FreeRTOS - 堆栈增加的原因？

Question

我创建了几个任务，它们的主体是相同的功能。在函数内部，每个任务都有一个相同的延迟。所以，当这个延迟足够大的时候，每个任务的栈都比延迟小的时候少了6个字。 据我了解，当存在多个状态为Ready 的任务的情况时，任务堆栈会增加。

1.在这种情况下，一些额外的 6 字上下文被写入任务堆栈？

2.在我的例子中，结果是 6 个字（24 个字节），这个值可以改变吗？

3.还有什么会影响栈的增加，比如跳转到中断处理程序？

int main(void){
  xTaskCreate(Task_PrintCountString, "Task_1", mySTACK_SIZE, &param1, 1, NUUL);
  xTaskCreate(Task_PrintCountString, "Task_2", mySTACK_SIZE, &param2, 1, NUUL);
  xTaskCreate(Task_PrintCountString, "Task_3", mySTACK_SIZE, &param3, 1, NUUL);
  vTaskStartScheduler();
}
#define myDELAY     100
void Task_PrintCountString(void *pParams){
  uint16_t c=0; 
  for(;;){
    if(xSemaphoreTake(WriteCountMutex, portMAX_DELAY) == pdTRUE){
        PrintCountString(*(uint8_t *)pParams, c++);
        xSemaphoreGive(WriteCountMutex);
    }       
  vTaskDelay(myDELAY/portTICK_PERIOD_MS);//When myDELAY=1, the task stack is 6 words more than when myDELAY= 100!       
  } 
}

地址 0x20000158 是其中一项任务的堆栈顶部。其他人也一样！

唯一的函数PrintCountString 总是相同的深度。但与此同时，堆栈可以在几个阶段中增长到其最大知识，经历数十次任务循环的迭代！原来不仅context被保存到stack中，还有别的东西？

附： 我使用ARM CM0 port 和heap_1。

我做了一个观察： 在PrintCountString 函数中有一个等待SPI 标志的块-while()。我替换了 DMA 传输方法并删除了while() 循环。无论延迟如何，两个任务的堆栈都立即开始填充到最大值。

Answer 1

通常，堆栈存储器由微控制器本身使用。有几条指令可以向堆栈写入/读取一些数据。

• PUSH 指令将一个寄存器的内容复制到堆栈中并修改堆栈指针寄存器
• POP 指令从堆栈中读取一个字到寄存器中并修改堆栈指针寄存器

这两条指令都由编译器管理。如果一个函数被执行，编译器会创建一些 PUSH 指令来“释放”一些寄存器来使用。在函数结束时，将使用 POP 指令恢复原始寄存器状态，以保证即将到来的控制流。

• 并且每条分支指令将多个寄存器值存储到堆栈中

使用的堆栈内存量取决于调用层次结构。

根据您的示例，如果调用 SemaphoreTake 函数并找到释放的信号量，则调用层次结构与信号量被阻塞的情况不同。这会产生不同的堆栈用法。

Answer 2

FreeRTOS 只是 C 代码，因此，除了一个例外，堆栈使用情况由编译器确定，包括所选的优化级别。一个例外是，当一个任务没有运行时，它的上下文被保存到它的堆栈中。在所有重要的情况下，上下文大小都是固定的。上下文的大小取决于您使用的 FreeRTOS 端口（超过 40 个）。

您的帖子中有几件事我不确定。

当这个延迟足够大时，每个任务的堆栈都会被填满 比延迟少时少6个字

如上所述，C 代码不会根据您的延迟时间而改变 - 编译器对 FreeRTOS 或延迟的概念一无所知。根据发生中断时代码在调用树中的位置（包括导致上下文切换的中断），您可能会看到不同的堆栈深度。

我查看栈顶，统计剩余字节数 为0xA5

你没有说你正在使用哪个端口，所以我不知道堆栈是向上还是向下。在任何情况下，当创建任务时堆栈都被填充为 0xa5，但内核从未再次触及，因此剩余的 0xa5 数显示了任务自创建以来已使用的最大堆栈量。该值通过调用uxTaskGetStackHighWaterMark() 返回。