操作系统栈溢出检测之ucosII篇

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我是靠谱客的博主爱撒娇犀牛，这篇文章主要介绍操作系统栈溢出检测之ucosII篇，现在分享给大家，希望可以做个参考。

Author : David Lin 林鹏

E-mail : linpeng1577@gmail.com linpeng1577@163.com

OS : 源码级理解掌握UcosRt-thread等嵌入式操作系统内核的设计与实现目前在研究linux内核路漫漫其修远兮吾将上下而求索 :)

转载请注明出处谢谢

前言

在嵌入式操作系统运行中进程的栈溢出问题是大家比较关心的问题由于资源限制栈大小受到限制本文主要介绍uc/os自带的栈检测机制为什么是 ucos而不是ecos或者其他因为我现在项目用这个后续有时间再介绍一种更简单通用不依赖具体操作系统的栈溢出检测机制。

原理

1.在进程的栈初始化的时候按预设的字节对齐方式用特定魔数比如0x9527ucosII预设是0值将栈元素依次完成初始化

2.在系统运行的时候通过守护进程依次遍历各个进程的栈检测栈元素的值是否等于初始化的魔数求得被污染的元素个数所占栈大小的比例即为栈使用量。

3.不通过守护进程直接对进程进行栈溢出检测是否可行可以不过不推荐在进程内部或者进程调度的时候进行如此使用量检测即使使用二分查找算法进行优化如果栈大到一定程度效率问题还是需要慎重考虑的

4.不扯为什么这么设计这些事情了这跟小学语文写作者的中心思想一样不是ucos原作者所以不写你想知道Jean J. Labrosse怎么想的可以给他发邮件:-)

系统版本uc/osII V2.85

开发环境IAR for ARM (为什么不在linux下开发我也想知道

因为我喜欢gnu/linux,喜欢用gcc,gdb,vim,make,(⊙o⊙)…不过你懂的:-)

复制代码

1.      相关宏定义os_cfg.h
#defineOS_TASK_STAT_EN                        1  /* Enable (1) or Disable(0) the statistics task*/
#defineOS_TASK_STAT_STK_CHK_EN                1  /* Check task stacks from statistic task          */
 
