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. */
该函数中又调用了一个函数 err = OSTaskStkChk(prio, &stk_data);
其中,prio
为需要统计的任务的优先级,&stk_data
为统计结果存放的结构体。这个结构体比较简单,定义为:
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。
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
。