国产工业CPU平台，米尔基于全志T507-H开发板的实时性分析与测试

Posted 2023-02-09

全志T5系列是一个高性能四核 CortexTM–A53 处理器，适用于新一代汽车市场。T5系列符合汽车 AEC – Q100 测试要求。该芯片集成四核 CortexTM–A53 CPU、G31MP2 GPU、32 位 DDR3/LPDDR3/DDR4/LRDDR4 动态随机存储器。

MYC-YT507H核心板基于T507-H处理器研制，具有丰富的接口资源, 拥有良好的软件开发环境，内核支持开源操作系统Linux。

在开发阶段，建议配合核心板配套的评估套件 MYD-YT507H 来加速开发。

02.实时内核设计

实时补丁我们选择RT-Preempt来实现。

2.1. 移植补丁

RT补丁官网 从RT官网下载4.9.170对应补丁

https://wiki.linuxfoundation.org/realtime/start

https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/4.9/older/

把解压后的补丁放到linux4.9目录下，然后用下面命令打包即可

patch -p1 < ./patch-4.9.170-rt129.patch

由于代码有差异，会提示大量不匹配，导致补丁打入失败则用下面命令找出打入失败文件

find ./ -name "*.rej"

手动逐一检查rej文件，逐个修改

难点：

zram驱动，sdk中源码引用自5.x版本驱动，需要找5.10左右RT补丁参考

thread_info.h文件中手动将PREEMPT_LAZY宏改序号、宏名字

**问题点1：**中断上下文中调用抢占api（rt_spin_lock即mutex）导致sched异常。

分析与解决：

这个中断是系统核心timer服务，至关重要。其通过request_percpu_irq注册中断isr，并不是常规request_irq或request_thread_irq，无法线程化。

继续分析崩溃调用栈，在崩溃前最后的操作为cpufreq_cpu_get，通过分析其源码，基本找到__account_system_time函数中调用了cpufreq_acct_update_power，其中又调用了rt_spin_lock函数导致崩溃。

通过分析cpufreq_acct_update_power函数，发现通过宏定义：CONFIG_CPU_FREQ_TIMES可以屏蔽该函数，进而不调用rt_spin_lock。

经测试，在menuconfig中，屏蔽CONFIG_CPU_FREQ_TIMES后，系统能正常启动到login环节。

解决方法：

drivers/cpufreq/Kconfig中针对CPU_FREQ_TIMES设置与PREEMPT_RT_BASE的互斥。

config CPU_FREQ_TIMES

bool "CPU frequency time-in-state statistics"

#    default y

   depends on !PREEMPT_RT_BASE

   help

     This driver exports CPU time-in-state information through procfs file

     system.

     ! Its incompatable with RT-Preempt scheduler.

     If in doubt, say N.

打开RT实时测试工具，进行测试

在buildroot下面打开相关测试，根据下面描述打开rt-tests工具即可，打开测试工具测试步骤

2.2. 其他影响性能的配置

禁用CPU Freq自动调频，并设置主频为最高频率：

cd /sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy0
echo userspace > scaling_governor
cat saling_max_freq > scaling_setspeed
（如不禁用cpufreq调频功能，系统会因动态调频产生极大的偶然延迟）

03.实时性测试

空载测试

cyclictest -p 99 -t 1 -d 100 -i 1000 -D 24h -m -a -n

CPU&内存满载

cyclictest -p 99 -t 1 -d 100 -i 1000 -D 24h -m -a -n

增加压力

stress-ng --cpu 4 --cpu-method all --io 4 --vm 50 -d 5 --fork 4 --timeout 36000s

数据对比：

板卡	MYD-YT507H
测试时间	120min
指令	cyclictest &stress-ng
空载	平均 8us 最大 24us
满载	平均 13us 最大 136us