목차
1. CPU 사용량 측정#
1.1 Profile Scope 사용#
Profile Scope의 경우 Tornado의 RTI 툴의 하나로써 Tornado 구입시 선택할 수 있는 옵션 툴이다. 이 툴을 사용하면 사용자는 태스크 및 함수들의 CPU 사용량에 대해 매우 상세한 정보를 얻을 수 있다. 실행 화면은 다음과 같다.
각 필드에서 확인할 수 있는 정보들은 다음과 같다.
- Cumulative Sum % : Profile Scope가 정보를 수집하고 있는 동안의 누적된 CPU 사용율(서브루틴의 사용율을 포함한 값)
- Current Sum % : 단기간 동안의 CPU 사용율의 값(서브루틴의 사용율을 포함한 값)
- Current Direct % : 단기간 동안의 CPU 사용율의 값(서브루틴의 사용율은 포함하지 않음)
- Maximum Sum % : 단기간 동안의 CPU 사용율 중 가장 높았던 CPU 사용율의 값(서브루틴의 사용율을 포함한 값)
- Maximum Direct % : 단기간 동안의 CPU 사용율 중 가장 높았던 CPU 사용율의 값(서브루틴의 CPU사용율은 포함되지 않음)
이 툴은 Task 및 함수별 CPU 사용율을 보여주는 GUI환경을 개발자에게 제공하고 있어 CPU 자원에 대한 상세한 정보를 확인할 수 있다. 하지만, Tornado 구입시 옵션으로 선택하는 툴이므로 추가 비용이 발생할 수도 있다.
더 자세한 정보는 첨부한 ProfileManual.pdf 파일을 참고하시기 바랍니다.
1.2 spyLib 사용#
Tornado에서 번들로 제공하고 있는 spy library를 사용하여 태스크와 인터럽트 핸들러 각각의 cpu의 사용량을 측정할 수 있다. 이 기능을 사용하기 위해서는 development tool components패키지에서 spy항목을 선택하여 컴파일해야 한다. spyLib는 다음의 api를 제공한다.
- spyLibInit() : spyLib 패키지를 초기화한다.
- spy() : 주기적으로 콘솔에 cpu 사용량을 출력하는 태스크를 실행시킨다.
- spyReport() : cpu 사용량을 콘솔에 한번 출력한다.
- spyClkStart() : cpu 사용량을 수집하는 작업을 시작한다.
- spyClkStop() : cpu 사용량을 수집하는 작업을 중지한다.
- spyStop() : cpu 사용량 수집하고 콘솔에 출력하는 작업을 중지한다. 내부적으로 spyClkStop을 호출한다.
- spyHelp() : spyLib api들의 사용방법을 출력한다.
사용예제는 다음과 같다. 매초 200회의 비율로 정보를 수집하며, 10초마다 콘솔에 출력을 한다.
->
delta 항목은 마지막에 보고된 이후부터 지금까지의 상황을 보여주며, total은 현재까지의 누적 상황을 보여준다.
NAME ENTRY TID PRI total % (ticks) delta % (ticks)
-------- -------- ----- --- --------------- --------------
tExcTask _excTask fbb58 0 0% ( 0) 0% ( 0)
tLogTask _logTask fa6e0 0 0% ( 0) 0% ( 0)
tShell _shell e28a8 1 0% ( 4) 0% ( 0)
tRlogind _rlogind f08dc 2 0% ( 0) 0% ( 0)
tRlogOutTask _rlogOutTa e93e0 2 2% ( 173) 2% ( 46)
tRlogInTask _rlogInTas e7f10 2 0% ( 0) 0% ( 0)
tSpyTask _spyTask ffe9c 5 1% ( 116) 1% ( 28)
tNetTask _netTask f3e2c 50 0% ( 4) 0% ( 1)
tPortmapd _portmapd ef240 100 0% ( 0) 0% ( 0)
KERNEL 1% ( 105) 0% ( 10)
INTERRUPT 0% ( 0) 0% ( 0)
IDLE 95% ( 7990) 95% ( 1998)
TOTAL 99% ( 8337) 98% ( 2083)
1.3 getCpuState 함수의 구현#
cpu의 사용량을 측정하는 프로그램을 직접 구현할 수도 있다. 소스는 http://www.xs4all.nl/~borkhuis/vxworks/vxw_pt5.html#5.10-F 항목을 참고하였다.
