Zephyrtracing系统2 [复制链接]

Zephyr支持5种TraceTool，虽然每种tool的实现都不一样,但从内核代码埋入tracingAPI到实际调用到tool是共用的，本文对共用部分进行分析。

CONFIG_TRACING配置启用tracing系统，如果为n，tracing系统将不会被编译进zephyr下面6项是多选1：TRACING_NONE:不使用TracetoolCONFIG_PERCEPIO_TRACERECORDER:使用tracerecoderSEGGER_SYSTEMVIEW:使用systemviewTRACING_CTF:使用CTSTRACING_TEST：使用testTRACING_USER:使用user下面17项是对tracing对象的选择，默认为选中，当配置为n时将不会在该对象中埋入hookAPICONFIG_SYSCALL_TRACING:trace系统调用，目前没有实现CONFIG_TRACING_THREAD:tracethread,sys_port_trace_type_mask_k_threadCONFIG_TRACING_WORK:traceworkCONFIG_TRACING_ISR:traceISRCONFIG_TRACING_SEMAPHORE:trace信号量CONFIG_TRACING_MUTEX:trace互斥量CONFIG_TRACING_CONDVAR:trace条件变量CONFIG_TRACING_QUEUE:tracequeueCONFIG_TRACING_FIFO:traceFIFOCONFIG_TRACING_LIFO:traceLIFOCONFIG_TRACING_STACK:tracestackCONFIG_TRACING_MESSAGE_QUEUE:trace消息列队CONFIG_TRACING_MAILBOX:trace邮箱CONFIG_TRACING_PIPE:trace管道CONFIG_TRACING_HEAP:traceheapCONFIG_TRACING_MEMORY_SLAB:traceslabCONFIG_TRACING_TIMER:tracetimer

所有被trace内核对象中都是调用下面9个宏进行hook

SYS_PORT_TRACING_FUNC(type,func,...)SYS_PORT_TRACING_FUNC_ENTER(type,func,...)SYS_PORT_TRACING_FUNC_BLOCKING(type,func,...)SYS_PORT_TRACING_FUNC_EXIT(type,func,...)SYS_PORT_TRACING_OBJ_INIT(obj_type,obj,...)SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC(obj_type,func,obj,...)SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC_ENTER(obj_type,func,obj,...)SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC_BLOCKING(obj_type,func,obj,timeout,...)SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC_EXIT(obj_type,func,obj,...)

这9个宏可以分为两组，一组是普通函数的hook，一组是内核对象函数的hook,两组宏都支持变参，可以记录被trace函数的参数

用于hook一般的内核函数：

线程相关函数

调度相关函数

poll相关函数

timeout相关函数

电源管理相关函数：目前电源管理虽然有插入hook，但最后并没有实现

各个宏的含义SYS_PORT_TRACING_FUNC(type,func,…)跟踪函数被调用次数和何时调用，类型为type功能为func，例如要跟踪k_thread_user_mode_enter，其type是k_thread，函数功能是user_mode_enter就在其中埋入

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SYS_PORT_TRACING_FUNC(k_thread,user_mode_enter);

SYS_PORT_TRACING_FUNC_ENTER(type,func,…)`SYS_PORT_TRACING_FUNC_EXIT(type,func,…):跟踪函数进入和退出的时机点，类型为type功能为func，例如要跟踪线程sleep函数z_impl_k_usleep，其type是k_thread，函数功能是usleep，sleep的时间为us，埋入情况如下

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int32_tz_impl_k_usleep(intus){　　int32_tticks;　　SYS_PORT_TRACING_FUNC_ENTER(k_thread,usleep,us);　　ticks=k_us_to_ticks_ceil64(us);　　ticks=z_tick_sleep(ticks);　　SYS_PORT_TRACING_FUNC_EXIT(k_thread,usleep,us,k_ticks_to_us_floor64(ticks));　　returnk_ticks_to_us_floor64(ticks);}

SYS_PORT_TRACING_FUNC_BLOCKING(type,func,…)跟踪函数被bloking的时机点,类型为type功能为func,目前Zephyr内核未使用该种trace。

用于hook内核对象：mutex,semaphore,msgq,pipes,queue,timer,fifo,lifo,work,stack,mailbox,condvar,heap,slab

SYS_PORT_TRACING_OBJ_INIT(obj_type,obj,…)跟踪内核对象obj初始化的时机，类型为obj_type，例如要跟踪mutex的初始化，埋入下面hook

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SYS_PORT_TRACING_OBJ_INIT(k_mutex,mutex,0);

SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC(obj_type,func,obj,…)跟踪内核对象obj的函数被调用时机，类型为type功能为func，例如要跟踪z_impl_k_timer_start，埋入下面hook

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SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC(k_timer,start,timer);

SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC_ENTER(obj_type,func,obj,…)SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC_EXIT(obj_type,func,obj,…)跟踪内核对象obj的函数进入和退出时机点，类型为type功能为func，例如要跟踪k_malloc，埋入下面hook

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void*k_malloc(size_tsize){　　SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC_ENTER(k_heap_sys,k_malloc,_SYSTEM_HEAP);　　void*ret=k_aligned_alloc(sizeof(void*),size);　　SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC_EXIT(k_heap_sys,k_malloc,_SYSTEM_HEAP,ret);　　returnret;}

SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC_BLOCKING(obj_type,func,obj,timeout,…)跟踪内核对象obj的函数block时机点，类型为type功能为func，例如要跟踪k_malloc，埋入下面hook

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boolk_work_flush(structk_work*work,　　　　structk_work_sync*sync){　　SYS_PORT_TRACING_OBJ_FUNC_ENTER(k_work,flush,work);　　structz_work_flusher*flusher=sync-flusher;　　k_spinlock_key_tkey=k_spin_lock(lock);　　boolneed_flush=work_flush_locked(work,flusher);　　k_spin_unlock(lock,key);　　/*Ifnecessarywaituntiltheflusheritem