嵌入式操作系统 uCOS-II 堆栈溢出检测

男娘i 2022-05-31 12:05 222阅读 0赞

只是篇随笔。

今天在测试自己修改后的SCI模块的时候发生了很奇怪的事情，很简单的三个任务互斥地往SCI口发送数据：

static void SCI0Task(void *p_arg){
       char str[] = "This is from Lin.\r\n";
        while (DEF_TRUE) 
        {
           SCI_PutCharsB_Mutex(SCI0,str,(sizeof(str)/sizeof(str[0]) - 1),0);
           OSTimeDlyHMSM(0,0,0,250);
        }
    }
    static void SCI0Task1(void *p_arg){
        char str[] = "This is from mama.\r\n";
        while (DEF_TRUE) 
        {
           SCI_PutCharsB_Mutex(SCI0,str,(sizeof(str)/sizeof(str[0]) - 1),0);
           OSTimeDlyHMSM(0,0,0,300);
        }
    }
    static void SCI0Task2(void *p_arg){
     char str[] = "This is from dogssssssssssssssss\r\n";
        while (DEF_TRUE) 
        {
           SCI_PutCharsB_Mutex(SCI0,str,(sizeof(str)/sizeof(str[0]) - 1),0);
           OSTimeDlyHMSM(0,0,0,333);
        }
    }

正常情况下应该出现：  
![70][]

可实际输出却成了：  
![70 1][]

折腾了一晚上，各种设断点观测点，发现RAM中存放字符串的地方被不知道什么东西动了，值经常变化，导致输出异常，百思不得其解。

一觉起来，突然灵光一闪，该不会是哪个任务的栈溢出了冲进了“mama”的那个栈了吧，以前从没考虑过这个问题，一直以为128的栈大小够用了。现在看来必须要认真考虑这个问题了。于是正好用之前碰巧看到的([http://blog.csdn.net/u012252959/article/details/73741130][http_blog.csdn.net_u012252959_article_details_73741130])堆栈检测的方法试了试。

结果发现，果然是栈爆掉了。  
![70 2][]

于是乎一切就合理了，因为Lin、mama、dogs三个任务的栈是从低到高连续分配的，而栈是从高到低使用的，于是dogs的栈用完了之后就冲进了mama的栈中，正好把其中的字符串给改掉了，然后就出现了如上现象。将dogs的栈改大了之后就一切正常了。然后来看下实际使用了多少栈空间。

![70 3][]

一看吓一跳，居然dogs用了140的堆栈，其他两个也快爆掉了，这样是很不安全的，起码要留20%的堆栈以防万一。而且可以看到下图的堆栈量和上图的使用量不太一样。这是因为堆栈的使用涉及很多因素，各种函数嵌套、中断等都会占用堆栈，需要检测一段时间等其稳定了才能大概确定潜在的最大值。

另：没想到一个任务居然会占到这么大的堆栈，以前一直以为只用占到几十就差不多了。

具体的检测方法就不详述了，上面那篇博文里有写。我就直接把这段测试的代码贴上来吧。  
记得把OS\_TASK\_STAT\_STK\_CHK\_EN和OS\_TASK\_CREATE\_EXT\_EN都设为1。  
基于MC9S12XEP100和uCOS-II的SCI的驱动在此[http://blog.csdn.net/lin\_strong/article/details/73662524][http_blog.csdn.net_lin_strong_article_details_73662524]。

/*
    *********************************************************************************************************
    *                                                uC/OS-II
    *                                          The Real-Time Kernel
    *                                               Framework
    *
    * By  : Lin Shijun
    * Note: This is a framework for uCos-ii project with only S12CPU, none float, banked memory model.
    *       You can use this framework with same modification as the start point of your project.
    *       I've removed the os_probe module,since I thought it useless in most case.
    *       This framework is adapted from the official release.
    *********************************************************************************************************
    */
    
    #include "includes.h"
    #include "SCI_def.h"
    #include <string.h>
    /*
    *********************************************************************************************************
    *                                      STACK SPACE DECLARATION
    *********************************************************************************************************
    */
    static  OS_STK  AppTaskStartStk[APP_TASK_START_STK_SIZE];
    static  OS_STK  Sci0TaskStk[SCI0_TASK_STK_SIZE];
    static  OS_STK  Sci0Task1Stk[SCI0_TASK1_STK_SIZE];
    static  OS_STK  Sci0Task2Stk[SCI0_TASK2_STK_SIZE];
    static  OS_STK  StkCheckTaskStk[STK_CHECK_STK_SIZE];
    /*
    *********************************************************************************************************
    *                                      TASK FUNCTION DECLARATION
    *********************************************************************************************************
    */
    
    static  void    AppTaskStart(void *p_arg);
    static  void    SCI0Task(void *p_arg);
    static  void    SCI0Task1(void *p_arg);
    static  void    SCI0Task2(void *p_arg);
    static  void    StkCheckTask(void *p_arg);
    /*
    *********************************************************************************************************
    *                                      LOCAL  FUNCTION  DECLARE
    *********************************************************************************************************
    */
    
    // 初始化看门狗
    static void INIT_COP(void);
    
