摘要：LiteOS工作栈是高地址向低地址成长的递加栈，栈指针指向行将入栈的元素地位。
本文分享自华为云社区《LiteOS内核源码剖析系列六 -工作及调度（2）-工作LOS_Task》，原文作者：zhushy 。
咱们介绍下LiteOS工作栈的根底概念。LiteOS工作栈是高地址向低地址成长的递加栈，栈指针指向行将入栈的元素地位。初始化后未应用过的栈空间初始化的内容为宏OS_STACK_INIT代表的数值0xCACACACA，栈顶初始化为宏OS_STACK_MAGIC_WORD代表的数值0xCCCCCCCC。一个工作栈的示意图如下，其中，栈底指针是栈的最大的内存地址，栈顶指针，是栈的最小的内存地址，栈指针从栈底向栈顶方向成长。
1、 LOS_StackInfo工作栈构造体定义
typedef struct { VOID *stackTop; // 栈顶指针 UINT32 stackSize; // 栈大小 CHAR *stackName; // 栈名称} StackInfo;另外定义了一个宏函数OS_STACK_MAGIC_CHECK(topstack)用于检测栈是否无效，当栈顶等于OS_STACK_MAGIC_WORD栈是失常的，没有溢出，否则栈顶被改写，产生栈溢出。
/* 1:无效失常的栈 0:有效，产生溢出的栈 */#define OS_STACK_MAGIC_CHECK(topstack) (*(UINTPTR *)(topstack) == OS_STACK_MAGIC_WORD)2、 LOS_StackInfo工作栈反对的操作
2.1 工作栈初始化
栈初始化函数VOID OsStackInit()应用2个参数，一个是栈顶指针VOID *stacktop，一个是初始化的栈的大小。把栈内容初始化为OS_STACK_INIT，把栈顶初始化为OS_STACK_MAGIC_WORD。
该函数被archarmcortex_msrctask.c的OsTaskStackInit(UINT32 taskId, UINT32 stackSize, VOID topStack)办法调用，进一步被创立工作时的OsTaskCreateOnly()办法调用，实现新创建工作的工作栈初始化。
VOID OsStackInit(VOID *stacktop, UINT32 stacksize){ (VOID)memset_s(stacktop, stacksize, (INT32)OS_STACK_INIT, stacksize); *((UINTPTR *)stacktop) = OS_STACK_MAGIC_WORD;}2.2 获取工作栈水线
随着工作栈入栈、出栈，以后栈应用的大小不肯定是最大值，OsStackWaterLineGet()能够获取的栈应用的最大值即水线WaterLine。
该函数须要3个参数，UINTPTR stackBottom是栈底指针，const UINTPTR stackTop栈顶指针，UINT32 *peakUsed用于返回获取的水线值，即工作栈应用的最大值。
⑴处代码示意如果*stackTop == OS_STACK_MAGIC_WORD，阐明栈没有被溢出毁坏，从栈顶开始栈内容被写满宏OS_STACK_INIT的局部是没有应用过的栈空间。应用tmp指针变量顺次向栈底方向减少，判断栈是否被应用过，while循环完结，栈指针tmp指向最大的未应用过的栈地址。⑵处代码应用栈底指针stackBottom减去tmp，获取最大的应用过的栈空间大小，即须要的水线。⑶处如果栈顶溢出，则返回有效值OS_INVALID_WATERLINE。
该函数被kernelbaselos_task.c中的函数LOS_TaskInfoGet(UINT32 taskId, TSK_INFO_S *taskInfo)调用，获取工作的信息。在shell模块也会应用来或者栈信息。
UINT32 OsStackWaterLineGet(const UINTPTR *stackBottom, const UINTPTR *stackTop, UINT32 *peakUsed){ UINT32 size; const UINTPTR *tmp = NULL;⑴ if (*stackTop == OS_STACK_MAGIC_WORD) { tmp = stackTop + 1; while ((tmp < stackBottom) && (*tmp == OS_STACK_INIT)) { tmp++; }⑵ size = (UINT32)((UINTPTR)stackBottom - (UINTPTR)tmp); *peakUsed = (size == 0) ? size : (size + sizeof(CHAR *)); return LOS_OK; } else { *peakUsed = OS_INVALID_WATERLINE; return LOS_NOK; }}3、 LOS_Task工作栈初始化
咱们以AArch32 Cortex-M核为例，分析下工作栈初始化的过程，相干代码散布在archarmcortex_mincludearchtask.h、archarmcortex_msrctask.c。首先看下工作上下文。
3.1 TaskContext上下文构造体定义