2.      相关函数os_core.c os_task.c
static  void OS_InitTaskStat (void) {……};     //初始化栈守护进程看哪个进程最贪吃 :-)
/*
*********************************************************************************************************
*                                             INITIALIZATION
*                                      CREATING THE STATISTIC TASK
*
* Description: This function creates the Statistic Task.
*
* Arguments  : none
*
* Returns    : none
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
static  void  OS_InitTaskStat (void)
{
#if OS_TASK_NAME_SIZE > 7
    INT8U  err;
#endif
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
    #if OS_STK_GROWTH == 1
    (void)OSTaskCreateExt(OS_TaskStat,
                          (void *)0,                                   /* No args passed to OS_TaskStat()*/
                          &OSTaskStatStk[OS_TASK_STAT_STK_SIZE - 1],   /* Set Top-Of-Stack               */
                          OS_TASK_STAT_PRIO,                           /* One higher than the idle task  */
                          OS_TASK_STAT_ID,
                          &OSTaskStatStk[0],                           /* Set Bottom-Of-Stack            */
                          OS_TASK_STAT_STK_SIZE,
                          (void *)0,                                   /* No TCB extension               */
                          OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);  /* Enable stack checking + clear  */
    #else
    (void)OSTaskCreateExt(OS_TaskStat,
                          (void *)0,                                   /* No args passed to OS_TaskStat()*/
                          &OSTaskStatStk[0],                           /* Set Top-Of-Stack               */
                          OS_TASK_STAT_PRIO,                           /* One higher than the idle task  */
                          OS_TASK_STAT_ID,
                          &OSTaskStatStk[OS_TASK_STAT_STK_SIZE - 1],   /* Set Bottom-Of-Stack            */
                          OS_TASK_STAT_STK_SIZE,
                          (void *)0,                                   /* No TCB extension               */
                          OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);  /* Enable stack checking + clear  */
    #endif
#else
    #if OS_STK_GROWTH == 1
    (void)OSTaskCreate(OS_TaskStat,
                       (void *)0,                                      /* No args passed to OS_TaskStat()*/
                       &OSTaskStatStk[OS_TASK_STAT_STK_SIZE - 1],      /* Set Top-Of-Stack               */
                       OS_TASK_STAT_PRIO);                             /* One higher than the idle task  */
    #else
    (void)OSTaskCreate(OS_TaskStat,
                       (void *)0,                                      /* No args passed to OS_TaskStat()*/
                       &OSTaskStatStk[0],                              /* Set Top-Of-Stack               */
                       OS_TASK_STAT_PRIO);                             /* One higher than the idle task  */
    #endif
#endif
#if OS_TASK_NAME_SIZE > 14
    OSTaskNameSet(OS_TASK_STAT_PRIO, (INT8U *)"uC/OS-II Stat", &err);
#else
#if OS_TASK_NAME_SIZE > 7
    OSTaskNameSet(OS_TASK_STAT_PRIO, (INT8U *)"OS-Stat", &err);
#endif
#endif
}
#endif
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
void  OS_TaskStkClr (OS_STK *pbos, INT32U size,INT16U opt) {……};  //用于栈初始化
#endif
/*
*********************************************************************************************************
*                                        CLEAR TASK STACK
*
* Description: This function is used to clear the stack of a task (i.e. write all zeros)
*
* Arguments  : pbos     is a pointer to the task's bottom of stack.  If the configuration constant
*                       OS_STK_GROWTH is set to 1, the stack is assumed to grow downward (i.e. from high
*                       memory to low memory).  'pbos' will thus point to the lowest (valid) memory
*                       location of the stack.  If OS_STK_GROWTH is set to 0, 'pbos' will point to the
*                       highest memory location of the stack and the stack will grow with increasing
*                       memory locations.  'pbos' MUST point to a valid 'free' data item.
*
*              size     is the number of 'stack elements' to clear.
*
*              opt      contains additional information (or options) about the behavior of the task.  The
*                       LOWER 8-bits are reserved by uC/OS-II while the upper 8 bits can be application
*                       specific.  See OS_TASK_OPT_??? in uCOS-II.H.
*
* Returns    : none
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
void  OS_TaskStkClr (OS_STK *pbos, INT32U size, INT16U opt)
{
    if ((opt & OS_TASK_OPT_STK_CHK) != 0x0000) {       /* See if stack checking has been enabled       */
        if ((opt & OS_TASK_OPT_STK_CLR) != 0x0000) {   /* See if stack needs to be cleared             */
#if OS_STK_GROWTH == 1
            while (size > 0) {                         /* Stack grows from HIGH to LOW memory          */
                size--;
                *pbos++ = (OS_STK)0;                   /* Clear from bottom of stack and up!           */
            }
#else
            while (size > 0) {                         /* Stack grows from LOW to HIGH memory          */
                size--;
                *pbos-- = (OS_STK)0;                   /* Clear from bottom of stack and down          */
            }
#endif
        }
    }
}
#endif
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
INT8U OSTaskStkChk (INT8U prio, OS_STK_DATA *p_stk_data) {……}; 
//用于检测各个进程的栈使用率被守护进程OS_TaskStat(void *p_arg)调用
#endif
/*
*********************************************************************************************************
*                                             STACK CHECKING
*
* Description: This function is called to check the amount of free memory left on the specified task's
*              stack.
*
* Arguments  : prio          is the task priority
*
*              p_stk_data    is a pointer to a data structure of type OS_STK_DATA.
