PX4常用sh命令

2023-05-16

PX4常用sh命令

基于NUTTXnsehll的设计，PX4还自定义了一些sh命令，可以在调试飞控时起到重要作用。这些命令在PX4开发者手册中，都有提到。但是为了方便后期使用，这里再单独做一下记录：

top 显示当前各个任务的CPU以及RAM的开销（直接输入top, 可能没有print出来东西，那么就top once）

Usage: top [arguments...]

   once          print load only once

example:

 PID COMMAND                   CPU(ms) CPU(%)  USED/STACK PRIO(BASE) STATE FD
   0 Idle Task                   25883 47.300   272/  512   0 (  0)  READY  3
   1 hpwork                          0  0.000   344/ 1260 249 (249)  w:sig  3
   2 lpwork                         17  0.000  1024/ 1612  50 ( 50)  w:sig  3
   3 init                          891  0.000  2008/ 2924 100 (100)  w:sem  3
   4 wq:manager                      1  0.000   424/ 1252 255 (255)  w:sem  4
 415 log_writer_file                 0  0.000   392/ 1164  60 ( 60)  w:sem  3
  16 wq:lp_default                  54  0.100   944/ 1700 205 (205)  w:sem  4
  18 wq:hp_default                 591  1.100  1112/ 1900 240 (240)  w:sem  4
  20 dataman                         2  0.000   768/ 1204  90 ( 90)  w:sem  4
 127 wq:SPI1                      8670 16.300  1580/ 2332 253 (253)  w:sem  4
 137 wq:I2C3                       356  0.600   892/ 1468 244 (244)  w:sem  4
 139 wq:SPI4                       166  0.300   892/ 2332 250 (250)  w:sem  4
 199 wq:nav_and_controllers       5840 11.200  5288/ 7196 241 (241)  w:sem  4
 200 wq:rate_ctrl                 4162  7.900  1168/ 1660 255 (255)  w:sem  4
 207 commander                     652  1.200  1440/ 3212 140 (140)  w:sig  6
 209 commander_low_prio              1  0.000   736/ 2996  50 ( 50)  w:sem  6
 217 mavlink_if0                  3309  7.600  1968/ 2572 100 (100)  READY  6
 251 gps                            31  0.000  1040/ 1676 205 (205)  w:sem  4
 291 mavlink_if1                   612  1.200  1872/ 2484 100 (100)  w:sig  4
 292 mavlink_rcv_if1               167  0.300  2816/ 4068 175 (175)  w:sem  4
 302 wq:UART4                      257  0.400   752/ 1396 234 (234)  w:sem  4
 370 wq:attitude_ctrl              395  0.900  1212/ 1668 242 (242)  w:sem  4
 376 navigator                      39  0.100   960/ 1764 105 (105)  w:sem  5
 398 mavlink_rcv_if0               263  0.400  2776/ 4068 175 (175)  w:sem  6
 412 logger                        196  0.400  2160/ 3644 230 (230)  w:sem  3
 417 mavlink_shell                   1  0.000   976/ 2020 100 (100)  w:sem  3
 418 top                             0  0.000  1456/ 2020 239 (239)  RUN    3

Processes: 27 total, 3 running, 24 sleeping, max FDs: 15
CPU usage: 50.00% tasks, 2.70% sched, 47.30% idle
DMA Memory: 5120 total, 1024 used 1536 peak
Uptime: 54.127s total, 25.883s idle

ps 查看所有的线程信息

example:

