freeRTOS：基于(信号量+线程)的日志系统设计

1.日志的重要性

1. 故障排查与调试：嵌入式系统通常运行在资源有限的环境中，故障排查和调试变得尤为复杂。日志系统可以记录系统在运行过程中的各种操作、状态和事件信息，方便开发人员追踪和定位问题所在。通过分析日志，可以快速找到故障源，并进行相应的修复和调试。

2. 系统性能优化：嵌入式系统的资源有限，因此性能优化尤为关键。日志系统可以记录系统运行过程中的性能指标，如任务执行时间、资源利用率等。通过分析这些日志，可以发现系统性能瓶颈，进行性能优化和资源管理，提高系统的响应速度和资源利用效率。

3. 资源监控与管理：嵌入式系统可能包含多个任务或模块并发运行，而每个任务和模块都可能占用不同的资源。日志系统可以记录各个任务和模块的资源使用情况，如内存分配情况、任务运行状态等。通过分析日志，可以进行资源的动态监控和管理，以确保嵌入式系统的稳定运行。

4. 安全审计与故障恢复：嵌入式系统在一些关键领域，如工业控制、医疗设备等，安全性和可靠性要求很高。日志系统可以记录系统的操作行为、故障事件、安全事件等，方便进行安全审计和故障恢复。通过分析日志，可以快速发现安全漏洞和故障点，并采取相应的措施进行修复和恢复。

5. 协助产品迭代和升级：通过收集和分析日志数据，可以了解用户的使用习惯、问题反馈和需求变化。这些信息可以用于产品的迭代和升级，提供更好的用户体验和功能优化。

2.代码设计 

#ifndef _CJ_LOG_H_
#define _CJ_LOG_H_#include <stdbool.h>#define MAX_LOG_QUEUE_CNT 10typedef enum _LogType
{LT_DEBUG   = 0,LT_INFO    = 1,LT_WARNING = 2,LT_ERROR   = 3,
}LogType;typedef struct _CjLog
{unsigned int timestamp;      //时间戳LogType type;                //类别unsigned char para1;         //参数1unsigned char para2;         //参数2unsigned char para3;         //参数3unsigned char para4;         //参数4int checkSum;                //校验和
}CjLog;void clog_Init();
int clog_addlog(CjLog *log);
int clog_getLog(unsigned int startTime, unsigned int endTime, unsigned char *buf);
bool clog_getLog(unsigned int index, unsigned char *buf);
int clog_getCnt();
void clog_clear();#endif

#include "cjlog.h"
#include "freertos/queue.h"/* 创建一个日志队列 */
static QueueHandle_t log_queue;static void clog_write_thread(void)
{uart_event_t event;CjLog receivedLog;int len = 0;printf("clog_write_thread start !\n");while (1){BaseType_t xStatus = xQueueReceive(log_queue, &receivedLog, portMAX_DELAY);if (xStatus == pdPASS) {printf("Get a new log!\n");/* 写日志函数(需校验checkSum) 具体根据实际平台去实现 */if(flash_writeLog(receivedLog) == false)printf("Write log failed!\n");} else {}}return;
}void clog_Init()
{log_queue = xQueueCreate(MAX_LOG_QUEUE_CNT, sizeof(CjLog));/* 创建一个接收线程 */xTaskCreate(clog_write_thread, "log_thread", 2048, NULL, configMAX_PRIORITIES, NULL);
}void clog_addlog(CjLog *log)
{xQueueSend(log_queue, &log, portMAX_DELAY);
}int clog_getLog(unsigned int startTime, unsigned int endTime, unsigned char *buf)
{if(endTime == 0)endTime = 0xffffffff;/* 读取当前日志数量 具体根据实际平台去实现 */const int logCount = readLogCnt();int cnt = 0;//从最新的日志扫描至最旧的for(int i = 0; i < logCount; i++){/* 读取当前日志 也需要根据平台去实现 */CjLog *log = flash_readLog(i);if(log){if(log->timestamp <= endTime && log->timestamp >= startTime){*buf++ = (unsigned char)(log->timestamp >> 24);*buf++ = (unsigned char)(log->timestamp >> 16);*buf++ = (unsigned char)(log->timestamp >> 8);*buf++ = (unsigned char)(log->timestamp);*buf++ = (unsigned char)log->type;*buf++ = log->para1;*buf++ = log->para2;*buf++ = log->para3;*buf++ = log->para4;cnt ++;}else{if(log->timestamp < startTime)   break;}}elsebreak;}return cnt;
}bool clog_getLog(unsigned int index, unsigned char *buf)
{/* 读取当前日志数量 具体根据实际平台去实现 */const int logCount = flash_readLogCnt();if(index > logCount){return false;}/* 读取当前日志 也需要根据平台去实现 */CjLog *log = flash_readLog(index);if(log){*buf++ = (unsigned char)(log->timestamp >> 24);*buf++ = (unsigned char)(log->timestamp >> 16);*buf++ = (unsigned char)(log->timestamp >> 8);*buf++ = (unsigned char)(log->timestamp);*buf++ = (unsigned char)log->type;*buf++ = log->para1;*buf++ = log->para2;*buf++ = log->para3;*buf++ = log->para4;return true;}elsereturn false;}int clog_getCnt()
{/* 读取当前日志数量 具体根据实际平台去实现 */return flash_readLogCnt();
}void clog_clear()
{/* 清空也需要根据平台去实现 */flash_clearAllLog();
}

3.注意事项

1.与flash有关的函数的实现需要与实际情况结合。

2.flash读的时候要进行校验。

3.日志结构体可以根据实际的flash芯片设计大小，字节对齐等。

/* 4字节对齐 这里刚好是 4个 4字节 */
typedef struct _CjLog
{unsigned int timestamp;      //时间戳LogType type;                //类别unsigned char para1;         //参数1unsigned char para2;         //参数2unsigned char para3;         //参数3unsigned char para4;         //参数4int checkSum;                //校验和
}CjLog;