基于STM32F407的FreeRTOS學(xué)習(xí)筆記(4)

CPU工作的時(shí)候，各個(gè)任務(wù)運(yùn)行會(huì)占用CPU的資源，在Windows系統(tǒng)中我們可以通過(guò)任務(wù)管理器來(lái)看各任務(wù)（進(jìn)程）占用系統(tǒng)資源的情況。

那么，FreeRTOS怎么實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能呢？

我們翻閱FreeRTOS官網(wǎng)，查詢(xún)API文檔，在內(nèi)核控制函數(shù)部分找到了相關(guān)的函數(shù)。

文檔指出實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)間功能需要配置外設(shè)定時(shí)器，即32板載定時(shí)器，計(jì)時(shí)器頻率應(yīng)為滴答計(jì)時(shí)器（1ms）的至少10倍。

傳入參數(shù)為pcWriteBUffer，其實(shí)是一個(gè)char類(lèi)型的數(shù)組用以存儲(chǔ)相關(guān)信息。

我們現(xiàn)在工程上調(diào)用這個(gè)函數(shù)。

char informationbuff[400];
void Get_info(void * pvParameters)
{

  //vTaskGetRunTimeStats(informationbuff);
  while(1)
  {
    if(KEY_Scan(0)==1)//按下按鍵1
    {
      memset(informationbuff,0,400);//清空數(shù)組內(nèi)容
      vTaskGetRunTimeStats(informationbuff);//獲得運(yùn)行時(shí)間
      printf("%s\r\n",informationbuff);//打印運(yùn)行時(shí)間
    }
    vTaskDelay(10);
  }
}

上述任務(wù)的作用為檢測(cè)按鍵，如果按鍵按下即嘗試獲得運(yùn)行狀態(tài)，并打印運(yùn)行狀態(tài)。

出現(xiàn)了如下錯(cuò)誤，顯示我們未定義該函數(shù)，我們利用Ctrl+F全局尋找這個(gè)函數(shù)定義在哪里。

FreeRTOS\FreeRTOS.axf: Error: L6218E: Undefined symbol vTaskGetRunTimeStats (referred from main.o）.

F:\Code\STM32Code\STM32F407_FreeRtos\FreeRTOS\FreeRTOS\Source\tasks.c(4539) :     void vTaskGetRunTimeStats( char * pcWriteBuffer )
F:\Code\STM32Code\STM32F407_FreeRtos\FreeRTOS\FreeRTOS\Source\tasks.c(4552) :          * vTaskGetRunTimeStats() calls uxTaskGetSystemState(), then formats part
F:\Code\STM32Code\STM32F407_FreeRtos\FreeRTOS\FreeRTOS\Source\tasks.c(4557) :          * vTaskGetRunTimeStats() has a dependency on the sprintf() C library
F:\Code\STM32Code\STM32F407_FreeRtos\FreeRTOS\FreeRTOS\Source\tasks.c(4567) :          * through a call to vTaskGetRunTimeStats().

第一行內(nèi)容，即為函數(shù)定義的位置，我們跳轉(zhuǎn)過(guò)去查看其情況。

#if ( ( configGENERATE_RUN_TIME_STATS == 1 ) && ( configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS > 0 ) && ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 ) )


    void vTaskGetRunTimeStats( char * pcWriteBuffer )
{
        TaskStatus_t * pxTaskStatusArray;
        UBaseType_t uxArraySize, x;
        configRUN_TIME_COUNTER_TYPE ulTotalTime, ulStatsAsPercentage;

省略后續(xù)內(nèi)容（防止說(shuō)水字?jǐn)?shù)）

我們看到了函數(shù)模型以及相關(guān)注釋?zhuān)瑥念^中我們可以看出需要相關(guān)的宏定義，分別是configGENERATE_RUN_TIME_STATS、configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS、configUSE_TRACE_FACILITY。

我們?cè)贔reeRTOSconfig.h文件(頭文件都行，方便管理)中添加使能這三個(gè)宏。

再次運(yùn)行，依舊報(bào)錯(cuò)，從報(bào)錯(cuò)內(nèi)容來(lái)看，提醒我們?nèi)绻麑onfigGENERATE_RUN_TIME_STATS使能的話(huà)，我們也必須定義portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS這個(gè)啟動(dòng)函數(shù)，以及后面的一條報(bào)錯(cuò)，我們必須定義portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE時(shí)間的返回值。

#ifndef portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS
  (import)    #error If configGENERATE_RUN_TIME_STATS is defined then portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS must also be defined.  portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS should call a port layer function to setup a peripheral timer/counter that can then be used as the run time counter time base.
    #endif /* portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS */


    #ifndef portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE
        #ifndef portALT_GET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE
    (import)    #error If configGENERATE_RUN_TIME_STATS is defined then either portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE or portALT_GET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE must also be defined.  See the examples provided and the FreeRTOS web site for more information.
        #endif /* portALT_GET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE */
    #endif /* portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE *

啟動(dòng)函數(shù)即為外部定時(shí)器啟動(dòng)函數(shù)，返回值則是一個(gè)數(shù)用以計(jì)算時(shí)間。

#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()  configTIM_START()//定時(shí)器1提供時(shí)間統(tǒng)計(jì)的時(shí)基，頻率為10K，即周期為100us           
#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()   FreeRTOSRunTime//時(shí)基
extern volatile unsigned long long FreeRTOSRunTime;

我們定義這兩個(gè)宏，本來(lái)這個(gè)括號(hào)是沒(méi)加上去的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)其調(diào)用的時(shí)候是代括號(hào)的，所以定義宏的時(shí)候不帶括號(hào)就會(huì)出錯(cuò)

此外我們定義了long long 類(lèi)型的變量用以存儲(chǔ)我們的時(shí)間，加上extern表示這個(gè)變量的實(shí)際定義并不在頭文件中，之所以加上volatile是因?yàn)槲覀兊淖兞繒?huì)在不同的文件以及中斷中被修改（這種修改屬于意外修改），加上volatile標(biāo)志給系統(tǒng)提前吱會(huì)一聲。

之后，我們?nèi)UBEMX啟動(dòng)我們的定時(shí)器。

定時(shí)器我們選擇定時(shí)器1，時(shí)鐘源選擇內(nèi)部時(shí)鐘，分頻系數(shù)由于我們的單片機(jī)主頻是168MHZ，因此我們選擇168分頻，這樣子定時(shí)器頻率即為1MHZ，溢出值我們選擇為50，通過(guò)這樣的設(shè)置我們定時(shí)器的頻率就是20KHZ，是滴答定時(shí)器時(shí)鐘的20倍。

FreeRTOSRunTime也可以定義在這里。

之后我們將剛才宏定義的啟動(dòng)函數(shù)進(jìn)行定義，內(nèi)容則是重置計(jì)數(shù)器并啟動(dòng)定時(shí)器。

完成這步之后，我們還需要在主函數(shù)中啟用定時(shí)器1 的中斷并且編寫(xiě)相應(yīng)的中斷服務(wù)函數(shù)，其內(nèi)容為FreeRTOSRunTime遞增。

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if(htim->Instance == htim1.Instance)
  {
    FreeRTOSRunTime++;
  }
}
/* USER CODE END 4 */

之后我們運(yùn)行程序觀(guān)察串口的輸出。

這樣子我們就可以打印出各個(gè)程序運(yùn)行時(shí)間以及占用系統(tǒng)資源的占比了。