任务堆栈

vTaskList 介绍

可通过 vTaskList() 来协助分析操作系统当前 task 状态，以帮助优化内存，帮助定位栈溢出问题，帮助理解和学习操作系统原理相关知识。

vTaskList 使用

使用 vTaskList() 前需使能:

  • make menuconfig -> Component config -> FreeRTOS -> Enable FreeRTOS trace facility
  • make menuconfig -> Component config -> FreeRTOS -> Enable FreeRTOS trace facility -> Enable FreeRTOS stats formatting functions

通过上面配置，等同于使能 FreeRTOSConfig.h 中如下两个宏:
configUSE_TRACE_FACILITY 和 configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS

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void SystemInfo::PrintTaskList() {
    char buffer[1024];
    vTaskList(buffer);
    printf("任务名  任务状态  优先级  剩余栈  任务序号  cpu核\r\n");
    printf("%s", buffer);
}

vTaskList 结果

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任务名  任务状态  优先级  剩余栈  任务序号  cpu核
touch_task      R       5       1260    25      1
audio_loop      B       8       6624    14      -1
taskLVGL        B       22      2460    12      -1
motion_detectio B       5       804     26      -1
LoactionService B       5       3884    21      -1
LoactionService B       5       3880    20      -1
mqtt_task       B       5       4596    18      -1
animation task  B       7       3176    22      -1
PointAnimTask   B       6       2336    24      -1
animation task  B       8       1252    23      -1
main            B       3       4576    4       0
background_task B       2       2500    9       -1

  • 第一列: 任务名
    即 xTaskCreate 创建该 task 时的第二个参数。如果名称过长，会根据 configMAX_TASK_NAME_LEN 截断。

  • 第二列: task 当前状态

    • X: running：运行态
    • B: blocked：阻塞态
    • R: ready：就绪态
    • D: deleted：结束态
    • S: suspended：挂起态

  • 第三列: task 优先级
    xTaskCreate 创建该 task 时的第四个参数。

  • 第四列: 最小剩余 task 栈空间，字节为单位
    在 xTaskCreate 创建 task 时，给定的第三个参数值代表该 task 调度和运行过程中，最大可用 task 栈空间，以字节为单位（可以修改 portSTACK_TYPE 宏来决定是否以字节还是 4 字节为单位）;
    Task 如果 API 调用比较深，则使用的栈空间越大，也就意味着最小剩余 task 栈空间越小。

  • 第五列：task 创建顺序

  • 第六列：CPU 核心

    • 绑定特定核心（如 0 和 1）：当任务被绑定到某个特定核心（例如 main 任务在核心 0 上，touch_task 在核心 1 上），意味 RTOS 会尝试让这个任务只在指定的核心上执行。
    • 不绑定核心（值为-1）：对于 cpu 列显示为 -1 的任务（如 audio_loop, taskLVGL 等），操作系统可以将其调度到当前空闲的任何逻辑核心上执行。这给予了操作系统调度器最大的灵活性，以便在有多核的情况下平衡负载。

注意

  • 当某个 task 最小剩余 task 栈空间比较大时，适当减小 xTaskCreate 创建该 task 时给定的第三个参数值，可节约 DRAM，以优化系统内存。
  • 当某个 task 最小剩余 task 栈空间比较小时，适当增大 xTaskCreate 创建该 task 时给定的第三个参数值，可降低 task 栈溢出风险。
  • 减少应用代码 task 的个数，以优化内存。
  • 占用空间较大的变量，尽可能通过 malloc/calloc 等动态申请释放，以提高栈空间利用率。