01初识FreeRTOS【前情回顾篇】

news2024/11/16 15:57:50

为什么要使用FreeRTOS？

裸机轮询无法避免两个函数相互影响的问题，例如我们使用单片机在进行裸机开发时，我们使用了Delay延时函数，这时我们无法再执行其他的功能代码，需要等延时时间结束再执行其他代码，而使用FreeRTOS可以很好的解决这种问题。

CPU、内存、FLASH的简单概述

CPU 

中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（Control Unit）。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等，英文Logic components；运算逻辑部件，可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作，也可执行地址运算和转换。

内存 

单片机中的内存主要分为以下几类：

  1. 寄存器： CPU内部的小容量、高速存储器，用于存储当前正在执行指令的数据和地址。
  2. SRAM（静态随机存取存储器）： 一种易失性存储器，在断电时会丢失数据。
  3. Flash（闪存）： 用于存储编译好的程序代码。
  4. RAM（随机存取存储器）： 用于存储数据，包括SRAM和Flash中的RAM部分。
  5. ROM（只读存储器）： 存储只读数据，如程序代码

FLASH（相当于电脑的硬盘）

主要功能是存储程序，在单片机中，"FLASH" 通常指的是闪存（Flash Memory），它是一种非易失性存储器，在断电后仍能保持数据的存储状态。Flash用来存储编译好的程序文件，而SRAM用来存储运行程序时所创建的临时数据。

Keil生成反汇编码

魔术棒--User--After Build--Run#1加上fromelf --text -a -c --output=test.dis xxx.axf

认识堆和栈

堆

所谓堆，就是一段空闲的内存，可以取出一段内存进行使用，用完再进行释放内存的分配和释放，链表是管理这块内存未使用的空闲的内存的手段。

小知识：volatile是一个类型修饰符，主要告诉编译器该变量可能在外部被意外地改变，因此编译器不要优化它。例如在多线程环境中，一个变量可能被多个线程同时访问或修改，如果没有用volatile修饰，编译器可能会对其进行优化，导致读取到地变量值不是最新的，从而引发错误。

栈

也是一块内存空间，CPU的SP寄存器指向它，它可以用于调用函数、局部变量、多任务系统里保存现场（保存LR和必要寄存器）LR是链接寄存器，是ARM处理器中一个有特殊用途的寄存器，当调用函数时，返回地址即PC的值被保存到LR中

C语言调用子函数的本质是使用BL指令

BL指令有两个功能，包括LR=返回地址，也就是下一条指令，PC=下一条要执行的语句地址，往PC寄存器写过某个值，PC就会自动跳到这个函数进行执行

局部变量是在栈里面分配的

每个RTOS的任务都有自己独享的栈空间

在每个C函数入口都会保存LR，保存到栈里里面前去，也会划分自己的栈，以及一些必要寄存器以及局部变量也会保存到栈里

不同的任务有不同的栈，不同的任务有不同的局部变量

TickType_t

如果FreeRTOSConfig.h定义configUSE_BIT_TICKS时，TickType_t就是uint16_t，否则TickType_t就是uint32_t

heap1.h只分配不回收

heap2.h有严重的碎片问题时间不定

heap3.h速度慢时间不定

heap4.h相邻空闲内存可合并，可解决碎片问题时间不定

heap5.h 在heap4基础上支持分隔的内存块，可解决碎片问题，时间不定

函数执行完之后，栈会被回收，入栈出栈

多任务系统

链表里存的是任务控制块

TCB（Task Control Block）用于管理和控制特定的任务或进程

pxCurrentTCB

   它代表“当前任务控制块”的指针，是RTOS中常见的全局结构体指针变量，每个任务都有与之关联的任务控制块（TCB）,TCB通常包含了任务的状态信息，堆栈指针、优先级等关键数据，RTOS内核使用这些TCB来管理任务的调度、切换和同步

