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  30 .\" SUCH DAMAGE.
  31 .\"
  32 .\"     @(#)profiling.me        8.1 (Berkeley) 6/8/93
  33 .\"
  34 .sh 1 "Types of Profiling"
  35 .pp
  36 There are several different uses for program profiles,
  37 and each may require different information from the profiles,
  38 or different presentation of the information.
  39 We distinguish two broad categories of profiles:
  40 those that present counts of statement or routine invocations,
  41 and those that display timing information about statements
  42 or routines.
  43 Counts are typically presented in tabular form,
  44 often in parallel with a listing of the source code.
  45 Timing information could be similarly presented;
  46 but more than one measure of time might be associated with each
  47 statement or routine.
  48 For example,
  49 in the framework used by \fBgprof\fP
  50 each profiled segment would display two times:
  51 one for the time used by the segment itself, and another for the
  52 time inherited from code segments it invokes.
  53 .pp
  54 Execution counts are used in many different contexts.
  55 The exact number of times a routine or statement is activated
  56 can be used to determine if an algorithm is performing as
  57 expected.
  58 Cursory inspection of such counters may show algorithms whose
  59 complexity is unsuited to the task at hand.
  60 Careful interpretation of counters can often suggest
  61 improvements to acceptable algorithms.
  62 Precise examination can uncover subtle errors in an
  63 algorithm.
  64 At this level, profiling counters are similar to
  65 debugging statements whose purpose is to show the number of times
  66 a piece of code is executed.
  67 Another view of such counters is as boolean values.
  68 One may be interested that a portion of code has executed at
  69 all, for exhaustive testing, or to check that one implementation
  70 of an abstraction completely replaces a previous one.
  71 .pp
  72 Execution counts are not necessarily proportional to the amount
  73 of time required to execute the routine or statement.
  74 Further, the execution time of a routine will not be the same for
  75 all calls on the routine.
  76 The criteria for establishing execution time
  77 must be decided.
  78 If a routine implements an abstraction by invoking other abstractions,
  79 the time spent in the routine will not accurately reflect the
  80 time required by the abstraction it implements.
  81 Similarly, if an abstraction is implemented by several
  82 routines the time required by the abstraction will be distributed
  83 across those routines.
  84 .pp
  85 Given the execution time of individual routines,
  86 \fBgprof\fP accounts to each routine the time spent
  87 for it by the routines it invokes.
  88 This accounting is done by assembling a \fIcall graph\fP with nodes that
  89 are the routines of the program and directed arcs that represent
  90 calls from call sites to routines.
  91 We distinguish among three different call graphs for a program.
  92 The \fIcomplete call graph\fP incorporates all routines and all
  93 potential arcs,
  94 including arcs that represent calls to functional parameters
  95 or functional variables.
  96 This graph contains the other two graphs as subgraphs.
  97 The \fIstatic call graph\fP includes all routines and all possible arcs
  98 that are not calls to functional parameters or variables.
  99 The \fIdynamic call graph\fP includes only those routines and
 100 arcs traversed by the profiled execution of the program.
 101 This graph need not include all routines, nor need it include all
 102 potential arcs between the routines it covers.
 103 It may, however, include arcs to functional parameters or
 104 variables that the static call graph may omit.
 105 The static call graph can be determined from the (static) program text.
 106 The dynamic call graph is determined only by profiling an
 107 execution of the program.
 108 The complete call graph for a monolithic program could be determined
 109 by data flow analysis techniques.
 110 The complete call graph for programs that change
 111 during execution, by modifying themselves or dynamically loading
 112 or overlaying code, may never be determinable.
 113 Both the static call graph and the dynamic call graph are used
 114 by \fBgprof\fP, but it does not search for the complete call
 115 graph.