42、实时编程：Cyclictest与Ftrace的应用与分析

实时编程：Cyclictest与Ftrace的应用与分析

1. 实时编程基础

1.1 实时概念

实时系统需明确截止时间和可接受的错过率才有意义。实时可分为硬实时和软实时，硬实时要求任务必须在严格的时间限制内完成，软实时则允许一定的延迟。在选择操作系统时，需考虑这些因素来判断是否适合。

1.2 调度延迟

调度延迟是实时系统中的关键指标，它指的是任务从准备执行到实际开始执行的时间间隔。测量调度延迟常用的工具是cyclictest和Ftrace。

2. Cyclictest与Ftrace概述

2.1 Cyclictest

Cyclictest是测量调度延迟的标准工具。使用RT预emption生成的输出显示，RT内核表现出色，任务延迟主要集中在20微秒左右，且不超过35微秒。然而，Cyclictest无法帮助识别和解决内核延迟的具体问题。

2.2 Ftrace

Ftrace是内核函数跟踪器，用于追踪内核延迟。它能捕获运行过程中检测到的最坏情况延迟的跟踪信息，显示导致延迟的函数。Ftrace有多种跟踪器，不同跟踪器对应不同的内核配置参数，具体如下：
| 跟踪器名称 | 内核配置参数 | 功能描述 |
| — | — | — |
| irqsoff | CONFIG_IRQSOFF_TRACER | 跟踪禁用中断的代码，记录最坏情况 |
| preemptoff | CONFIG_PREEMPT_TRACER | 跟踪内核抢占被禁用的最长时间（仅适用于可抢占内核） |
| preemptirqsoff |