   pxCurrentTCB的主要作用是跟踪当前正在运行的任务的TCB，当RTOS进行任务切换时，它会更新pxCurrentTCB以指向新任务的TCB。

在创建最后一个任务的时候，pxCurrentTCB会指向它，所以任务的执行会从最后一个pxCurrentTCB指向的开始执行

创建任务

xTaskCreate函数：动态分配栈，动态分配TCB结构体

xTaskCreateStatic函数：静态分配

动态

静态

ARM中特殊的三个寄存器

        在ARM体系中，一般分为四种寄存器：通用目的寄存器、堆栈指针(SP)、连接寄存器(LR) 以及 程序计数器(PC), 其中需要着重理解后面三种寄存器。

堆栈指针R13(SP)
每一种异常模式都有其自己独立的r13，它通常指向异常模式所专用的堆栈，也就是说五种异常模式、非异常模式（用户模式和系统模式），都有各自独立的堆栈，用不同的堆栈指针来索引。
当ARM进入异常模式的时候，程序就可以把一般通用寄存器压入堆栈，返回时再出栈，保证了各种模式下程序的状态的完整性。
连接寄存器R14（LR）
保存子程序返回地址。使用BL或BLX时，跳转指令自动把返回地址放入r14中；
子程序通过把r14复制到PC来实现返回，通常用下列指令：MOV PC, LR；BX LR；
当异常发生时，异常模式的R14用来保存异常返回地址，将R14如栈可以处理嵌套中断。
程序计数器R15（PC）
PC是有读写限制的；
没有超过读取限制的时候，读取的值是指令的地址加上8个字节，由于ARM指令总是以字对齐的，故bit[1:0]总是00；
在CM3内部使用了指令流水线，读PC时返回的值是当前指令的地址+4.
向PC中写数据，就会引起一次程序的分支（但是不更新LR寄存器），CM3中的指令至少是半字对齐的，所以PC的LSB总是读回0。
在分支时，无论是直接写 PC 的值还是使用分支指令，都必须保证加载到 PC 的数值是奇数（即 LSB=1），用以表明这是在Thumb 状态下执行。
倘若写了 0，则视为企图转入 ARM 模式，CM3 将产生一个 fault 异常。

被调用者寄存器（R4-R11共8个）再加上LR寄存器共九个

创建任务

xCreatTask(函数名，任务名，参数，优先级，句柄);

创建多个任务可以只用一个函数，利用结构体指针，给函数设定一个指针参数，创建共函数的多任务就是为任务设定不同的任务名，传递不同的参数，我们可以设定一个结构体，然后定义一个结构体指针，通过传参的形式去引用结构体里面的内容，在函数的while语句里加上delay的作用是防止任务还没执行完被切换,状态未能及时跳转

删除任务

void vTaskDelete(TaskHandle_t xTaskDelete);给这个函数传递任务的句柄，就可以删除相对应的任务。

启动调度器

osKernelStart();启动调度器函数

任务状态：

Running（执行）状态

Ready（就绪）状态

Blocked（阻塞）状态

Suspend（暂停）状态

vTaskSupend(); //使任务变为停止状态

vTaskResume();//使任务变为running状态

自己调用肯定是处于running状态

别的任务调用，别人肯定处于running状态，自己的任务处于阻塞态或者ready状态

在FreeRTOS中，阻塞状态指的是一个任务当前正在等待某个外部事件的状态。例如，当一个任务调用了函数vTaskDelay()时，它会进入阻塞态，直到延时周期完成。同样，任务在等待队列、信号量、事件组、通知或互斥信号量时也会进入阻塞态。在阻塞状态下，任务会放弃CPU的使用权，这使得CPU可以去执行其他任务（如果其他任务也在等待或处于空闲状态，CPU则会执行空闲任务）。当任务等待的外部事件发生或延时时间到达时，任务会重新获取CPU的使用权并继续执行。

需要注意的是，任务进入阻塞态会有一个超时时间，如果在这个时间内外部事件没有发生，任务就会退出阻塞态。这有助于防止任务无限期地等待某个事件，从而导致系统资源的浪费或死锁情况的发生。

总的来说，FreeRTOS中的阻塞状态是任务管理中的一个重要概念，它允许任务在等待外部事件时释放CPU资源，从而提高系统的响应能力和效率。

完整的状态转换图

阻塞状态：它等待某些事件

暂停状态：它不等待某些事件

优先级链表管理

任务调度

  1. 相同优先级的任务轮流执行，最高优先级的任务先运行
  2. 高优先级的任务未执行完，低优先级的任务无法执行
  3. 高优先级的任务一旦就绪，马上执行
  4. 最高优先级的任务有多个，轮流运行

哈希表：存放链表的数组

任务切换、tick

Tick中断

{

  1. cnt++时钟基准
  2. 判断DelayTaskLists里的任务是否可恢复,若可恢复重新让他返回就绪态

c、发起调度：遍历一次ReadyLists，找到第一个非空的链表，把pxCurrentTCB指向下一个任务，并且启动它

}

调用延时vTaskDelay();

