a2cb914ecc8824e5e8d1d8aa479700fde1eee721
[mono.git] / man / mprof-report.1
1 .de Sp
2 .if t .sp .5v
3 .if n .sp
4 ..
5 .TH mprof-report 1 ""
6 .SH The Mono log profiler
7 .PP
8 The Mono \f[I]log\f[] profiler can be used to collect a lot of
9 information about a program running in the Mono runtime.
10 This data can be used (both while the process is running and later)
11 to do analyses of the program behaviour, determine resource usage,
12 performance issues or even look for particular execution patterns.
13 .PP
14 This is accomplished by logging the events provided by the Mono
15 runtime through the profiling interface and periodically writing
16 them to a file which can be later inspected with the command line
17 \f[I]mprof-report\f[] program or with a GUI (not developed yet).
18 .PP
19 The events collected include (among others):
20 .IP \[bu] 2
21 method enter and leave
22 .IP \[bu] 2
23 object allocation
24 .IP \[bu] 2
25 garbage collection
26 .IP \[bu] 2
27 JIT compilation
28 .IP \[bu] 2
29 metadata loading
30 .IP \[bu] 2
31 lock contention
32 .IP \[bu] 2
33 exceptions
34 .PP
35 In addition, the profiler can periodically collect info about all
36 the objects present in the heap at the end of a garbage collection
37 (this is called heap shot and currently implemented only for the
38 sgen garbage collector).
39 Another available profiler mode is the \f[I]sampling\f[] or
40 \f[I]statistical\f[] mode: periodically the program is sampled and
41 the information about what the program was busy with is saved.
42 This allows to get information about the program behaviour without
43 degrading its performance too much (usually less than 10%).
44 .SS Basic profiler usage
45 .PP
46 The simpler way to use the profiler is the following:
47 .PP
48 \f[B]mono\ --profile=log\ program.exe\f[]
49 .PP
50 At the end of the execution the file \f[I]output.mlpd\f[] will be
51 found in the current directory.
52 A summary report of the data can be printed by running:
53 .PP
54 \f[B]mprof-report\ output.mlpd\f[]
55 .PP
56 With this invocation a huge amount of data is collected about the
57 program execution and collecting and saving this data can
58 significantly slow down program execution.
59 If saving the profiling data is not needed, a report can be
60 generated directly with:
61 .PP
62 \f[B]mono\ --profile=log:report\ program.exe\f[]
63 .PP
64 If the information about allocations is not of interest, it can be
65 excluded:
66 .PP
67 \f[B]mono\ --profile=log:noalloc\ program.exe\f[]
68 .PP
69 On the other hand, if method call timing is not important, while
70 allocations are, the needed info can be gathered with:
71 .PP
72 \f[B]mono\ --profile=log:nocalls\ program.exe\f[]
73 .PP
74 You will still be able to inspect information about the sequence of
75 calls that lead to each allocation because at each object
76 allocation a stack trace is collected if full enter/leave
77 information is not available.
78 .PP
79 To periodically collect heap shots (and exclude method and
80 allocation events) use the following options (making sure you run
81 with the sgen garbage collector):
82 .PP
83 \f[B]mono\ --gc=sgen\ --profile=log:heapshot\ program.exe\f[]
84 .PP
85 To perform a sampling profiler run, use the \f[I]sample\f[] option:
86 .PP
87 \f[B]mono\ --profile=log:sample\ program.exe\f[]
88 .SS Profiler option documentation
89 .PP
90 By default the \f[I]log\f[] profiler will gather all the events
91 provided by the Mono runtime and write them to a file named
92 \f[I]output.mlpd\f[].
93 When no option is specified, it is equivalent to using:
94 .PP
95 \f[B]--profile=log:calls,alloc,output=output.mlpd,maxframes=32,calldepth=100\f[]
96 .PP
97 The following options can be used to modify this default behaviour.
98 Each option is separated from the next by a \f[B],\f[] character,
99 with no spaces and all the options are included after the
100 \f[I]log:\f[] profile module specifier.
101 .IP \[bu] 2
102 \f[I]help\f[]: display concise help info about each available
103 option
104 .IP \[bu] 2
105 \f[I][no]alloc\f[]: \f[I]noalloc\f[] disables collecting object
106 allocation info, \f[I]alloc\f[] enables it if it was disabled by
107 another option like \f[I]heapshot\f[].
108 .IP \[bu] 2
109 \f[I][no]calls\f[]: \f[I]nocalls\f[] disables collecting method
110 enter and leave events.
111 When this option is used at each object allocation and at some
112 other events (like lock contentions and exception throws) a stack
113 trace is collected by default.
