【经验】Micrium OS操作系统中如何动态检测线程栈使用率？

时间： 2021-01-19 来源：世强

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Micrium OS的前身是大名鼎鼎的ucOSIII。SILICON LABS的开发环境Simplicity IDE创建的默认工程，很多就包含了移植好的Micrium OS。因此使用EFR32或EFM32系列单片机做开发，最好了解Micrium OS操作系统使用方法。而最让新手工程师不知所措的问题之一就是线程创建时线程栈的大小设定，但由于单片机的RAM资源很有限，因此合理的设定线程栈的大小至关重要。本文将说明如何动态检测线程栈使用率。

首先从代码的角度分析一下动态检测线程栈使用率的实现。

想要使用系统中动态检测线程栈使用率的功能，需要将系统的配置宏OS_CFG_STAT_TASK_STK_CHK_EN使能（即定义为DEF_ENABLED）。

我们可以看到OS_CFG_STAT_TASK_STK_CHK_EN宏使能的情况下，线程的TCB数据结构中会添加StkBasePtr指针的定义。并且在线程创建的时候，该指针会指向线程栈的基地址。

与此同时，我们可以看到OS_CFG_STAT_TASK_STK_CHK_EN宏使能的情况下，在OSTaskStkChk()函数中，p_stk指针被赋值为上文描述的StkBasePtr指针值。因为线程栈的填充是FIFO的形式，并且该内核的数据增长方向是由高地址向低地址增长。并且定义线程栈时，我们多用static CPU_STK数据类型来定义栈的存储空间。有经验的程序员知道使用static定义的变量，编译器会默认将之初始化为0。因此OSTaskStkChk()函数是通过判断线程栈基地址空间方向的数据是否为0来判断协议栈到底用到过的最大地址是多少。因此应用程序可以通过调用OSTaskStkChk()函数并检测函数返回的数据，从而确定未使用的栈空间，到底还有多少。

原理分析如上，现在在代码中验证一下实际使用效果。

首先新建一个带有Micrium OS的例程，例如SOC-Thermometer-RTOS。（注：笔者采用的是EFR32BG13系列芯片，不过因为我们这里讨论的是纯OS应用层面的实现，与硬件平台无关，因此不再描述芯片以及硬件的相关内容）

之后我们在工程的主线程循环中添加OSTaskStkChk()函数调用，并将返回的变量打印出来。

RTOS_ERR err;

CPU_STK_SIZE free,used;

// Start the Thermometer Loop. This call does NOT return.

while (DEF_TRUE)

{

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0,

OS_OPT_TIME_DLY | OS_OPT_TIME_HMSM_NON_STRICT,

&err);

OSTaskStkChk (&App_Main_Task_TCB, &free, &used, &err);

DBG("App_Main_Task used/free:%d/%d usage:%%%d\r\n",used,free,(used*100)/(used+free));

}

其中App_Main_Task_TCB就是主线程的TCB数据。free/ used分别是当前线程栈空闲的和使用的字数。

编译成功后，看打印信息可以看到当前主线程栈使用了177个字，未使用的是79个字，使用率是69%。

（注：笔者是使用的SWD接口进行的RTT信息打印，有关RTT信息打印的实现，请参考笔者的另一篇文章：如何在蓝牙SoC EFR32BG22工程代码中添加SEGGER_RTT打印功能？）

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