[其它应用] RTOS任务堆栈分配的一些细节问题

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 楼主| probedog 发表于 2024-7-9 11:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
RTOS任务堆栈分配多少才合适?它与代码量大小有关系吗?经常都会收到类似的问题。



其实,RTOS堆栈并不是代码量越大,就分配更多堆栈空间,主要取决于你任务中包含的“临时变量”。



RTOS任务堆栈分配

市面上很多RTOS的任务都是需要提前分配堆栈大小,也就是在创建任务的时候分配好堆栈的大小。

比如uCOS创建一个检测(Check)任务:
// 任务优先级
#define TASK_CHECK_PRIO                        6

// 任务堆栈大小
#define TASK_CHECK_STK_SIZE                    128

// 堆栈
OS_STK TaskCheckStk[TASK_CHECK_STK_SIZE];

// 创建任务 - 信号检测
OSTaskCreateExt((void (*)(void *)) AppTaskCheck,
                (void           *) 0,
                (OS_STK         *)&TaskCheckStk[TASK_CHECK_STK_SIZE-1],
                (INT8U           ) TASK_CHECK_PRIO,
                (INT16U          ) TASK_CHECK_PRIO,
                (OS_STK         *)&TaskCheckStk[0],
                (INT32U          ) TASK_CHECK_STK_SIZE,
                (void           *) 0,
                (INT16U          )(OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR));

// 任务应用实现
void AppTaskCheck(void *p_arg)
{
  // 代码···

  (void)p_arg;

  for(;;)
  {
    // 代码···
  }
}

FreeRRTOS创建一个任务类似,也是在创建时分配堆栈大小:

#define TASK_CHECK_PRIO                        6
#define TASK_CHECK_STK_SIZE                    128

BaseType_t xReturn;

xReturn = xTaskCreate(AppTaskCheck, "AppTaskCheck", TASK_CHECK_STK_SIZE, NULL, TASK_CHECK_PRIO, NULL);

除了堆栈,其实还有像消息队列、消息邮箱等也是需要提前分配堆栈。

比如FreeRTOS创建CLI消息队列:

#define CLI_QUEUE_NUM             256                      //CLI接收队列数
#define CLI_PACKAGE_LEN           2                        //CLI数据包长度

QueueHandle_t xCLIRcvQueue = NULL;

/* 创建队列 */
if(xCLIRcvQueue == NULL)
{
  xCLIRcvQueue = xQueueCreate(CLI_QUEUE_NUM, CLI_PACKAGE_LEN);
}

这就是创建任务(或队列)的分配堆栈,至于具体分配多少,与你实际情况有关,下面章节我会描述。



任务代码量

一个任务的代码量,就是你任务中调用的那些代码。

比如上面例子中的代码:

// 任务应用实现
void AppTaskCheck(void *p_arg)
{
  // 代码···

  (void)p_arg;

  for(;;)
  {
    // 代码···
  }
}

这里可能写了几千行代码,或者调用了上百个函数,每个函数里面都有不少代码。



这样下来,这一个任务的代码量就很大了。



任务代码量和堆栈大小有关系吗?

很多人就存在一个疑惑:任务挂起,要在堆栈中临时保存任务,如果这个任务的代码量很大,是不需要很大堆栈空间才行?


答案:不一定需要很大堆栈空间,任务代码量和堆栈也没有直接关系。



可能很多初学者存在这么一个误区:保存一个任务,就是把这个任务所有代码都保存起来(在堆栈中)。



堆栈主要保存是这个任务自身的变量(控制块),还有临时变量等这些关键变量信息,而并非要保存所有代码。



堆栈分配多大才合适?

任务堆栈大小,主要取决于你任务中【临时变量】的多少。

注意:临时变量包含你代码中所有嵌套函数中的临时变量。

对于RAM资源相对较大的处理器,你可以尽量分配多一点堆栈资源。

但是,很多时候,我们的RAM资源都是相对比较紧张的。这个时候,就需要你综合平衡。

比如静态局部变量:
void AppTaskCheck(void *p_arg)
{
  static uint8_t aaa;  //静态局部变量

  (void)p_arg;

  for(;;)
  {
    // 代码···
  }
}

这里的aaa变量就不会占用该任务的堆栈空间,但是它会占用全局变量(RAM)空间。

用静态局部变量,还是临时变量,要牵涉到你项目具体情况,比如:RAM资源、代码运行效率等。(临时变量还会有一个数据拷贝过程)

所以,该如何分配堆栈,该用静态还是临时变量,需要综合考虑你项目的情况而定。
chenjun89 发表于 2024-7-9 19:50 来自手机 | 显示全部楼层
是的,不能一概而论,要具体应用集体分析。
呐咯密密 发表于 2024-7-11 09:36 | 显示全部楼层
这种问题没有唯一答案,只能结合具体应用具体分析
tpgf 发表于 2024-7-18 09:36 | 显示全部楼层
它的任务堆栈的大小是在配置的时候就定好的了吗
观海 发表于 2024-7-18 10:06 | 显示全部楼层
单纯的代码并不会占用多少空间 主要看变量的处理
guanjiaer 发表于 2024-7-18 11:04 | 显示全部楼层
系统任务的数量是不是收到了堆栈大小的限制呢
keaibukelian 发表于 2024-7-18 22:45 | 显示全部楼层
如果任务嵌套过多的话 也会占用大量的空间
heimaojingzhang 发表于 2024-7-18 23:17 | 显示全部楼层
不同的任务分配到的堆栈空间的大小是不一样的吧
八层楼 发表于 2024-7-18 23:49 | 显示全部楼层
堆栈所占用的空间是flash的还是ram的呢
狄克爱老虎油 发表于 2024-7-22 12:53 | 显示全部楼层
分配空间比临时变量大多少合适啊
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