FreeRTOS调试

前言

在实际开发过程中，经常会遇见卡死的情况，大多数都是因为FreeRTOS的堆栈溢出造成，无论是分配给FreeRTOS的总Heap溢出，或者是单个任务的堆栈不够，都会造成卡死。

所以在FreeRTOS学会定位很重要，可以节省大量的时间，下面就来介绍一下常见的调式手段，在优化内存、定位堆栈溢出有着重要作用

启用FreeRTOS堆栈溢出钩子

具体见FreeRTOS中钩子函数相关笔记

输出所有任务的信息

vTaskList() 是 FreeRTOS 提供的一个非常有用的调试API，可以输出所有任务的运行状态、剩余栈空间等信息，有助于我们监控对应任务堆栈是否足够，堆栈是否分配过多造成浪费等

要使用vTaskList需要配置这两个宏，具体位置见下方

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#define configUSE_TRACE_FACILITY                1
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS    1
  • configUSE_TRACE_FACILITY: 打开后，FreeRTOS 内核会收集更多和任务相关的运行数据，并使部分调试/统计API可用，在FreeRTOSConfig.h中开启
  • configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS: 启用后，FreeRTOS 会包含“格式化输出”相关的辅助函数，主要是把系统状态数据整理成表格字符串，在FreeRTOS.h开启

然后在某个任务中输出即可

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#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include <stdio.h>

void printTaskList(void)
{
    // 任务列表输出缓冲区，建议>512字节足够容纳所有任务信息
    char taskListBuf[512];

    // 输出表头
    printf("Task Name\tState\tPrio\tStack\tNum\n");

    // 获取任务信息
    vTaskList(taskListBuf);

    // 输出任务信息
    printf("%s\n", taskListBuf);
}

// 你可以在某个任务里定时调用
void vDebugTask(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        printTaskList();
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(3000)); // 每3秒输出一次
    }
}

输出结果如下所示：

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  • Task Name：任务名（你创建任务时指定的字符串）
  • State：任务状态
    • R：运行态
    • B：阻塞态
    • S：挂起态
    • D：已被删除
    • X：就绪态
  • Prio：分配的优先级
  • Stack：当前剩余最小栈空间（单位为字/word，通常1word = 4字节）
  • Num：任务号

输出FreeRTOS剩余Heap大小

我们可以在程序中输出FreeRTOS剩余Heap大小，监视是否发生Heap不够，Heap溢出的情况

这是我们在FreeRTOSConfig.h中配置的FreeRTOS使用Heap的总大小

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我们使用xPortGetFreeHeapSize即可获取剩余Heap的总字节数，可以结合vTaskList一起输出调试

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char taskListBuffer[512];
	  

void SensorDataUpdateTask(void *argument)
{
	
	
	while(1)
	{	
	        // 输出所有任务信息(剩余栈空间等)，单位：Word(4Byte)
 		  vTaskList(taskListBuffer);
    	    SEGGER_RTT_printf(0,"%s\n", taskListBuffer);
               
        	// 输出FreeRTOS剩余Heap大小，单位：Byte
		SEGGER_RTT_printf(0, "Free heap: %uByte\n", xPortGetFreeHeapSize());
		 
		 osDelay(1000);
	}
}

输出结果如下:

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