우선 시스템에서 돌아가는 사용자 태스크가 없다는 가정하에 우선 순위 255 짜리 태스크를 생성한다. 이 태스크는 innerIdle이란 전역변수를 계속적으로 증가시킨다. CPU가 1초간 동작하고 있을때 소비된 CPU시간을 innerIdle의 값으로 판단한다. 정확성을 위해 최초 세번에 걸쳐 측정된 innerIdle 값중 가장 큰 값을 maxIdleCount 변수에 저장한다.
{
while (1)
{
while (innerIDLE <= UINT_MAX)
{
taskLock();
innerIDLE++;
taskUnlock();
}
}
}
그 이후 CPU 사용량을 계산하는 우선 순위 1의 태스크를 생성한다. 이 태스크는 1초마다 깨어나, 현재 innderIdle의 값을 lastInnerIdle 변수에 저장하고 innerIdle 값을 0으로 초기화 한다. sysClkRateGet() 함수를 사용하여 정확히 1초간 sleep 할 수 있도록 한다. clearIdleCounters() 함수에서 위의 작업을 수행한다.
void measureCPUIdleTime(void)
{
while (1)
{
clearIdleCounters();
taskDelay(sysClkRateGet());
}
}
// function clearIdleCounters(void)
// resets the idle counters
// to zero.
static void clearIdleCounters(void)
{
STATUS status = semTake( CPUIdleSemId, sysClkRateGet() );
lastInnerIDLE=innerIDLE;
innerIDLE=0;
status = semGive( CPUIdleSemId );
}
CPU 사용량을 측정하기 원하는 시스템에 위의 두가지 태스크를 생성해주고, getCPUIdle()의 함수로 현재 CPU의 사용량의 값을 double 형태로 받을 수 있다. 계산하는 방식은 lastInnerIdle / maxIdleCount의 형태로 이루어진다.
// e.g 50% returns 50.0
double getCPUIdle(void)
{
double idlePercent=0;
STATUS status = semTake( CPUIdleSemId, sysClkRateGet() );
idlePercent = (double)( ((double)lastInnerIDLE / (double)maxIdleCount)*(double)100);
status = semGive( CPUIdleSemId );
if (idlePercent > 100.0)
{
maxIdleCount +=1;
idlePercent=100.0;
}
printf("The current CPU IDLE is %5.1f%\n",idlePercent);
return (idlePercent);
}
실행 화면이다.
2. Memory 사용량 측정#
2.1 MemScope의 사용#
WindRiver Korea 기술문의 중 MemScope가 Heap의 상태만 보여주는 툴이라서 전체 시스템의 메모리 사용량 확인에는 적합하지 못한 툴이라는 답변을 들었다. 자세한 사항은 MemScopeManual.pdf 파일을 참고하시기 바랍니다.
2.2 memShow 커널 함수 사용#
VxWorks 5.5 커널 API(memLib 부분)를 보면 memShow라는 함수를 제공한다. 이 함수의 목적은 현재 구동되고 있는 시스템의 메모리 사용량을 보여 주는 것에 있다. 인자로 1을 넘겨주면 Free Memory List의 정보까지 출력을 해준다.
example>
FREE LIST:
num addr size
--- ---------- ----------
0 0x22ea1e0 15296
1 0x22ea178 88
2 0x14ad198 14795896
SUMMARY:
status bytes blocks avg block max block
------ ---------- --------- ---------- ----------
current
free 14811280 3 4937093 14795896
alloc 138680 60 2311 -
cumulative
alloc 138768 61 2274 -
value = 0 = 0x0
->
하지만 이 함수의 사용은 결과 값을 변수로 받을 수 없고, 단지 콘솔로만 출력이 가능하다. 물론 원하는 지점에서 memShow를 호출하여 메모리 사용량을 콘솔 화면으로 확인할 수도 있지만, 메모리 사용량을 판단하기 위해 그 결과를 항상 stdout으로 쓰는 것은 시스템에 무리를 줄 수 있을 뿐더러, 개발자가 메모리 사용량을 변수로 저장하여 다른 방법으로 가공할 수 있는 방법을 제공하지 않는다.