    /*
    *********************************************************************************************************
    *                                           MAIN FUNCTION
    *********************************************************************************************************
    */
    void main(void) {
        INT8U  err;    
        BSP_IntDisAll();                                                    /* Disable ALL interrupts to the interrupt controller       */
        OSInit();                                                           /* Initialize uC/OS-II                                      */
    
        err = OSTaskCreate(AppTaskStart,
                              NULL,
                              (OS_STK *)&AppTaskStartStk[APP_TASK_START_STK_SIZE - 1],
                              APP_TASK_START_PRIO);                     
        OSStart();
    }
    
    static void AppTaskStart (void *p_arg)
    {
       INT8U data,err,i = 0;
       char buf[30];
        (void)p_arg;                                            /* Prevent compiler warning    */
        BSP_Init(); 
        SCI_Init(SCI0);
        SCI_EnableTrans(SCI0);
        SCI_EnableRxInt(SCI0);
        SCI_EnableRecv(SCI0);
        SCI_Init(SCI1);
        SCI_EnableTrans(SCI1);
        SCI_EnableRxInt(SCI1);
        SCI_EnableRecv(SCI1);
        SCI_BufferInit(); 
        err = OSTaskCreate(StkCheckTask,
                        NULL,
                        (OS_STK *)&StkCheckTaskStk[STK_CHECK_STK_SIZE - 1],
                        STK_CHECK_TASK_PRIO);   
    
        err = OSTaskCreateExt(SCI0Task,
                        NULL,
                        (OS_STK *)&Sci0TaskStk[SCI0_TASK_STK_SIZE - 1],
                        SCI0_TASK_PRIO,
                        SCI0_TASK_PRIO,
                        (OS_STK *)&Sci0TaskStk[0],
                        SCI0_TASK_STK_SIZE,
                        NULL,
                        OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);     
        err = OSTaskCreateExt(SCI0Task1,
                        NULL,
                        (OS_STK *)&Sci0Task1Stk[SCI0_TASK1_STK_SIZE - 1],
                        SCI0_TASK1_PRIO,
                        SCI0_TASK1_PRIO,
                        (OS_STK *)&Sci0Task1Stk[0],
                        SCI0_TASK1_STK_SIZE,
                        NULL,
                        OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);                       
    
    
        err = OSTaskCreateExt(SCI0Task2,
                        NULL,
                        (OS_STK *)&Sci0Task2Stk[SCI0_TASK2_STK_SIZE - 1],
                        SCI0_TASK2_PRIO,
                        SCI0_TASK2_PRIO,
                        (OS_STK *)&Sci0Task2Stk[0],
                        SCI0_TASK2_STK_SIZE,
                        NULL,
                        OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);     
        // 初始化看门狗
        // INIT_COP();
        while (DEF_TRUE) 
        {
           buf[i++] = data = SCI_GetCharB(SCI0,0,&err);
           if(data == '\n' || i >= 30){
              SCI_PutCharsB_Mutex(SCI0,buf,i,0);
              i = 0;
           }
        }
    
    }
    
    static void SCI0Task(void *p_arg){
       char str[] = "This is from Lin.\r\n";
        while (DEF_TRUE) 
        {
           SCI_PutCharsB_Mutex(SCI0,str,(sizeof(str)/sizeof(str[0]) - 1),0);
           OSTimeDlyHMSM(0,0,0,250);
        }
    }
    static void SCI0Task1(void *p_arg){
        char str[] = "This is from mama.\r\n";
        while (DEF_TRUE) 
        {
           SCI_PutCharsB_Mutex(SCI0,str,(sizeof(str)/sizeof(str[0]) - 1),0);
           OSTimeDlyHMSM(0,0,0,300);
        }
    }
    static void SCI0Task2(void *p_arg){
     char str[] = "This is from dogssssssssssssssss\r\n";
        while (DEF_TRUE) 
        {
           SCI_PutCharsB_Mutex(SCI0,str,(sizeof(str)/sizeof(str[0]) - 1),0);
           OSTimeDlyHMSM(0,0,0,333);
        }
    }
    
    // 检测堆栈用
    static void StkCheckTask(void *p_arg){
      INT8U i;
       char str[40];
       OS_STK_DATA StackBytes;
       OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);
        while (DEF_TRUE) 
        {
           OSTaskStkChk(SCI0_TASK_PRIO,&StackBytes);
           i = sprintf(str,"Lin Free:%u,Used:%u\r\n",(INT16U)StackBytes.OSFree,(INT16U)StackBytes.OSUsed);
           SCI_PutCharsB_Mutex(SCI1,str,i,0);
           OSTaskStkChk(SCI0_TASK1_PRIO,&StackBytes);
           i = sprintf(str,"mama Free:%u,Used:%u\r\n",(INT16U)StackBytes.OSFree,(INT16U)StackBytes.OSUsed);
           SCI_PutCharsB_Mutex(SCI1,str,i,0);
           OSTaskStkChk(SCI0_TASK2_PRIO,&StackBytes);
           i = sprintf(str,"dogs Free:%u,Used:%u\r\n",(INT16U)StackBytes.OSFree,(INT16U)StackBytes.OSUsed);
           SCI_PutCharsB_Mutex(SCI1,str,i,0);
           OSTimeDlyHMSM(0,0,0,111);
        }
    }
    void INIT_COP(void)
    {
      COPCTL = 0x07;     //设置看门狗复位间隔为1.048576s
    }

[70]: /images/20220531/3953ea1a2bdc44bdbc93f5f8b471f723.png
[70 1]: /images/20220531/4fb7795106bd451cbd9bcf076dc11c9a.png
[http_blog.csdn.net_u012252959_article_details_73741130]: http://blog.csdn.net/u012252959/article/details/73741130
[70 2]: /images/20220531/683f0ed931304cb0aae3b22a8f4b24e6.png
[70 3]: /images/20220531/8142c8d771704957a8c84a12c9f5e0cf.png
[http_blog.csdn.net_lin_strong_article_details_73662524]: http://blog.csdn.net/lin_strong/article/details/73662524