RT-Thread: CPU 使用率应用-编程知识

关键词：RT-Thread cpu使用率，cpuusage.c , cpuusage.h

说明：使用 RT-Thread 希望知道 mcu 计算能力的使用率或cpu使用率。

注意：在调试CUP使用率时，根据参考资料移植了 cpuusage.c , cpuusage.h ,也调用了 void cpu_usage_init() 初始化CPU使用率函数，但 cpu_usage_get（）返回的值始终为 0 ，调试时发现 rt_thread_idle_entry（）系统没有进入空闲线程，经过查参考资料里面的提示，原因是 FINSH 控制台组件在空闲时始终在等待接收字符，导致空闲线程得不到运行。

解决办法：在 rt_hw_console_getchar（）函数中加个延时。

1. CPU 利用率的基本概念：

CPU 利用率（使用率）是系统运行的程序占用的 CPU 资源，表示机器在某段时间程序运行的情况。

2. CPU 利用率的作用：

CPU 利用率一定要合理。CPU 利用率不能一直接近 100%，如果这时有一个紧急的任务要临时插入，就可能因为 CPU 被占满导致这个紧急任务无法被响应；CPU利用率也不能太低，比如一直保持在 1% 以下，这样我们会认为这种产品的资源过于浪费。

3. CPU 利用率统计：

RT-Thread 提供了一个统计 CPU 利用率的代码文件，其工作原理为：在空闲线程中计算出一段时间内处于空闲线程的时间，从而得出 CPU 的占用率。

4. 将代码导入工程：

将以下源码添加到工程中。

cpuusage.c

#include <rtthread.h>
#include <rthw.h>#define CPU_USAGE_CALC_TICK    10
#define CPU_USAGE_LOOP        100static rt_uint8_t  cpu_usage_major = 0, cpu_usage_minor= 0;
static rt_uint32_t total_count = 0;static void cpu_usage_idle_hook()
{rt_tick_t tick;rt_uint32_t count;volatile rt_uint32_t loop;if (total_count == 0){/* get total count */rt_enter_critical();tick = rt_tick_get();while(rt_tick_get() - tick < CPU_USAGE_CALC_TICK){total_count ++;loop = 0;while (loop < CPU_USAGE_LOOP) loop ++;}rt_exit_critical();}count = 0;/* get CPU usage */tick = rt_tick_get();while (rt_tick_get() - tick < CPU_USAGE_CALC_TICK){count ++;loop  = 0;while (loop < CPU_USAGE_LOOP) loop ++;}/* calculate major and minor */if (count < total_count){count = total_count - count;cpu_usage_major = (count * 100) / total_count;cpu_usage_minor = ((count * 100) % total_count) * 100 / total_count;}else{total_count = count;/* no CPU usage */cpu_usage_major = 0;cpu_usage_minor = 0;}
}void cpu_usage_get(rt_uint8_t *major, rt_uint8_t *minor)
{RT_ASSERT(major != RT_NULL);RT_ASSERT(minor != RT_NULL);*major = cpu_usage_major;*minor = cpu_usage_minor;
}void cpu_usage_init()
{/* set idle thread hook */rt_thread_idle_sethook(cpu_usage_idle_hook);
}

cpuusage.h

#ifndef __CPUUSAGE_H__
#define __CPUUSAGE_H__#define CPU_UPDATE 1void cpu_usage_get(rt_uint8_t *major, rt_uint8_t *minor);
void cpu_usage_init(void);#endif /*__ADC_H__ */

直接编译，可能有报错，在 rtconfig.h 中开启如下选项

#define RT_USING_HOOK 
#define RT_USING_IDLE_HOOK

5. CPU 利用率统计实验

实验通过一个线程里的延时（通过 for 循环实现）代码来模拟占用 CPU 资源，另外再创建一个线程来读取 CPU 利用率并打印。

#include "board.h"
#include "rtthread.h"
#include "cpuusage.h"// 定义线程控制块指针
static rt_thread_t led_thread = RT_NULL;
static rt_thread_t cpu_usage_thread = RT_NULL;/******************************************************************************
* @ 函数名  ： led_thread_entry
* @ 功  能  ： 线程入口函数
* @ 参  数  ： parameter 外部传入的参数
* @ 返回值  ： 无
******************************************************************************/
static void led_thread_entry(void *parameter)
{rt_uint16_t i;while(1){LED0_TOGGLE;  // LED0 电平切换for(i = 0; i < 20000; i++); // 模拟占用 CPU 资源rt_thread_delay(10);  // 10个tick（10ms）}
}/******************************************************************************
* @ 函数名  ： cpu_usage_thread_entry
* @ 功  能  ： 线程入口函数
* @ 参  数  ： parameter 外部传入的参数
* @ 返回值  ： 无
******************************************************************************/
static void cpu_usage_thread_entry(void *parameter)
{rt_uint8_t major, minor;while(1){// 获取 CPU 利用率cpu_usage_get(&major, &minor);rt_kprintf("CPU 利用率：%d.%d %\r\n", major, minor);rt_thread_delay(500);  // 500个tick（500ms）}
}int main(void)
{// 硬件初始化和RTT的初始化已经在component.c中的rtthread_startup()完成// CPU 使用率统计初始化cpu_usage_init();// 创建一个动态线程led_thread =                                  // 线程控制块指针rt_thread_create("led_thread",                // 线程名字led_thread_entry,             // 线程入口函数RT_NULL,                      // 入口函数参数255,                          // 线程栈大小4,                            // 线程优先级20);                          // 线程时间片// 开启线程调度if(led_thread != RT_NULL)rt_thread_startup(led_thread);elsereturn -1;// 创建一个动态线程cpu_usage_thread =                             // 线程控制块指针rt_thread_create("cpu_usage_thread",           // 线程名字cpu_usage_thread_entry,        // 线程入口函数RT_NULL,                       // 入口函数参数255,                           // 线程栈大小5,                             // 线程优先级20);                           // 线程时间片// 开启线程调度if(cpu_usage_thread != RT_NULL)rt_thread_startup(cpu_usage_thread);elsereturn -1;                    
}

实验现象
注意：在开始的时候调用获取 CPU 利用率函数 cpu_usage_get() 是会进行一个计算参考值的，所以刚开始的时候 CPU 利用率为 0，后面的就是统计后的真正数据。