[先楫RT-Thread BSP的misc系列] systemview可视化RTOS调试

一 前言

五一劳动节快乐！！！

先楫在2024年4月底发布了RT-Thread BSP v1.5.0版本，传送门如下:

RT-Thread BSP v1.5.0 发布 | 优化生态

先楫对于RT-Thread BSP目录结构相对清晰，可以在rtthread studio下载相关board的bsp，本文主要下载阐述HPM6800EVK的bsp，在rtthread studio下载好之后，可以在该软件的安装目录下的repo找到bsp包，如下:

在BSP v1.5.0上新增一个比较大的更新就是加入了misc，在common下的misc目录，目前包含了主要三个项目，目前主要支持 RTOS可视化调试进、RTOS中的中断向量模式和可抢占中断支持。

misc全称Miscellaneous（杂项），正如字面意思，用来描述不便于归类到特定类别中的元素、组件或配置，不直接属于系统的主要功能模块，但又不可或缺，如配置参数、辅助调试工具等用途。

对于systemview在riscv平台的使用，特别是在RT-Thread平台下，在以往的文章中已经做了大概的移植工作阐述，传送门如下:

[hpm_application] RT-Thread应用执行可视化分析：SystemView来啦！

刚好先楫在BSP V1.5.0支持了该组件，在发布的时候也体验了一把，把相关的使用的经验进行阐述，对于官方的移植思路不在本文的阐述范围内，可自行配合上述文章和官方的代码进行分析，特别是中断处理上，会在后续的文章中补充阐述。

效果：

二、操作流程

主要操作常用的配置，其他配置应用可参考segger的systemview手册。

（一）新建工程

可以在BSPv1.5.0中新建任意一个示例，本文以以太网示例ethernet_demo为例子，需要注意的是，systemview属于segger的产品，需要配合Jlink进行调试，所以调试器最好选择jlink。

（二）menuconfig配置

在官方例子中，systemview默认关闭，需要开发者自行根据需求打开。在rtthread studio的setting的位置如下:

对应的env的menuconfig位置如下:

在systemview文件夹中也提供了README.md文档进行简单的使用介绍，本文也是基于该readme进行操作使用。

1、使能segger systemview

如上图所示，如果需要使用systemview，需要开发者自行使能，使能后会出现以下配置也自动使能

2、systemview RTT section

Systemview依赖Jlink的RTT模块，故除了需要设置systemview的section，还需要设置RTT模块的section，官方默认都是放在nocache上，以便数据受cache影响，加之systemview内部并没有提供cache操作的api注册，建议使用官方原本的sction配置

3、MCU相关参数配置

主要是设置应用程序的名字（App name）、device name(jlink支持的设备)、Timestap freq(时间戳频率)、cpu freq（cpu 频率）、system description（系统描述符）。

（1）CPU device config

官方默认使用的是HPM6750xVMx。

而对于其他的先楫型号，可以在jlink的device list查找，当然也可以在应用程序J-flash中查找。

传送门: https://www.segger.com/supported-devices/hpmicro/

对于本文使用的HPM6800EVK板子，使用的MCU是HPM6880IBD1，对应的Jlink的device name是HPM6880xBDx

（2）frequency config

systemview使用的时间戳是CPU的cycle，而频率刚好是CPU的频率。都为500MHz。

（3）system description 0~2

系统描述符，主要描述中断名称，格式为“I#num=name”，num是中断标号，name是中断名称。

比如上述的mchtmr，中断标号在这里是2055。本文实例是以太网，可以起个以太网中断，在um手册中可知，ENET0的中断编号是92

如此以来，HPM6800EVK的配置信息如下：

4、segger RTT config

主要配置RTT模块的通道数量、输入输出通道的字节数等。保持默认即可，通道数量可以设置为3，systemview使用的通道是2，而通道0是作为rtthread的串口设备使用。

5、systemview buffer config

主要配置systermview使用的RTT模块通道和Buffer大小，这里的Buffer大小默认是2048，如果追踪的需求比较大，比如开启rtthread的相关对象信息跟踪，而且多个线程调度，需要进行加大调整。本文例子使用的是以太网，会开启iperf，加之ram空间足够，这里设置为100K大小，也就是102400

6、systemview rtthread hook register

rtthread提供了系统和中断的钩子函数，systemview在钩子函数中进行获取相关信息进行发送从而起到跟踪作用。

而systemview组件也开放了不同hook的注册，监视内核对象和中断情况。这里使用组件默认即可。

三、上位机systemview验证

（一）准备工作

1、修改参数完毕后，保存配置编译，然后烧录。

2、 在segger官网下载systemview软件，版本可最新。

https://www.segger.com/downloads/systemview

3、 将工程中的

libraries\misc\systemview\SystemView_Description\SYSVIEW_RTThread.txt' 复制到systemview安装目录下的Description文件夹

（二）配置

1、查看MCU端打印的log信息，需要记住两个信息，一个是cpu频率，一个是RTT模块的buffer地址。

2、打开systemview软件，选择target中的recorder configuartion

3、弹出的窗口选择默认：J-Link.

4、target connection选择对应板子的soc型号，在上述中可知SOC为HPM6880xBDx, RTT Control Block Detection中选择上述的log信息的address，配置完毕后选择OK

5、点击 左上角提示的recording start按钮，即可开始录制记录

（三）分析系统信息

1、system

（1）主要记录目标MCU的信息，比如SOC型号、SOC频率、时间戳周期频率 。

（2）recording记录运行的时间，事件发生的次数和频率，发生Overflow Buffer溢出的次数。

（3）analysis主要记录已捕获的大小，峰值吞吐量，解析速度。

（4）记录线程的数量，切换次数和时间。中断的数量，发生的次数。

2、events timeline

主要记录每个事件的序号、发生的时间戳、事件的上下文、事件名称、具体事件。

以例子中的 led_th线程为例。线程中会以500ms闪烁LED灯

(1) 在systemview中可看到从上一个led闪烁到下一个闪烁间隔刚好就是500ms。773-272=501ms.

(2) 先来分析下调度进来led_th的前后分析

在这一时刻发生了mchtmr定时器中断，而bsp的rtthread的时钟节拍就是以mchtmr定时的。

进来定时器中断后，会使用rt_tick_increase API时下按时间片轮转调度。

也就是图中的6.9us，在时间片调度到led_th大概花了6.9us。而调度到led_th花了4.3us.

进而就是led_th的task run，也就是执行点灯的事件，花了3.6us后，进而使用delay后让出调度器。

（3）cpu负载率

这里还可以查看cpu的负载分布

更多信息分析可以查看segger的systemview手册。

四、总结

1、先楫适配systemview组件，能够帮助开发者深入理解先楫MCU在rtthread运行的相关行为以及分析运行时的数据，包括任务调度、中断活动、系统事件等，通过查看运行消耗的时间，提升排错效率以及性能。