タダでソフト開発の生産性と品質を上げる方法（10）：プログラムの実行速度を瞬時に測定する「gprof」：山浦恒央の“くみこみ”な話（100）（3/3 ページ）

ついに連載第100回を迎えた「山浦恒央の“くみこみ”な話」。今回の「タダでソフト開発の生産性と品質を上げる方法」の第10回では、プログラムの実行速度を瞬時に測定する「gprof」を紹介します。

[山浦恒央 東海大学 大学院 組込み技術研究科 非常勤講師（工学博士），MONOist]

（b）使用方法

　gprofを使う時は、次のようなコマンドを入力します。

• gcc -pg -o 実行ファイル名 ファイル名.c
• ./実行ファイル名
• gprof 実行ファイル名

　上記のコマンドを入力すると、gprofはフラットプロファイル（図1）というログを表示します。実際には、コールグラフというログも表示しますが、説明を割愛します。

図1　フラットプロファイル

　図1は、gprofの実行結果を一部抜粋したものです。ログの中央に、「% time」「cumulative seconds」「self seconds」「calls」「self ms/call」「total ms/call」「name」の表示があります。それぞれ計測項目の意味を表1に記します。

% time	実行時間の割合
cumulative seconds	累積の実行時間
self seconds	関数単体の実行時間
calls	呼び出し回数
self ms/call	1回のあたりの実行時間
total ms/call	1回のあたりの実行時間（サブルーティンの実行時間も含む）
name	計測した関数の名前

表1　フラットプロファイルの計測項目

　図1と表1を見比べると、ログは次のように解釈できます。

• fncCの呼び出しに全体の実行時間の98.47%費やし、ボトルネックとなっている
• fncCの実行時間を関数単体で見ると41.73秒かかっている
• fncCの呼び出し回数は、1千万回である
• fncBの1回あたりの実行時間は、0.13s/1000＝0.13msである
• fncBのサブルーティンを含む1回あたりの実行時間は、41.73＋（0.13/1000）＝41.86ms

　上記のデータを事前に把握すると、不具合発生時の原因の切り分けに非常に効果的です。また、実行速度を早くする場合、fncCのようなボトルネックを見つけ、改善できます。

5．まとめ

　今回の内容を以下にまとめます。

• gprofは、プログラムの実行速度を簡単に、瞬時に、測定するツールである
• gprofを実行すると、フラットプロファイルという実行速度を計測したログを表示する
• プログラムの実行速度をあらかじめ知ると、バグ発生時のトラブルシュートに使える

6．終わりに

　今回は、プログラムの実行速度を計測するgprofを紹介しました。ハードウェアがどんなに進化しても、ソフトウェアの実行速度は重要です。あらかじめ実行速度を把握すると、問題発生時の原因の切り分けに役立ちます。

　今回は説明できませんでしたが、フラットプロファイルのほかに、コールグラフと呼ぶログがあります。コールグラフでは、関数の呼び出し関係に着目した実行速度が計測できますので、より高度に分析できます。詳しくは、参考文献をご参照ください。

　これまで10回に渡り、6つのツールを取り上げた「タダでソフト開発の生産性と品質を上げる方法」シリーズは、ここで終了し、次回から別のテーマを取り上げます。本シリーズで、筆者が伝えたかったことは、「できる限り楽に仕事しよう」です。面倒な作業、機械的な作業は、極力、人間が実行してはなりません。解決策の1つが、無料ツールを使うことです。本シリーズで紹介したツールは、必ず、役に立ちます。役に立つと実感した時は、シリーズの記事をさかのぼってみてください。

参考文献

［1］「UNIXプログラミング道具箱」（工藤智行、2004、技術評論社）

［2］「Cプログラム高速化研究班 コードを高速化する20の実験と達人の技」（片山善夫、2012、USP研究所）

山浦恒央氏が連載100回突破記念の講演を行います！

　本連載を執筆している山浦恒央氏が、2017年12月6日開催の＠ITとMONOistの共催セミナーに登壇します。講演タイトルは「組み込みソフトウェアで変わったこと、変わらないこと」。MONOist10周年記念で寄稿していただいた内容について、さらに掘り下げていただきます。山浦氏以外にも多くの講演がありますので、ぜひご参加ください（参加費無料）。

セミナー名：AI／IoT時代のソフトウェア開発〜ITとOTの出会う場所〜
開催日時：2017年12月6日（水）10：00〜18：05（受付開始9：30〜）
場所：ザ ストリングス 表参道（旧 青山ダイヤモンドホール）
申込Webサイト：https://itmedia.smartseminar.jp/public/application/add/1651

【 筆者紹介 】

山浦 恒央（やまうら つねお）

東海大学 大学院 組込み技術研究科 非常勤講師（工学博士）

1977年、日立ソフトウェアエンジニアリングに入社、2006年より、東海大学情報理工学部ソフトウェア開発工学科助教授、2007年より、同大学大学院組込み技術研究科准教授、2016年より非常勤講師。

主な著書・訳書は、「Advances in Computers」 （Academic Press社、共著）、「ピープルウエア 第2版」「ソフトウェアテスト技法」「実践的プログラムテスト入門」「デスマーチ 第2版」「ソフトウエア開発プロフェッショナル」（以上、日経BP社、共訳）、「ソフトウエア開発 55の真実と10のウソ」「初めて学ぶソフトウエアメトリクス」（以上、日経BP社、翻訳）。