FreeRTOS实时操作系统的任务应用函数详解_操作系统

         UBaseType_t uxTaskGetSystemState(
                       TaskStatus_t * constpxTaskStatusArray,
                       const UBaseType_tuxArraySize,
                       unsigned long * constpulTotalRunTime );

typedef struct xTASK_STATUS
{
   /* 任务句柄*/
   TaskHandle_t xHandle;
   /* 指针，指向任务名*/
   const signed char *pcTaskName;
   /*任务ID，是一个独一无二的数字*/
   UBaseType_t xTaskNumber;
   /*填充结构体时，任务当前的状态（运行、就绪、挂起等等）*/
   eTaskState eCurrentState;
   /*填充结构体时，任务运行（或继承）的优先级。*/
   UBaseType_t uxCurrentPriority;
   /* 当任务因继承而改变优先级时，该变量保存任务最初的优先级。仅当configUSE_MUTEXES定义为1有效。*/
   UBaseType_t uxBasePriority;
   /* 分配给任务的总运行时间。仅当宏configGENERATE_RUN_TIME_STATS为1时有效。*/
   unsigned long ulRunTimeCounter;
   /* 从任务创建起，堆栈剩余的最小数量，这个值越接近0，堆栈溢出的可能越大。 */
   unsigned short usStackHighWaterMark;
}TaskStatus_t;

/*本例演示如是使用uxTaskGetSystemState()函数来获取运行时间信息，并将其转化为程序员更易识别的字符格式，这些转化后的字符保存到pcWriteBuffer中。*/
void vTaskGetRunTimeStats(signed char *pcWriteBuffer )
{
   TaskStatus_t*pxTaskStatusArray;
   volatileUBaseType_t uxArraySize, x;
   unsignedlong ulTotalRunTime, ulStatsAsPercentage;
    /* 防御性代码，确保字符串有合理的结束*/
  *pcWriteBuffer = 0x00;
    /* 获取任务总数目*/
  uxArraySize = uxTaskGetNumberOfTasks ();
    /*为每个任务的TaskStatus_t结构体分配内存，也可以静态的分配一个足够大的数组 */
  pxTaskStatusArray = pvPortMalloc( uxArraySize * sizeof( TaskStatus_t ));
    if(pxTaskStatusArray != NULL )
   {
      /*获取每个任务的状态信息 */
     uxArraySize = uxTaskGetSystemState( pxTaskStatusArray, uxArraySize,&ulTotalRunTime );
       /* 百分比计算 */
     ulTotalRunTime /= 100UL;
      /* 避免除零错误 */
      if(ulTotalRunTime > 0 )
      {
         /* 将获得的每一个任务状态信息部分的转化为程序员容易识别的字符串格式*/
        for( x = 0; x < uxArraySize; x++ )
         {
           /* 计算任务运行时间与总运行时间的百分比。*/
           ulStatsAsPercentage = pxTaskStatusArray[ x ].ulRunTimeCounter /ulTotalRunTime;
           if( ulStatsAsPercentage > 0UL )
           {
              sprintf( pcWriteBuffer, "%s\t\t%lu\t\t%lu%%\r\n",
                                pxTaskStatusArray[ x ].pcTaskName,
                                pxTaskStatusArray[ x ].ulRunTimeCounter,
                                ulStatsAsPercentage );
           }
           else
           {
              /* 任务运行时间不足总运行时间的1%*/
              sprintf( pcWriteBuffer, "%s\t\t%lu\t\t<1%%\r\n",
                                pxTaskStatusArray[ x ].pcTaskName,
                                 pxTaskStatusArray[x ].ulRunTimeCounter );
           }
           pcWriteBuffer += strlen( ( char * ) pcWriteBuffer );
         }
      }
      /* 释放之前申请的内存*/
     vPortFree( pxTaskStatusArray );
   }
}

     void vTask1( void * pvParameters )
     {
         UBaseType_tuxHighWaterMark;
         /* 入口处检测一次 */
         uxHighWaterMark =uxTaskGetStackHighWaterMark( NULL );
 
         for( ;; )
         {
             /* 正常调用函数 */
             vTaskDelay( 1000 );
             /* 测量堆栈使用情况 */
             uxHighWaterMark =uxTaskGetStackHighWaterMark( NULL );
         }
    }

void vConfigureTimerForRunTimeStats( void )
{
    /* 使能定时器0的外设电源，配置外设时钟 */
    PCONP |= 0x02UL;
    PCLKSEL0 = (PCLKSEL0& (~(0x3<<2))) | (0x01 << 2);
    /* 复位定时器 0 */
    T0TCR = 0x02;
    /* 作为计数器 */
    T0CTCR = 0x00;
    /* 预分频，设置合适的分辨率即可 */
    T0PR =  ( configCPU_CLOCK_HZ / 10000UL ) - 1UL;
    /* 启动计数器 */
    T0TCR = 0x01;
}

extern void vConfigureTimerForRunTimeStats( void );
#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS() vConfigureTimerForRunTimeStats()
#defineportGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE() T0TC

       voidvTaskSetApplicationTaskTag( TaskHandle_t xTask,
                        TaskHookFunction_tpxTagValue );

