STM32 Hal库FreeRTOS统计CPU占比 找出有问题的任务 仅需一个函数搞定 超简单

一、实现目标

STM32F103 基于Hal库跑FreeRTOS，统计CPU占比 找出有问题的任务，类似实现一个windows 系统的任务查看界面。

代码运行结果如下

二、思路

记录任务的时间点，相减获得任务所占用的时间，所得时间/总时间，得到该CPU占比。 

三、实现函数

只需要调用一个vTaskGetRunTimeStats：获得任务的运行信息，形式为可读的字符串。

void vTaskGetRunTimeStats( signed char *pcWriteBuffer );

四、操作步骤

1、连接串口后，在freertos.c里面定义一个全局变量，存在所有任务的栈的信息，注意，pcWriteBuffer必须足够大。

static signed char pcWriteBuffer[200];

2、保证如下条件成立

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

一般条件1和条件3是默认成立的，如果条件2的宏定义是0（#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS     0），需要配置STM32CubeMX，将其使能，如下图所示。 

3、使能钩子函数，USE_IDLE_HOOK
在配置STM32CubeMX将其使能，如下图所示。

4、使能 configGENERATE_RUN_TIME_STATS

在配置STM32CubeMX将其使能，如下图所示。 

5、重新生成代码

配置成功后，configGENERATE_RUN_TIME_STATS 会定义为1。

#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS            1

6、定时器的驱动文件driver_timer.c 添加如下2个函数。uint64_t system_get_ns(void),实现弱函数unsigned long getRunTimeCounterValue(void)。

/**********************************************************************
 * 函数名称： system_get_ns
 * 功能描述： 获得系统时间(单位ns)
 * 输入参数： 无
 * 输出参数： 无
 * 返 回 值： 系统时间(单位ns)
 * 修改日期        版本号     修改人	      修改内容
**********************************************************************/
uint64_t system_get_ns(void)
{
 
    extern TIM_HandleTypeDef        htim4;
    TIM_HandleTypeDef *hHalTim = &htim4;
    
    uint64_t ns = HAL_GetTick();
    uint64_t cnt;
    uint64_t reload;

    cnt = __HAL_TIM_GET_COUNTER(hHalTim);
    reload = __HAL_TIM_GET_AUTORELOAD(hHalTim);

    ns *= 1000000;
    ns += cnt * 1000000 / reload;
    return ns;
}

/* 返回系统启动后过了多少时间(单位us) */
unsigned long getRunTimeCounterValue(void)
{
     return system_get_ns() / 1000;
}

7、在钩子函数void vApplicationIdleHook( void )改成如下代码，获得任务的运行信息及打印结果。 

void vApplicationIdleHook( void )
{
   
	int i;
	//vTaskList(pcWriteBuffer);
	vTaskGetRunTimeStats(pcWriteBuffer);
	for (i = 0; i < 16; i++)
		printf("-");
	printf("\n\r");
	printf("%s\n\r", pcWriteBuffer);
}

8、运行结果，可统计CPU占比，从占比大中，找出有问题的任务。

9、备注-源码和环境

源码链接https://download.csdn.net/download/m0_37371085/88768311

单片机：STM32F103c8tx

keil版本：5.32

STM32CubeMX版本：6.8.1