*
* Returns    : OS_ERR_NONE            upon success
*              OS_ERR_PRIO_INVALID    if the priority you specify is higher that the maximum allowed
*                                     (i.e. > OS_LOWEST_PRIO) or, you have not specified OS_PRIO_SELF.
*              OS_ERR_TASK_NOT_EXIST  if the desired task has not been created or is assigned to a Mutex PIP
*              OS_ERR_TASK_OPT        if you did NOT specified OS_TASK_OPT_STK_CHK when the task was created
*              OS_ERR_PDATA_NULL      if 'p_stk_data' is a NULL pointer
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
INT8U  OSTaskStkChk (INT8U prio, OS_STK_DATA *p_stk_data)
{
    OS_TCB    *ptcb;
    OS_STK    *pchk;
    INT32U     free;
    INT32U     size;
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                            /* Allocate storage for CPU status register     */
    OS_CPU_SR  cpu_sr = 0;
#endif
#if OS_ARG_CHK_EN > 0
    if (prio > OS_LOWEST_PRIO) {                       /* Make sure task priority is valid             */
        if (prio != OS_PRIO_SELF) {
            return (OS_ERR_PRIO_INVALID);
        }
    }
    if (p_stk_data == (OS_STK_DATA *)0) {              /* Validate 'p_stk_data'                        */
        return (OS_ERR_PDATA_NULL);
    }
#endif
    p_stk_data->OSFree = 0;                            /* Assume failure, set to 0 size                */
    p_stk_data->OSUsed = 0;
    OS_ENTER_CRITICAL();
    if (prio == OS_PRIO_SELF) {                        /* See if check for SELF                        */
        prio = OSTCBCur->OSTCBPrio;
    }
    ptcb = OSTCBPrioTbl[prio];
    if (ptcb == (OS_TCB *)0) {                         /* Make sure task exist                         */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        return (OS_ERR_TASK_NOT_EXIST);
    }
    if (ptcb == OS_TCB_RESERVED) {
        OS_EXIT_CRITICAL();
        return (OS_ERR_TASK_NOT_EXIST);
    }
    if ((ptcb->OSTCBOpt & OS_TASK_OPT_STK_CHK) == 0) { /* Make sure stack checking option is set       */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        return (OS_ERR_TASK_OPT);
    }
    free = 0;
    size = ptcb->OSTCBStkSize;
    pchk = ptcb->OSTCBStkBottom;
    OS_EXIT_CRITICAL();
#if OS_STK_GROWTH == 1
    while (*pchk++ == (OS_STK)0) {                    /* Compute the number of zero entries on the stk */
        free++;
    }
#else
    while (*pchk-- == (OS_STK)0) {
        free++;
    }
#endif
    p_stk_data->OSFree = free * sizeof(OS_STK);           /* Compute number of free bytes on the stack */
    p_stk_data->OSUsed = (size - free) * sizeof(OS_STK);  /* Compute number of bytes used on the stack */
    return (OS_ERR_NONE);
}
#endif
/*$PAGE*/
/*
/*
*********************************************************************************************************
*                                            TASK STACK DATA
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
typedef struct os_stk_data {
    INT32U  OSFree;                    /* Number of free bytes on the stack                            */
    INT32U  OSUsed;                    /* Number of bytes used on the stack                            */
} OS_STK_DATA;
#endif
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
void OS_TaskStat (void *p_arg) {……};  //这个就是守护进程
#endif
/*
*********************************************************************************************************
*                                            STATISTICS TASK
*
* Description: This task is internal to uC/OS-II and is used to compute some statistics about the
*              multitasking environment.  Specifically, OS_TaskStat() computes the CPU usage.
*              CPU usage is determined by:
*
*                                          OSIdleCtr
*                 OSCPUUsage = 100 * (1 - ------------)     (units are in %)
*                                         OSIdleCtrMax
*
* Arguments  : parg     this pointer is not used at this time.
*
* Returns    : none
*
* Notes      : 1) This task runs at a priority level higher than the idle task.  In fact, it runs at the
*                 next higher priority, OS_TASK_IDLE_PRIO-1.
*              2) You can disable this task by setting the configuration #define OS_TASK_STAT_EN to 0.
*              3) You MUST have at least a delay of 2/10 seconds to allow for the system to establish the
*                 maximum value for the idle counter.
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
void  OS_TaskStat (void *p_arg)
{
    INT32U     run;
    INT32U     max;
    INT8S      usage;
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                      /* Allocate storage for CPU status register           */
    OS_CPU_SR  cpu_sr = 0;
#endif
    p_arg = p_arg;                               /* Prevent compiler warning for not using 'parg'      */
    while (OSStatRdy == OS_FALSE) {
        OSTimeDly(2 * OS_TICKS_PER_SEC / 10);    /* Wait until statistic task is ready                 */
    }
    max = OSIdleCtrMax / 100L;
    for (;;) {
        OS_ENTER_CRITICAL();
        OSIdleCtrRun = OSIdleCtr;                /* Obtain the of the idle counter for the past second */
        run          = OSIdleCtr;
        OSIdleCtr    = 0L;                       /* Reset the idle counter for the next second         */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        if (max > 0L) {
            usage = (INT8S)(100L - run / max);
            if (usage >= 0) {                    /* Make sure we don't have a negative percentage      */
                OSCPUUsage = usage;
            } else {
                OSCPUUsage = 0;
            }
        } else {
            OSCPUUsage = 0;
            max        = OSIdleCtrMax / 100L;
        }
        OSTaskStatHook();                        /* Invoke user definable hook                         */
#if (OS_TASK_STAT_STK_CHK_EN > 0) && (OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0)
        OS_TaskStatStkChk();                     /* Check the stacks for each task                     */
