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内存管理
已更新 2025年3月
FreeRTOS 堆栈使用和堆栈溢出检查
堆栈使用
[另请参阅uxTaskGetStackHighWaterMark() API 函数]
每个任务都拥有其独立维护的堆栈。如果 使用 xTaskCreate() 创建任务， 则用作任务堆栈的内存会从 FreeRTOS 堆中自动分配， 并通过传递至 xTaskCreate() API 函数的参数来确定内存大小。如果 使用 xTaskCreateStatic() 创建任务，则用作任务堆栈的内存由 应用程序编写者预先分配。堆栈溢出是应用程序不稳定的一个很常见的原因。因此 FreeRTOS 提供两个可选机制，用于协助检测并纠正 出现的堆栈溢出问题。使用的选项通过 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 配置常量来配置。
请注意，这些选项仅适用于内存映射未分段的架构。 此外，在 RTOS 内核溢出检查开始之前，某些处理器可能会因堆栈损坏而 发生故障或异常。如果 cconfigCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 未设置为 0 ， 则应用程序必须提供堆栈溢出钩子函数。钩子函数必须命名为 vApplicationStackOverflowHook()， 并且具备以下原型：
xTask 和 pcTaskName 参数分别将违规任务的句柄和名称传递给该钩子函数。 但请注意，根据溢出的严重程度，这些参数本身可能会损坏，在这种情况下， 可直接检查 pxCurrentTCB 变量。
堆栈溢出检查会增加上下文切换的开销，因此建议只在开发或测试阶段使用 此检查。
堆栈溢出检测——方法 1
在 RTOS 内核使任务退出运行状态后，堆栈可能达到其最大（最深）值， 因为此时的堆栈会包含任务上下文。此时， RTOS 内核可以检查处理器堆栈指针是否仍处于有效堆栈空间内。如果堆栈指针 包含超出有效堆栈范围的值，则将调用堆栈溢出钩子函数。
此方法很快，但不能保证可以捕获所有堆栈溢出。将 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 设置 为 1 即可使用此方法。
堆栈溢出检测——方法 2
任务首次创建时，其堆栈会填充一个已知值。任务退出运行状态时， RTOS 内核可以检查最后 16 个字节是否处于有效堆栈范围内，以确保这些已知值 未被任务或中断活动所覆盖。如果这 16 个字节中的任何一个不再为初始值， 则调用堆栈溢出钩子函数。
这种方法比方法 1 效率低，但仍然相当快。它很可能会捕获堆栈溢出， 但仍无法保证能够捕获所有溢出。
将 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 设置为 2 即可使用此方法。
堆栈溢出检测——方法 3
将 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 设置为 3 即可使用此方法。
此方法仅适用于选定的端口。如果可用，该方法将启用 ISR 堆栈检查。 检测到 ISR 堆栈溢出时，会触发断言。请注意，在这种情况下不会调用堆栈溢出钩子函数， 因为它只针对任务堆栈，而不是针对 ISR 堆栈。