UCOS操作系統(tǒng)堆棧淺談

在uc/os－ii操作系統(tǒng)的任務(wù)切換和中斷處理過(guò)程中，需要保存處理器的內(nèi)部寄存器和變量的值，這就

要求每個(gè)任務(wù)都有自己的堆?？臻g。堆棧必須聲明為OS_STK類型，并且由連續(xù)的內(nèi)存空間組成，可以靜態(tài)

分配空間（在編譯時(shí)分配），也可以動(dòng)態(tài)分配堆?？臻g（在運(yùn)行時(shí)分配）。由于采用動(dòng)態(tài)分配方式，會(huì)導(dǎo)致

內(nèi)存中含有大量?jī)?nèi)存碎片，因此不推薦使用動(dòng)態(tài)分配方式。其兩種聲明方式如下：

靜態(tài)分配方式：

static OS_STK TaskStk[StkSize];

或者

OS_STK TaskStk[StkSize];

動(dòng)態(tài)分配方式：

OS_STK *pstk;

pstk = (OS_STK*)malloc(StkSize);

if(pstk != (OS_STK*)0) //判斷堆棧分配是否成功

{

printf("Create TaskStk Success");

}

2 設(shè)置堆棧生產(chǎn)方向

uc/os－ii操作系統(tǒng)支持2中堆棧生長(zhǎng)方向。即可從高地址往低地址生長(zhǎng)，也可以由低地址往高地址生長(zhǎng)。

在調(diào)用OSTaskCreate()或者OSTaskCreateExt()創(chuàng)建任務(wù)的時(shí)候由于必須知道堆棧的生長(zhǎng)方向，所以要在OS_CPU.H

文件中設(shè)置任務(wù)堆棧的生長(zhǎng)方向。

#define OS_STK_GROWTH 1 //設(shè)置堆棧是從上往下長(zhǎng)的

OSTaskCreate(Task,pdata,&TaskStk[StkSize - 1],prio);

或者

#define OS_STK_GROWTH 0 //設(shè)置堆棧是從下往上長(zhǎng)的

OSTaskCreate(Task,pdata,&TaskStk[0],prio);

當(dāng)然也可以這樣編寫(xiě)創(chuàng)建任務(wù)的以支持堆棧的從上往下和從下往上生長(zhǎng)

#if OS_STK_GROWTH == 1

OSTaskCreate(Task,pdata,&TaskStk[StkSize - 1],prio);

#else

OSTaskCreate(Task,pdata,&TaskStk[0],prio);

#endif

3 堆棧檢驗(yàn)

為控制產(chǎn)品成本，有時(shí)需要確定任務(wù)實(shí)際需要的堆?？臻g的大小，避免為任務(wù)分配過(guò)多的對(duì)戰(zhàn)空間，從而

減少應(yīng)用程序代碼所需的RAM數(shù)量。uc/os－ii系統(tǒng)提供OSTaskStkChk()函數(shù)用以確定任務(wù)實(shí)際需要的堆?？臻g。

使用堆棧檢驗(yàn)功能必須做一下幾點(diǎn)：

1.在OS_CFG.H文件中設(shè)置OS_TASK_CREATE_EXT為 1

2.使用OSTaskCreateExt()創(chuàng)建任務(wù)，并且賦予任務(wù)比實(shí)際需要多一點(diǎn)的空間?？梢栽谌魏稳蝿?wù)中調(diào)用STaskStkChk()函數(shù)，對(duì)任何用OSTaskCreateExt()建立的任務(wù)進(jìn)行堆棧檢驗(yàn)。

3.在OSTaskCreateExt()中，將參數(shù)opt設(shè)置為：OS_TASK_OPT_STK_CHK + OS_TASK_OPT_STK_CLR

4.把需要進(jìn)行檢測(cè)的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)作為OSTaskStkChk()的參數(shù)并調(diào)用

應(yīng)使自己的應(yīng)用程序運(yùn)行足夠長(zhǎng)的時(shí)間，并且經(jīng)歷最壞的堆棧使用情況，這樣才能得到正確的樹(shù)木。一旦得到所需要的對(duì)單需求，就可以重新設(shè)置堆棧的最終大小了。在堆棧檢驗(yàn)中，所得到的只是一個(gè)大智的堆棧使用情況，并不能說(shuō)明堆棧的使用全部實(shí)際情況。