#endif
        OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC / 10);        /* Accumulate OSIdleCtr for the next 1/10 second      */
    }
}
#endif
/*$PAGE*/
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
void OSStatInit (void) {……};  //每个进程都得调用它
#endif
/*
*********************************************************************************************************
*                                        STATISTICS INITIALIZATION
*
* Description: This function is called by your application to establish CPU usage by first determining
*              how high a 32-bit counter would count to in 1 second if no other tasks were to execute
*              during that time.  CPU usage is then determined by a low priority task which keeps track
*              of this 32-bit counter every second but this time, with other tasks running.  CPU usage is
*              determined by:
*
*                                             OSIdleCtr
*                 CPU Usage (%) = 100 * (1 - ------------)
*                                            OSIdleCtrMax
*
* Arguments  : none
*
* Returns    : none
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
void  OSStatInit (void)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                      /* Allocate storage for CPU status register           */
    OS_CPU_SR  cpu_sr = 0;
#endif
    OSTimeDly(2);                                /* Synchronize with clock tick                        */
    OS_ENTER_CRITICAL();
    OSIdleCtr    = 0L;                           /* Clear idle counter                                 */
    OS_EXIT_CRITICAL();
    OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC / 10);            /* Determine MAX. idle counter value for 1/10 second  */
    OS_ENTER_CRITICAL();
    OSIdleCtrMax = OSIdleCtr;                    /* Store maximum idle counter count in 1/10 second    */
    OSStatRdy    = OS_TRUE;
    OS_EXIT_CRITICAL();
}
#endif
/*$PAGE*/
/*
3.      如何使用系统API
Task_42 (void *p_arg) {
    error_t error;
    OSStatInit(); //这里应该是CCTV所描述的最美好的天朝请放我在这里
    while(1) {
        switch(num) { 
             case 42:
                 printf(“42 is the answer to life, the universe, and everythingn”);
                 break;
             ......
             default:
                 break;
        }
    }
}
4.      使用
注意进程控制块的数据结构
/*
*********************************************************************************************************
*                                          TASK CONTROL BLOCK
*********************************************************************************************************
*/
typedef struct os_tcb {
    OS_STK          *OSTCBStkPtr;      /* Pointer to current top of stack                              */
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
    void            *OSTCBExtPtr;      /* Pointer to user definable data for TCB extension             */
    OS_STK          *OSTCBStkBottom;   /* Pointer to bottom of stack                                   */
    INT32U           OSTCBStkSize;     /* Size of task stack (in number of stack elements)             */
    INT16U           OSTCBOpt;         /* Task options as passed by OSTaskCreateExt()                  */
    INT16U           OSTCBId;          /* Task ID (0..65535)                                           */
#endif
    struct os_tcb   *OSTCBNext;        /* Pointer to next     TCB in the TCB list                      */
    struct os_tcb   *OSTCBPrev;        /* Pointer to previous TCB in the TCB list                      */
#if OS_EVENT_EN|| (OS_FLAG_EN > 0)
    OS_EVENT        *OSTCBEventPtr;    /* Pointer to event control block                               */
#endif
#if ((OS_Q_EN > 0) && (OS_MAX_QS > 0)) || (OS_MBOX_EN > 0)
    void            *OSTCBMsg;         /* Message received from OSMboxPost() or OSQPost()              */
#endif
#if (OS_FLAG_EN > 0) && (OS_MAX_FLAGS > 0)
#if OS_TASK_DEL_EN > 0
    OS_FLAG_NODE    *OSTCBFlagNode;    /* Pointer to event flag node                                   */
#endif
    OS_FLAGS         OSTCBFlagsRdy;    /* Event flags that made task ready to run                      */
#endif
    INT16U           OSTCBDly;         /* Nbr ticks to delay task or, timeout waiting for event        */
    INT8U            OSTCBStat;        /* Task      status                                             */
    INT8U            OSTCBStatPend;    /* Task PEND status                                             */
    INT8U            OSTCBPrio;        /* Task priority (0 == highest)                                 */
    INT8U            OSTCBX;           /* Bit position in group  corresponding to task priority        */
    INT8U            OSTCBY;           /* Index into ready table corresponding to task priority        */
#if OS_LOWEST_PRIO <= 63
    INT8U            OSTCBBitX;        /* Bit mask to access bit position in ready table               */
    INT8U            OSTCBBitY;        /* Bit mask to access bit position in ready group               */
#else
    INT16U           OSTCBBitX;        /* Bit mask to access bit position in ready table               */
    INT16U           OSTCBBitY;        /* Bit mask to access bit position in ready group               */
#endif
#if OS_TASK_DEL_EN > 0
    INT8U            OSTCBDelReq;      /* Indicates whether a task needs to delete itself              */
#endif
#if OS_TASK_PROFILE_EN > 0
    INT32U           OSTCBCtxSwCtr;    /* Number of time the task was switched in                      */
    INT32U           OSTCBCyclesTot;   /* Total number of clock cycles the task has been running       */
    INT32U           OSTCBCyclesStart; /* Snapshot of cycle counter at start of task resumption        */
    OS_STK          *OSTCBStkBase;     /* Pointer to the beginning of the task stack                   *//* 这里是栈基址*/
    INT32U           OSTCBStkUsed;     /* Number of bytes used from the stack                          *//* 这里是使用量*/
#endif
#if OS_TASK_NAME_SIZE > 1
    INT8U            OSTCBTaskName[OS_TASK_NAME_SIZE];
#endif
} OS_TCB;

