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版本 ace9684d919ce6e2d81081100cd80d4aadb0fea3

Lab40: Scheduling (2015q1 Week #4)

預期目標

  • 分析 FreeRTOS</embedded/freertos>_ 排程行為
  • 學習 ARM Cortex-M3 架構並且理解 SysTick<http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dai0179b/ar01s02s08.html>_
  • 設計出一個具體而微的 FreeRTOS 視覺化機制

Grasp

  • Understanding and validating the timing behavior of real-time systems is not trivial.

  • Many real-time operating systems and their development environments do not provide tracing support, and provide only limited visualization, measurements and analysis tools.

  • Grasp<http://www.win.tue.nl/san/grasp/>_ is a tool for tracing, visualizing and measuring the behavior of real-time systems. It provides a simple plugin infrastructure for extending Grasp with custom visualization and measurement methods.

  • PDF: Grasp: Tracing, Visualizing and Measuring the Behavior of Real-Time Systems<http://www.win.tue.nl/~mholende/publications/Holenderski2010.pdf>_

  • mutex 視覺化輸出

.. image:: /embedded/Lab12/mutex.png

  • RTOS scheduling 視覺化輸出

.. image:: /embedded/Lab12/hsf.png

Grasp 安裝

  • 抓取預先編譯的程式碼 (x86/linux): 假設和 Lab-39</embedded/Lab39>_ 的工作目錄一樣是 workspace

.. code-block:: prettyprint

sudo apt-get install zip
wget http://www.win.tue.nl/san/grasp/grasp_linux.zip
unzip grasp_linux.zip
  • 如果你的系統是 x86_64，需要額外安裝以下套件才能執行 Grasp

.. code-block:: prettyprint

sudo apt-get install libxft2:i386
  • 執行 Grasp、點選 examples 目錄並且挑選副檔名為 .grasp 的檔案，之後觀察視覺化輸出

.. image:: /embedded/Lab40/grasp.png

取得 Visualizer 並測試

  • 假設 Lab-39</embedded/Lab39>_ 的 freertos-lite 和 qemu_stm32 都放在 workspace 目錄
    • cd worksapce
  • 取得原始程式碼並且執行

.. code-block:: prettyprint

git clone git://github.com:embedded2015/visualizer.git || git clone https://github.com/embedded2015/visualizer.git
cd visualizer
make qemuauto
  • 可以見到 idle task 和相關圖例
  • 運作原理
    • 讀取 SysTick 中 current & reload 的數值，用來計算更精確的時間單位
    • 增加追蹤執行狀態的 break point，藉以了解程式目前運作的位置
      • 增加程式 context switch 的 Hook
      • 將程式在 idle 時的 function 也列入追蹤

參考作業要求

  • 改寫 main.c 並且引入兩個週期性 Task，使其得以使用 CPU 資源，並且讓 grasp 予以視覺化
  • 試著用程式碼自動計算出 context switch 的時間成本

參考資料

  • RTOS Visualization</embedded/Sol12>_
  • RTOS context switch</embedded/Sol8>_
  • Context switching time<https://www.segger.com/embos-context-switching-time.html>_