114 See the \f[I]maxframes\f[] option to control this behaviour.
115 \f[I]calls\f[] enables method enter/leave events if they were
116 disabled by another option like \f[I]heapshot\f[].
117 .IP \[bu] 2
118 \f[I]heapshot[=MODE]\f[]: collect heap shot data at each major
119 collection.
120 The frequency of the heap shots can be changed with the
121 \f[I]MODE\f[] parameter.
122 When this option is used allocation events and method enter/leave
123 events are not recorded by default: if they are needed, they need
124 to be enabled explicitly.
125 The optional parameter \f[I]MODE\f[] can modify the default heap
126 shot frequency.
127 heapshot can be used multiple times with different modes: in that
128 case a heap shot is taken if either of the conditions are met.
129 MODE can be one of:
130 .RS 2
131 .IP \[bu] 2
132 \f[I]NUM\f[]ms: perform a heap shot if at least \f[I]NUM\f[]
133 milliseconds passed since the last one.
134 .IP \[bu] 2
135 \f[I]NUM\f[]gc: perform a heap shot every \f[I]NUM\f[] major
136 garbage collections
137 .IP \[bu] 2
138 \f[I]ondemand\f[]: perform a heap shot when such a command is sent
139 to the control port
140 .RE
141 .IP \[bu] 2
142 \f[I]sample[=FREQ]\f[]: collect statistical samples of the
143 program behaviour.
144 The default is to collect a 100 times per second (100 Hz) the
145 instruction pointer.
146 This is equivalent to the value \[lq]100\[rq].
147 A value of zero for \f[I]FREQ\f[] effectively disables sampling.
148 .IP \[bu] 2
149 \f[I]maxframes=NUM\f[]: when a stack trace needs to be performed,
150 collect \f[I]NUM\f[] frames at the most.
151 The default is 32.
152 .IP \[bu] 2
153 \f[I]maxsamples=NUM\f[]: stop allocating reusable sample events
154 once \f[I]NUM\f[] events have been allocated (a value of zero for
155 all intents and purposes means unlimited). By default, the value
156 of this setting is the number of CPU cores multiplied by 1000. This
157 is usually a good enough value for typical desktop and mobile apps.
158 If you're losing too many samples due to this default (which is
159 possible in apps with an unusually high amount of threads), you
160 may want to tinker with this value to find a good balance between
161 sample hit rate and performance impact on the app. The way it works
162 is that sample events are enqueued for reuse after they're flushed
163 to the output file; if a thread gets a sampling signal but there are
164 no sample events in the reuse queue and the profiler has reached the
165 maximum number of sample allocations, the sample gets dropped. So a
166 higher number for this setting will increase the chance that a
167 thread is able to collect a sample, but also necessarily means that
168 there will be more work done by the profiler. You can run Mono with
169 the \f[I]--stats\f[] option to see statistics about sample events.
170 .IP \[bu] 2
171 \f[I]calldepth=NUM\f[]: ignore method enter/leave events when the
172 call chain depth is bigger than NUM.
173 .IP \[bu] 2
174 \f[I]zip\f[]: automatically compress the output data in gzip
175 format.
176 .IP \[bu] 2
177 \f[I]output=OUTSPEC\f[]: instead of writing the profiling data to
178 the output.mlpd file, substitute \f[I]%p\f[] in \f[I]OUTSPEC\f[]
179 with the current process id and \f[I]%t\f[] with the current date
180 and time, then do according to \f[I]OUTSPEC\f[]:
181 .RS 2
182 .IP \[bu] 2
183 If \f[I]OUTSPEC\f[] begins with a \f[I]|\f[] character, execute the
184 rest as a program and feed the data to its standard input.
185 .IP \[bu] 2
186 If \f[I]OUTSPEC\f[] begins with a \f[I]#\f[] character, parse the
187 rest as a file descriptor number, and feed the data to this file
188 descriptor.
189 .IP \[bu] 2
190 otherwise write the data the the named file: note that is a file by
191 that name already exists, it is truncated.
192 .RE
193 .IP \[bu] 2
194 \f[I]report\f[]: the profiling data is sent to mprof-report, which
195 will print a summary report.
196 This is equivalent to the option: \f[B]output=mprof-report\ -\f[].
197 If the \f[I]output\f[] option is specified as well, the report will
198 be written to the output file instead of the console.
199 .IP \[bu] 2
200 \f[I]port=PORT\f[]: specify the tcp/ip port to use for the
201 listening command server.
