鸿蒙轻内核M核源码分析系列十五 CPU使用率CPUP（2）

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zhushy 发表于 2021/08/18 09:48:23 2021/08/18
【摘要】 3.2.2 LOS_HistorySysCpuUsage该函数获取系统历史CPU占用率，对于历史CPU占用率，需要传入时间间隔模式参数，支持10秒、1秒、小于1秒三种。⑴处先判断CPUP是否已经初始化，如果没有初始化过，返回错误码。⑵处调用函数OsTskCycleEnd()获取当前任务的结束时间，并计算出运行总时间。⑶处调用函数OsGetPositions()计算出历史运行时间数组索引位置...

3.2.2 LOS_HistorySysCpuUsage

该函数获取系统历史CPU占用率，对于历史CPU占用率，需要传入时间间隔模式参数，支持10秒、1秒、小于1秒三种。

⑴处先判断CPUP是否已经初始化，如果没有初始化过，返回错误码。⑵处调用函数OsTskCycleEnd()获取当前任务的结束时间，并计算出运行总时间。⑶处调用函数OsGetPositions()计算出历史运行时间数组索引位置。⑷处计算出各个任务的周期内运行总时间，如果时间间隔模式为1秒，取值两个历史运行时间之差，即为1秒内任务的运行时间数。对于时间间隔模式为10秒，historyTime[curPos]表示10秒前的自系统启动以来的任务运行的时间数，计算出来的差值即为10秒内任务的运行时间数。对于时间间隔模式为小于1秒，historyTime[curPos]表示上一秒前的自系统启动以来的任务运行的时间数，计算出来的差值即为小于1秒内任务的运行时间数。⑸处计算空闲任务周期内运行总时间。⑹处如果总时间不为0，计算出系统的任务历史CPU占用率。最后，调用函数OsTskCycleStart()设置新任务的CPUP统计的开始时间。可以参考示意图进行理解：

LOS_HistorySysCpuUsage

LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_HistorySysCpuUsage(UINT16 mode)
{
    UINT64  cpuCycleAll = 0;
    UINT64  idleCycleAll = 0;
    UINT32  cpupRet = 0;
    UINT16  loopNum;
    UINT16  curPos;
    UINT16  prePos = 0;
    UINT32 intSave;

⑴  if (g_cpupInitFlg == 0) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_NO_INIT;
    }

    // get end time of current task
    intSave = LOS_IntLock();
⑵  OsTskCycleEnd();

⑶  OsGetPositions(mode, &curPos, &prePos);

    for (loopNum = 0; loopNum < g_taskMaxNum; loopNum++) {
⑷      if (mode == CPUP_IN_1S) {
            cpuCycleAll += g_cpup[loopNum].historyTime[curPos] - g_cpup[loopNum].historyTime[prePos];
        } else {
            cpuCycleAll += g_cpup[loopNum].allTime - g_cpup[loopNum].historyTime[curPos];
        }
    }

⑸  if (mode == CPUP_IN_1S) {
        idleCycleAll += g_cpup[g_idleTaskID].historyTime[curPos] -
                           g_cpup[g_idleTaskID].historyTime[prePos];
    } else {
        idleCycleAll += g_cpup[g_idleTaskID].allTime - g_cpup[g_idleTaskID].historyTime[curPos];
    }

⑹  if (cpuCycleAll) {
        cpupRet = (LOS_CPUP_PRECISION -  (UINT32)((LOS_CPUP_PRECISION * idleCycleAll) / cpuCycleAll));
    }

    OsTskCycleStart();
    LOS_IntRestore(intSave);

    return cpupRet;
}

3.2.3 LOS_TaskCpuUsage

该函数会统计指定任务的CPU占用率，和函数LOS_SysCpuUsage()代码相似度高，可以参考上文对该函数的讲解。

LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_TaskCpuUsage(UINT32 taskID)
{
    UINT64  cpuCycleAll = 0;
    UINT16  loopNum;
    UINT32 intSave;
    UINT32  cpupRet = 0;

    if (g_cpupInitFlg == 0) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_NO_INIT;
    }
    if (OS_TSK_GET_INDEX(taskID) >= g_taskMaxNum) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_TSK_ID_INVALID;
    }
    if (g_cpup[taskID].cpupID != taskID) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_THREAD_NO_CREATED;
    }
    if ((g_cpup[taskID].status & OS_TASK_STATUS_UNUSED) || (g_cpup[taskID].status == 0)) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_THREAD_NO_CREATED;
    }
    intSave = LOS_IntLock();
    OsTskCycleEnd();

    for (loopNum = 0; loopNum < g_taskMaxNum; loopNum++) {
        if ((g_cpup[loopNum].status & OS_TASK_STATUS_UNUSED) || (g_cpup[loopNum].status == 0)) {
            continue;
        }
        cpuCycleAll += g_cpup[loopNum].allTime;
    }

    if (cpuCycleAll) {
        cpupRet = (UINT32)((LOS_CPUP_PRECISION * g_cpup[taskID].allTime) / cpuCycleAll);
    }

