从SYSFS接口（HWMON）读取传感器数据有时会导致封锁调用（功能的执行时间比预期的更长）

Question

我有一台运行Linux（BusyBox）的手臂机。我需要经常读取此文件中的数据/sys/class/class/hwmon/hwmon0/device/in7_input，其中包含电压。它位于/sys/class/class/hwmon/目录下的虚拟文件系统sysfs中。

该文件包含看起来像这样的数据（SSHED到设备）。

root:~# cat /sys/class/hwmon/hwmon0/device/in7_input
10345
root:~# cat /sys/class/hwmon/hwmon0/device/in7_input
10250

通常，从该文件中读取数据的数据大约为1 ms，但有时需要大约1秒。不幸的是，对我来说，我无法在板凳上复制此问题，因为它在现场不太频繁。

我已经检查了CPU利用率，并且在此问题发生时通常小于60％。我不确定为什么偶尔从该文件中读取会导致似乎是一个阻止调用，从而导致该功能的执行时间更长。

我不确定我是否正在处理虚拟文件系统上发生的更大问题sysfs，或者我在readwoltage（）中是否有代码。非阻止。

这是我必须调整的代码的片段，

/******************************************************************************

                              Online C++ Compiler.
               Code, Compile, Run and Debug C++ program online.
Write your code in this editor and press "Run" button to compile and execute it.

*******************************************************************************/

#include <iostream>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;

uint64_t GetClockCount(void);
float calculateLoopTime(uint32_t tUsec1, uint32_t tUsec2);

void readVoltage()
{

    static const char VoltageFile[] = "/sys/class/hwmon/hwmon0/device/in7_input";
    static int VoltageFD = -1;

    if (-1 == VoltageFD)
    {
        VoltageFD = open(VoltageFile, O_RDONLY | O_NONBLOCK);
    }

        if (-1 == VoltageFD)
        {
            std::cout << "couldn't open FD for " << VoltageFile << std::endl;
        }
        else
        {
            static const size_t bufSize = 15;
            char buffer[bufSize];

            fd_set input;
            FD_ZERO(&input);
            FD_SET(VoltageFD, &input);

            struct timeval to;
            to.tv_sec = 0;
            to.tv_usec = 0;
            int n = 0;
            n = select(VoltageFD + 1, &input, NULL, NULL, &to);

            if (n > 0)
            {
                ssize_t bytes_read = pread(VoltageFD, buffer, bufSize, 0);

                if (bytes_read > 0)
                {
                    float voltage = (atof(buffer) / 1000.0f);

                    std::cout << "voltage= " << voltage << std::endl;
                }
            }
        }
    }


int main()
{
    uint32_t start_time = GetClockCount();
    
    readVoltage();
    
    uint32_t end_time = GetClockCount();
    
    float time_diff = calculateLoopTime(start_time, end_time);
    
    std::cout << "function took " << time_diff << " ms to execute" << std::endl;
    
    
    return 0;
}

uint64_t GetClockCount(void)
{
    struct timespec now;
    if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now))
        return 0;
    return static_cast<uint64_t>(now.tv_sec) * 1000000 + now.tv_nsec / 1000;
}


float calculateLoopTime(uint32_t tUsec1, uint32_t tUsec2)
{
    float time_diff = 0;

    if (tUsec1 != tUsec2)
    {
        uint32_t time_diff_temp = 0;

        if (tUsec2 > tUsec1)
        {
            time_diff_temp = (tUsec2 - tUsec1);
        }
    
        // Scale from microseconds to milliseconds
        time_diff = static_cast<float>(time_diff_temp) / 1000;
    }

    return time_diff;
}

您可以在此处运行代码，但是显然您不会得到电压，因为此文件/sys/class/class/class/hwmon/hwmon/hwmon0/device/in7_input该在线IDE上不存在。

https://onlinegdb.com/d0wcj0tzt

Answer 1

您在readwoltage（）中编写的代码是非障碍物。您可以使用以下事实，非块描述符上的read（）将返回e_again/e_wouldblock errno如果读取会阻塞，因此使用select> select（）删除行，并设置FD_SET （少代码）。

您无法确定getClockCount（）调用之间发生了什么。如果您的系统正在负载（就像您所说的60％一样），则可以做其他事情。硬件线程也可以执行其他操作，即使它没有100％的时间不做，它可以在切换回SYSFS阅读代码时引入一些抖动。

为了更准确，尝试仅测量pread（）调用时间，因此仍然有可能运行其他过程的代码，尤其是在谈论负载下的系统时。

您也可以尝试使用perf检查程序中的情况。 look 在这里要查看perf可以显示运行程序期间发生多少个上下文切换。

尝试通过使用以下方式测量呼叫普通的sysfs读取：

root:~# cat /sys/class/hwmon/hwmon0/device/in7_input

所有结果都应表明系统要做的其他事情和pread（）呼叫不会在两次检查时不会阻止自身 - 一旦使用了非块在检查select（）返回准备就绪描述符时，标志和次要。