寫在前面

主要是為剛接觸 FreeRTOS 的用戶指出那些新手通常容易遇到的問題，這里把最主要的篇幅放在堆疊溢位以及堆疊溢位j檢測上，因為堆疊相關的問題是初學者遇到最多的問題，

printf-stdarg.c

當呼叫 C 標準庫 的函式時，堆疊空間使用量可能會急劇上升，特別是 IO 與字串處理函式，比如 sprintf()、printf()等，在 FreeRTOS 原始碼包中有一個名為 printf-stdarg.c 的檔案，這個檔案實作了一個堆疊效率優化版的小型 sprintf()、printf()，可以用來代替標準 C 庫函式版本，在大多數情況下，這樣做可以使得呼叫 sprintf()及相關函式的任務對堆疊空間的需求量小很多，
可能很多人都不知道freertos中有這樣子的一個檔案，它放在第三方資料中，路徑為“FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS-Plus\Demo\FreeRTOS_Plus_UDP_and_CLI_LPC1830_GCC”，我們發布工程的時候就無需依賴 C 標準庫，這樣子就能減少堆疊的使用，能優化不少空間，
該檔案原始碼（部分）：

static int print( char **out, const char *format, va_list args )
{
	register int width, pad;
	register int pc = 0;
	char scr[2];

	for (; *format != 0; ++format) {
		if (*format == '%') {
			++format;
			width = pad = 0;
			if (*format == '\0') break;
			if (*format == '%') goto out;
			if (*format == '-') {
				++format;
				pad = PAD_RIGHT;
			}
			while (*format == '0') {
				++format;
				pad |= PAD_ZERO;
			}
			for ( ; *format >= '0' && *format <= '9'; ++format) {
				width *= 10;
				width += *format - '0';
			}
			if( *format == 's' ) {
				register char *s = (char *)va_arg( args, int );
				pc += prints (out, s?s:"(null)", width, pad);
				continue;
			}
			if( *format == 'd' || *format == 'i' ) {
				pc += printi (out, va_arg( args, int ), 10, 1, width, pad, 'a');
				continue;
			}
			if( *format == 'x' ) {
				pc += printi (out, va_arg( args, int ), 16, 0, width, pad, 'a');
				continue;
			}
			if( *format == 'X' ) {
				pc += printi (out, va_arg( args, int ), 16, 0, width, pad, 'A');
				continue;
			}
			if( *format == 'u' ) {
				pc += printi (out, va_arg( args, int ), 10, 0, width, pad, 'a');
				continue;
			}
			if( *format == 'c' ) {
				/* char are converted to int then pushed on the stack */
				scr[0] = (char)va_arg( args, int );
				scr[1] = '\0';
				pc += prints (out, scr, width, pad);
				continue;
			}
		}
		else {
		out:
			printchar (out, *format);
			++pc;
		}
	}
	if (out) **out = '\0';
	va_end( args );
	return pc;
}

int printf(const char *format, ...)
{
	va_list args;

	va_start( args, format );
	return print( 0, format, args );
}

int sprintf(char *out, const char *format, ...)
{
	va_list args;

	va_start( args, format );
	return print( &out, format, args );
}


int snprintf( char *buf, unsigned int count, const char *format, ... )
{
	va_list args;

	( void ) count;

	va_start( args, format );
	return print( &buf, format, args );
}

使用的例子與 C 標準庫基本一樣：

int main(void)
{
	char *ptr = "Hello world!";
	char *np = 0;
	int i = 5;
	unsigned int bs = sizeof(int)*8;
	int mi;
	char buf[80];