    OsTskCycleStart();
    LOS_IntRestore(intSave);

    return cpupRet;
}

3.2.4 LOS_HistoryTaskCpuUsage

该函数获取指定任务的历史CPU占用率，和函数LOS_HistorySysCpuUsage()代码相似度高，可以参考上文对该函数的讲解。

LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_HistoryTaskCpuUsage(UINT32 taskID, UINT16 mode)
{
    UINT64  cpuCycleAll = 0;
    UINT64  cpuCycleCurTsk = 0;
    UINT16  loopNum, curPos;
    UINT16  prePos = 0;
    UINT32 intSave;
    UINT32  cpupRet = 0;

   if (g_cpupInitFlg == 0) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_NO_INIT;
    }
    if (OS_TSK_GET_INDEX(taskID) >= g_taskMaxNum) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_TSK_ID_INVALID;
    }
    if (g_cpup[taskID].cpupID != taskID) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_THREAD_NO_CREATED;
    }
    if ((g_cpup[taskID].status & OS_TASK_STATUS_UNUSED) || (g_cpup[taskID].status == 0)) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_THREAD_NO_CREATED;
    }
    intSave = LOS_IntLock();
    OsTskCycleEnd();

    OsGetPositions(mode, &curPos, &prePos);

    for (loopNum = 0; loopNum < g_taskMaxNum; loopNum++) {
        if ((g_cpup[loopNum].status & OS_TASK_STATUS_UNUSED) || (g_cpup[loopNum].status == 0)) {
            continue;
        }

        if (mode == CPUP_IN_1S) {
            cpuCycleAll += g_cpup[loopNum].historyTime[curPos] - g_cpup[loopNum].historyTime[prePos];
        } else {
            cpuCycleAll += g_cpup[loopNum].allTime - g_cpup[loopNum].historyTime[curPos];
        }
    }

    if (mode == CPUP_IN_1S) {
        cpuCycleCurTsk += g_cpup[taskID].historyTime[curPos] - g_cpup[taskID].historyTime[prePos];
    } else {
        cpuCycleCurTsk += g_cpup[taskID].allTime - g_cpup[taskID].historyTime[curPos];
    }
    if (cpuCycleAll) {
        cpupRet = (UINT32)((LOS_CPUP_PRECISION * cpuCycleCurTsk) / cpuCycleAll);
    }

    OsTskCycleStart();
    LOS_IntRestore(intSave);

    return cpupRet;
}

3.2.5 LOS_AllTaskCpuUsage

该函数获取全部任务的CPU占用率，获取的CPU占用率信息保存在传出参数结构体CPUP_INFO_S *cpupInfo指向的内存区域里，需要注意这个内存区域的大小需要等于sizeof(CPUP_INFO_S) * g_taskMaxNum。还需要传入时间间隔模式参数，支持10秒、1秒、小于1秒三种。

⑴处先判断CPUP是否已经初始化，如果没有初始化过，返回错误码。传出参数cpupInfo指针不能为空，否则返回错误码。⑵处调用函数OsTskCycleEnd()获取当前任务的结束时间，并计算出运行总时间。⑶处调用函数OsGetPositions()计算出历史运行时间数组索引位置。⑷处计算出各个任务的周期内运行总时间，如果时间间隔模式为1秒，取值两个历史运行时间之差，否则取值XX。⑸处设置每一个任务的状态，然后计算出每一个任务的CPU占用率。最后，调用函数OsTskCycleStart()设置新任务的CPUP统计的开始时间。

LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_AllTaskCpuUsage(CPUP_INFO_S *cpupInfo, UINT16 mode)
{
    UINT16  loopNum;
    UINT16  curPos;
    UINT16  prePos = 0;
    UINT32 intSave;
    UINT64  cpuCycleAll = 0;
    UINT64  cpuCycleCurTsk = 0;

⑴  if (g_cpupInitFlg == 0) {
        return  LOS_ERRNO_CPUP_NO_INIT;
    }

    if (cpupInfo == NULL) {
        return LOS_ERRNO_CPUP_TASK_PTR_NULL;
    }

    intSave = LOS_IntLock();
⑵  OsTskCycleEnd();