任务进入阻塞状态，让出了CPU资源，任务会从ReadyLists移到DelayTaskLists

两个Delay函数

vTaskDelay(n)，进入，退出vTaskDelay的时间间隔至少是n个Tick中断

xTaskDelayUntil(&Pre,n)前后两次退出xTaskDelayntil的时间至少是n个Tick中断

PreTime=xTaskGetTickCount();

xSuspendTaskList

任务如何退出

  1. 自杀vTaskDelete(NULL);
  2. 他杀vTaskDelete(句柄);

空闲任务（Idel任务）在启动调度器里的一个prvIdleTask函数

其它任务进入阻塞状态，会让出CPU资源，运行空闲任务，空闲任务的作用之一，释放被删除的任务的内存（收尸）

良好的编程习惯

第一：事件驱动

第二：延时函数，不要使用使用死循环

同步与互斥

关中断函数disable_irq();

队列的本质

队列中，数据的读写本质就是环形缓冲区，在这个基础上增加了互斥措施，阻塞-唤醒机制。

如果这个队列不传输数据，只调整“数据个数”，它就是信号量

如果信号量中，限定“数据个数”最大值为1，它就是互斥量

队列的好处:

解耦和模块化：队列允许任务之间的通信和数据交换，从而实现任务之间的解耦，通过队列，任务可以发送和接收消息，而无需直接相互调用或了解彼此的内部状态。

优先级管理：FreeRTOS支持具有优先级的队列。这意味着高优先级的任务可以优先从队列中获取消息或发送消息，从而确保重要任务得到及时处理。

防止资源冲突：队列作为一种同步机制，可以有效防止任务同时访问和修改共享资源，从而避免资源冲突和数据不一致的问题，通过队列，任务可以有序地访问共享资源

简化任务间通信：通过任务，任务可以将数据或事件封装位消息并发送到队列中，其它任务可以从队列中读取这些消息并根据需要进行处理

创建

xQueueCreate()动态分配内存

xQueueCreateStatic()静态分配内存

队列：1.环形Buffer

2.两个链表：sender List、receiver List

receiver List里存的是想去读数据但读不到的任务

Queue.receiver List

DelayedList

写队列

普通场景：xQueueSend()

中断服务函数ISR：xQueueSendToBackFromISR(句柄，环形缓冲区);

读队列

xQueueReceive()

创建队列集

函数xQueueCreatSet(const UBaseType_t uxEnventQueueLength)

把队列加入队列集

函数原型如下：

xQueueAddToSet(队列句柄，队列集句柄)

读队列集

函数原型如下：

xQueueSelectFromSet(队列集，等待时间)

总结：创建任务，创建队列，创建队列集，创建输入任务，任务把数据写入队列，程序再把队列加到队列集里，即把队列的句柄加到队列集里，队列集不断地读取队列句柄，可以设置一个超市时间，读队列集，得到有数据的句柄，跳到数据处理函数，读队列，得到数据，处理数据。不要把任务创建写到创建队列集前面，这样会使队列写满，任务不再执行，队列集读不到队列的句柄，无法进行相应的任务操作。

信号量

创建信号量函数

信号量句柄=xSemaphoreCreateCounting();

获得信号量的函数：

xSemaphoreTake(信号量句柄，阻塞时间)

释放信号量函数

xSemaphoreGive(信号量句柄);

优先级反转

任务1，任务2，任务3依次优先级增加，任务1先获得信号量后先运行一段时间，任务2获得信号量之后运行，优先级比任务1高，任务1停止运行，任务1无法释放信号量，任务3无法获得信号量，优先级再高也没用

本质是队列，队列存储的是数据，信号量存储的是状态

互斥量

优先级继承，优先级恢复

创建互斥量函数

xSemaphoreCreateMutex

事件组

动态创建 xEventGroupCreate

静态创建 xEventGroupCreateStatic

删除事件组

    vEventGroupDelete

等待事件

xEventGroupWaitBits(事件组句柄，位，pdTRUE/pdFALSE,等待时间);