	mi = (1 << (bs-1)) + 1;
	printf("%s\n", ptr);
	printf("printf test\n");
	printf("%s is null pointer\n", np);
	printf("%d = 5\n", i);
	printf("%d = - max int\n", mi);
	printf("char %c = 'a'\n", 'a');
	printf("hex %x = ff\n", 0xff);
	printf("hex %02x = 00\n", 0);
	printf("signed %d = unsigned %u = hex %x\n", -3, -3, -3);
	printf("%d %s(s)%", 0, "message");
	printf("\n");
	printf("%d %s(s) with %%\n", 0, "message");
	sprintf(buf, "justif: \"%-10s\"\n", "left"); printf("%s", buf);
	sprintf(buf, "justif: \"%10s\"\n", "right"); printf("%s", buf);
	sprintf(buf, " 3: %04d zero padded\n", 3); printf("%s", buf);
	sprintf(buf, " 3: %-4d left justif.\n", 3); printf("%s", buf);
	sprintf(buf, " 3: %4d right justif.\n", 3); printf("%s", buf);
	sprintf(buf, "-3: %04d zero padded\n", -3); printf("%s", buf);
	sprintf(buf, "-3: %-4d left justif.\n", -3); printf("%s", buf);
	sprintf(buf, "-3: %4d right justif.\n", -3); printf("%s", buf);

	return 0;
}

堆疊計算

每個任務都獨立維護自己的堆疊空間，任務堆疊空間總量在任務創建時進行設定，uxTaskGetStackHighWaterMark()主要用來查詢指定任務的運行歷史中，其堆疊空間還差多少就要溢位，這個值被稱為堆疊空間的High Water Mark，
函式原型：

UBaseType_t uxTaskGetStackHighWaterMark( TaskHandle_t xTask )

想要使用它，需要將對應的宏定義打開：INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark

函式描述：

引數	說明
xTask	被查詢任務的句柄如果傳入 NULL 句柄，則任務查詢的是自身堆疊空間的高水線
回傳值	任務堆疊空間的實際使用量會隨著任務執行和中斷處理程序上下浮動，uxTaskGetStackHighWaterMark()回傳從任務啟動執行開始的運行歷史中，堆疊空間具有的最小剩余量，這個值即是堆疊空間使用達到最深時的剩下的未使用的堆疊空間，這個值越是接近 0，則這個任務就越是離堆疊溢位不遠，

如果不知道怎么計算任務堆疊大小，就使用這個函式進行統計一下，然后將任務運行時最大的堆疊空間作為任務堆疊空間的80%大小即可，即假設統計得到的任務堆疊大小為常量 A ，那么在創建執行緒的時候需要 X 大小的空間，那么 X * 80% = A，算到的 X 作為任務堆疊大小就差不多了，

運行時堆疊檢測

FreeRTOS 包含兩種運行時堆疊j檢測機制，由 FreeRTOSConfig.h 中的配置常量configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 進行控制，這兩種方式都會增加上下切換開銷，

堆疊溢位鉤子函式(或稱回呼函式)由內核在j檢測到堆疊溢位時呼叫，要使用堆疊溢位鉤子函式，需要進行以下配置：

在 FreeRTOSConfig.h 中把 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 設為 1 或者 2 ，
提供鉤子函式的具體實作，采用下面所示的函式名和函式原型，

void vApplicationStackOverflowHook( xTaskHandle *pxTask, signed portCHAR *pcTaskName );

補充說明：

堆疊溢位鉤子函式只是為了使跟蹤除錯堆疊空間錯誤更容易，而無法在堆疊溢位時對其進行恢復，函式的入口引數傳入了任務句柄和任務名，但任務名很可能在溢位時已經遭到破壞，
堆疊溢位鉤子函式還可以在中斷的背景關系中進行呼叫
某些微控制器在檢測到記憶體訪問錯誤時會產生錯誤例外，很可能在內核呼叫堆疊溢位鉤子函式之前就觸發了錯誤例外中斷，

方法1

當 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 設定為 1 時選用方法 1，
任務被交換出去的時候，該任務的整個背景關系被保存到它自己的堆疊空間中，這時任務堆疊的使用應當達到了一個峰值，當 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 設為1 時，內核會在任務背景關系保存后檢查堆疊指標是否還指向有效堆疊空間，一旦檢測到堆疊指標的指向已經超出任務堆疊的有效范圍，堆疊溢位鉤子函式就會被呼叫，
方法 1 具有較快的執行速度，但堆疊溢位有可能發生在兩次背景關系保存之間，這種情況不會被檢測到，因為這種檢測方式僅在任務切換中檢測，

