UCOS-II 任务栈空间合理分配

最近利用空闲时间跑了一下正点原子的stm32f4开发板的实时操作系统demo，发现了一个比较有意思的东西，分享如下：

硬件平台：正点原子stm32f4开发板

软件开发平台：MDK uVision v5.14.0.0

代码：正点原子官方例程 实验56 UCOSII实验1-2-任务创建删除挂起恢复

需要了解的基础知识：

　　1、会点亮LED灯

　　2、会读取按键输入

　　3、会操作串口

　　4、会RTOS基本知识

官方文档描述实验现象：首先下载代码之后可以看到 LED0 和 LED1 不断闪烁，同时蜂鸣器不
断鸣叫。这个时候我们按下 KEY0 之后 led_task 任务被挂起，我们可以看到 LED 不再闪烁。接
着我们按下 KEY2， led_task 任务重新恢复，可以看到 LED 恢复闪烁。然后我们按下 KEY_UP，
任务 beep_task 被删除，所以蜂鸣器不再鸣叫。这个时候我们再按下按键 KEY_DOWN，任务
beep_task 被重新创建，所以蜂鸣器恢复鸣叫。

一切工具准备就绪，烧录代码观察现象，神奇的bug出现了

首先，确实LED0 和 LED1 不断闪烁，但是一旦按下任意一个按键直接死机。

第一想法，分析代码，打印调试信息

 

 

 测试现象：果然，按下按键后，所有用户任务停止运行了，可以初步得出结论：程序跑飞了（由于本例程未初始化看门狗，所以程序跑飞，就飞不回来了）

第二想法：调试

 

 测试方法：进入调试模式后，run代码，点击stop，程序会停在正常的代码行，如停在用户代码区、内核代码区的正常逻辑区

 

进入调试模式后，run代码，按下按键，点击stop，会发现程序停在stm32f4xx_it.c这个文件的HardFault_Handler函数里，这是个死循环，就是这里导致程序跑飞了

cpu进入中断后一直执行死循环，回不来了，无法再进行任务切换了！可

 

 

 以在这个中断函数里追加printf("HardFault_Handler\r\n");以观察现象如下：

 

 串口助手打印的信息刚好验证了上述结论

整理思路如下：运行ucos ii 应用程序，按下按键后程序发生硬件错误，一般发生硬件错误，很可能就是跟内存有关，最典型的就是栈溢出了，

分析到这里，基本上排查bug就很easy了，检查代码各个任务栈大小发现：三个任务都是设置64字节，经过多次实验，发现只需把KEY_STK_SIZE设置

为大于64时，实验现象就正常了，说明再执行按键任务时，此任务堆栈大小超过64字节了。

#define KEY_TASK_PRIO       3 
#define KEY_STK_SIZE  	64
OS_STK KEY_TASK_STK[KEY_STK_SIZE];
void key_task(void *pdata);　

那么当我们在编写任务函数时，到底栈大小设置多少合适呢？我怎么知道新建的任务运行起来用了多少栈空间呢？

若栈空间设置过大，无疑会导致空间的浪费，这在嵌入式产品中简直就是极其浪费

若栈空间过小，那真运行起来，搞不好某个时间点，栈空间就溢出了，这个时间点可能是一触即发，可能会一年后，甚至10年后

经过一顿百度操作，发现ucosii 系统早都给你设计好了，通过下面的函数即可统计指定任务运行时用了多少栈空间，还剩多少栈空间

OSTaskCreateExt(key_task,(void *)0,(OS_STK *)&KEY_TASK_STK[KEY_STK_SIZE-1],KEY_TASK_PRIO, KEY_TASK_PRIO, KEY_TASK_STK, KEY_STK_SIZE, (void*)0,OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);
OSTaskStkChk(KEY_TASK_PRIO, &StackBytes);
printf("%d\r\n", StackBytes.OSUsed);　

　这也只是一种估测栈空间使用量，测试时，得模拟各种极端条件，尽量让最大使用量测出来

最后，一般堆栈大小设置为任务实际使用量的1.5-2倍即可

具体原理，大家可自行百度理解，也可以自己尝试手撕一波栈空间检测算法（栈基地址----栈顶地址）