CPU占用率

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CPU占用率

基本概念

CPU(中央处理器,Central Processing Unit)占用率分为系统CPU占用率、进程CPU占用率、任务CPU占用率和中断CPU占用率。用户通过系统级的CPU占用率,判断当前系统负载是否超出设计规格。通过系统中各个进程/任务/中断的CPU占用情况,判断各个进程/任务/中断的CPU占用率是否符合设计的预期。

  • 系统CPU占用率(CPU Percent)

    指周期时间内系统的CPU占用率,用于表示系统一段时间内的闲忙程度,也表示CPU的负载情况。系统CPU占用率的有效表示范围为0~100,其精度(可通过配置调整)为百分比。100表示系统满负荷运转。

  • 进程CPU占用率

    指单个进程的CPU占用率,用于表示单个进程在一段时间内的闲忙程度。进程CPU占用率的有效表示范围为0~100,其精度(可通过配置调整)为百分比。100表示在一段时间内系统一直在运行该进程。

  • 任务CPU占用率

    指单个任务的CPU占用率,用于表示单个任务在一段时间内的闲忙程度。任务CPU占用率的有效表示范围为0~100,其精度(可通过配置调整)为百分比。100表示在一段时间内系统一直在运行该任务。

  • 中断CPU占用率

    指单个中断的CPU占用率,用于表示单个中断在一段时间内的闲忙程度。中断CPU占用率的有效表示范围为0~100,其精度(可通过配置调整)为百分比。100表示在一段时间内系统一直在运行该中断。

运行机制

OpenHarmony LiteOS-A内核CPUP(CPU Percent,CPU占用率)模块采用进程、任务和中断级记录的方式,在进程/任务切换时,记录进程/任务启动时间,进程/任务切出或者退出时,系统会累加整个进程/任务的占用时间; 在执行中断时系统会累加记录每个中断的执行时间。

OpenHarmony 提供以下四种CPU占用率的信息查询:

  • 系统CPU占用率
  • 进程CPU占用率
  • 任务CPU占用率
  • 中断CPU占用率

CPU占用率的计算方法:

系统CPU占用率=系统中除idle任务外其他任务运行总时间/系统运行总时间

进程CPU占用率=进程运行总时间/系统运行总时间

任务CPU占用率=任务运行总时间/系统运行总时间

中断CPU占用率=中断运行总时间/系统运行总时间

开发指导

接口说明

表 1 CPUP模块接口

功能分类

接口名称

描述

系统CPU占用率

LOS_HistorySysCpuUsage

获取系统历史CPU占用率

进程CPU占用率

LOS_HistoryProcessCpuUsage

获取指定进程历史CPU占用率

LOS_GetAllProcessCpuUsage

获取系统所有进程的历史CPU占用率

任务CPU占用率

LOS_HistoryTaskCpuUsage

获取指定任务历史CPU占用率

中断CPU占用率

LOS_GetAllIrqCpuUsage

获取系统所有中断的历史CPU占用率

开发流程

CPU占用率的典型开发流程:

  1. 调用获取系统历史CPU占用率函数LOS_HistorySysCpuUsage。

  2. 调用获取指定进程历史CPU占用率函数LOS_HistoryProcessCpuUsage。

    • 若进程已创建,则关中断,根据不同模式正常获取,恢复中断;
    • 若进程未创建,则返回错误码;
  3. 调用获取所有进程CPU占用率函数LOS_GetAllProcessCpuUsage。

    • 若CPUP已初始化,则关中断,根据不同模式正常获取,恢复中断;
    • 若CPUP未初始化或有非法入参,则返回错误码;
  4. 调用获取指定任务历史CPU占用率函数LOS_HistoryTaskCpuUsage。

    • 若任务已创建,则关中断,根据不同模式正常获取,恢复中断;
    • 若任务未创建,则返回错误码;
  5. 调用获取所有中断CPU占用率函数LOS_GetAllIrqCpuUsage。

    • 若CPUP已初始化,则关中断,根据不同模式正常获取,恢复中断;
    • 若CPUP未初始化或有非法入参,则返回错误码;

编程实例

本实例实现如下功能:

  1. 创建一个用于CPUP测试的任务。
  2. 获取当前系统CPUP。
  3. 以不同模式获取历史系统CPUP。
  4. 获取创建的测试任务的CPUP。
  5. 以不同模式获取创建的测试任务的CPUP。

前提条件:

在menuconfig 配置中打开cpup控制开关。

示例代码

代码实现如下:

#include "los_task.h"
#include "los_cpup.h" 
#define  MODE  4
UINT32 g_cpuTestTaskID;  
VOID ExampleCpup(VOID) 
{      
    printf("entry cpup test example\n");
    while(1) {
        usleep(100);
    }
}
UINT32 ItCpupTest(VOID) 
{     
    UINT32 ret;
    UINT32 cpupUse;
    TSK_INIT_PARAM_S cpupTestTask = { 0 };
    memset(&cpupTestTask, 0, sizeof(TSK_INIT_PARAM_S));
    cpupTestTask.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)ExampleCpup;
    cpupTestTask.pcName       = "TestCpupTsk"; 
    cpupTestTask.uwStackSize  = 0x800;
    cpupTestTask.usTaskPrio   = 5;
    ret = LOS_TaskCreate(&g_cpuTestTaskID, &cpupTestTask);
    if(ret != LOS_OK) {
        printf("cpupTestTask create failed .\n");
        return LOS_NOK;
    }

    usleep(100);

    /* 获取当前系统历史cpu占用率 */
    cpupUse = LOS_HistorySysCpuUsage(CPU_LESS_THAN_1S); 
    printf("the history system cpu usage in all time:%u.%u\n",
           cpupUse / LOS_CPUP_PRECISION_MULT, cpupUse % LOS_CPUP_PRECISION_MULT);
    /* 获取指定任务的cpu占用率,该测试例程中指定的任务为以上创建的cpup测试任务 */    
    cpupUse = LOS_HistoryTaskCpuUsage(g_cpuTestTaskID, CPU_LESS_THAN_1S);   
    printf("cpu usage of the cpupTestTask in all time:\n TaskID: %d\n usage: %u.%u\n",
           g_cpuTestTaskID, cpupUse / LOS_CPUP_PRECISION_MULT, cpupUse % LOS_CPUP_PRECISION_MULT);   
    return LOS_OK; 
}
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结果验证

编译运行得到的结果为:

entry cpup test example
the history system cpu usage in all time: 3.0
cpu usage of the cpupTestTask in all time: TaskID:10 usage: 0.0
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