09.FreeRTOS时间片调度与任务相关函数

09. FreeRTOS时间片调度与任务相关函数

1. FreeRTOS时间片调度

时间片调度简介：

时间片调度实验流程：

核心代码：

开始任务函数：

void start_task(void* pvParamter)
{taskENTER_CRITICAL();   // 进入临界区 xTaskCreate((TaskFunction_t        )   task1,                 //指向任务函数的指针(char *                )   "task1",               //任务名称(configSTACK_DEPTH_TYPE)   TASK1_TASK_STACK_SIZE, //任务堆栈大小,字节为单位(void *                )   NULL,                  //传递给任务函数的参数(UBaseType_t           )   TASK1_TASK_PRIO,       //任务优先级(TaskHandle_t *        )   &task1_task_handler    //任务句柄：任务控制块);xTaskCreate((TaskFunction_t        )   task2,                 //指向任务函数的指针(char *                )   "task2",               //任务名称(configSTACK_DEPTH_TYPE)   TASK2_TASK_STACK_SIZE, //任务堆栈大小,字节为单位(void *                )   NULL,                  //传递给任务函数的参数(UBaseType_t           )   TASK2_TASK_PRIO,       //任务优先级(TaskHandle_t *        )   &task2_task_handler    //任务句柄：任务控制块);	vTaskDelete(NULL);taskEXIT_CRITICAL();    // 退出临界区 
}

任务1函数：

void task1(void* pvParamter)
{uint32_t task1_num = 0;while(1){taskENTER_CRITICAL();printf("task1正在运行!!!%d\r\n",++task1_num);taskEXIT_CRITICAL(); delay_ms(10);		}
}

任务2函数：

void task2(void* pvParamter)
{uint32_t task2_num = 0;while(1){taskENTER_CRITICAL();printf("task2正在运行!!!%d\r\n",++task2_num);taskEXIT_CRITICAL(); delay_ms(10);		}
}

实验结果：

2. 任务状态查询API函数

函数	描述
uxTaskPriorityGet()	获取任务优先级
vTaskPrioritySet()	设置任务优先级
uxTaskGetNumberOfTasks()	获取系统中任务的数量
uxTaskGetSystemState()	获取所有任务状态信息
vTaskGetInfo()	获取指定单个的任务信息
xTaskGetCurrentTaskHandle()	获取当前任务的任务句柄
xTaskGetHandle()	根据任务名获取该任务的任务句柄
uxTaskGetStackHighWaterMark()	获取任务的任务栈历史剩余最小值
eTaskGetState()	获取任务状态
vTaskList()	以“表格”形式获取所有任务的信息
vTaskGetRunTimeStats()	获取任务的运行时间

• uxTaskPriorityGet()函数

  函数解释：

  

  代码实现：

  //1.查询任务的优先级
  UBaseType_t priority_num = 0;
  priority_num = uxTaskPriorityGet(task1_task_handler);
  printf("1.任务1的任务优先级为：%ld\r\n\n", priority_num);
  

  实验结果：

  

• vTaskPrioritySet()函数

  函数解释：

  

  代码实现：

  //2.设置任务的优先级
  vTaskPrioritySet(task2_task_handler,30);
  priority_num = uxTaskPriorityGet(task2_task_handler);
  printf("2.任务2的任务优先级为：%ld\r\n\n", priority_num);
  

  实验结果：

  

• uxTaskGetNumberOfTasks() 函数

  函数解释：

  

  代码实现：

  //3.获取任务的数量
  UBaseType_t task_num = 0;
  task_num = uxTaskGetNumberOfTasks();
  printf("3.当前的任务数量为：%ld\r\n\n", task_num);
  

  实验结果：

  

• uxTaskGetSystemState()函数

  函数解释：

  

  

  代码实现：

  //4.获取所有任务的状态信息
  UBaseType_t task_num2 = 0;
  TaskStatus_t * status_array = 0; 
  uint8_t i = 0;
  status_array = mymalloc(SRAMIN,sizeof(TaskStatus_t *) * task_num);
  task_num2 = uxTaskGetSystemState( status_array,task_num, NULL);for(i = 0;i < task_num2; i++)
  {printf("4.%d 任务名：%s \r\n", i+1, status_array[i].pcTaskName);printf("4.%d 当前任务优先级：%ld \r\n", i+1, status_array[i].uxCurrentPriority);printf("4.%d 任务编号：%ld \r\n", i+1, status_array[i].xTaskNumber);
  }
  printf("\n");
  

