在VxWorks平台如何计算cpu的利用率

最近我在学VxWorks,但是总觉得如果不做点什么，光看那E版的联机文档，不会给我的功力带来突飞猛进。我想起前一阵子，在给我们公司的产品加OAM功能时，需要测量CPU的利用率，我们公司的VxWorks大虾们利用了反汇编攻克，应该算是成功了，但是不太稳定，偶尔回抛出异常。于是我决心向困难挑战。

 

经过查阅资料，浏览各大嵌入式开发论坛，总结得下面一些方法，各有利弊。首先我先介绍一下VxWorks的spyLib库提供的spy工具的实现原理。

 

Spy利用辅助定时器来产生中断，并且为每个任务维护一个计数器。然后记下被中断的任务，并且将该任务的计数器加一。经过一段时间后，每个任务的计数器反映了该任务占用CPU利用率的情况。很明显，这是利用抽样技术。并且得到的cpu利用率的准确程度取决于任务的持续性和周期性。

 

通过查找spyLib.h的文件，我们发现除了spy()函数外，还有一spyCommon函数,带一函数指针参数。推测函数指针类型为（int）（*p）(char * fmtStr,…)（经过验证确实如此）。所以可以写一自己的函数去接受spy需要打印的数据，Spy调用该函数按行打印结果。我们可以不断分析一行字符串来得到我们需要的结果。

int SpyPtnFunc(const char * fmtPtn,...)

{

  char buf[128];

  CPUUSAGEDATAMSG data;

 

  va_list vl;

  va_start(vl,fmtPtn);

  vsprintf(buf,fmtPtn,vl);  //得到一行字符串。

  va_end(vl);

 

  //分析buf,得到一个任务的Cpu的使用情况。

  return 0;

}

 

另外一种方法是利用一特殊任务，该任务的优先级比系统中的所有任务的优先级都低，该任务是死循环，该任务的目的就是消耗cpu资源，占用cpu空闲时间，因为当系统中其它任务都被挂其时，该任务才能得到cpu的使用权。假设一段时间total内，该任务的运行时间为idle，cpu利用率的计算公式为（total-idle）%total。这一种方法实现起来很简单，但是它只能算得整个系统的cpu使用情况，不能得到单个任务的cpu使用情况！同时它会使cpu满负荷工作。源代码如下

#include "VxWorks.h"

#include "semLib.h"

#include "taskLib.h"

 

#define SECONDS_TO_BURN 60

 

typedef struct cpuUsage {

    SEM_ID        startSem;

    int           didNotComplete;

    unsigned long ticksNoContention;

    int           nBurnNoContention;

    unsigned long ticksNow;

    int           nBurnNow;

    double        usage;

} cpuUsage;

 

static cpuUsage *pcpuUsage=0;

 

static double cpuBurn()

{

    int i;

    double result = 0.0;

 

    for(i=0;i<5; i++) result += sqrt((double)i);

    return(result);

}

 

static void cpuUsageTask()

{

    while(TRUE) {

        int    i;

        unsigned long tickStart,tickEnd;

 

        semTake(pcpuUsage->startSem,WAIT_FOREVER);

        pcpuUsage->ticksNow=0;

        pcpuUsage->nBurnNow=0;

        tickStart = tickGet();

        for(i=0; i< pcpuUsage->nBurnNoContention; i++) {

            cpuBurn();

            pcpuUsage->ticksNow = tickGet() - tickStart;

            ++pcpuUsage->nBurnNow;

        }

        tickEnd = tickGet();

        pcpuUsage->didNotComplete = FALSE;

        pcpuUsage->ticksNow = tickEnd - tickStart;

    }

}

 

 double getCpu()

{

    if(pcpuUsage->didNotComplete && pcpuUsage->nBurnNow==0) {

        pcpuUsage->usage = 0.0;

    } else {

        double temp;

        double ticksNow,nBurnNow;

 

        ticksNow = (double)pcpuUsage->ticksNow;

        nBurnNow = (double)pcpuUsage->nBurnNow;

        ticksNow *= (double)pcpuUsage->nBurnNoContention/nBurnNow;

        temp = ticksNow - (double)pcpuUsage->ticksNoContention;

        temp = 100.0 * temp/ticksNow;

        if(temp<0.0 || temp>100.0) temp=0.0; /*handle tick overflow*/

        pcpuUsage->usage = temp;

    }

    pcpuUsage->didNotComplete = TRUE;

    semGive(pcpuUsage->startSem);

    printf("CPU usage:%f\r\n",pcpuUsage->usage);

    return(pcpuUsage->usage);

}

 

 void cpuUsageInit(void)

{

    unsigned long tickStart,tickNow;

    int           nBurnNoContention=0;

    int         ticksToWait;

 

    ticksToWait = SECONDS_TO_BURN*sysClkRateGet();

    pcpuUsage = calloc(1,sizeof(cpuUsage));

    tickStart = tickGet();

    /*wait for a tick*/

    while(tickStart==(tickNow = tickGet())) {;}

    tickStart = tickNow;

    while(TRUE) {

        if((tickGet() - tickStart)>=ticksToWait) break;

        cpuBurn();

        nBurnNoContention++;

    }

    pcpuUsage->nBurnNoContention = nBurnNoContention;

    pcpuUsage->startSem = semBCreate (SEM_Q_FIFO,SEM_EMPTY);

    pcpuUsage->ticksNoContention = ticksToWait;

    pcpuUsage->didNotComplete = TRUE;

    taskSpawn("cpuUsageTask",255,VX_FP_TASK,1000,(FUNCPTR)cpuUsageTask,

        0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);

}

 

以上两种方法我都实现了，工作的很正常！

 

谢谢！

 

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