/* 在这个例子中，给任务设置一个整形标签值。例子中使用了RTOS跟踪钩子宏。*/
void vATask( void *pvParameters )
{
  /* 为自己的标签分配一个整形值 */
 vTaskSetApplicationTaskTag( NULL, ( void * ) 1 );
  for( ;; )
  {
    /* 任务主体代码 */
  }
}
/*****************************************************************************/
/*在这个任务中，给任务设置一个函数标签值。首先定义一个回调函数，这个函数必须声明为TaskHookFunction_t类型。 */
static BaseType_t prvExampleTaskHook( void * pvParameter )
{
  /* 这里为用户定义代码 –可能是记录数据、更新任务状态值等。*/
  return 0;
}
/* 将回调函数设置为任务的标签值。 */
void vAnotherTask( void *pvParameters )
{
  /* 注册回调函数*/
 vTaskSetApplicationTaskTag( NULL, prvExampleTaskHook );
  for( ;; )
  {
     /* 任务主体代码 */
  }
}
/* 每当任务切换时，会调用xTaskCallApplicationTaskHook 函数（见14.）。 */
#define traceTASK_SWITCHED_OUT() xTaskCallApplicationTaskHook(pxCurrentTCB,0 )

         BaseType_txTaskCallApplicationTaskHook(
                                   TaskHandle_txTask,
                                   void*pvParameter );

       void vTaskSetThreadLocalStoragePointer(TaskHandle_t xTaskToSet,
                                       BaseType_t xIndex,
                                        void*pvValue )

         void*pvTaskGetThreadLocalStoragePointer(
                                 TaskHandle_txTaskToQuery,
                                 BaseType_txIndex );

uint32_tulVariable;
/* 向当前任务的线程本地存储数组下标为1的位置写入一个指向32位常量值的指针。*/
vTaskSetThreadLocalStoragePointer(NULL, 1, ( void * ) 0x12345678 );
/*向当前任务的线程本地存储数组下标为0的位置写入一个指向32整形值的指针*/
ulVariable= ERROR_CODE;
vTaskSetThreadLocalStoragePointer(NULL, 0, ( void * ) ulVariable );
/*从当前任务的线程本地存储数组下标为5的位置读取出一个指针并赋值给32位整形变量。*/
ulVariable= ( uint32_t ) pvTaskGetThreadLocalStoragePointer( NULL, 5 );

typedefstruct
{
    uint32_t ulValue1;
    uint32_t ulValue2;
}xExampleStruct;
xExampleStruct*pxStruct;
/*为结构体分配内存*/
pxStruct= pvPortMalloc( sizeof( xExampleStruct ) );
/*为结构体成员赋值*/
pxStruct->ulValue1= 0;
pxStruct->ulValue2= 1;
/*向当前任务的线程本地存储数组下标为0的位置写入一个指向结构体变量的指针*/
vTaskSetThreadLocalStoragePointer(NULL, 0, ( void * ) pxStruct );
/*从当前任务的线程本地存储数组下标为0的位置读取出一个结构体指针*/
pxStruct= ( xExampleStruct * ) pvTaskGetThreadLocalStoragePointer( NULL, 0 );

         BaseType_t xTaskCheckForTimeOut(TimeOut_t * const pxTimeOut,
                                 TickType_t* const pxTicksToWait );

/* 函数用于从RX缓冲区中接收uxWantedBytes字节数据，RX缓冲区由UART中断填充。如果RX缓冲区没有足够的数据，则任务进入阻塞状态，直到RX缓冲区有足够数据或者发生超时。如果超时后仍然没有足够的数据，则任务会再次进入阻塞状态，xTaskCheckForTimeOut()函数用于重新计算总超时时间以确保总阻塞状态时间不超过MAX_TIME_TO_WAIT。如果总阻塞状态时间大于了总超时时间，则不管RX缓冲区是否有充足数据，都将这些数据读出来。
 */
size_txUART_Receive( uint8_t *pucBuffer, size_t uxWantedBytes )
{
    size_t uxReceived = 0;
    TickType_t xTicksToWait = MAX_TIME_TO_WAIT;
    TimeOut_t xTimeOut;
    /* 初始化结构体变量xTimeOut。*/
   vTaskSetTimeOutState( &xTimeOut );
   /* 无限循环，直到缓冲区包含足够的数据或者阻塞超时发生。*/
   while( UART_bytes_in_rx_buffer(pxUARTInstance ) < uxWantedBytes )
   {
      /* RX缓冲区没有足够多的数据，表示任务已经进入过一次阻塞状态。调用API函数xTaskCheckForTimeOut检查总阻塞时间是否超过总超时时间，如果没有，则调整剩余的总超时时间。*/
      if( xTaskCheckForTimeOut( &xTimeOut,&xTicksToWait ) != pdFALSE )
      {
         /* 如果总阻塞时间大于总超时时间，则退出这个循环 */
         break;
      }
       /* 在等待了xTicksToWait个系统节拍周期后，向接收中断发出通知，需要更多数据。
*/
      ulTaskNotifyTake( pdTRUE, xTicksToWait );
   }
     /*从RX缓冲区读取uxWantedBytes个字节并放到pucBuffer缓冲区。*/
    uxReceived = UART_read_from_receive_buffer(pxUARTInstance,  pucBuffer,  uxWantedBytes );
     return uxReceived;
}