 PID PRI POLICY   TYPE    NPX STATE    EVENT     SIGMASK   STACK   USED  FILLED COMMAND
    0   0 FIFO     Kthread N-- Ready              00000000 000000 000000   0.0%  Idle Task
    1 249 FIFO     Kthread --- Waiting  Signal    00000000 001260 000344  27.3%  hpwork
    2  50 FIFO     Kthread --- Waiting  Signal    00000000 001612 001024  63.5%  lpwork
    3 100 FIFO     Task    --- Waiting  Semaphore 00000000 002924 002008  68.6%  init
    4 255 FIFO     Task    --- Waiting  Semaphore 00000000 001252 000424  33.8%  wq:manager
  199                                                      007196 005288  73.4%  wq:nav_and_controllers 0x0x816ad54
  200 255 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 001660 001168  70.3%  wq:rate_ctrl 0x0x8198d9c
  137 244 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 001468 000892  60.7%  wq:I2C3 0x0x819c5c4
  139 250 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 002332 000892  38.2%  wq:SPI4 0x0x819c5f4
  398 175 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 004068 002776  68.2%  mavlink_rcv_if0 0x0x20018970
  207 140 FIFO     Task    --- Waiting  Signal    00000000 003212 001440  44.8%  commander start
   16 205 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 001700 000944  55.5%  wq:lp_default 0x0x8157104
  209  50 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 002996 000736  24.5%  commander_low_prio 0x0
   18 240 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 001900 001112  58.5%  wq:hp_default 0x0x815b06c
   20  90 FIFO     Task    --- Waiting  Semaphore 00000000 001204 000768  63.7%  dataman
  217 100 FIFO     Task    --- Waiting  Signal    00000000 002572 001968  76.5%  mavlink_if0 mavlink start -d /dev/ttyACM0
  412 230 FIFO     Task    --- Waiting  Semaphore 00000000 003644 002160  59.2%  logger start -b 64 -t
  415  60 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 001164 000392  33.6%  log_writer_file 0x0x20037120
  417 100 FIFO     Task    --- Running            00000000 002020 001152  57.0%  mavlink_shell
  291 100 FIFO     Task    --- Waiting  Signal    00000000 002484 001872  75.3%  mavlink_if1 mavlink start -d /dev/ttyS1 -b p:SER_TEL1_BAUD -m p:MAV_0_MODE -r p:MAV_0_RATE -f -s -x
  292 175 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 004068 002816  69.2%  mavlink_rcv_if1 0x0x2001c3a0
  302 234 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 001396 001048  75.0%  wq:UART4 0x0x819c62c
  370 242 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 001668 001212  72.6%  wq:attitude_ctrl 0x0x816908c
  376 105 FIFO     Task    --- Waiting  Semaphore 00000000 001764 000960  54.4%  navigator start
  251 205 FIFO     Task    --- Waiting  Semaphore 00000000 001676 001040  62.0%  gps start -d /dev/ttyS0 -b p:SER_GPS1_BAUD
  127 253 FIFO     pthread --- Waiting  Semaphore 00000000 002332 001580  67.7%  wq:SPI1 0x0x819c5dc

work_queue 查看所有的工作队列。工作队列是各个线程中的子任务(这些线程开头都是wq:) 这里有一个不错的有关task和work_queue的解析，下面这个时序图摘自上文原文。
- 值的注意的是ScheduleOnInterval调用的schedule_trampoline，其实也就是在调用ScheduleNow()。这说明，ScheduleNow()只能起到一次作用，它可以在初始化或者通过中断触发来进行一次Run()函数的运行！
```
void ScheduledWorkItem::schedule_trampoline(void *arg)
{
	ScheduledWorkItem *dev = static_cast<ScheduledWorkItem *>(arg);
	dev->ScheduleNow();
}
```
  此外，ScheduleDelayed(us)这个函数也是很有用处，在传感器初始化配置时可以使用 eg:ICM42688P。hrt_call_after与hrt_call_every在命名上，可以很明显地看出其功能的不同。ScheduleDelayed(us)是过多少us后，再调度这个workitem执行，ScheduleOnInterval（us,delay_us是每隔多久调度一次(使用时，delay_us可以缺省)。
```
void ScheduledWorkItem::ScheduleDelayed(uint32_t delay_us)
{
	hrt_call_after(&_call, delay_us, (hrt_callout)&ScheduledWorkItem::schedule_trampoline, this);
}

void ScheduledWorkItem::ScheduleOnInterval(uint32_t interval_us, uint32_t delay_us)
{
	hrt_call_every(&_call, delay_us, interval_us, (hrt_callout)&ScheduledWorkItem::schedule_trampoline, this);
}
```

