当前位置:首页 > 公众号精选 > 嵌入式云IOT技术圈
[导读]堆栈空间分配 这部分很重要,如果选择的单片机RAM比较吃紧,那就要精打细算了。

免责声明:本文素材来源网络,版权归原作者所有。如涉及作品版权问题,请与我联系删除。

堆栈空间分配

这部分很重要,如果选择的单片机RAM比较吃紧,那就要精打细算了。
这个问题牵连了不少容易混淆的概念,我在学习的时候也翻了很多帖子,按照自己的理解梳理了一下,有错误请评论区或私信指出。
参考博客:

https://www.cnblogs.com/CaesarTao/p/9816965.html

先是RAM,我选用的是stm32f103RBT6,有20K的RAM。
这20K被分为4大部分:



其中 “内部用,中断向量等” 这块是系统固定的,我们不需要管。
其中的HEAPSTACK,他们跟FreeRTOS里的堆和栈没有关系。
为了避免弄混,我们把这里的HEAP称为系统堆,把这里的STACK称为系统栈

在裸机编程中:

成分 描述
系统堆HEAP 当我们使用malloc函数申请内存时,就是从这里申请的,它必须由程序员提前定义好大小,如果空间不足,malloc会申请失败。目前我了解到的,它就这一个作用。
系统栈STACK 用来存储临时变量、函数的参数等等,当我们进行函数嵌套时,进入函数前,是要进行保存现场的工作的,等执行完函数跳回到原来位置时,需要恢复现场,而保存现场所使用的内存,就是从系统栈中获取的,如果系统栈不足,就会出现常说的栈溢出,导致程序跑飞。与系统堆不同的是,系统栈可以不提前规定大小,不影响程序运行。
全局区 用来存储全局变量、静态变量

在stm32工程的启动文件中,堆系统堆和系统栈定义了大小:



Stack_Size默认为0x400 1024byte
Heap_Size默认为0x200 512byte

对于系统堆Heap,如果你用malloc申请了一个600byte的空间,那么会申请失败(按道理是这样、没实验过)
而对于系统栈Stack来说,这里限定的1024byte并不限定程序实际使用的大小,只是调试的时候会提示错误(也没试验过)

综上,我的理解是,如果不用malloc,这两个默认值是不用改的。

按照这个默认值来算,这才占用了1.5K的空间,所以大部分RAM空间都属于全局区。

在FreeRTOS中:
在CubeMX配置时,我们配置了一个TOTAL_HEAP_SIZE



虽然叫HEAP,但跟系统堆没关系,我们暂且叫RTOS堆
RTOS堆使用的空间,是从全局区申请的。

成分 描述
RTOS堆 在FreeRTOS初始化时,定义了大小,属于系统的全局区部分。FreeRTOS使用的全部RAM,都从这里分配,包括任务栈、队列、pvPortMalloc()申请的空间等等

所以在一个FreeRTOS工程里,只要不闲着没事用malloc(),就不用管系统堆和系统栈了,况且FreeRTOS中并不推荐用malloc(),而是用pvPortMalloc()代替,二者的区别就是,前者在系统堆中分配空间,后者在RTOS堆中分配空间。

所以第一件事,就是合理设定一个TOTAL_HEAP_SIZE,总共的RAM有20K,我们可以先把它设为10K。

FreeRTOS提供了一个API:

//获取剩余的堆空间xPortGetFreeHeapSize();

可以获取剩余的堆空间,在适当的位置打印出来,再进行优化,另外如果某个任务创建失败,一般就是堆空间不足,调试的时候把创建任务的结果打印出来比较好。

任务栈

成分 描述
任务栈 任务运行所需的空间,从RTOS堆中申请空间。用来存储任务中的变量,函数嵌套保存现场所需的空间等等

任务栈在任务创建时设定

osThreadDef(Interactive_TASK,Interactive_Task, osPriorityNormal, 0, 128);osThreadCreate(osThread(Interactive_TASK), NULL);

单位是word,1word=4byte,栈溢出有可能会导致系统崩溃,现象往往是程序卡住,栈溢出原因是任务栈不足。
如何知晓一个任务栈不足呢?FreeRTOS提供了一个API

uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL);

HighWaterMark译为高水位,返回值是任务创建至今任务栈剩余量的最小值,这个值越接近0,任务越有栈溢出的风险,一般要留有一定的余量。

做一个小测试:

//测试任务osThreadDef(TEST_TASK,test_Task, osPriorityNormal, 0, 128);osThreadCreate(osThread(TEST_TASK), NULL);//创建测试任务//测试任务void test_Task(){ for(;;) { //打印剩余的任务栈 printf("TEST剩余栈%d\r\n",(int)uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL)); osDelay(1000); }}

测试结果:



可以大体推得,一个空任务占用的任务栈大概为128 - 52 = 76 word

与裸机编程类似,在任务中进行函数嵌套时,进入函数前,需要保存现场,保存现场的空间也是从任务栈中分配的,因此在RAM比较吃紧的情况下,要尽量避免过多的函数嵌套。

使用FreeRTOS后,反而不经常使用在线仿真,大多数时候用printf打印LOG。

代码和测试视频在这里:

https://oshwhub.com/doee/wai-mai-zi-ti-gui-she-bei-duan-z

免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

Holtek隆重推出全新一代32-bit Arm® Cortex®-M0+ 5V CAN MCU - HT32F53231/HT32F53241/HT32F53242/HT32F53252。这一系列单片机带有来自Bosc...

关键字: MCU 工业自动化 单片机

Holtek精益求精,宣布推出全新5V宽电压Arm® Cortex®-M0+ 32-bit MCU系列HT32F50431/HT32F50441/HT32F50442/HT32F50452。此系列MCU经多方位升级能满...

关键字: 单片机 智能家居 工业控制

单片机小精灵是一款针对单片机开发者的辅助工具,它集成了代码编辑、编译、调试等多项功能,旨在帮助开发者更加高效地进行单片机项目的开发。本文将详细介绍单片机小精灵的使用方法,帮助读者快速掌握这款工具,提高开发效率。

关键字: 单片机 代码编辑 辅助工具

单片机和PLC将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对二者的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

关键字: PLC 单片机

在这篇文章中,小编将对单片机的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对单片机的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。

关键字: 单片机 芯片 集成电路

一直以来,单片机都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来单片机的相关介绍,详细内容请看下文。

关键字: 单片机 控制器

今天,小编将在这篇文章中为大家带来STM32单片机最小系统的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对它具备清晰的认识,主要内容如下。

关键字: 单片机 单片机最小系统 STM32

51单片机将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对51单片机的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

关键字: 单片机 51单片机

在这篇文章中,小编将对单片机最小系统的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。

关键字: 单片机 单片机最小系统

一直以来,单片机都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来单片机的相关介绍,详细内容请看下文。

关键字: 单片机 芯片
关闭
关闭