1、说在前
在操作系统任务设计的时候,通常会遇到一个比较麻烦的问题,也就是任务堆栈大小设定的问题,为此我们我需要知道一些问题:
1.1. 任务堆栈一但溢出,意味着系统的崩溃,在有MMU或者MPU的系统中,对堆栈溢出的检测十分简单,因为这是MMU和MPU必备的功能之一。(uCOS-II/uCOS-III中均有针对没有MMU和MPU的处理器对堆栈溢出检测的策略)
1.2. 堆栈的大小取决于该任务的需求。设定堆栈大小时,你就需要考虑:所有可能被堆栈调用的函数及其函数的嵌套层数,相关局部变量的大小,中断服务程序所需要的空间。另外,堆栈还需存入CPU寄存器,如果处理器有浮点数单元FPU寄存器的话还需存入FPU寄存器。(PS:出于这点,所以在嵌入式系统中有个潜规则,避免写递归函数)
1.3. 虽然任务堆栈大小可以通过人工计算出来,但是要考虑的太多,而且不能十分精确的计算。比如逐级嵌套被调用的函数的参数使用,上下文切换时候的CPU寄存器空间的保存,中断时CPU寄存器空间的保存和中断处理函数的堆栈空间等等,未免太过麻烦。特别的,当任务中使用了printf()之类参数可变的函数,那么统计起来就更困难了。所以这种方式怎么看怎么不现实。囧 。
1.4. 建议在不是很精确的确定任务堆栈使用大小(stk_size)的情况下,还是采取stk_size乘以1.5或者2.0的做法,以保证任务的正常运行。
2、检测原理
- uCOS-III任务堆栈溢出检测原理
每个任务都有自己的TCB(Task Control Block 任务控制块),TCB结构定义在uCOS-III源码(我使用的是V3.03.00版本)中的os.h中。TCB中有个StkLimitPtr成员。
假设在切换到任务S前,代码会检测将要被载入CPU堆栈指针的值是否超出该任务S的TCB中StkLimitPtr限制。因

本文介绍了uCOS-III操作系统中任务堆栈的管理方法,包括如何设定合适的堆栈大小、检测堆栈溢出及统计堆栈使用量。通过实例展示了如何创建一个专门的任务来监控其他任务的堆栈使用情况。
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