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第8章 ThreadX调试方法（串口和RTT两种方式打印任务执行情况）
本章节为大家介绍ThreadX的调试方法，这里的调试方法主要是教会大家如何获取任务的执行情况，通过获取的任务信息，可以进一步的配置和优化工程，这种方法非常实用，建议初学者必须掌握。
8.1 初学者重要提示
8.1 串口或RTT打印调试说明
8.2 ThreadX实现串口或者RTT打印任务执行情况
8.3 ThreadX的CPU利用率实现方法
8.4 总结
8.1 初学者重要提示。
- RTT打印相关基础知识可以看此贴：
【专题教程第5期】工程调试利器RTT实时数据传输组件，替代串口调试，速度飞快，可以在中断和多任务中随意调用
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86177 。
8.2 串口或RTT打印调试说明
很多时候我们需要了解任务的执行状态，任务栈的使用情况以及各个任务的CPU使用率。对此，我们这里封装了一个函数。
获取了任务执行情况后，可以通过串口或者RTT将其打印出来，当然，也可以通过任何其它方式将其显示出来。本教程配套的例子配套了串口和RTT两种打印方式显示任务的执行情况。另外有一点要特别注意，这种调试方式仅限测试目的，实际项目中不要使用。
8.3 ThreadX实现串口或者RTT打印任务执行情况
我们这里分串口和RTT两种打印方式为大家做个说明。
8.3.1 串口打印
串口打印主要用于MDK AC5，MDK AC6或者IAR创建的工程。通过下面函数实现任务执行情况信息获取：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: DispTaskInfo
* 功能说明: 将ThreadX任务信息通过串口打印出来
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void DispTaskInfo(void)
{
TX_THREAD *p_tcb; /* 定义一个任务控制块指针 */
p_tcb = &AppTaskStartTCB;
/* 打印标题 */
App_Printf("===============================================================\r\n");
App_Printf("OS CPU Usage = %5.2f%%\r\n", OSCPUUsage);
App_Printf("===============================================================\r\n");
App_Printf(" 任务优先级 任务栈大小 当前使用栈 最大栈使用 任务名\r\n");
App_Printf(" Prio StackSize CurStack MaxStack Taskname\r\n");
/* 遍历任务控制块列表(TCB list)，打印所有的任务的优先级和名称 */
while (p_tcb != (TX_THREAD *)0)
{
App_Printf(" %2d %5d %5d %5d %s\r\n",
p_tcb->tx_thread_priority,
p_tcb->tx_thread_stack_size,
(int)p_tcb->tx_thread_stack_end - (int)p_tcb->tx_thread_stack_ptr,
(int)p_tcb->tx_thread_stack_end - (int)p_tcb->tx_thread_stack_highest_ptr,
p_tcb->tx_thread_name);
p_tcb = p_tcb->tx_thread_created_next;
if(p_tcb == &AppTaskStartTCB) break;
}
}
- 函数App_Printf专门封装了一个线程安全的printf方式
- 这个函数的关键是通过任务控制列表检索所有创建的任务，并将相关信息打印出来。
打印效果如下：
8.3.2 RTT打印
本章节配套的例子对RTT打印方式也做了支持，对于MDK AC5，MDK AC6或者IAR，使能bsp.h文件中的宏定义为1即可
#define Enable_RTTViewer 1
实现方法和串口打印是一样的，只是换了一种打印方式。效果如下（也可以用SEGGER的 RTT Viewer）：
使用Embedded Studio的话，不要使能宏定义，它可以直接调试状态在IDE上展示：
由于Embedded Studio不支持中文，所以中文部分显示乱码，不用管。
8.4 ThreadX的CPU利用率实现方法
ThreadX的CPU利用率主要是通过创建一个统计任务和一个空闲任务来实现：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AppTaskStatistic
* 功能说明: 统计任务，用于实现CPU利用率的统计。为了测试更加准确，可以开启注释调用的全局中断开关
* 形 参: thread_input 创建该任务时传递的形参
* 返 回 值: 无
* 优 先 级: 30
*********************************************************************************************************
*/
void OSStatInit (void)
{
OSStatRdy = FALSE;
tx_thread_sleep(2u); /* 时钟同步 */
//__disable_irq();
OSIdleCtr = 0uL; /* 清空闲计数 */
//__enable_irq();
tx_thread_sleep(100); /* 统计100ms内，最大空闲计数 */
//__disable_irq();
OSIdleCtrMax = OSIdleCtr; /* 保存最大空闲计数 */
OSStatRdy = TRUE;
//__enable_irq();
}
static void AppTaskStat(ULONG thread_input)
{
(void)thread_input;
while (OSStatRdy == FALSE)
{
tx_thread_sleep(200); /* 等待统计任务就绪 */
}
OSIdleCtrMax /= 100uL;
if (OSIdleCtrMax == 0uL)
{
OSCPUUsage = 0u;
}
//__disable_irq();
OSIdleCtr = OSIdleCtrMax * 100uL; /* 设置初始CPU利用率 0% */
//__enable_irq();
for (;;)
{
// __disable_irq();
OSIdleCtrRun = OSIdleCtr; /* 获得100ms内空闲计数 */
OSIdleCtr = 0uL; /* 复位空闲计数 */
// __enable_irq(); /* 计算100ms内的CPU利用率 */
OSCPUUsage = (100uL - (float)OSIdleCtrRun / OSIdleCtrMax);
tx_thread_sleep(100); /* 每100ms统计一次 */
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: AppTaskIDLE
* 功能说明: 空闲任务
* 形 参: thread_input 创建该任务时传递的形参
* 返 回 值: 无
优 先 级: 31
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskIDLE(ULONG thread_input)
{
TX_INTERRUPT_SAVE_AREA
(void)thread_input;
while(1)
{
TX_DISABLE
OSIdleCtr++;
TX_RESTORE
}
}
实现步骤如下：
- 进入到启动任务后，其它任何任务都不要创建，先创建一个统计任务，不让执行。
- 启动任务延迟100ms，延迟的这100ms时间基本都是空闲任务在执行，在空闲任务里面做32变量加1计算。我们就以这100ms，变量计数的最大值作为CPU利用率的分母。
- 然后开启统计任务的执行，每100ms执行一次，统计即可。空闲任务此时的计数值作为分子。通过这种方式就实现了CPU利用率的统计。
8.5 实验例程
本章节配套了例子：
- V7-3003_ThreadX Task Debug Info
含有GCC，IAR，MDK AC5和AC6四个版本工程。
通过按键K1打印任务的执行情况，工程默认是通过串口打印的，如果使用RTT打印的话，使用bsp.h中的宏定义为1即可。
#define Enable_RTTViewer 1
使用Embedded Studio的话，不要使能宏定义，它可以直接调试状态在IDE上展示。
8.6 总结
本章节主要是指导大家如何获取任务的执行情况，非常的实用，建议初学者务必掌握。
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