202 Currently not available for windows.
203 This server is started for example when heapshot=ondemand is used:
204 it will read commands line by line.
205 The following commands are available:
206 .RS 2
207 .IP \[bu] 2
208 \f[I]heapshot\f[]: perform a heapshot as soon as possible
209 .RE
210 .IP \[bu] 2
211 \f[I]nocounters\f[]: disables sampling of runtime and performance
212 counters, which is normally done every 1 second.
213 .IP \[bu] 2
214 \f[I]coverage\f[]: collect code coverage data. This implies enabling
215 the \f[I]calls\f[] option.
216 .IP \[bu] 2
217 \f[I]onlycoverage\f[]: can only be used with \f[I]coverage\f[]. This
218 disables most other events so that the profiler mostly only collects
219 coverage data.
220 .RE
221 .SS Analyzing the profile data
222 .PP
223 Currently there is a command line program (\f[I]mprof-report\f[])
224 to analyze the data produced by the profiler.
225 This is ran automatically when the \f[I]report\f[] profiler option
226 is used.
227 Simply run:
228 .PP
229 \f[B]mprof-report\ output.mlpd\f[]
230 .PP
231 to see a summary report of the data included in the file.
232 .SS Trace information for events
233 .PP
234 Often it is important for some events, like allocations, lock
235 contention and exception throws to know where they happened.
236 Or we may want to see what sequence of calls leads to a particular
237 method invocation.
238 To see this info invoke mprof-report as follows:
239 .PP
240 \f[B]mprof-report\ --traces\ output.mlpd\f[]
241 .PP
242 The maximum number of methods in each stack trace can be specified
243 with the \f[I]--maxframes=NUM\f[] option:
244 .PP
245 \f[B]mprof-report\ --traces\ --maxframes=4\ output.mlpd\f[]
246 .PP
247 The stack trace info will be available if method enter/leave events
248 have been recorded or if stack trace collection wasn't explicitly
249 disabled with the \f[I]maxframes=0\f[] profiler option.
250 .PP
251 The \f[I]--traces\f[] option also controls the reverse reference
252 feature in the heapshot report: for each class it reports how many
253 references to objects of that class come from other classes.
254 .SS Sort order for methods and allocations
255 .PP
256 When a list of methods is printed the default sort order is based
257 on the total time spent in the method.
258 This time is wall clock time (that is, it includes the time spent,
259 for example, in a sleep call, even if actual cpu time would be
260 basically 0).
261 Also, if the method has been ran on different threads, the time
262 will be a sum of the time used in each thread.
263 .PP
264 To change the sort order, use the option:
265 .PP
266 \f[B]--method-sort=MODE\f[]
267 .PP
268 where \f[I]MODE\f[] can be:
269 .IP \[bu] 2
270 \f[I]self\f[]: amount of time spent in the method itself and not in
271 its callees
272 .IP \[bu] 2
273 \f[I]calls\f[]: the number of method invocations
274 .IP \[bu] 2
275 \f[I]total\f[]: the total time spent in the method.
276 .PP
277 Object allocation lists are sorted by default depending on the
278 total amount of bytes used by each type.
279 .PP
280 To change the sort order of object allocations, use the option:
281 .PP
282 \f[B]--alloc-sort=MODE\f[]
283 .PP
284 where \f[I]MODE\f[] can be:
285 .IP \[bu] 2
286 \f[I]count\f[]: the number of allocated objects of the given type
287 .IP \[bu] 2
288 \f[I]bytes\f[]: the total number of bytes used by objects of the
289 given type
290 .PP
291 To change the sort order of counters, use the option:
292 .PP
293 \f[B]--counters-sort=MODE\f[]
294 .PP
295 where \f[I]MODE\f[] can be:
296 .IP \[bu] 2
297 \f[I]time\f[]: sort values by time then category
298 .IP \[bu] 2
299 \f[I]category\f[]: sort values by category then time
300 .SS Selecting what data to report
301 .PP
302 The profiler by default collects data about many runtime subsystems
303 and mprof-report prints a summary of all the subsystems that are
304 found in the data file.
305 It is possible to tell mprof-report to only show information about
306 some of them with the following option:
307 .PP
308 \f[B]--reports=R1[,R2...]\f[]
309 .PP
310 where the report names R1, R2 etc.