  实验结果：

  

• vTaskGetInfo()函数

  函数解释：

  

  代码实现：

  //5.获取单个任务的状态信息
  TaskStatus_t * status_array2 = 0; 
  status_array2 = mymalloc(SRAMIN,sizeof(TaskStatus_t *));
  vTaskGetInfo(task2_task_handler, status_array2, pdTRUE, eInvalid);
  printf("5.任务名:%s\r\n", status_array2->pcTaskName);
  printf("5.当前任务优先级：%ld\r\n", status_array2->uxCurrentPriority);
  printf("5.任务编号：%ld\r\n", status_array2->xTaskNumber);
  printf("5.任务状态：%d\r\n\n",  status_array2->eCurrentState);
  

  实验结果：

  

• xTaskGetCurrentTaskHandle()函数

  函数解释：

  

  代码实现：

  实验结果：

• xTaskGetHandle()函数

  函数解释：

  

  代码实现：

  //6.获取任务句柄
  TaskHandle_t task_handle = 0;
  task_handle = xTaskGetHandle("task1");
  printf("6.任务句柄：%#x\r\n",  (int)task_handle);
  printf("6.task的任务句柄：%#x\r\n\n",  (int)task1_task_handler);
  

  实验结果：

  

• uxTaskGetStackHighWaterMark()函数

  函数解释：

  

  代码实现：

  //7.获取指定任务的任务栈历史最小剩余堆栈
  UBaseType_t task_stack_min  = 0;
  task_stack_min = uxTaskGetStackHighWaterMark(task2_task_handler);
  printf("7.task2历史剩余最小堆栈为：%ld\r\n\n", task_stack_min);
  

  实验结果：

  

• eTaskGetState()函数

  函数解释：

  

  代码实现：

  //8.查询任务的运行状态
  eTaskState task_status = 0;
  task_status = eTaskGetState(task2_task_handler);
  printf("8.当前task2的运行状态为：%d\r\n\n", task_status);
  

  实验结果：

  

• vTaskList()函数

  函数解释：

  

  代码实现：

  //9.以表格形式获取系统中任务的信息
  char task_buff[300];
  vTaskList(task_buff);
  printf("9.\r\n");
  printf("%s\r\n\n", task_buff);
  

  实验结果：

  

3. 任务时间统计API函数

• vTaskGetRunTimeStats()函数

函数解释：

代码实现：

任务中实现：

while(1)
{key = key_scan(0);if(key == KEY0){vTaskGetRunTimeStats(task_buff);printf("%s\r\n", task_buff);}vTaskDelay(10);		
}

FreeRTOSConfig.h文件：

/* 运行时间和任务状态统计相关定义 */
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS                   1                       // 1: 使能任务运行时间统计功能, 默认: 0 
#if     configGENERATE_RUN_TIME_STATS
#include "./BSP/TIMER/btim.h"
#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()        ConfigureTimeForRunTimeStats()
extern uint32_t FreeRTOSRunTimeTicks;
#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()                FreeRTOSRunTimeTicks
#endif
#define configUSE_TRACE_FACILITY                        1                       // 1: 使能可视化跟踪调试, 默认: 0 
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS            1                       // 1: configUSE_TRACE_FACILITY为1时，会编译vTaskList()和vTaskGetRunTimeStats()函数, 默认: 0 

btim.c文件：

//定义变量FreeRTOSRunTimeTicks
uint32_t FreeRTOSRunTimeTicks;/*时基定时器初始化*/
void ConfigureTimeForRunTimeStats()
{btim_tim6_int_init(10-1, 720-1);   //10us中断一次FreeRTOSRunTimeTicks = 0;
}/*定时器6中断初始化*/
void btim_tim6_int_init(uint16_t psc, uint16_t per)
{g_tim6_handle.Instance = TIM6;g_tim6_handle.Init.Prescaler = psc;g_tim6_handle.Init.Period = per;HAL_TIM_Base_Init(&g_tim6_handle);//使能更新中断，并启动计数器HAL_TIM_Base_Start_IT(&g_tim6_handle);
}/*定时器6中断服务函数*/
void TIM6_IRQHandler()
{//处理基本定时器中断事件HAL_TIM_IRQHandler(&g_tim6_handle);
}/*定时器溢出中断回调函数*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim->Instance == TIM6){FreeRTOSRunTimeTicks++;}}

定时器程序运行流程：

实验结果：