设置事件组

xEventGroupSetBits 中断外

xEventGroupSetBitsFromISR 中断外

任务通知

发出通知xTaskNotifyGive/xTaskNotifyGiveFromISR

取出通知ulTaskNotifyTake

taskWAITING_NOTIFIVSTION

因为调用ulTaskNotifyTake而处于taskWAITING_NOTIFIVSTION

没用调用ulTaskNotifyTake而处于taskNOTIFICATION_RECEIVED

软件定时器

操作定时器：创建、启动、复位、修改周期
创建

动态分配内存和静态分配内存，函数原型为：

/* 使用动态分配内存的方法创建定时器
 * pcTimerName:定时器名字, 用处不大, 尽在调试时用到
 * xTimerPeriodInTicks: 周期, 以Tick为单位
 * uxAutoReload: 类型, pdTRUE表示自动加载, pdFALSE表示一次性
 * pvTimerID: 回调函数可以使用此参数, 比如分辨是哪个定时器
 * pxCallbackFunction: 回调函数
 * 返回值: 成功则返回TimerHandle_t, 否则返回NULL
 */
TimerHandle_t xTimerCreate( const char * const pcTimerName, 
							const TickType_t xTimerPeriodInTicks,
							const UBaseType_t uxAutoReload,
							void * const pvTimerID,
							TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction );

/* 使用静态分配内存的方法创建定时器
 * pcTimerName:定时器名字, 用处不大, 尽在调试时用到
 * xTimerPeriodInTicks: 周期, 以Tick为单位
 * uxAutoReload: 类型, pdTRUE表示自动加载, pdFALSE表示一次性
 * pvTimerID: 回调函数可以使用此参数, 比如分辨是哪个定时器
 * pxCallbackFunction: 回调函数
 * pxTimerBuffer: 传入一个StaticTimer_t结构体, 将在上面构造定时器
 * 返回值: 成功则返回TimerHandle_t, 否则返回NULL
 */
TimerHandle_t xTimerCreateStatic(const char * const pcTimerName,
                                 TickType_t xTimerPeriodInTicks,
                                 UBaseType_t uxAutoReload,
                                 void * pvTimerID,
                                 TimerCallbackFunction_t pxCallbackFunction,
                                 StaticTimer_t *pxTimerBuffer );
启动/停止

启动定时器就是设置它的状态为运行态（Running、Active）。

停止定时器就是设置它的状态为冬眠（Dormant）。

函数原型：

/* 启动定时器
 * xTimer: 哪个定时器
 * xTicksToWait: 超时时间
 * 返回值: pdFAIL表示"启动命令"在xTicksToWait个Tick内无法写入队列
 *        pdPASS表示成功
 */
BaseType_t xTimerStart( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait);

/* 启动定时器(ISR版本)
 * xTimer: 哪个定时器
 * pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒,
 *                            如果守护任务的优先级比当前任务的高,
 *                            则"*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE",
 *                            表示需要进行任务调度
 * 返回值: pdFAIL表示"启动命令"无法写入队列
 *        pdPASS表示成功
 */
BaseType_t xTimerStartFromISR(   TimerHandle_t xTimer,
                                 BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );

/* 停止定时器
 * xTimer: 哪个定时器
 * xTicksToWait: 超时时间
 * 返回值: pdFAIL表示"停止命令"在xTicksToWait个Tick内无法写入队列
 *        pdPASS表示成功
 */
BaseType_t xTimerStop( TimerHandle_t xTimer, TickType_t xTicksToWait );

/* 停止定时器(ISR版本)
 * xTimer: 哪个定时器
 * pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒,
 *                            如果守护任务的优先级比当前任务的高,
 *                            则"*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE",
 *                            表示需要进行任务调度
 * 返回值: pdFAIL表示"停止命令"无法写入队列
 *        pdPASS表示成功
 */
BaseType_t xTimerStopFromISR(    TimerHandle_t xTimer,
                                 BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );
修改周期

使用下面的函数不仅可以使定时器周期修改，还可以让定时器从睡眠态转为运行态。

/* 修改定时器的周期
 * xTimer: 哪个定时器
 * xNewPeriod: 新周期
 * xTicksToWait: 超时时间, 命令写入队列的超时时间 
 * 返回值: pdFAIL表示"修改周期命令"在xTicksToWait个Tick内无法写入队列
 *        pdPASS表示成功
 */
BaseType_t xTimerChangePeriod(   TimerHandle_t xTimer,
                                 TickType_t xNewPeriod,
                                 TickType_t xTicksToWait );