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1.      相关宏定义os_cfg.h
#defineOS_TASK_STAT_EN                        1  /* Enable (1) or Disable(0) the statistics task*/
#defineOS_TASK_STAT_STK_CHK_EN                1  /* Check task stacks from statistic task          */
 
2.      相关函数os_core.c os_task.c
static  void OS_InitTaskStat (void) {……};     //初始化栈守护进程看哪个进程最贪吃 :-)
/*
*********************************************************************************************************
*                                             INITIALIZATION
*                                      CREATING THE STATISTIC TASK
*
* Description: This function creates the Statistic Task.
*
* Arguments  : none
*
* Returns    : none
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
static  void  OS_InitTaskStat (void)
{
#if OS_TASK_NAME_SIZE > 7
    INT8U  err;
#endif
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
    #if OS_STK_GROWTH == 1
    (void)OSTaskCreateExt(OS_TaskStat,
                          (void *)0,                                   /* No args passed to OS_TaskStat()*/
                          &OSTaskStatStk[OS_TASK_STAT_STK_SIZE - 1],   /* Set Top-Of-Stack               */
                          OS_TASK_STAT_PRIO,                           /* One higher than the idle task  */
                          OS_TASK_STAT_ID,
                          &OSTaskStatStk[0],                           /* Set Bottom-Of-Stack            */
                          OS_TASK_STAT_STK_SIZE,
                          (void *)0,                                   /* No TCB extension               */
                          OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);  /* Enable stack checking + clear  */
    #else
    (void)OSTaskCreateExt(OS_TaskStat,
                          (void *)0,                                   /* No args passed to OS_TaskStat()*/
                          &OSTaskStatStk[0],                           /* Set Top-Of-Stack               */
                          OS_TASK_STAT_PRIO,                           /* One higher than the idle task  */
                          OS_TASK_STAT_ID,
                          &OSTaskStatStk[OS_TASK_STAT_STK_SIZE - 1],   /* Set Bottom-Of-Stack            */
                          OS_TASK_STAT_STK_SIZE,
                          (void *)0,                                   /* No TCB extension               */
                          OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);  /* Enable stack checking + clear  */
    #endif
#else
    #if OS_STK_GROWTH == 1
    (void)OSTaskCreate(OS_TaskStat,
                       (void *)0,                                      /* No args passed to OS_TaskStat()*/
                       &OSTaskStatStk[OS_TASK_STAT_STK_SIZE - 1],      /* Set Top-Of-Stack               */
                       OS_TASK_STAT_PRIO);                             /* One higher than the idle task  */
    #else
    (void)OSTaskCreate(OS_TaskStat,
                       (void *)0,                                      /* No args passed to OS_TaskStat()*/
                       &OSTaskStatStk[0],                              /* Set Top-Of-Stack               */
                       OS_TASK_STAT_PRIO);                             /* One higher than the idle task  */
    #endif
#endif
#if OS_TASK_NAME_SIZE > 14
    OSTaskNameSet(OS_TASK_STAT_PRIO, (INT8U *)"uC/OS-II Stat", &err);
#else
#if OS_TASK_NAME_SIZE > 7
    OSTaskNameSet(OS_TASK_STAT_PRIO, (INT8U *)"OS-Stat", &err);
#endif
#endif
}
#endif
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
void  OS_TaskStkClr (OS_STK *pbos, INT32U size,INT16U opt) {……};  //用于栈初始化
#endif
/*
*********************************************************************************************************
*                                        CLEAR TASK STACK
*
* Description: This function is used to clear the stack of a task (i.e. write all zeros)
*
* Arguments  : pbos     is a pointer to the task's bottom of stack.  If the configuration constant
*                       OS_STK_GROWTH is set to 1, the stack is assumed to grow downward (i.e. from high
*                       memory to low memory).  'pbos' will thus point to the lowest (valid) memory
*                       location of the stack.  If OS_STK_GROWTH is set to 0, 'pbos' will point to the
*                       highest memory location of the stack and the stack will grow with increasing
*                       memory locations.  'pbos' MUST point to a valid 'free' data item.
*
*              size     is the number of 'stack elements' to clear.
*
