【RTOS】快速体验FreeRTOS所有常用API（11）打印空闲栈、CPU占用比

十一、调试

该部分在上份代码基础上修改得来，代码下载链接：

https://wwzr.lanzout.com/in63o1lauwwh

密码:9bhf

该代码尽量做到最简，不添加多余的、不规范的代码。

内容主要包括：

• 打印任务空闲栈
• 打印所有任务栈信息
• 打印CPU占用比

最终实现效果：

• 使用串口打印出：当前任务空闲栈、所有任务栈信息、CPU占用比

11.1 打印任务空闲栈

在FreeRTOS中，要打印任务的空闲栈（空余空间），可以使用任务状态查询函数 uxTaskGetStackHighWaterMark。这个函数返回任务栈的最小可用空间（以字为单位，32位系统中，1字=4字节=32位）

示例：

UBaseType_t freeStack;

// 获取任务空闲栈
freeStack= uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL);

// 打印任务空闲栈 （以字为单位）
printf("Task %s free stack: %u words\n", pcTaskGetName(NULL), freeStack);

实例：

11.2 打印所有任务栈信息

要打印所有任务的栈信息，你可以使用FreeRTOS的任务列表查询函数 vTaskList。

// 定义一个缓冲区，用于存储任务列表信息
char g_taskListBuffer[1024];

// 获取任务列表信息
vTaskList(g_taskListBuffer);

// 打印任务列表
printf("Task List:\n%s", g_taskListBuffer);

需要在stm32cubemx中使能use_stats_formatting_functions参数。

实例：

每列的具体含义：

• Task： 任务的名称。
• State： 任务的状态。包括 “R”（运行）、“B”（阻塞）、“D”（删除）等。X表示使用该函数的任务。
• Priority： 任务的优先级。
• Stack： 任务的空闲栈。
• Num： 任务的编号。

11.3 CPU占用比

vTaskGetRunTimeStats 是一个 FreeRTOS 函数，用于获取系统中每个任务的运行时间统计信息。这个函数允许你了解每个任务在系统中的运行时间百分比，以及每个任务实际运行的时钟滴答数。

示例：

// 定义一个缓冲区，用于存储CPU占用比信息
char g_taskListBuffer[1024];

// 获取运行时间统计信息
vTaskGetRunTimeStats(g_taskListBuffer);

// 打印运行时间统计信息
printf("Run Time Stats:\n%s\n", g_taskListBuffer);

1 需要在stm32cubemx中使能generate_run_time_stats参数。

2 该函数需要用到getRunTimeCounterValue()函数来获取系统时间，但cubemx并未实例化这个函数。需要自己实现。

cubemx生成的：

需要自己实现：

实例：

11.4 空闲任务和钩子函数

FreeRTOS 中的空闲任务是一个特殊的任务，优先级为0。

通常用于在系统没有其他任务执行时执行一些低优先级的任务。这个任务的名称通常是 “Idle”。

此外，FreeRTOS 还提供了与空闲任务关联的钩子函数，空闲任务的循环每执行一次，就会调用一次钩子函数vApplicationIdleHook()。

钩子函数****的作用：

• 测量系统的空闲时间：空闲任务能被执行就意味着所有的高优先级任务都停止了，所以测量空闲任务占据的时间，就可以算出处理器占用率。
• 让系统进入省电模式：空闲任务能被执行就意味着没有重要的事情要做，当然可以进入省电模式了。
• 使用vTaskDelete()删除的任务，由钩子函数来释放内存。

因此，我们改用空闲任务提供的钩子函数，来显示之前的调试信息，是比较合理的。

首先，需要在stm32cubemx中使能use_idle_hook参数。

将调试代码，移到钩子函数中