隨著嵌入式系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜度不斷提升，傳統(tǒng)的調(diào)試手段已難以滿足對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的精細(xì)化分析需求。為提升開發(fā)效率、優(yōu)化系統(tǒng)性能，RT-Thread 推出了一款全新調(diào)試工具 ——RT-Trace。該工具基于SWO 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對操作系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時跟蹤，無需安裝額外軟件，即可通過 Web 頁面直觀查看線程切換、中斷響應(yīng)等關(guān)鍵信息，極大降低了調(diào)試門檻。

本文將以實(shí)際開發(fā)板為基礎(chǔ)，展示 RT-Trace 的Trace 功能在調(diào)試Cortex-M4 平臺中的應(yīng)用效果，包括配置流程、可視化分析、時間測量等操作體驗(yàn)，幫助開發(fā)者更全面地了解該工具在項(xiàng)目開發(fā)中的應(yīng)用價值。

1.

進(jìn)入RT-Trace配置頁面

在板子的右下角是有Trace的IP地址，我們在瀏覽器中輸入該地址進(jìn)入配置頁面。

擺在第一行的就是Trace功能的介紹。可以看到有如下特點(diǎn)：

基于SWO 的 RT-Thread OS 跟蹤 (Trace) 功能，無需額外安裝軟件，捕獲線程關(guān)系。

免安裝的 Web UI，直接在瀏覽器中實(shí)時顯示線程間的調(diào)用關(guān)系。

以高速 SWO Trace 為基礎(chǔ)，后續(xù)升級固件支持持久化線程運(yùn)行記錄，統(tǒng)計(jì)各線程用量與 CPU 隨時間的工作負(fù)載。

后續(xù)升級支持 TPIU Trace 接口，可以觀察到更多內(nèi)部信息。

從介紹捕獲線程功能來看，RT-Trace應(yīng)該是定位一款專用工具，因?yàn)椴煌?a href="http://m.xsypw.cn/tags/RTOS/" target="_blank">RTOS的線程控制塊是不一樣的，需要人力物力去適配。

2.

Trace 配置

點(diǎn)擊左側(cè)的Trace Config選項(xiàng)進(jìn)入配置頁面。

本次調(diào)試的板子是Cortex-M4內(nèi)核的STM32F407，使用的是RT-Thread的星火一號開發(fā)板。板子鏈接至星火一號開發(fā)板預(yù)留的Trace接口。

進(jìn)入頁面后，首先配置選擇JTAG，Cortex(RISC-V的芯片選擇RISC-V)，頻率默認(rèn)，然后點(diǎn)擊提交即可，此時在右上角可以顯示芯片的ID，顯示正確則表示連接成功。

然后依次點(diǎn)擊下述兩個自動探測選項(xiàng)，探測線程的地址與MCU主頻（這里比較好奇線程地址是怎么探測出來的，是否有大佬解答一二），然后swo的頻率可以調(diào)高一些，這里配置為21，最后點(diǎn)擊提交配置就可以啦。下面是配置完成的頁面。

然后點(diǎn)擊左側(cè)的Trace Viewer選項(xiàng)進(jìn)入Trace頁面。

3.

Trace Viewer

進(jìn)入Trace Viewer頁面如下。

點(diǎn)擊左上角的Start選項(xiàng)進(jìn)行Trace，適當(dāng)時間后點(diǎn)擊stop選項(xiàng)，完成Trace，點(diǎn)擊左側(cè)的perfett0-trace選項(xiàng)出現(xiàn)下述頁面。

接下來將探測出的波形圖局部放大進(jìn)行觀察。

局部放大后可以直觀的看到各個線程與中斷的運(yùn)行情況，看來這個對調(diào)試RT-Thread項(xiàng)目是個不錯的選擇。有時候我們期望看一下某個線程的執(zhí)行時間，比如這里看一下shell線程的執(zhí)行時間，點(diǎn)擊左鍵選擇shell線程的起始位置，便可以看到shell線程當(dāng)前一次執(zhí)行的時間為10us，這個功能很不錯呀。

我們知道在cortex-m系列的MCU，RTOS的切換大多由pendsv中斷實(shí)現(xiàn),，那么框選下述部分我們便可以看到當(dāng)前一個線程切換到另一個不同的線程的時間。下圖當(dāng)前運(yùn)行過程從shell線程到idle線程用時5.3us。

當(dāng)然想看一下某個中斷到線程的切換時間也是同樣的道理。比如下述從pendsv中斷到idle線程用時1.5us。

這期體驗(yàn)就到這里啦，最后總結(jié)一下使用感受吧。

4.

體驗(yàn)總結(jié)

優(yōu)點(diǎn)：

直觀的將系統(tǒng)的線程運(yùn)行狀態(tài)展示出來便于調(diào)試以及對項(xiàng)目線程的優(yōu)化

原生支持RT-Thread無需其他額外適配工作，探測功能很方便

時間測量功能很方便，可以知道線程到線程，線程到中斷，線程的執(zhí)行時間，中斷服務(wù)函數(shù)的執(zhí)行時間等等，方便優(yōu)化自己的項(xiàng)目

缺點(diǎn)：

當(dāng)前主要支持ARM系列的芯片，相對使用其他架構(gòu)的RT-Thread的項(xiàng)目就有點(diǎn)可惜，未來會支持？

是否可以加一個一鍵出報告的功能，不需要用戶一個一個去點(diǎn)去測量，針對一些RTOS的指標(biāo)可以一鍵輸出？