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　　已经有不少的文章介绍了有关μc/os-ii这个实时内核及其应用。在很多的处理器上，μc/os-ii都得到了应用。μc/os-ii是一种源码公开、可移植、可固化、可裁减、可剥夺的实时多任务操作系统。特别适用于用户任务较多，而对实时性要求较严格的场合。

　　μc/os-ii内核是一个占先式内核，用户视任务的轻重缓急不同赋予任务不同的优先级。一般来说，用户任务的实时性要求越高，则应赋予的优先级也越高；对那些要求不甚严格的任务，赋予的优先级应低一些。对突发事件，像a/d采样后的数据读取等，则应采用中断，实时响应，因而，中断享有最高的优先级。优先级高的任务在进行调度时，优先得到资源，因而能及时进入运行态运行；优先级低的得不到资源而进入就绪态，等待下一次任务调度。由于任务优先级的唯一性，μc/os-ii内核能在不同任务间井然有序地调度运行。

　　μc/os-ii内核的功能强大，提供了用于共享资源的信号灯，用于进程通信的消息队列和邮箱等，是一个比较全面的系统。但有些地方仍然值得改进，比如该系统不支持时间片的任务调度，因而一旦任务进入了死循环，调度程序无法调度，其它的任务也就得不到及时运行处理。解决的方法也很简单，只要在定时中断服务程序中调用函数osintctxsw()即可。

　　μc/os-ii内核的另外一个值得改进的地方是它的堆栈处理。为了确保运行的安全可靠，μc/os-ii内核将每个任务的堆栈空间都按最大化处理，结果导致ram的需求变大，往往还需外扩ram，而浪费过多。下面详细讨论如何改进μc/os-ii内核的堆栈结构设计。

1 μc/os-ii的堆栈结构

　　在堆栈的处理上，μc/os-ii为每个任务分配一个独立的堆栈，堆栈空间按任务中最大需求进行分配。这种方法可保证程序可靠运行，但却是以浪费大量的空间为代价。对一些小系统来说，没有扩展外部ram，内部ram相当小，ram的空间利用就非常重要了。下面就来探讨如何改进μc/os内核，以达到减少任务栈的内存需求。

　　在μc/os-ii中，每个任务都定义了一个独立的堆栈空间，这个堆栈空间用来存放任务的相关信息，具体包括以下几个部分（如图1所示）：

　　◆ 任务中定义的局部变量及被调用函数可能在栈上分配的局部变量；
　　◆ 任务中各个函数的返回地址；
　　◆ 发生中断时需要保存的上下文；
　　◆ 中断嵌套时需要保存的上下文。

图1 任务的堆栈内容分布情况

　　在这4个部分中，前3个的内存需求是比较容易估算的，只要察看反汇编代码，并计算各个函数的栈需求，留有一定的裕量就可以了。但是第4部分的栈空间使用量是随中断嵌套的深度而不断增加的，是不确定的，一般方法是定义一个充分大的栈空间，使之不会溢出。但为每个任务都定义一个充分大的栈空间，会导致栈空间的浪费。如果将第4部分独立出来，单独为它定义一个较大的空间，在任务栈中去掉原来的第4部分，这样，就可大大减少栈空间的浪费，减少对内存的需求。实际上，这是可行的。在μc/os-ii中，内核为中断嵌套的层数定义了一个全局变量osintnesting。系统在进行任务调度时，先要判断osintnesting是否为0，如果osintnesting不为0，则不进行任务切换。也就是说：在osintnesting为1（当前只有一个中断，并且没有嵌套中断）时，如果发生了嵌套的中断（不管嵌套的层数有多深），那么所有嵌套的中断一层一层地都返回，直到osintnesting再次为1时止，任务栈是不会切换的，栈指针始终在同一个任务的栈空间中变化。因而，可以为中断嵌套单独定义一个中断嵌套栈。在发生第1次中断时，中断服务程序将栈空间切换到中断嵌套栈，这样，以后发生的嵌套中断就一直使用这个栈空间。在中断返回到第1次中断时，即osintnesting为1时，中断服务程序再从中断嵌套栈切换回任务栈。这样就实现了中断任务的切换，减少了内存需求。下面以此思路，来进一步讨论堆栈处理的结构设计。

2 μc/os-ii的堆栈改进设计

　　按上述设计，可设置中断嵌套栈osinterruptstk，对中断服务程序做如下修改。

　　① 保存全部cpu寄存器。
　　② 直接将osintnesting加1。
　　　　增加：判断osintnesting是否等于1，如果不是则转到3。
　　　　增加：将栈指针sp保存到ostcbcur->ostcbstkptr。
　　　　增加：将sp指向osinterruptstk的栈顶（注意栈增长的方向）。
　　③ 执行用户代码做中断服务。
　　④ 调用osintexit。
　　　　增加：判断osintnesting是否等于0，如果不是则转到5。
　　　　增加：从ostcbcur->ostcbstkptr中恢复栈指针sp。
　　⑤ 恢复所有cpu寄存器。
　　⑥ 执行中断返回指令。

　　此时，任务的堆栈分布情况如图2所示。