方法2

將 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 設為 2 就可以選用方法 2，方法 2在方法 1 的基礎上進行了一些補充，
當創建任務時，任務堆疊空間中就預置了一個標記，方法 2 會檢查任務堆疊的最后 20個位元組的資料，查看預置在這里的標記資料是否被覆寫，如果最后 20 個位元組的標記資料與預設值不同，則堆疊溢位鉤子函式就會被呼叫，
方法 2 沒有方法 1 的執行速度快，但測驗僅僅 20 個位元組相對來說也是很快的，這種方法應該可以j檢測到任何時候發生的堆疊溢位，雖然理論上還是有可能漏掉一些情況，但這些情況幾乎是不可能發生的，

其它常見錯誤

在一個 Demo 應用程式中增加了一個簡單的任務，導致應用程式崩潰

可能的情況：

任務創建時需要在記憶體堆中分配空間，許多 Demo 應用程式定義的堆空間大小只夠用于創建 Demo 任務——所以當任務創建完成后，就沒有足夠的剩余空間來增加其它的任務，佇列或信號量，
空閑任務是在 vTaskStartScheduler()呼叫中自動創建的，如果由于記憶體不足而無法創建空閑任務，vTaskStartScheduler()會直接回傳，所以一般在呼叫 vTaskStartScheduler()后加上一條慷訓圈for(;;) / while(1)可以使這種錯誤更加容易除錯，
如果要添加更多的任務，可以增加記憶體堆空間大小（修改組態檔），或是刪掉一些已存在的 Demo任務，

在中斷中呼叫一個 API 函式，導致應用程式崩潰

需要做的第一件事是檢查中斷是否導致了堆疊溢位，

然后檢查API介面是否正確，除了具有后綴為FromISR函式名的 API 函式，千萬不要在中斷服務程式中呼叫其它 API 函式，

除此之外，還需要注意中斷的優先級：
FreeRTOSConfig.h檔案中可以配置系統可管理的最高中斷優先級數值，宏定義configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY是用于配置basepri暫存器的，當basepri設定為某個值的時候，會讓系統不回應比該優先級低的中斷，而優先級比之更高的中斷則不受影響，就是說當這個宏定義配置為5的時候，中斷優先級數值在0、1、2、3、4的這些中斷是不受FreeRTOS管理的，不可被屏蔽，同時也不能呼叫FreeRTOS中的API函式介面，而中斷優先級在5到15的這些中斷是受到系統管理，可以被屏蔽的，也可以呼叫FreeRTOS中的API函式介面，

臨界區無法正確嵌套

除了 taskENTER_CRITICA()和 taskEXIT_CRITICAL()，千萬不要在其它地方修改控制器的中斷使能位或優先級標志，這兩個宏維護了一個嵌套深度計數，所以只有當所有的嵌套呼叫都退出后計數值才會為 0，也才會使能中斷，

在調度器啟動前應用程式就崩潰了

這個問題我也會遇到，如果一個中斷會產生背景關系切換，則這個中斷不能在調度器啟動之前使能，這同樣適用于那些需要讀寫佇列或信號量的中斷，在調度器啟動之前，不能進行背景關系切換，
還有一些 API 函式不能在調度器啟動之前呼叫，在呼叫 vTaskStartScheduler()之前，最好是限定只使用創建任務，佇列和信號量的 API 函式，
比如有一些初始化需要中斷的，或者在初始化完成的時候回產生一個中斷，這些驅動的初始化最好放在一個任務中進行，我是這樣子處理的，在main函式中創建一個任務，在任務中進行bsp初始化，然后再創建訊息佇列、信號量、互斥量、事件以及任務等操作，