技術標籤：筆記

一、概述

在使用FreeRtos進行開發的過程中，我們通常需要了解系統的執行狀態、記憶體、CPU使用情況等資訊，來確保系統能夠長期穩定的執行。FreeRtos提供了許多這樣的介面，我們也可以通過閱讀FreeRtos相關的原始碼自己編寫需要的Debug介面。
通常我們需要用到的一些系統資訊為：

• 當前任務的剩餘記憶體；
• 當前任務歷史最小記憶體；
• 系統總的剩餘記憶體；
• 系統執行的總時間；
• 單個任務的執行時間；
• 每個任務佔用的CPU時間；

二、獲取系統資訊的相關函式

2.1、vTaskList

函式原型：void vTaskList( char * pcWriteBuffer )；
函式功能：獲取系統中所有任務的任務名、任務狀態、優先順序、最小剩餘堆疊、建立序號相關資訊；

void PrintSysInfo(void)
{
    char *buf = NULL;
    char *fmt = "======================================\r\n\
name\tstatus\tpri\tmin-stack\tnum\r\n\
======================================\r\n";
    buf = pvPortMalloc(512);
    if(NULL == buf)return;
    
    sprintf(buf,"%s"
 
,fmt);
    vTaskList(buf+strlen(fmt));
    d_printf("%s\r\n",buf);
    vPortFree(buf);
}

列印結果：
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status表示任務的執行狀態，有五種：

• x 執行狀態
• R Redy就緒狀態
• B Block阻塞狀態
• S Suspend掛起狀態
• D Deletedr任務已經被刪除

min-stack表示系統歷史剩餘最小堆疊，單位是字，比如33表示33*4=132byte。這個值越接近於0，任務記憶體溢位的可能性就越大；FreeRtos在建立任務的時候會將分配給任務的記憶體全部初始化為0xa5，如果某段記憶體被使用過，那麼其中的值就會被改變，FreeRtos獲取記憶體剩餘空間的原始碼如下：

    static configSTACK_DEPTH_TYPE prvTaskCheckFreeStackSpace( const uint8_t * pucStackByte )
    {
        uint32_t ulCount = 0U;
        /*任務的記憶體在任務建立時會被填充為tskSTACK_FILL_BYTE，在任務執行時會被填充為其它內容*/
        while( *pucStackByte == ( uint8_t ) tskSTACK_FILL_BYTE )
        {
            pucStackByte -= portSTACK_GROWTH;
            ulCount++;
        }
        /*返回值的單位為字而不是位元組*/
        ulCount /= ( uint32_t ) sizeof( StackType_t ); /*lint !e961 Casting is not redundant on smaller architectures. */
        
        return ( configSTACK_DEPTH_TYPE ) ulCount;
    }

num表示任務建立的序號，一般按照任務的建立順序編號。

2.2、vTaskGetRunTimeStats

函式原型： void vTaskGetRunTimeStats( char * pcWriteBuffer )；
函式功能：獲取每個任務的執行時間，並統計每個任務佔用CPU的時間；
示例：

void PrintSysTimeInfo(void)
{
#if configGENERATE_RUN_TIME_STATS
    char *buf = NULL;
    char *fmt = "======================================\r\n\
任務名\t執行時間\tcpu佔用率\r\n\
======================================\r\n";
    buf = pvPortMalloc(512);
    if(NULL == buf)return;
    
    sprintf(buf,"%s",fmt);
    vTaskGetRunTimeStats(buf+strlen(fmt));
    d_printf("%s\r\n",buf);
    vPortFree(buf);
#endif
}

列印結果：

從結果中可以看出，系統中一共有四個任務，其中空閒任務IDLE執行的時間最長，為10902ms，佔用了98%的CPU執行時間。

FreeRtos預設是不支援這個功能的，如果想要使用這個功能，就需要自己使用硬體定時器來實現。使用前應該實現以下三個巨集：

#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS	1//開啟執行時間統計功能
#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS configureTimerForRunTimeStats//初始化硬體定時器
#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE getRunTimeCounterValue//獲取定時器的計數值

2.3、uxTaskGetStackHighWaterMark

函式原型：UBaseType_t uxTaskGetStackHighWaterMark( TaskHandle_t xTask )；
函式功能：獲取指定任務歷史最小剩餘堆疊，返回的值越小，任務越容易記憶體溢位

2.4、eTaskGetState

函式原型：eTaskState eTaskGetState( TaskHandle_t xTask )；
函式功能：獲取任務狀態

2.5、uxTaskPriorityGet

函式原型：UBaseType_t uxTaskPriorityGet( const TaskHandle_t xTask )
函式功能：獲取任務優先順序

2.6、xTaskGetTickCount

函式原型：TickType_t xTaskGetTickCount( void )
函式功能：獲取任務的系統節拍數，使用者可以根據這個值計算系統執行的總時間，但是需要注意TickType_t的資料型別，當系統時鐘節拍是1ms時，系統執行一個多月後時間會溢位。

2.7、uxTaskGetTaskNumber

函式原型：UBaseType_t uxTaskGetTaskNumber( TaskHandle_t xTask )
函式功能：獲取任務建立的序號，任務在建立時通常會按照建立順序給任務一個編碼，比如第一個建立的任務序號為1，第二個為2，以此類推。這個值也可以通過vTaskSetTaskNumber函式來修改。
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