311 can be:
312 .IP \[bu] 2
313 \f[I]header\f[]: information about program startup and profiler
314 version
315 .IP \[bu] 2
316 \f[I]jit\f[]: JIT compiler information
317 .IP \[bu] 2
318 \f[I]sample\f[]: statistical sampling information
319 .IP \[bu] 2
320 \f[I]gc\f[]: garbage collection information
321 .IP \[bu] 2
322 \f[I]alloc\f[]: object allocation information
323 .IP \[bu] 2
324 \f[I]call\f[]: method profiling information
325 .IP \[bu] 2
326 \f[I]metadata\f[]: metadata events like image loads
327 .IP \[bu] 2
328 \f[I]exception\f[]: exception throw and handling information
329 .IP \[bu] 2
330 \f[I]monitor\f[]: lock contention information
331 .IP \[bu] 2
332 \f[I]thread\f[]: thread information
333 .IP \[bu] 2
334 \f[I]domain\f[]: app domain information
335 .IP \[bu] 2
336 \f[I]context\f[]: remoting context information
337 .IP \[bu] 2
338 \f[I]heapshot\f[]: live heap usage at heap shots
339 .IP \[bu] 2
340 \f[I]counters\f[]: counters samples
341 .IP \[bu] 2
342 \f[I]coverage\f[]: code coverage data
343 .IP \[bu] 2
344 \f[I]stats\f[]: event statistics
345 .PP
346 It is possible to limit some of the data displayed to a timeframe
347 of the program execution with the option:
348 .PP
349 \f[B]--time=FROM-TO\f[]
350 .PP
351 where \f[I]FROM\f[] and \f[I]TO\f[] are seconds since application
352 startup (they can be floating point numbers).
353 .PP
354 Another interesting option is to consider only events happening on
355 a particular thread with the following option:
356 .PP
357 \f[B]--thread=THREADID\f[]
358 .PP
359 where \f[I]THREADID\f[] is one of the numbers listed in the thread
360 summary report (or a thread name when present).
361 .PP
362 By default long lists of methods or other information like object
363 allocations are limited to the most important data.
364 To increase the amount of information printed you can use the
365 option:
366 .PP
367 \f[B]--verbose\f[]
368 .SS Track individual objects
369 .PP
370 Instead of printing the usual reports from the profiler data, it is
371 possible to track some interesting information about some specific
372 object addresses.
373 The objects are selected based on their address with the
374 \f[I]--track\f[] option as follows:
375 .PP
376 \f[B]--track=0xaddr1[,0xaddr2,...]\f[]
377 .PP
378 The reported info (if available in the data file), will be class
379 name, size, creation time, stack trace of creation (with the
380 \f[I]--traces\f[] option), etc.
381 If heapshot data is available it will be possible to also track
382 what other objects reference one of the listed addresses.
383 .PP
384 The object addresses can be gathered either from the profiler
385 report in some cases (like in the monitor lock report), from the
386 live application or they can be selected with the
387 \f[I]--find=FINDSPEC\f[] option.
388 FINDSPEC can be one of the following:
389 .IP \[bu] 2
390 \f[I]S:SIZE\f[]: where the object is selected if its size is at
391 least \f[I]SIZE\f[]
392 .IP \[bu] 2
393 \f[I]T:NAME\f[]: where the object is selected if \f[I]NAME\f[]
394 partially matches its class name
395 .PP
396 This option can be specified multiple times with one of the
397 different kinds of FINDSPEC.
398 For example, the following:
399 .PP
400 \f[B]--find=S:10000\ --find=T:Byte[]\f[]
401 .PP
402 will find all the byte arrays that are at least 10000 bytes in
403 size.
404 .PP
405 Note that with a moving garbage collector the object address can
406 change, so you may need to track the changed address manually.
407 It can also happen that multiple objects are allocated at the same
408 address, so the output from this option can become large.
409 .SS Saving a profiler report
410 .PP
411 By default mprof-report will print the summary data to the console.
412 To print it to a file, instead, use the option:
413 .PP
414 \f[B]--out=FILENAME\f[]
415 .SS Processing code coverage data
416 .PP
417 If you ran the profiler with the \f[I]coverage\f[] option, you can
418 process the collected coverage data into an XML file by running
419 mprof-report like this:
420 .PP
421 \f[B]mprof-report --coverage-out=coverage.xml output.mlpd\f[]
422 .SS Dealing with profiler slowness
423 .PP
424 If the profiler needs to collect lots of data, the execution of the
425 program will slow down significantly, usually 10 to 20 times
426 slower.
427 There are several ways to reduce the impact of the profiler on the
428 program execution.
429 .IP "\f[I]Use the statistical sampling mode\f[]" 4
430 .Sp
431 Statistical sampling allows executing a program under the profiler
432 with minimal performance overhead (usually less than 10%).
433 This mode allows checking where the program is spending most of
434 its execution time without significantly perturbing its behaviour.