Usage: work_queue <command> [arguments...]
 Commands:

   start

   stop

   status        print status info

example:

Work Queue: 9 threads                        RATE        INTERVAL
|__ 1) wq:rate_ctrl    
|   |__ 1) mc_rate_control               800.6 Hz         1249 us
|   |__ 2) pwm_out                       799.5 Hz         1251 us
|   \__ 3) vehicle_angular_velocity      800.6 Hz         1249 us
|__ 2) wq:SPI1         
|   |__ 1) bmi055                        997.3 Hz         1003 us
|   |__ 2) bmi055                       1043.4 Hz          958 us
|   |__ 3) icm20602                      800.3 Hz         1250 us
|   \__ 4) icm20689                      798.3 Hz         1253 us
|__ 3) wq:SPI4         
|   \__ 1) ms5611                         99.5 Hz        10048 us
|__ 4) wq:I2C3         
|   \__ 1) ist8310                        88.9 Hz        11245 us
|__ 5) wq:attitude_ctrl
|   \__ 1) mc_att_control                200.2 Hz         4996 us
|__ 6) wq:nav_and_controllers
|   |__ 1) ekf2                          200.2 Hz         4996 us
|   |__ 2) land_detector                  92.2 Hz        10846 us
|   |__ 3) mc_hover_thrust_estimator       0.0 Hz            0 us
|   |__ 4) mc_pos_control                 50.0 Hz        19993 us
|   |__ 5) sensors                       200.1 Hz         4999 us
|   |__ 6) vehicle_acceleration          208.5 Hz         4796 us
|   |__ 7) vehicle_air_data               74.6 Hz        13410 us
|   |__ 8) vehicle_imu                   200.1 Hz         4998 us
|   |__ 9) vehicle_imu                   199.9 Hz         5003 us
|   \__10) vehicle_imu                   200.2 Hz         4996 us
|__ 7) wq:hp_default   
|   |__ 1) adc                           100.0 Hz         9999 us (10000 us)
|   |__ 2) battery_status                100.0 Hz        10000 us (10000 us)
|   |__ 3) rc_update                       0.0 Hz            0 us
|   |__ 4) safety_button                  30.3 Hz        32997 us (33000 us)
|   \__ 5) tone_alarm                     10.1 Hz        99473 us
|__ 8) wq:UART4        
|   \__ 1) rc_input                      250.0 Hz         4000 us (4000 us)
\__ 9) wq:lp_default   
    |__ 1) load_mon                        2.0 Hz       499696 us (500000 us)
    |__ 2) rgbled_pwm                     39.8 Hz        25130 us
    \__ 3) send_event                     30.0 Hz        33325 us (33333 us)

uorb 主要可以用于查看当前的uorb话题【uorb top -1 （是数字1）较为常用】

Usage: uorb <command> [arguments...]
 Commands:

   start

   status        Print topic statistics

   top           Monitor topic publication rates
     [-a]        print all instead of only currently publishing topics with subscribers
     [-1]        run only once, then exit
     [<filter1> [<filter2>]] topic(s) to match (implies -a)

example:

update: 1s, num topics: 76
TOPIC NAME                     INST #SUB RATE #Q SIZE
actuator_armed                    0    6    2  1   24 
actuator_controls_0               0    6  801  1   48 
actuator_outputs                  0    3  800  1   80 
adc_report                        0    1  100  1   96 
battery_status                    0    6  200  1  112 
battery_status                    1    6  200  1  112 
commander_state                   0    1    2  1   16 
cpuload                           0    4    2  1   16 
estimator_innovation_test_ratios  0    1   99  1  144 
estimator_innovation_variances    0    1   99  1  144 
estimator_innovations             0    1   99  1  144 
estimator_sensor_bias             0    4   99  1   56 
estimator_status                  0    4   99  1  288 
input_rc                          0    4   71  1   72 
multirotor_motor_limits           0    2  800  1   16 
rate_ctrl_status                  0    1  801  1   24 
safety                            0    2    1  1   16 
sensor_accel                      0    4  800  8   48 
sensor_accel                      1    3  799  8   48 
sensor_accel                      2    3 1044  8   48 
sensor_baro                       0    2   74  1   32 
sensor_combined                   0    3  200  1   48 
sensor_gyro                       0    4  800  8   40 
sensor_gyro                       1    3  799  8   40 
sensor_gyro                       2    3  993  8   40 
sensor_mag                        0    3   89  1   48 
sensor_preflight                  0    1  200  1   24 
system_power                      0    2  100  1   24 
telemetry_status                  0    2    1  1  104 
telemetry_status                  1    2    1  1  104 
vehicle_acceleration              0    1  200  1   32 
vehicle_air_data                  0    8   19  1   40 
vehicle_angular_acceleration      0    1  800  1   32 
vehicle_angular_velocity          0    5  800  1   32 
vehicle_attitude                  0    6  200  1   48 
vehicle_control_mode              0    8    2  1   32 
vehicle_imu                       0    3  200  1   56 
vehicle_imu                       1    3  200  1   56 
vehicle_imu                       2    3  200  1   56 
vehicle_imu_status                0    4    9  1   56 
vehicle_imu_status                1    4   10  1   56 
vehicle_imu_status                2    4    9  1   56 
vehicle_land_detected             0    9    1  1   24 
vehicle_local_position            0   11   99  1  160 
vehicle_magnetometer              0    3   89  1   24 
vehicle_odometry                  0    1   99  1  256 
vehicle_status                    0   17    2  1   56 
vehicle_status_flags              0    1    2  1   40

sensors status (传感器数据状态监视) sensors也是PX4重要的一个module，它负责处理所有的传感器信息，比如进行低通滤波，多传感器的冗余选择等，将原始的传感器驱动程序获得的数据进行适当地处理。

nsh> sensors status
INFO  [sensors] selected gyro: 3670026 (0)
INFO  [data_validator] validator: best: 0, prev best: 0, failsafe: NO (0 events)
INFO  [data_validator] sensor #0, prio: 100, state: OK
INFO  [data_validator]     val:  -0.0010, lp:  -0.0019 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0043 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -0.0014, lp:  -0.0010 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0020 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:   0.0001, lp:  -0.0005 mean dev:   0.0000 RMS:   0.0010 conf:   1.0000
INFO  [data_validator] sensor #1, prio: 100, state: OK
INFO  [data_validator]     val:  -0.0044, lp:  -0.0031 mean dev:   0.0000 RMS:   0.0042 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:   0.0014, lp:   0.0010 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0020 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -0.0002, lp:  -0.0001 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0011 conf:   1.0000
INFO  [data_validator] sensor #2, prio: 75, state: OK
INFO  [data_validator]     val:   0.0004, lp:  -0.0003 mean dev:   0.0000 RMS:   0.0056 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -0.0030, lp:  -0.0005 mean dev:   0.0000 RMS:   0.0036 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -0.0028, lp:  -0.0007 mean dev:   0.0000 RMS:   0.0031 conf:   1.0000