※ memShow의 결과값을 파이프로 연결하여 다른 곳으로 출력을 돌려 원하는 값을 추출할 수 있을 수도 있을 것 같다.
2.3 memPartInfoGet 커널 함수 사용#
STATUS memPartInfoGet(PART_ID partId, MEM_PART_STATS *ppartStats) 의 프로토타입을 가지며 함수 호출시 ppartStats에 메모리 정보를 저장한다. 이 방법은 메모리의 상태를 콘솔로 출력하는 것이 아니라 MEM_PART_STATS 라는 자료 구조에 저장하여 개발자로 하여금 메모리 상태 정보를 원하는 방법으로 가공할 수 있는 방법을 제공한다.
memSysPartId는 시스템 전역 변수로서 시스템 메모리 파티션의 아이디를 가지고 있다.
void memCheck()
{
MEM_PART_STATS sMemStats;
if(memPartInfoGet(memSysPartId, &sMemStats) == ERROR)
{
printf("\n memory Check Error !!!");
return;
}
printf("\n numBytesFree [%d]", sMemStats.numBytesFree);
printf("\n numBlocksFree [%d]", sMemStats.numBlocksFree);
printf("\n maxBlockSizeFree [%d]", sMemStats.maxBlockSizeFree);
printf("\n numBytesAlloc [%d]", sMemStats.numBytesAlloc);
printf("\n numBlocksAlloc [%d]", sMemStats.numBlocksAlloc);
}
2.4 getMemoryState 함수의 구현#
VxWorks / Tornado II FAQ 사이트에 "How can I check if the memory heap is corrupted?" 의 항목을 보면 개발자가 VxWorks의 free memory list를 직접 접근하는 부분을 찾을 수 있다. 이 방법을 사용하여 현재 시스템의 메모리 상황을 확인하는 함수를 직접 작성할 수 있다.
memPartInfoGet() 커널 API와 마찬가지로 getMemoryState의 함수에 MEM_STATE 타입의 자료형을 넘기면 현재 시스템의 메모리 현황을 볼 수 있다. 구현한 getMemoryState 함수를 사용하여 메모리의 현 상태를 받아 올 수 있으며, 메모리 현황을 감시하는 태스크를 만든다면 시스템의 메모리 현황을 시간대별로 확인할 수 있을 것이다. 또한 이 함수를 응용하면 원하는 값만 계산할 수 있으므로 오버로드를 줄일 수 있을 것이다.
mem_state.h* VxWorks Memory State - mem_state.h
* ---------------------------
*
* created by Joohyun Lee(ppiazi@lignex1.com)
*/
#ifndef _MEM_STATE_H
#define _MEM_STATE_H
#include <private/mempartlibp.h> //haha
#include <tasklib.h>
#define false 0
#define true 1
typedef struct
{
int totalSpace; // Total memory Space
int totalAlloc; // Total allocated memory space
int totalFree; // Total free memory space
int totalAllocNodes; // The number of allocated memory nodes
int totalFreeNodes; // The number of free memory nodes
int largestFree; // The largest free memory node
} MEM_STATE;
void printMemoryState(MEM_STATE *a); // Print a memory state in fancy manner
int testMemoryState(void); // Test module
int getMemoryState(MEM_STATE *a); // Get memory infomation
#endif
mem_state.c
* VxWorks Memory State - mem_state.c
* ---------------------------
*
* created by Joohyun Lee(ppiazi@lignex1.com)
*
* history
* -----------------------------------------------------------------
* version 0.2 2007.06.15 할당된 메모리 용량 및 노드 갯수
* 에러처리 추가
* printMemoryState 함수 추가
* version 0.1 2007.06.14 미할당된 메모리 영역 계산
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "mem_state.h"
void printMemoryState(MEM_STATE *a)
{
// if ( a == NULL )
// return;
printf("Memory State Summary\n");
printf(" status bytes blocks avg block max block\n");
printf(" ------ ---------- --------- --------- ----------\n");
printf(" FREE %10d %4d %10d %10d\n",
a->totalFree, a->totalFreeNodes, a->totalFree / a->totalFreeNodes, a->largestFree);
printf(" ALLOC %10d %4d %10d - \n",
a->totalAlloc, a->totalAllocNodes, a->totalAlloc / a->totalAllocNodes);
}
int testMemoryState()
{
MEM_STATE t;
char *temp;
/* 메모리를 할당하기 전에 현재 메모리 상태를 확인합니다.
