Linux ftrace简介与分析

最近遇到 i2c 传输慢的问题，正常一笔 i2c 传输 52 bytes 应该在 1ms 内返回，但是偶尔出现 6 ~ 7ms 才返回，不满足要求，因此研究一下 ftrace 工具，分析 i2c 传输到底慢在哪里。怀疑：

同一路 i2c bus 挂载设备多，可能同时发起传输，导致抢占。（解决方法：重要器件独占一路 i2c bus）

i2c 硬件传输慢。一般不太可能，因为这是硬件行为，除非从机返回慢。（研究从机为什么慢）

i2c 传输完成后返回，i2c 控制器发传输完成的信号给 cpu，但 cpu 忙 loading 重，没有及时调用 i2c_reply 通知调用者；或者是 i2c 传输完成后，CPU 处于睡眠状态，由于 i2c 中断无法唤醒系统，系统醒了以后才返回，导致慢。（提升 user 线程优先级 + 让这一路 i2c bus 持锁，可以优化）

1、简介

strace：用来跟踪 Linux 进程执行时的系统调用和接收所接收的信号，可以跟踪到一个进程产生的系统调用，包括参数，返回值，执行消耗的时间。

ftrace：是一个 Linux 内核函数跟踪器，function tracer，旨在帮助开发人员和系统设计者可以找到内核内部发生的事情，从 Linux-2.6 内核就支持了。

atrace：Android tracer，使用 ftrace 来跟踪 Android 上层的函数调用。

systrace：Android 的 trace 数据分析工具，将 atrace 采集上来的数据，以图形化的方式展现出来。systrace 是分析 Android 设备性能的主要工具。不过，它实际上是多种其他工具的封装容器：它是 atrace 的主机端封装容器。atrace 是用于控制用户空间跟踪和设置 ftrace 的设备端可执行文件，也是 Linux 内核中的主要跟踪机制。systrace 使用 atrace 来启用跟踪，然后读取 ftrace 缓冲区并将其全部封装到一个独立的 HTML 查看器中。

perfetto：新一代 systrace 分析工具，使用 perfetto 工具，可以通过 Android 调试桥 （ADB） 在 Android 设备上收集性能信息。perfetto 从您的设备上收集性能跟踪数据时会使用多种来源，例如：使用 ftrace 收集内核信息、使用 atrace 收集服务和应用中的用户空间注释、使用 heapprofd 收集服务和应用的本地内存使用情况信息。

在 Android 9 （P） 及以上版本平台都可用，但只有在 Android 11 （R） 及以上的版本中才默认启用。在Android 9 （P） 和 10 （Q） 上，你需要执行下面的命令，以确保在一切开始之前跟踪服务正常启动：

# Needed only on Android 9 （P） and 10 （Q） on non-Pixel phones.adb shell setprop persist.traced.enable 1

perfconv：CPU Freq 分析工具

LTR：Long Trace Recoder，可以录制长达半个小时的 trace，主要用于分析游戏场景。

因此，首先需要学习 ftrace，它是其他 trace 的基础。