435 .IP "\f[I]Collect less data\f[]" 4
436 .Sp
437 Collecting method enter/leave events can be very expensive,
438 especially in programs that perform many millions of tiny calls.
439 The profiler option \f[I]nocalls\f[] can be used to avoid
440 collecting this data or it can be limited to only a few call levels
441 with the \f[I]calldepth\f[] option.
442 .Sp
443 Object allocation information is expensive as well, though much
444 less than method enter/leave events.
445 If it's not needed, it can be skipped with the \f[I]noalloc\f[]
446 profiler option.
447 Note that when method enter/leave events are discarded, by default
448 stack traces are collected at each allocation and this can be
449 expensive as well.
450 The impact of stack trace information can be reduced by setting a
451 low value with the \f[I]maxframes\f[] option or by eliminating them
452 completely, by setting it to 0.
453 .Sp
454 The other major source of data is the \f[I]heapshot\f[] profiler
455 option: especially if the managed heap is big, since every object
456 needs to be inspected.
457 The \f[I]MODE\f[] parameter of the \f[I]heapshot\f[] option can be
458 used to reduce the frequency of the heap shots.
459 .SS Dealing with the size of the data files
460 .PP
461 When collecting a lot of information about a profiled program, huge
462 data files can be generated.
463 There are a few ways to minimize the amount of data, for example by
464 not collecting some of the more space-consuming information or by
465 compressing the information on the fly or by just generating a
466 summary report.
467 .IP "\f[I]Reducing the amount of data\f[]" 4
468 .Sp
469 Method enter/leave events can be excluded completely with the
470 \f[I]nocalls\f[] option or they can be limited to just a few levels
471 of calls with the \f[I]calldepth\f[] option.
472 For example, the option:
473 .Sp
474 \f[B]calldepth=10\f[]
475 .Sp
476 will ignore the method events when there are more than 10 managed
477 stack frames.
478 This is very useful for programs that have deep recursion or for
479 programs that perform many millions of tiny calls deep enough in
480 the call stack.
481 The optimal number for the calldepth option depends on the program
482 and it needs to be balanced between providing enough profiling
483 information and allowing fast execution speed.
484 .Sp
485 Note that by default, if method events are not recorded at all, the
486 profiler will collect stack trace information at events like
487 allocations.
488 To avoid gathering this data, use the \f[I]maxframes=0\f[] profiler
489 option.
490 .Sp
491 Allocation events can be eliminated with the \f[I]noalloc\f[]
492 option.
493 .Sp
494 Heap shot data can also be huge: by default it is collected at each
495 major collection.
496 To reduce the frequency, you can specify a heapshot mode: for
497 example to collect every 5 collections (including major and minor):
498 .Sp
499 \f[B]heapshot=5gc\f[]
500 .Sp
501 or when at least 5 seconds passed since the last heap shot:
502 .Sp
503 \f[B]heapshot=5000ms\f[]
504 .IP "\f[I]Compressing the data\f[]" 4
505 .Sp
506 To reduce the amout of disk space used by the data, the data can be
507 compressed either after it has been generated with the gzip
508 command:
509 .Sp
510 \f[B]gzip\ -9\ output.mlpd\f[]
511 .Sp
512 or it can be compressed automatically by using the \f[I]zip\f[]
513 profiler option.
514 Note that in this case there could be a significant slowdown of the
515 profiled program.
516 .Sp
517 The mprof-report program will tranparently deal with either
518 compressed or uncompressed data files.
519 .IP "\f[I]Generating only a summary report\f[]" 4
520 .Sp
521 Often it's enough to look at the profiler summary report to
522 diagnose an issue and in this case it's possible to avoid saving
523 the profiler data file to disk.
524 This can be accomplished with the \f[I]report\f[] profiler option,
525 which will basically send the data to the mprof-report program for
526 display.
527 .Sp
528 To have more control of what summary information is reported (or to
529 use a completely different program to decode the profiler data),
530 the \f[I]output\f[] profiler option can be used, with \f[B]|\f[] as
531 the first character: the rest of the output name will be executed
532 as a program with the data fed in on the standard input.
533 .Sp
534 For example, to print only the Monitor summary with stack trace
535 information, you could use it like this:
536 .Sp
537 \f[B]output=|mprof-report\ --reports=monitor\ --traces\ -\f[]
538 .SH WEB SITE
539 http://www.mono-project.com/docs/debug+profile/profile/profiler/
540 .SH SEE ALSO
541 .PP
542 mono(1)
543 .SH AUTHORS
544 Paolo Molaro, Alex Rønne Petersen