*              opt      contains additional information (or options) about the behavior of the task.  The
*                       LOWER 8-bits are reserved by uC/OS-II while the upper 8 bits can be application
*                       specific.  See OS_TASK_OPT_??? in uCOS-II.H.
*
* Returns    : none
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
void  OS_TaskStkClr (OS_STK *pbos, INT32U size, INT16U opt)
{
    if ((opt & OS_TASK_OPT_STK_CHK) != 0x0000) {       /* See if stack checking has been enabled       */
        if ((opt & OS_TASK_OPT_STK_CLR) != 0x0000) {   /* See if stack needs to be cleared             */
#if OS_STK_GROWTH == 1
            while (size > 0) {                         /* Stack grows from HIGH to LOW memory          */
                size--;
                *pbos++ = (OS_STK)0;                   /* Clear from bottom of stack and up!           */
            }
#else
            while (size > 0) {                         /* Stack grows from LOW to HIGH memory          */
                size--;
                *pbos-- = (OS_STK)0;                   /* Clear from bottom of stack and down          */
            }
#endif
        }
    }
}
#endif
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
INT8U OSTaskStkChk (INT8U prio, OS_STK_DATA *p_stk_data) {……}; 
//用于检测各个进程的栈使用率被守护进程OS_TaskStat(void *p_arg)调用
#endif
/*
*********************************************************************************************************
*                                             STACK CHECKING
*
* Description: This function is called to check the amount of free memory left on the specified task's
*              stack.
*
* Arguments  : prio          is the task priority
*
*              p_stk_data    is a pointer to a data structure of type OS_STK_DATA.
*
* Returns    : OS_ERR_NONE            upon success
*              OS_ERR_PRIO_INVALID    if the priority you specify is higher that the maximum allowed
*                                     (i.e. > OS_LOWEST_PRIO) or, you have not specified OS_PRIO_SELF.
*              OS_ERR_TASK_NOT_EXIST  if the desired task has not been created or is assigned to a Mutex PIP
*              OS_ERR_TASK_OPT        if you did NOT specified OS_TASK_OPT_STK_CHK when the task was created
*              OS_ERR_PDATA_NULL      if 'p_stk_data' is a NULL pointer
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
INT8U  OSTaskStkChk (INT8U prio, OS_STK_DATA *p_stk_data)
{
    OS_TCB    *ptcb;
    OS_STK    *pchk;
    INT32U     free;
    INT32U     size;
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                            /* Allocate storage for CPU status register     */
    OS_CPU_SR  cpu_sr = 0;
#endif
#if OS_ARG_CHK_EN > 0
    if (prio > OS_LOWEST_PRIO) {                       /* Make sure task priority is valid             */
        if (prio != OS_PRIO_SELF) {
            return (OS_ERR_PRIO_INVALID);
        }
    }
    if (p_stk_data == (OS_STK_DATA *)0) {              /* Validate 'p_stk_data'                        */
        return (OS_ERR_PDATA_NULL);
    }
#endif
    p_stk_data->OSFree = 0;                            /* Assume failure, set to 0 size                */
    p_stk_data->OSUsed = 0;
    OS_ENTER_CRITICAL();
    if (prio == OS_PRIO_SELF) {                        /* See if check for SELF                        */
        prio = OSTCBCur->OSTCBPrio;
    }
    ptcb = OSTCBPrioTbl[prio];
    if (ptcb == (OS_TCB *)0) {                         /* Make sure task exist                         */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        return (OS_ERR_TASK_NOT_EXIST);
    }
    if (ptcb == OS_TCB_RESERVED) {
        OS_EXIT_CRITICAL();
        return (OS_ERR_TASK_NOT_EXIST);
    }
    if ((ptcb->OSTCBOpt & OS_TASK_OPT_STK_CHK) == 0) { /* Make sure stack checking option is set       */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        return (OS_ERR_TASK_OPT);
    }
    free = 0;
    size = ptcb->OSTCBStkSize;
    pchk = ptcb->OSTCBStkBottom;
    OS_EXIT_CRITICAL();
#if OS_STK_GROWTH == 1
    while (*pchk++ == (OS_STK)0) {                    /* Compute the number of zero entries on the stk */
        free++;
    }
#else
    while (*pchk-- == (OS_STK)0) {
        free++;
    }
#endif
    p_stk_data->OSFree = free * sizeof(OS_STK);           /* Compute number of free bytes on the stack */
    p_stk_data->OSUsed = (size - free) * sizeof(OS_STK);  /* Compute number of bytes used on the stack */
    return (OS_ERR_NONE);
}
#endif
/*$PAGE*/
/*
/*
*********************************************************************************************************
*                                            TASK STACK DATA