INFO  [sensors] selected accel: 3670026 (0)
INFO  [data_validator] validator: best: 0, prev best: 0, failsafe: NO (0 events)
INFO  [data_validator] sensor #0, prio: 100, state: OK
INFO  [data_validator]     val:   0.1830, lp:   0.1770 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0114 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:   0.0054, lp:   0.0205 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0183 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -9.6658, lp:  -9.6973 mean dev:  -0.0001 RMS:   0.0619 conf:   1.0000
INFO  [data_validator] sensor #1, prio: 100, state: OK
INFO  [data_validator]     val:   0.1572, lp:   0.1594 mean dev:  -0.0001 RMS:   0.0146 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -0.0000, lp:   0.0140 mean dev:  -0.0001 RMS:   0.0204 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -9.7818, lp:  -9.8008 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0608 conf:   1.0000
INFO  [data_validator] sensor #2, prio: 75, state: OK
INFO  [data_validator]     val:  -0.0745, lp:  -0.0491 mean dev:   0.0000 RMS:   0.0174 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -0.1883, lp:  -0.1693 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0197 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -9.7579, lp:  -9.7845 mean dev:  -0.0001 RMS:   0.0621 conf:   1.0000

INFO  [sensors] selected mag: 396825 (0)
INFO  [data_validator] validator: best: 0, prev best: 0, failsafe: NO (0 events)
INFO  [data_validator] sensor #0, prio: 75, state: OK
INFO  [data_validator]     val:   0.0021, lp:   0.0049 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0015 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:   0.1681, lp:   0.1683 mean dev:   0.0000 RMS:   0.0012 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  -0.0139, lp:  -0.0177 mean dev:  -0.0000 RMS:   0.0033 conf:   1.0000

INFO  [vehicle_air_data] selected barometer: 3997730 (0)
INFO  [data_validator] validator: best: 0, prev best: 0, failsafe: NO (0 events)
INFO  [data_validator] sensor #0, prio: 75, state: OK
INFO  [data_validator]     val: 94513.0000, lp: 94516.2891 mean dev:  -0.1046 RMS:   2.6126 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:  27.8700, lp:  27.8496 mean dev:   0.0315 RMS:   0.0150 conf:   1.0000
INFO  [data_validator]     val:   0.0000, lp:   0.0000 mean dev:   0.0000 RMS:   0.0000 conf:   1.0000

INFO  [sensors] Airspeed status:
INFO  [data_validator]     no data

INFO  [vehicle_acceleration] selected sensor: 3670026 (0), rate: 800.6 Hz
INFO  [vehicle_acceleration] estimated bias: [0.0000 0.0000 0.0000]
INFO  [sensor_calibration] ACC 3670026 EN: 1, offset: [0.0556 -0.0322 0.0141] scale: [0.9992 1.0003 1.0002]

INFO  [vehicle_angular_velocity] selected sensor: 3670026 (0), rate: 800.6 Hz
INFO  [vehicle_angular_velocity] estimated bias: [0.0000 0.0000 0.0000]
INFO  [sensor_calibration] GYRO 3670026 EN: 1, offset: [-0.0317 0.0321 0.0104]


INFO  [vehicle_imu] IMU ID: 3670026, accel interval: 1248.9 us, gyro interval: 1248.9 us
vehicle_imu: accel data gap: 1 events
vehicle_imu: gyro data gap: 1 events
vehicle_imu: accel update interval: 181828 events, 1249.04us avg, min 971us max 1481us 23.714us rms
vehicle_imu: gyro update interval: 181832 events, 1249.04us avg, min 971us max 1481us 23.714us rms
INFO  [sensor_calibration] ACC 3670026 EN: 1, offset: [0.0556 -0.0322 0.0141] scale: [0.9992 1.0003 1.0002]
INFO  [sensor_calibration] GYRO 3670026 EN: 1, offset: [-0.0317 0.0321 0.0104]

INFO  [vehicle_imu] IMU ID: 3932170, accel interval: 1249.4 us, gyro interval: 1249.4 us
vehicle_imu: accel data gap: 1 events
vehicle_imu: gyro data gap: 1 events
vehicle_imu: accel update interval: 181586 events, 1250.85us avg, min 830us max 1675us 31.126us rms
vehicle_imu: gyro update interval: 181586 events, 1250.85us avg, min 830us max 1675us 31.126us rms
INFO  [sensor_calibration] ACC 3932170 EN: 1, offset: [-0.0909 0.1831 -0.1208] scale: [0.9980 0.9986 0.9935]
INFO  [sensor_calibration] GYRO 3932170 EN: 1, offset: [0.0112 -0.0308 0.0091]