工作上下文（Task Context）指的是工作运行的环境，例如包含程序计数器、堆栈指针、通用寄存器等内容。在多任务调度中，工作上下文切换（Task Context Switching）属于核心内容，是多个工作运行在同一CPU核上的根底。LiteOS内核中，上下文的构造体定义如下：
typedef struct tagContext {#if ((defined (__FPU_PRESENT) && (__FPU_PRESENT == 1U)) && (defined (__FPU_USED) && (__FPU_USED == 1U))) UINT32 S16; UINT32 S17; UINT32 S18; UINT32 S19; UINT32 S20; UINT32 S21; UINT32 S22; UINT32 S23; UINT32 S24; UINT32 S25; UINT32 S26; UINT32 S27; UINT32 S28; UINT32 S29; UINT32 S30; UINT32 S31;#endif UINT32 R4; UINT32 R5; UINT32 R6; UINT32 R7; UINT32 R8; UINT32 R9; UINT32 R10; UINT32 R11; UINT32 PriMask; UINT32 R0; UINT32 R1; UINT32 R2; UINT32 R3; UINT32 R12; UINT32 LR; UINT32 PC; UINT32 xPSR;#if ((defined (__FPU_PRESENT) && (__FPU_PRESENT == 1U)) && (defined (__FPU_USED) && (__FPU_USED == 1U))) UINT32 S0; UINT32 S1; UINT32 S2; UINT32 S3; UINT32 S4; UINT32 S5; UINT32 S6; UINT32 S7; UINT32 S8; UINT32 S9; UINT32 S10; UINT32 S11; UINT32 S12; UINT32 S13; UINT32 S14; UINT32 S15; UINT32 FPSCR; UINT32 NO_NAME;#endif} TaskContext;3.2 LOS_Task工作栈初始化
上文中提到在创立工作的时候，会应用VOID OsTaskStackInit()函数初始化工作栈。咱们剖析下函数代码，它须要3个参数，UINT32 taskId待创立工作的编号，UINT32 stackSize工作栈的大小，VOID topStack工作栈的栈顶指针。
⑴处代码调用OsStackInit()函数初始化栈，初始化栈内容和栈顶为魔术字。⑵处代码获取工作上下文的指针地址TaskContext taskContext，栈的底部大小为sizeof(TaskContext)的栈空间寄存上下文的数据。⑶处如果反对浮点数计算，须要初始化浮点数相干的寄存器。⑷初始化通用寄存器，其中LR初始化为(UINT32)OsTaskExit，PC初始化为(UINT32)OsTaskEntry，CPU首次执行该工作时运行的第一条指令的地位，这2个函数下文会剖析。⑸处返回值是指针(VOID )taskContext，这个就是工作初始化后的栈指针，留神不是从栈底开始了，栈底保留的是上下文，栈指针要减去上下文占用的栈大小。
在栈中，从TaskContext *taskContext指针减少的方向，顺次保留上下文构造体的第一个成员，第二个成员…另外，初始化栈的时候，除了非凡的几个寄存器，不同寄存器的初始值没有什么意义，也有些初始化的法则。比方R2寄存器初始化为0x02020202L，R12寄存器初始化为0x12121212L初始化的内容和寄存器编号有关联，其余相似。
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT VOID *OsTaskStackInit(UINT32 taskId, UINT32 stackSize, VOID *topStack){ TaskContext *taskContext = NULL;⑴ OsStackInit(topStack, stackSize);⑵ taskContext = (TaskContext *)(((UINTPTR)topStack + stackSize) - sizeof(TaskContext));#if ((defined (__FPU_PRESENT) && (__FPU_PRESENT == 1U)) && ⑶ (defined (__FPU_USED) && (__FPU_USED == 1U))) taskContext->S16 = 0xAA000010; taskContext->S17 = 0xAA000011; taskContext->S18 = 0xAA000012; taskContext->S19 = 0xAA000013; taskContext->S20 = 0xAA000014; taskContext->S21 = 0xAA000015; taskContext->S22 = 0xAA000016; taskContext->S23 = 0xAA000017; taskContext->S24 = 0xAA000018; taskContext->S25 = 0xAA000019; taskContext->S26 = 0xAA00001A; taskContext->S27 = 0xAA00001B; taskContext->S28 = 0xAA00001C; taskContext->S29 = 0xAA00001D; taskContext->S30 = 0xAA00001E; taskContext->S31 = 0xAA00001F; taskContext->S0 = 0xAA000000; taskContext->S1 = 0xAA000001; taskContext->S2 = 0xAA000002; taskContext->S3 = 0xAA000003; taskContext->S4 = 0xAA000004; taskContext->S5 = 0xAA000005; taskContext->S6 = 0xAA000006; taskContext->S7 = 0xAA000007; taskContext->S8 = 0xAA000008; taskContext->S9 = 0xAA000009; taskContext->S10 = 0xAA00000A; taskContext->S11 = 0xAA00000B; taskContext->S12 = 0xAA00000C; taskContext->S13 = 0xAA00000D; taskContext->S14 = 0xAA00000E; taskContext->S15 = 0xAA00000F; taskContext->FPSCR = 0x00000000; taskContext->NO_NAME = 0xAA000011;#endif⑷ taskContext->R4 = 0x04040404L; taskContext->R5 = 0x05050505L; taskContext->R6 = 0x06060606L; taskContext->R7 = 0x07070707L; taskContext->R8 = 0x08080808L; taskContext->R9 = 0x09090909L; taskContext->R10 = 0x10101010L; taskContext->R11 = 0x11111111L; taskContext->PriMask = 0; taskContext->R0 = taskId; taskContext->R1 = 0x01010101L; taskContext->R2 = 0x02020202L; taskContext->R3 = 0x03030303L; taskContext->R12 = 0x12121212L; taskContext->LR = (UINT32)OsTaskExit; taskContext->PC = (UINT32)OsTaskEntry; taskContext->xPSR = 0x01000000L;⑸ return (VOID *)taskContext;}3.3 OsTaskExit()函数
在初始化上下文的时候，链接寄存器设置的是函数VOID OsTaskExit(VOID)，该函数定义在文件archarmcortex_msrctask.c。函数代码里调用__disable_irq()关中断，而后进入死循环。该函数实践上不会被执行，疏忽即可。
LITE_OS_SEC_TEXT_MINOR VOID OsTaskExit(VOID){ __disable_irq(); while (1) { }}3.4 LOS_Task工作进入函数
在初始化上下文的时候，PC寄存器设置的是函数VOID OsTaskEntry(UINT32 taskId)，该函数定义在文件kernelbaselos_task.c，咱们来剖析下源代码，⑴处开释工作的自旋锁，开中断。而后执行⑵处代码获取taskCB，并调用工作的入口函数。等工作执行结束后，查看taskCB->taskFlags是否设置为自删除标记OS_TASK_FLAG_DETACHED，如果是则删除工作。
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT VOID OsTaskEntry(UINT32 taskId){ LosTaskCB *taskCB = NULL; VOID *ret = NULL; LOS_ASSERT(OS_TSK_GET_INDEX(taskId) < g_taskMaxNum);⑴ LOS_SpinUnlock(&g_taskSpin); (VOID)LOS_IntUnLock();⑵ taskCB = OS_TCB_FROM_TID(taskId);#ifdef LOSCFG_OBSOLETE_API ret = taskCB->taskEntry(taskCB->args[0], taskCB->args[1], taskCB->args[2], taskCB->args[3]); /* 0~3: just for args array index */#else ret = taskCB->taskEntry(taskCB->args);#endif⑶ if (OsTaskDeleteCheckDetached(taskCB)) { OsTaskDeleteDetached(taskCB); } else { OsTaskDeleteJoined(taskCB, ret); }}点击关注，第一工夫理解华为云陈腐技术~