/* 修改定时器的周期
 * xTimer: 哪个定时器
 * xNewPeriod: 新周期
 * pxHigherPriorityTaskWoken: 向队列发出命令使得守护任务被唤醒,
 *                            如果守护任务的优先级比当前任务的高,
 *                            则"*pxHigherPriorityTaskWoken = pdTRUE",
 *                            表示需要进行任务调度
 * 返回值: pdFAIL表示"修改周期命令"在xTicksToWait个Tick内无法写入队列
 *        pdPASS表示成功
 */
BaseType_t xTimerChangePeriodFromISR( TimerHandle_t xTimer,
                                      TickType_t xNewPeriod,
                                      BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );
任务和中断的两套API函数
两套API函数

拆分原因：中断要尽快处理完。

在任务和中断调用写队列函数：

/* 等同于xQueueSendToBack
 * 往队列尾部写入数据，如果没有空间，阻塞时间为xTicksToWait
 */
BaseType_t xQueueSend(
                                QueueHandle_t    xQueue,
                                const void       *pvItemToQueue,
                                TickType_t       xTicksToWait
                            );

/* 
 * 往队列尾部写入数据，如果没有空间，阻塞时间为xTicksToWait
 */
BaseType_t xQueueSendToBack(
                                QueueHandle_t    xQueue,
                                const void       *pvItemToQueue,
                                TickType_t       xTicksToWait
                            );


/* 
 * 往队列尾部写入数据，此函数可以在中断函数中使用，不可阻塞
 */
BaseType_t xQueueSendToBackFromISR(
                                      QueueHandle_t xQueue,
                                      const void *pvItemToQueue,
                                      BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
                                   );

/* 
 * 往队列头部写入数据，如果没有空间，阻塞时间为xTicksToWait
 */
BaseType_t xQueueSendToFront(
                                QueueHandle_t    xQueue,
                                const void       *pvItemToQueue,
                                TickType_t       xTicksToWait
                            );

/* 
 * 往队列头部写入数据，此函数可以在中断函数中使用，不可阻塞
 */
BaseType_t xQueueSendToFrontFromISR(
                                      QueueHandle_t xQueue,
                                      const void *pvItemToQueue,
                                      BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
                                   );

任务里面可以进行指定超时时间阻塞等待，中断函数里面调用函数不可进行阻塞等待；

如何写队列时把更高优先级的任务唤醒了，可能会导致这个函数迟迟无法返回；

任务中调用

写队列
写失败，阻塞
写成功，wake up

中断中调用

唤醒：DelaydList->ReadyList

切换：保存现场、恢复新任务的现场（涉及寄存器的读写）

在中断中取消任务切换，取而代之的是记录：是否有更高优先级的任务被唤醒，退出中断服务函数之后再进行任务切换

xHigherPriorityTaskWoken的含义是：是否有更高优先级的任务被唤醒了。如果为pdTRUE，则意味着后面要进行任务切换。

任务切换

使用两个宏进行任务切换：

portEND_SWITCHING_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );
或
portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );

portEND_SWITHING_ISR使用汇编实现，portYIELD_FROM_ISR使用C语言实现，新版本都统一使用portYIELD_FROM_ISR。

资源管理

使用全局变量来互斥管理是不可靠的。

队列：环形buf

信号量/互斥量：cnt

事件组：int

任务通知：val和state

如何实现互斥操作

中断跟我抢，我就屏蔽中断；

其它任务跟我抢，我就禁止调度器，不运行任务切换；

屏蔽中断

在任务中屏蔽中断

任务中使用：taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()
示例：
/* 在任务中，当前时刻中断是使能的
 * 执行这句代码后，屏蔽中断
 */
taskENTER_CRITICAL();

/* 访问临界资源 */

/* 重新使能中断 */
taskEXIT_CRITICAL();

使用taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()来访问临界资源是很粗鲁的方法：

中断无法正常进行

任务调度无法进行

所以之间的代码要尽可能快速地执行

在ISR中屏蔽中断

ISR中使用：taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()/taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()
示例：
void vAnInterruptServiceRoutine( void )
{
    /* 用来记录当前中断是否使能 */
    UBaseType_t uxSavedInterruptStatus;
    
    /* 在ISR中，当前时刻中断可能是使能的，也可能是禁止的
     * 所以要记录当前状态, 后面要恢复为原先的状态
     * 执行这句代码后，屏蔽中断
     */
    uxSavedInterruptStatus = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();
    