*/
printf(" --- step 1 ---\n");
getMemoryState(&t);
printMemoryState(&t);
memShow(0);
/* 16 bytes의 메모리를 할당하여 메모리 상태를 확인합니다.
* 실제적으로는 24bytes가 할당되었다고 나옵니다. 왜 그럴까요?;;
*/
temp = malloc(16);
printf(" --- step 2 ---\n");
getMemoryState(&t);
printMemoryState(&t);
memShow(0);
/* 16 bytes 할당했던 메모리를 해제하여 다시 메모리 상태를 확인합니다.
* memShow를 호출하여 동일한 값을 출력하는지 확인합니다.
*/
free(temp);
printf(" --- step 3 ---\n");
getMemoryState(&t);
printMemoryState(&t);
memShow(0);
return 0;
}
int getMemoryState(MEM_STATE *a)
{
PARTITION *part;
DL_NODE *ndFirst, *ndLast;
DL_NODE *ndPrev = 0x00000000;
DL_NODE *ndCurrent;
// Use VxWorks default memory partition
if ( memSysPartId == 0 )
return -1;
part = memSysPartId;
// Take mem list semaphore
semTake(&part->sem, WAIT_FOREVER);
// Init variables to scan free memory list
memset(a, 0, sizeof(MEM_STATE)); // set all variables of a to 0
ndFirst = DLL_FIRST(&part->freeList); // get the first free memory node
ndLast = DLL_LAST(&part->freeList); // get the last free memory node
ndCurrent = ndFirst;
// start iteration
while ( ndCurrent != 0x00000000 )
{
FREE_BLOCK *pFreeBlock;
unsigned int nBlockSize;
int bBlockUsed;
pFreeBlock = (FREE_BLOCK *) NODE_TO_HDR(ndCurrent); // Pointer to free block header
nBlockSize = pFreeBlock->hdr.nWords * 2; // size in bytes
if ( pFreeBlock->hdr.free )
bBlockUsed = false;
else
bBlockUsed = true;
// Validate node
if ( pFreeBlock->node.previous != ndPrev )
{
printf("Node %p : Previous pointer %p invaild (should be %p)\n",
pFreeBlock,
pFreeBlock->node.previous,
ndPrev);
semGive(&part->sem); // don't forget this line!!
return -1;
}
if ( bBlockUsed )
{
printf("Node %p : Marked as used.\n", pFreeBlock);
semGive(&part->sem); // don't forget this line!!
return -1;
}
// statistics
a->totalFreeNodes ++;
a->totalFree += nBlockSize;
printf("Current Memory Free Block : %8d\n", nBlockSize);
// find largest free memory block
if ( nBlockSize > a->largestFree )
a->largestFree = nBlockSize;
// Goto next node in free list
ndPrev = ndCurrent;
ndCurrent = DLL_NEXT(&pFreeBlock->node);
}
a->totalAlloc = 2 * part->curWordsAllocated;
a->totalAllocNodes = part->curBlocksAllocated;
// Release mem list semaphore
semGive(&part->sem);
return 0;
}
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