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
typedef struct os_stk_data {
    INT32U  OSFree;                    /* Number of free bytes on the stack                            */
    INT32U  OSUsed;                    /* Number of bytes used on the stack                            */
} OS_STK_DATA;
#endif
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
void OS_TaskStat (void *p_arg) {……};  //这个就是守护进程
#endif
/*
*********************************************************************************************************
*                                            STATISTICS TASK
*
* Description: This task is internal to uC/OS-II and is used to compute some statistics about the
*              multitasking environment.  Specifically, OS_TaskStat() computes the CPU usage.
*              CPU usage is determined by:
*
*                                          OSIdleCtr
*                 OSCPUUsage = 100 * (1 - ------------)     (units are in %)
*                                         OSIdleCtrMax
*
* Arguments  : parg     this pointer is not used at this time.
*
* Returns    : none
*
* Notes      : 1) This task runs at a priority level higher than the idle task.  In fact, it runs at the
*                 next higher priority, OS_TASK_IDLE_PRIO-1.
*              2) You can disable this task by setting the configuration #define OS_TASK_STAT_EN to 0.
*              3) You MUST have at least a delay of 2/10 seconds to allow for the system to establish the
*                 maximum value for the idle counter.
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
void  OS_TaskStat (void *p_arg)
{
    INT32U     run;
    INT32U     max;
    INT8S      usage;
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                      /* Allocate storage for CPU status register           */
    OS_CPU_SR  cpu_sr = 0;
#endif
    p_arg = p_arg;                               /* Prevent compiler warning for not using 'parg'      */
    while (OSStatRdy == OS_FALSE) {
        OSTimeDly(2 * OS_TICKS_PER_SEC / 10);    /* Wait until statistic task is ready                 */
    }
    max = OSIdleCtrMax / 100L;
    for (;;) {
        OS_ENTER_CRITICAL();
        OSIdleCtrRun = OSIdleCtr;                /* Obtain the of the idle counter for the past second */
        run          = OSIdleCtr;
        OSIdleCtr    = 0L;                       /* Reset the idle counter for the next second         */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        if (max > 0L) {
            usage = (INT8S)(100L - run / max);
            if (usage >= 0) {                    /* Make sure we don't have a negative percentage      */
                OSCPUUsage = usage;
            } else {
                OSCPUUsage = 0;
            }
        } else {
            OSCPUUsage = 0;
            max        = OSIdleCtrMax / 100L;
        }
        OSTaskStatHook();                        /* Invoke user definable hook                         */
#if (OS_TASK_STAT_STK_CHK_EN > 0) && (OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0)
        OS_TaskStatStkChk();                     /* Check the stacks for each task                     */
#endif
        OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC / 10);        /* Accumulate OSIdleCtr for the next 1/10 second      */
    }
}
#endif
/*$PAGE*/
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
void OSStatInit (void) {……};  //每个进程都得调用它
#endif
/*
*********************************************************************************************************
*                                        STATISTICS INITIALIZATION
*
* Description: This function is called by your application to establish CPU usage by first determining
*              how high a 32-bit counter would count to in 1 second if no other tasks were to execute
*              during that time.  CPU usage is then determined by a low priority task which keeps track
*              of this 32-bit counter every second but this time, with other tasks running.  CPU usage is
*              determined by:
*
*                                             OSIdleCtr
*                 CPU Usage (%) = 100 * (1 - ------------)
*                                            OSIdleCtrMax
*
* Arguments  : none
*
* Returns    : none
*********************************************************************************************************
*/
#if OS_TASK_STAT_EN > 0
void  OSStatInit (void)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                      /* Allocate storage for CPU status register           */
    OS_CPU_SR  cpu_sr = 0;
#endif
    OSTimeDly(2);                                /* Synchronize with clock tick                        */