    /* 访问临界资源 */

    /* 恢复中断状态 */
    taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus );
    /* 现在，当前ISR可以被更高优先级的中断打断了 */
}

低优先级的中断被屏蔽了：优先级低于、等于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

高优先级的中断可以产生：优先级高于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

但是，这些中断函数ISR里，不允许使用Freertos的API函数

任务调度依赖中断、依赖API函数，所以：这段代码之间，不会有任务调度产生

暂停调度器
/* 暂停调度器 */
void vTaskSuspendAll( void );

/* 恢复调度器
 * 返回值: pdTRUE表示在暂定期间有更高优先级的任务就绪了
 *        可以不理会这个返回值
 */
BaseType_t xTaskResumeAll( void );

队列、信号量、互斥量、事件组、任务通知都是通过屏蔽中断或者暂停调度器来实现互斥操作；

在中断里面写事件组：他是去写timer队列，然后再在TimerTask里面写事件值

sprintf的用法

int sprintf(char *str, const char *format, ...);
str是一个字符串数组（或字符指针），用于存储格式化的字符串；
format是一个格式字符串，它指定了如何格式化后续的参数；
.....表示可变数量的参数，这些参数按照format字符串中的格式说明符进行格式化。

优化系统

精细调整栈大小
栈使用情况

在创建任务时分配了栈，可以填入固定的数值比如0xa5，以后可以使用以下函数查看“栈的高水位”，也就是还有多少空余的栈空间：

UBaseType_t uxTaskGetStackHighwaterMark(TaskHandle_t xTask);

原理：从栈底往栈顶逐个字节进行判断，它们的值持续是0xa5就表示它是空闲的。

参数xTask表示是哪个任务句柄，返回值：任务运行时、任务被切换时，都会用到栈。栈里原来值（0xa5）就会被覆盖。

逐个函数从栈的尾部判断栈的值连续为0xa5的个数，它就是任务运行过程中空闲内存容量的最小值。

注意：假设从栈尾开始连续为0xa5的栈空间是N字节，返回值是N/4。

通过这个函数以及printf去查看当前运行任务所剩栈空间，适当去调整创建任务时所分配的栈空间大小，节省内存。

任务中常用的函数列表
函数描述
uxTaskPriorityGet()查询某个任务的优先级
vTaskPrioritySet()改变某个任务的任务优先级
uxTaskGetSystemState()获取系统中任务状态
vTaskGetInfo()获取某个任务信息
xTaskGetApplicationTaskTag()获取某个任务的标签(Tag)值
xTaskGetCurrentTaskHandle()获取当前正在运行的任务的任务句柄
xTaskGetHandle()根据任务名字查找某个任务的句柄
xTaskGetIdleTaskHandle()获取空闲任务的任务句柄
uxTaskGetStackHighWaterMark()获取任务的堆栈的历史剩余最小值
eTaskGetState()获取某个任务的壮态
pcTaskGetName()获取某个任务的任务名字
xTaskGetTickCount()获取系统时间计数器值
xTaskGetTickCountFromISR()在中断服务函数中获取时间计数器值
xTaskGetSchedulerState()获取任务调度器的壮态，开启或未开启
uxTaskGetNumberOfTasks()获取当前系统中存在的任务数量
vTaskList()以一种表格的形式输出当前系统中所有任务的详细信息
vTaskGetRunTimeStats()获取每个任务的运行时间
vTaskSetApplicationTaskTag()设置任务标签(Tag)值
SetThreadLocalStoragePointer()设置线程本地存储指针
打印所有任务的栈信息
/*获取任务统计信息存放在buffer里面*/
void vTaskList(signed char *pcWriteBuffer);
获取任务的统计信息，形式为可读的字符串，注意，pcWriteBuffer必须足够大。

/*获取任务的运行信息，形式为可读的字符串*/
void vTaskGetRunTimeStats( signed char *pcWriteBuffer );

找到并改进大量消耗CPU的任务
任务运行时间统计

通过Tick中断函数去统计当前任务的累计运行时间很不精确，以为有更高优先级的任务就绪时，当前任务还没运行一个完整的Tick就被抢占了。因此，我们需要比Tick更快的时钟，可以使用一个定时器，让它发生中断的周期是0.1ms甚至更短。

原理：

/*获取任务运行总时间函数*/
ulTOtalRunTime = portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE();

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