4 堆棧溢出

在實(shí)際的項(xiàng)目中，由于產(chǎn)品的升級(jí)需要可能一個(gè)任務(wù)會(huì)經(jīng)常修改，所需要的實(shí)際堆棧大小并不能很好的確定，即便使用堆棧檢驗(yàn)功能后，在后續(xù)產(chǎn)品的升級(jí)過(guò)程中變量的增加會(huì)導(dǎo)致堆棧不夠用。而在調(diào)試的過(guò)程中，如果沒(méi)有堆棧溢出的報(bào)警機(jī)制，一旦堆棧出現(xiàn)溢出，這個(gè)問(wèn)題是很難一時(shí)被發(fā)現(xiàn)的。在這里，我建議在系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行前，把每個(gè)任務(wù)的堆棧棧頂初始化一個(gè)值，每次出現(xiàn)任務(wù)切換的時(shí)候就讀取對(duì)應(yīng)棧頂?shù)闹?，如果和初始化棧頂值相同的話就說(shuō)明沒(méi)有問(wèn)題，如果值出現(xiàn)改變的話那么出現(xiàn)堆棧溢出的概率至少達(dá)到90％以上，這樣可以避免出現(xiàn)堆棧溢出而不能發(fā)現(xiàn)的尷尬。下面是個(gè)項(xiàng)目的一部分，刪了一些，可供參考。

#include "user/lc_sqce_aj.h"

#include "include_all.h"

/* size of each tasks stacks (# of WORDs) */

#define TASK_START_STK_SIZE 128

#define BUZZER_STK_SIZE 128

#define CTRLMSG_STK_SIZE 128

#define STORDEV_MOUNT_STK_SIZE 512

#define MODE_SWITCH_STK_SIZE 512

#define MODE_EXE_STK_SIZE 2000

#define TWO_CHANNEL_REC_SIZE 512

#define ALARM_STK_SIZE 128

#define TASK_STK_SIZE 512

/* application tasks */

#define TASK_START_ID 0

#define TASK_1_ID 1

#define TASK_2_ID 2

#define TASK_3_ID 3

#define TASK_4_ID 4

#define TASK_5_ID 5

#define TASK_6_ID 6

#define TASK_7_ID 7

#define TASK_8_ID 8

#define TASK_9_ID 9

#define TASK_10_ID 10

#define TASK_11_ID 11

#define TASK_12_ID 12

#define TASK_13_ID 13

#define TASK_14_ID 14

#define TASK_15_ID 15

/* application tasks priorities */

#define TASK_START_PRIO 0

#define TASK_1_PRIO 1

#define TASK_2_PRIO 2

#define TASK_3_PRIO 3

#define TASK_4_PRIO 4

#define TASK_5_PRIO 5

#define TASK_6_PRIO 6

#define TASK_7_PRIO 7

#define TASK_8_PRIO 8

#define TASK_9_PRIO 9

#define TASK_10_PRIO 10

#define TASK_11_PRIO 11

#define TASK_12_PRIO 12

#define TASK_13_PRIO 13

#define TASK_14_PRIO 14

#define TASK_15_PRIO 15

/*see task stacks*/

OS_STK TaskStartStk[TASK_START_STK_SIZE];

OS_STK BuzzerStk[BUZZER_STK_SIZE];

OS_STK CtrlmsgStk[CTRLMSG_STK_SIZE];

OS_STK StorDevStk[STORDEV_MOUNT_STK_SIZE];

OS_STK ModeSwitchStk[MODE_SWITCH_STK_SIZE];

OS_STK ModeExeStk[MODE_EXE_STK_SIZE];

static void TaskStart(void *p_arg); //函數(shù)聲明

static void TaskStartCreateTasks(void);

void InitStackMark(void);

//************************************************************************************

//* 函數(shù)名 :main

//* 返回值 ：N/A

//* 參數(shù) ：N/A

//* 函數(shù)說(shuō)明：主函數(shù)

//* 作 者：啊呆

//***********************************************************************************

void main(void)

{

INT8U err;

// initialize uC/OS-II

OSInit();

// install uC/OS-IIs context switch vector

IRQSetVect(uCOS, OSCtxSw);

OSTaskCreateExt(TaskStart,

(void *)0,

&TaskStartStk[TASK_START_STK_SIZE - 1],

TASK_START_PRIO,

TASK_START_ID,

&TaskStartStk[0],

TASK_START_STK_SIZE,

(void *)0,

OS_TASK_OPT_STK_CLR + OS_TASK_OPT_STK_CHK);

OSTaskNameSet(TASK_START_PRIO, "Start Task", &err);

// start multitasking

OSStart();

}