INFO  [vehicle_imu] Accel ID: 4259850, interval: 955.2 us, Gyro ID: 4325386, interval: 1002.3 us
vehicle_imu: accel data gap: 1 events
vehicle_imu: gyro data gap: 1 events
vehicle_imu: accel update interval: 237163 events, 957.82us avg, min 48us max 2114us 162.976us rms
vehicle_imu: gyro update interval: 226733 events, 1001.88us avg, min 46us max 1395us 157.701us rms
INFO  [sensor_calibration] ACC 4259850 EN: 1, offset: [0.1842 0.2454 0.1875] scale: [0.9882 0.9913 0.9830]
INFO  [sensor_calibration] GYRO 4325386 EN: 1, offset: [0.0013 0.0015 0.0007]

dmsg DeBug消息打印

example：

sercon: Registering CDC/ACM serial driver
sercon: Successfully registered the CDC/ACM serial driver
HW arch: PX4_FMU_V5
HW type: V560
HW version: 0x00000006
HW revision: 0x00000000
FW git-hash: 71db0903a910d35a18f10d74c851446a6f66d61f
FW version: Release 1.11.0 (17498367)
OS: NuttX
OS version: Release 8.2.0 (134349055)
OS git-hash: ec20f2e6c5cc35b2b9bbe942dea55eabb81297b6
Build datetime: Mar 12 2022 18:35:12
Build uri: localhost
Toolchain: GNU GCC, 9.3.1 20200408 (release)
PX4GUID: 0002000000003533383731385118002a002c
MCU: STM32F76xxx, rev. Z
INFO  [param] selected parameter default file /fs/mtd_params
INFO  [tune_control] Publishing standard tune 1
Board defaults: /etc/init.d/rc.board_defaults
INFO  [dataman] Unknown restart, data manager file '/fs/microsd/dataman' size is 362560 bytes
Board sensors: /etc/init.d/rc.board_sensors
icm20602 #0 on SPI bus 1 (devid=0x38)
icm20689 #0 on SPI bus 1 (devid=0x3c)
bmi055 #0 on SPI bus 1 (devid=0x41)
bmi055 #1 on SPI bus 1 (devid=0x42)
ist8310 #0 on I2C bus 3
ms5611 #0 on SPI bus 4 (devid=0x3d)
Board extras: /etc/init.d/rc.board_mavlink
INFO  [mavlink] mode: Config, data rate: 800000 B/s on /dev/ttyACM0 @ 57600B
Starting Main GPS on /dev/ttyS0
Starting MAVLink on /dev/ttyS1
INFO  [mavlink] mode: Normal, data rate: 1200 B/s on /dev/ttyS1 @ 57600B
INFO  [init] Mixer: /etc/mixers/quad_x.main.mix on /dev/pwm_output0
Addons script: /fs/microsd/etc/extras.txt
INFO  [logger] logger started (mode=all)

NuttShell (NSH)
nsh> INFO  [ecl/EKF] reset position to last known position
INFO  [ecl/EKF] reset velocity to zero
INFO  [ecl/EKF] 9901680: EKF aligned, (baro hgt, IMU buf: 18, OBS buf: 14)
INFO  [mavlink] Starting mavlink shell
WARN  [commander] Manual control lost

listener 监听uorb消息，用来内部调试非常好用。可惜也是有bug, 后面的一些选项不一定都能启用

Usage: listener <command> [arguments...]
 Commands:
     <topic_name> uORB topic name
     [-i <val>]  Topic instance
                 default: 0
     [-n <val>]  Number of messages
                 default: 1
     [-r <val>]  Subscription rate (unlimited if 0)
                 default: 0

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