ucos任务栈大小计算，如何高效定义栈空间大小！

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#单片机 #嵌入式硬件

于 2018-02-24 14:24:16 首次发布

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在使用ucos时，首先需要创建任务，但是如果单片机RAM空间有限的情况下，如何能确保创建的任务栈既能满足任务需求，又避免任务栈浪费呢？其实ucos在设计的时候，考虑到了这一点。ucos自带两个任务，其优先级分别为最低和次低，分别为IDLE任务和STATISTICS任务，其中STATISTICS任务便是可以统计各任务的CPU使用率，也就是任务栈使用情况，因此，我们可以借用该统计任务的函数来统计各任务的栈使用情况。

函数OS_TaskStatStkChk()

这个函数在统计任务函数OS_TaskStat()中被调用，用来统计各任务的cpu使用率。 ``` void OS_TaskStatStkChk (void) { OS_TCB *ptcb; OS_STK_DATA stk_data; INT8U err; INT8U prio;

for (prio = 0u; prio <= OS_TASK_IDLE_PRIO; prio++) {
    err = OSTaskStkChk(prio, &stk_data);
    if (err == OS_ERR_NONE) {
        ptcb = OSTCBPrioTbl[prio];
        if (ptcb != (OS_TCB *)0) {                               /* Make sure task 'ptcb' is ...   */
            if (ptcb != OS_TCB_RESERVED) {                       /* ... still valid.               */

<html><font size="2">该函数中又调用了一个函数
<html><font size="2"><code> err = OSTaskStkChk(prio, &stk_data);</code>
<html><font size="2">其中，<code>prio</code>为需要统计的任务的优先级，<code>&stk_data</code>为统计结果存放的结构体。这个结构体比较简单，定义为：
```c
typedef struct os_stk_data 
{
    INT32U  OSFree;                         /* Number of free entries on the stack                     */
    INT32U  OSUsed;                         /* Number of entries used on the stack                     */
} OS_STK_DATA;

OSFree为未使用的栈空间大小，OSUsed为已使用的栈空间大小。根据此我们可以判断出任务栈的使用情况。

统计举例

我在一个运行的任务（该任务优先级为5）中调用该函数并在该函数语句处打断点。
err = OSTaskStkChk(5, &stk_data);
待程序运行到此处时，通过观察&stk_data中的值，可以看到该任务栈的实际使用情况。下图为通过观测窗口观察到的使用情况。
这里写图片描述
可以看到OSFree的值为11，OSUsed的值为37，因为我定义的该任务堆栈大小为48，因此，此时CPU使用率为
usage = 37/48 = 77 %
也就是说当我定义栈空间为48时，能够保证任务运行且不会造成栈溢出，同时，有将近25%的栈空间剩余。

任务栈单位及设定原则

ucos规定，任务栈的单位为OS_STK,根据不同平台有不同的位宽定义，我是用的M0核定义为32位，也就是4字节宽度。因此，上面例子中定义的任务栈为48时，实际栈空间大小为
size = 48 * 4 = 192 Byte
关于定义栈空间原则，以任务使用率占用最大栈空间50%-80%为优，太小会造成空间浪费，太大会造成栈溢出。因此，上例中我们测试实际使用为37，则我们就可以定义该任务栈空间大小为
37 / 0.8 = 46.25
因此我定义为48。