uC/OS-II學(xué)習(xí)筆記—任務(wù)堆棧

ID:51773 · 發(fā)表于 2013-7-13 00:47

所謂堆棧，就是在存儲器中按數(shù)據(jù)“后進(jìn)先出(Last In First Out, LIFO)”的原則組織的連續(xù)存儲空間。因此，堆棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)就是最后進(jìn)去的最先出來。這就像我們向箱子中放書，箱子的底面積剛好和書相同，那么先放進(jìn)箱子中的書很明顯只能最后出來。為了滿足任務(wù)切換或響應(yīng)中斷時保存CPU寄存器中的內(nèi)容，以及存儲任務(wù)私有數(shù)據(jù)的需要，每個任務(wù)都有自己的堆棧。當(dāng)任務(wù)進(jìn)行切換的時候，將CPU寄存器的內(nèi)容壓入堆棧，恢復(fù)的時候再彈出來給CPU寄存器。任務(wù)堆棧是任務(wù)的重要組成部分，關(guān)于任務(wù)堆棧在操作系統(tǒng)代碼中的定義如下所示：

TASK_STK_SIZE是每個任務(wù)堆棧的大小，這里設(shè)置為512，根據(jù)具體情況做移植時，可修改這個值。OS_MAX_TASKS是用戶任務(wù)的數(shù)量。OS_STK是堆棧的數(shù)據(jù)類型，使用typedef來定義，等同于無符號的整數(shù)，在32位的PC系統(tǒng)中，為32位的無符號整數(shù)。如果需要移植到其他系統(tǒng)，就要根據(jù)需要進(jìn)行更改。很明顯，這里我們定義了最多用戶任務(wù)數(shù)個堆棧，而統(tǒng)計任務(wù)和空閑任務(wù)的堆棧是單獨(dú)定義的，分別是OSTaskStatStk和OSTaskIdleStk，如下所示：

OS_STK是32位的，所以執(zhí)行一次壓棧操作，就要壓進(jìn)去4個字節(jié)；執(zhí)行一次退棧操作，就彈出4個字節(jié)。而堆棧的大小就是TASK_STK_SIZE個OS_STK，而非TASK_STK_SIZE。這里TASK_STK_SIZE是512，那么就是512*sizeof(OS_STK)，為2048個字節(jié)。
TaskStk就是我們定義的堆棧，這里是以數(shù)組的形式定義的，每個堆棧的尺寸是512個字節(jié)，而一共定義了OS_MAX_TASKS個這樣的堆棧。需要注意的是用戶堆棧可以由用戶自己定義，并非一定要采用二維數(shù)組的形式。
任務(wù)堆棧有四種：滿遞減堆棧，空遞減堆棧，滿遞增堆棧，空遞增堆棧。作為一個嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)該可以移植到不同的平臺，因此必須兼容這四種模式。

如上所示是STM32F407的編程手冊中的一段，從中可以很清楚的看到，STM32F407采用的是滿遞減堆棧。

假如堆棧的初始狀態(tài)如上圖所示，那么向堆棧中壓入一個數(shù)據(jù)后的堆棧如下圖所示：

如果一個任務(wù)的任務(wù)堆棧如上圖所示，那么它的定義大概就應(yīng)該如下所示：
OS_STK Task1Stk[10];
這樣，這個堆棧就有Task1Stk[0]~Task1Stk[9]這樣十個堆棧空間。那么初始狀態(tài)SP應(yīng)該指向&Task1Stk[9]+1，然后向堆棧中壓入第一個數(shù)據(jù)，首先，SP向下移動一個堆棧空間，然后將數(shù)據(jù)存入這個堆棧空間。也就是說存儲到Task1Stk[9]中。如果再存儲一個數(shù)據(jù)，那么，同樣的，再執(zhí)行一次上面的動作，將數(shù)據(jù)存入到Task1Stk[8]中。Task1Stk[9]為棧頂，Task1Stk[0]為棧底。
OSTCBStkPtr就是指向堆棧棧頂?shù)闹羔槪琌STCBStkBottom是指向堆棧棧底的指針，OSTCBStkSize是堆棧的大小。如果OSTCBStkPtr與OSTCBStkBottom相等了，那么說明堆棧已經(jīng)滿了。OSTCBStkSize是用于做堆棧檢查的。

ID:78522 · 發(fā)表于 2022-2-9 19:22

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