手把手教你使用 Ftrace，你會(huì)了嗎？
最近遇到 i2c 傳輸慢的問題，正常一筆 i2c 傳輸 52 bytes 應(yīng)該在 1ms 內(nèi)返回，但是偶爾出現(xiàn) 6 ~ 7ms 才返回，不滿足要求，因此研究一下 ftrace 工具，分析 i2c 傳輸?shù)降茁谀睦铩岩桑?/p>
- 同一路 i2c bus 掛載設(shè)備多，可能同時(shí)發(fā)起傳輸，導(dǎo)致?lián)屨肌＃ń鉀Q方法：重要器件獨(dú)占一路 i2c bus）
- i2c 硬件傳輸慢。一般不太可能，因?yàn)檫@是硬件行為，除非從機(jī)返回慢。（研究從機(jī)為什么慢）
- i2c 傳輸完成后返回，i2c 控制器發(fā)傳輸完成的信號(hào)給 cpu，但 cpu 忙 loading 重，沒有及時(shí)調(diào)用 i2c_reply 通知調(diào)用者；或者是 i2c 傳輸完成后，CPU 處于睡眠狀態(tài)，由于 i2c 中斷無法喚醒系統(tǒng)，系統(tǒng)醒了以后才返回，導(dǎo)致慢。（提升 user 線程優(yōu)先級(jí) + 讓這一路 i2c bus 持鎖，可以優(yōu)化）
1、簡(jiǎn)介
strace：用來跟蹤 Linux 進(jìn)程執(zhí)行時(shí)的系統(tǒng)調(diào)用和接收所接收的信號(hào)，可以跟蹤到一個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生的系統(tǒng)調(diào)用，包括參數(shù)，返回值，執(zhí)行消耗的時(shí)間。
ftrace：是一個(gè) Linux 內(nèi)核函數(shù)跟蹤器，function tracer，旨在幫助開發(fā)人員和系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以找到內(nèi)核內(nèi)部發(fā)生的事情，從 Linux-2.6 內(nèi)核就支持了。
atrace：Android tracer，使用 ftrace 來跟蹤 Android 上層的函數(shù)調(diào)用。
systrace：Android 的 trace 數(shù)據(jù)分析工具，將 atrace 采集上來的數(shù)據(jù)，以圖形化的方式展現(xiàn)出來。systrace 是分析 Android 設(shè)備性能的主要工具。不過，它實(shí)際上是多種其他工具的封裝容器：它是 atrace 的主機(jī)端封裝容器。atrace 是用于控制用戶空間跟蹤和設(shè)置 ftrace 的設(shè)備端可執(zhí)行文件，也是 Linux 內(nèi)核中的主要跟蹤機(jī)制。systrace 使用 atrace 來啟用跟蹤，然后讀取 ftrace 緩沖區(qū)并將其全部封裝到一個(gè)獨(dú)立的 HTML 查看器中。
perfetto：新一代 systrace 分析工具，使用 perfetto 工具，可以通過 Android 調(diào)試橋 (ADB) 在 Android 設(shè)備上收集性能信息。perfetto 從您的設(shè)備上收集性能跟蹤數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)使用多種來源，例如：使用 ftrace 收集內(nèi)核信息、使用 atrace 收集服務(wù)和應(yīng)用中的用戶空間注釋、使用 heapprofd 收集服務(wù)和應(yīng)用的本地內(nèi)存使用情況信息。
在 Android 9 (P) 及以上版本平臺(tái)都可用，但只有在 Android 11 (R) 及以上的版本中才默認(rèn)啟用。在Android 9 (P) 和 10 (Q) 上，你需要執(zhí)行下面的命令，以確保在一切開始之前跟蹤服務(wù)正常啟動(dòng)：
LTR：Long Trace Recoder，可以錄制長(zhǎng)達(dá)半個(gè)小時(shí)的 trace，主要用于分析游戲場(chǎng)景。
因此，首先需要學(xué)習(xí) ftrace，它是其他 trace 的基礎(chǔ)。
2、宏定義
在使用 ftrace 之前，需要確保內(nèi)核配置編譯了其配置選項(xiàng)。
而后在 /sys/kernel/debug/trace 目錄下提供了各種跟蹤器(tracer)和 event 事件，一些常用的選項(xiàng)如下。
- available_tracers：列出當(dāng)前系統(tǒng)支持的跟蹤器。
- available_events：列出當(dāng)前系統(tǒng)支持的 event 事件。
- current_tracer：設(shè)置和顯示當(dāng)前正在使用的跟蹤器。使用 echo 命令可以把跟蹤器的名字寫入該文件，即可以切換不同的跟蹤器。默認(rèn)為 nop，即不做任何跟蹤操作。
- trace：讀取跟蹤信息。通過 cat 命令查看 ftrace 記錄下來的跟蹤信息。
- tracing_on：用于開始或暫停跟蹤。
- trace_options：設(shè)置 ftrace 的一些相關(guān)選項(xiàng)。
nop：不跟蹤任何信息。將 nop 寫入 current_tracer 文件可以清空之前收集到的跟蹤信息。 function：跟蹤內(nèi)核函數(shù)執(zhí)行情況。 function_graph：可以顯示類似 C 語言的函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖，比較直觀。 wakeup：跟蹤進(jìn)程喚醒信息。 irqsoff：跟蹤關(guān)閉中斷信息，并記錄關(guān)閉的最大時(shí)長(zhǎng)。 preemptoff：跟蹤關(guān)閉禁止搶占信息，并記錄關(guān)閉的最大時(shí)長(zhǎng)。 preemptirqsoff：綜合了 irqoff 和 preemptoff 兩個(gè)功能。 sched_switch：對(duì)內(nèi)核中的進(jìn)程調(diào)度活動(dòng)進(jìn)行跟蹤。
3、抓 i2c traceadb root
如下目錄也可以操作：
adb pull 出來的 trace 文件如下：
這里看出，是哪個(gè) task，PID 是多少，用的 I2C-1 進(jìn)行通信，傳輸過程是跑在 CPU3 上面，并且有 kernel 時(shí)間戳。
i2c_write、i2c_read、i2c_reply、i2c_result 是一個(gè)循環(huán)，i2c_reply 是 i2c 傳輸完成，并且重新被 CPU 調(diào)度，返回到調(diào)用線程的時(shí)間點(diǎn)，i2c_result 則是兩次 i2c 傳輸?shù)臅r(shí)間間隔。
每一筆 i2c 傳輸?shù)拈L(zhǎng)度，內(nèi)容，也都會(huì)打印出來。
因?yàn)椴┲饕婚_始只在 events 里面 enable 了 i2c，因此只抓除了 i2c 部分，我們可以同時(shí) enable 其他事件：
如果我們同時(shí) enable i2c 和 irq ，我們將在 trace 中看到更詳細(xì)的內(nèi)容，足夠分析 i2c 傳輸慢的問題。