    OS_ENTER_CRITICAL();
    OSIdleCtr    = 0L;                           /* Clear idle counter                                 */
    OS_EXIT_CRITICAL();
    OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC / 10);            /* Determine MAX. idle counter value for 1/10 second  */
    OS_ENTER_CRITICAL();
    OSIdleCtrMax = OSIdleCtr;                    /* Store maximum idle counter count in 1/10 second    */
    OSStatRdy    = OS_TRUE;
    OS_EXIT_CRITICAL();
}
#endif
/*$PAGE*/
/*
3.      如何使用系统API
Task_42 (void *p_arg) {
    error_t error;
    OSStatInit(); //这里应该是CCTV所描述的最美好的天朝请放我在这里
    while(1) {
        switch(num) { 
             case 42:
                 printf(“42 is the answer to life, the universe, and everythingn”);
                 break;
             ......
             default:
                 break;
        }
    }
}
4.      使用
注意进程控制块的数据结构
/*
*********************************************************************************************************
*                                          TASK CONTROL BLOCK
*********************************************************************************************************
*/
typedef struct os_tcb {
    OS_STK          *OSTCBStkPtr;      /* Pointer to current top of stack                              */
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0
    void            *OSTCBExtPtr;      /* Pointer to user definable data for TCB extension             */
    OS_STK          *OSTCBStkBottom;   /* Pointer to bottom of stack                                   */
    INT32U           OSTCBStkSize;     /* Size of task stack (in number of stack elements)             */
    INT16U           OSTCBOpt;         /* Task options as passed by OSTaskCreateExt()                  */
    INT16U           OSTCBId;          /* Task ID (0..65535)                                           */
#endif
    struct os_tcb   *OSTCBNext;        /* Pointer to next     TCB in the TCB list                      */
    struct os_tcb   *OSTCBPrev;        /* Pointer to previous TCB in the TCB list                      */
#if OS_EVENT_EN|| (OS_FLAG_EN > 0)
    OS_EVENT        *OSTCBEventPtr;    /* Pointer to event control block                               */
#endif
#if ((OS_Q_EN > 0) && (OS_MAX_QS > 0)) || (OS_MBOX_EN > 0)
    void            *OSTCBMsg;         /* Message received from OSMboxPost() or OSQPost()              */
#endif
#if (OS_FLAG_EN > 0) && (OS_MAX_FLAGS > 0)
#if OS_TASK_DEL_EN > 0
    OS_FLAG_NODE    *OSTCBFlagNode;    /* Pointer to event flag node                                   */
#endif
    OS_FLAGS         OSTCBFlagsRdy;    /* Event flags that made task ready to run                      */
#endif
    INT16U           OSTCBDly;         /* Nbr ticks to delay task or, timeout waiting for event        */
    INT8U            OSTCBStat;        /* Task      status                                             */
    INT8U            OSTCBStatPend;    /* Task PEND status                                             */
    INT8U            OSTCBPrio;        /* Task priority (0 == highest)                                 */
    INT8U            OSTCBX;           /* Bit position in group  corresponding to task priority        */
    INT8U            OSTCBY;           /* Index into ready table corresponding to task priority        */
#if OS_LOWEST_PRIO <= 63
    INT8U            OSTCBBitX;        /* Bit mask to access bit position in ready table               */
    INT8U            OSTCBBitY;        /* Bit mask to access bit position in ready group               */
#else
    INT16U           OSTCBBitX;        /* Bit mask to access bit position in ready table               */
    INT16U           OSTCBBitY;        /* Bit mask to access bit position in ready group               */
#endif
#if OS_TASK_DEL_EN > 0
    INT8U            OSTCBDelReq;      /* Indicates whether a task needs to delete itself              */
#endif
#if OS_TASK_PROFILE_EN > 0
    INT32U           OSTCBCtxSwCtr;    /* Number of time the task was switched in                      */
    INT32U           OSTCBCyclesTot;   /* Total number of clock cycles the task has been running       */
    INT32U           OSTCBCyclesStart; /* Snapshot of cycle counter at start of task resumption        */
    OS_STK          *OSTCBStkBase;     /* Pointer to the beginning of the task stack                   *//* 这里是栈基址*/
    INT32U           OSTCBStkUsed;     /* Number of bytes used from the stack                          *//* 这里是使用量*/
#endif
#if OS_TASK_NAME_SIZE > 1
    INT8U            OSTCBTaskName[OS_TASK_NAME_SIZE];
#endif
} OS_TCB;