uC/OS-II任务栈处理的一种改进方法

TASK_STK_POINT pTaskSTK[MAX_TASK_NUM]; /*存放每个任务的栈顶和栈底指针*/

任务栈指针数组pTaskSTK的元素个数同任务个数。为了堆栈交换，需要另外一块临时存储空间，其大小可按单个任务栈最大长度定义，用于中转堆栈交换的内容。堆栈内容交换的伪C算法可写为：

StkEechange(int CurTaskID,int RunTaskID)

{ /*2个参数为当前运行任务号和下一运行任务号*/

void TempSTK[MAX_PER_STK_LEN]; /*注意该变量长度可小于TaskSTK*/

L=任务RunTaskTD的堆栈长度；

①将TaskSTK顶部的L字节移动到TempSTK中；

②将RunTaskID任务的堆栈内容移动到TaskSTK顶部；

③将RunTaskID堆栈上方（移动前位置）所有内容下移L个字节；

④修改RunTask堆栈上方（移动前位置）所有任务栈顶和栈底指针（pTaskSTK变量）；

}；

该算法的平均时间复杂度可计算如下：

O（T）=SL/2+SL/2+SL×N/2

式中，第一、二项为步骤①和步骤②时间，第三项为步骤③时间；SL表示每个任堆栈的最大长度（即MAX_PER_STK_LEN），N表示任务数。

取SL为64字节，任务数为16个，则数据项平均移动次数为576。假设每次移动指令时间为2μs，则一次任务栈移动时间长达约1ms。所以在使用该方法时，为了执行时间尽量短，编码时应仔细推敲。

从空间上说，共用任务栈比独立任务栈优越。假设独立任务栈方法中每个堆栈空间为K，任务数为N，则独立任务栈方式的堆栈总空间为N×K。在共用任务栈时，考虑各任务互补的情况，TaskSTK变量不需要定义为N×K长度，可能定义为二分之一或者更小就可以了。

另外，这种方法不需要在任务切换时修改CPU的SP指针。

（2）工作栈和任务堆栈

上节共用任务栈算法的缺点是：任务切换时的堆栈内容交换算法复杂，占用时间长。另外一个折中的方法是设计一个工作堆栈，用于给当前运行的任务使用；在任务切换时，将工作栈内容换出得另外的存储空间，该空间可以动态申请，其大小按实际需要即可。

这种方法看起来和独立任务栈的方法类似，需要N+1块存储空间，其中一块用于工作栈空间。和独立任务堆栈相比，其区别有2点：

①SP指针所指向的空间始终是同一块存储空间，即工作栈；

②每个任务栈的大小不需要按最大空间定义，可以动态按实际大小从内存中分配空间。

对于8031这种处理器结构，由于堆栈指针只能指向其内部存储器，大小十分有限。采取这种方法，可将工作栈设在内部RAM，将任务栈设在外部RAM，扩展了堆栈空间。

和上一种共用堆栈方法相比，这种方法的交换时间要短，其时间复杂度约为1.5倍最大任务栈长度。

5 总结

独立任务栈的方法适合于存储器充足、任务切换频繁、对任务切换时间要求