⑶  OsGetPositions(mode, &curPos, &prePos);

    for (loopNum = 0; loopNum < g_taskMaxNum; loopNum++) {
        if ((g_cpup[loopNum].status & OS_TASK_STATUS_UNUSED) ||
            (g_cpup[loopNum].status == 0)) {
            continue;
        }

        if (mode == CPUP_IN_1S) {
            cpuCycleAll += g_cpup[loopNum].historyTime[curPos] - g_cpup[loopNum].historyTime[prePos];
        } else {
            cpuCycleAll += g_cpup[loopNum].allTime - g_cpup[loopNum].historyTime[curPos];
        }
    }

⑷  for (loopNum = 0; loopNum < g_taskMaxNum; loopNum++) {
        if ((g_cpup[loopNum].status & OS_TASK_STATUS_UNUSED) ||
            (g_cpup[loopNum].status == 0)) {
            continue;
        }

        if (mode == CPUP_IN_1S) {
            cpuCycleCurTsk += g_cpup[loopNum].historyTime[curPos] - g_cpup[loopNum].historyTime[prePos];
        } else {
            cpuCycleCurTsk += g_cpup[loopNum].allTime - g_cpup[loopNum].historyTime[curPos];
        }
⑸      cpupInfo[loopNum].usStatus = g_cpup[loopNum].status;
        if (cpuCycleAll) {
            cpupInfo[loopNum].uwUsage = (UINT32)((LOS_CPUP_PRECISION * cpuCycleCurTsk) / cpuCycleAll);
        }

        cpuCycleCurTsk = 0;
    }

    OsTskCycleStart();
    LOS_IntRestore(intSave);

    return LOS_OK;
}

3.2.6 LOS_CpupUsageMonitor

该函数获取历史CPU占用率并打印输出，传入参数有三个：CPU占用率类型，CPUP时间周期模式，指定的任务编号。对于任务CPU占用率，才需要指定有效的任务编号。

⑴处处理CPU占用率类型为系统CPU占用率的情况，⑵处打印使用的CPUP时间周期模式。⑶处通过调用函数LOS_HistorySysCpuUsage()获取系统历史CPU占用率，然后执行⑷打印输出CPU占用率结果，输出结果范围为[0,100]。

⑸处处理CPU占用率类型为指定任务CPU占用率的情况，首先判断下任务编号的有效性，校验任务是否创建等。⑹处打印使用的CPUP时间周期模式。⑺处通过调用函数LOS_HistoryTaskCpuUsage()获取指定任务的历史CPU占用率，然后执行⑻打印输出CPU占用率结果，输出结果范围为[0,100]。

LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR UINT32 LOS_CpupUsageMonitor(CPUP_TYPE_E type, CPUP_MODE_E mode, UINT32 taskID)
{
    UINT32 ret;
    LosTaskCB *taskCB = NULL;

    switch (type) {
⑴      case SYS_CPU_USAGE:
⑵          if (mode == CPUP_IN_10S) {
                PRINTK("\nSysCpuUsage in 10s: ");
            } else if (mode == CPUP_IN_1S) {
                PRINTK("\nSysCpuUsage in 1s: ");
            } else {
                PRINTK("\nSysCpuUsage in <1s: ");
            }
⑶          ret = LOS_HistorySysCpuUsage(mode);
⑷          PRINTK("%d.%d", ret / LOS_CPUP_PRECISION_MULT, ret % LOS_CPUP_PRECISION_MULT);
            break;

⑸      case TASK_CPU_USAGE:
            if (taskID > LOSCFG_BASE_CORE_TSK_LIMIT) {
                PRINT_ERR("\nThe taskid is invalid.\n");
                return OS_ERROR;
            }
            taskCB = OS_TCB_FROM_TID(taskID);
            if ((taskCB->taskStatus & OS_TASK_STATUS_UNUSED)) {
                PRINT_ERR("\nThe taskid is invalid.\n");
                return OS_ERROR;
            }
⑹          if (mode == CPUP_IN_10S) {
                PRINTK("\nCPUusage of taskID %d in 10s: ", taskID);
            } else if (mode == CPUP_IN_1S) {
                PRINTK("\nCPUusage of taskID %d in 1s: ", taskID);
            } else {
                PRINTK("\nCPUusage of taskID %d in <1s: ", taskID);
            }
⑺          ret = LOS_HistoryTaskCpuUsage(taskID, mode);
⑻          PRINTK("%u.%u", ret / LOS_CPUP_PRECISION_MULT, ret % LOS_CPUP_PRECISION_MULT);
            break;

        default:
            PRINT_ERR("\nThe type is invalid.\n");
            return OS_ERROR;
    }

    return LOS_OK;
}

小结

本文带领大家一起剖析了鸿蒙轻内核的CPUP扩展模块的源代码。感谢阅读，如有任何问题、建议，都可以博客下留言给我，谢谢。

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