option.
417 Note that when method enter/leave events are discarded, by default
418 stack traces are collected at each allocation and this can be
419 expensive as well.
420 The impact of stack trace information can be reduced by setting a
421 low value with the \f[I]maxframes\f[] option or by eliminating them
422 completely, by setting it to 0.
424 The other major source of data is the heapshot profiler option:
425 especially if the managed heap is big, since every object needs to
426 be inspected.
427 The \f[I]MODE\f[] parameter of the \f[I]heapshot\f[] option can be
428 used to reduce the frequency of the heap shots.
429 .SS Reduce the timestamp overhead
431 On many operating systems or architectures what actually slows down
432 profiling is the function provided by the system to get timestamp
433 information.
434 The \f[I]time=fast\f[] profiler option can be usually used to speed
435 up this operation, but, depending on the system, time accounting
436 may have some level of approximation (though statistically the data
437 should be still fairly valuable).
438 .SS Dealing with the size of the data files
440 When collecting a lot of information about a profiled program, huge
441 data files can be generated.
442 There are a few ways to minimize the amount of data, for example by
443 not collecting some of the more space-consuming information or by
444 compressing the information on the fly or by just generating a
445 summary report.
446 .SS Reducing the amount of data
448 Method enter/leave events can be excluded completely with the
449 \f[I]nocalls\f[] option or they can be limited to just a few levels
450 of calls with the \f[I]calldepth\f[] option.
451 For example, the option:
453 \f[B]calldepth=10\f[]
455 will ignore the method events when there are more than 10 managed
456 stack frames.
457 This is very useful for programs that have deep recursion or for
458 programs that perform many millions of tiny calls deep enough in
459 the call stack.
460 The optimal number for the calldepth option depends on the program
461 and it needs to be balanced between providing enough profiling
462 information and allowing fast execution speed.
464 Note that by default, if method events are not recorded at all, the
465 profiler will collect stack trace information at events like
466 allocations.
467 To avoid gathering this data, use the \f[I]maxframes=0\f[] profiler
468 option.
470 Allocation events can be eliminated with the \f[I]noalloc\f[]
471 option.
473 Heap shot data can also be huge: by default it is collected at each
474 major collection.
475 To reduce the frequency, you can specify a heapshot mode: for
476 example to collect every 5 collections (including major and minor):
478 \f[B]heapshot=5gc\f[]
480 or when at least 5 seconds passed since the last heap shot:
482 \f[B]heapshot=5000ms\f[]
483 .SS Compressing the data
485 To reduce the amout of disk space used by the data, the data can be
486 compressed either after it has been generated with the gzip
487 command:
489 \f[B]gzip\ -9\ output.mlpd\f[]
491 or it can be compressed automatically by using the \f[I]zip\f[]
492 profiler option.
493 Note that in this case there could be a significant slowdown of the
494 profiled program.
496 The mprof-report program will tranparently deal with either
497 compressed or uncompressed data files.
498 .SS Generating only a summary report
500 Often it's enough to look at the profiler summary report to
501 diagnose an issue and in this case it's possible to avoid saving
502 the profiler data file to disk.
503 This can be accomplished with the \f[I]report\f[] profiler option,
504 which will basically send the data to the mprof-report program for
505 display.
507 To have more control of what summary information is reported (or to
508 use a completely different program to decode the profiler data),
509 the \f[I]output\f[] profiler option can be used, with \f[B]|\f[] as
510 the first character: the rest of the output name will be executed
511 as a program with the data fed in on the standard input.
513 For example, to print only the Monitor summary with stack trace
514 information, you could use it like this:
516 \f[B]output=|mprof-report\ --reports=monitor\ --traces\ -\f[]
517 .SH WEB SITE
518 http://www.mono-project.com/Profiler
519 .SH SEE ALSO
521 mono(1)
522 .SH AUTHORS
523 Paolo Molaro.