Tamanho do Stack - Dicas para portar o FreeRTOS para ATMega328 e ATMega2560

O port mais simples do Arduino é para os chips da familia AVR, em especial ATMega328 e ATMega2560, Arduino UNO e Arduino Mega respectivamente, mas isso não quer dizer que não seja preciso tomar alguns cuidados.

Vamos là.

Tamanho do Stack

O Stack no ATMega2560 é limitado da mesma forma que que no ATMega328, e qualquer outro AVR (salvo que seja especificado ao contrário em algum datasheet), não utiliza mais que dois bytes normalmente para endereçar sua alocação, já que o ATmega2560 tem uma mémoria de 8KBs e o ATMega328 tem 2KBs, (0x2000 e 0x0800 respectivamente).

Mesmo o ATMega640 ao ATMega2561 tendo a possibilidade de expandir sua memória com chips externos e com registradores especiais para tal manejo, sempre usaremos nesta versão do DuinOS o stack na mémoria interna. Tais chips tem um contador de memória com 3 bytes, diferentemente do demais ATMegas.

Portanto o tamanho do Stack estará limitado ao tamanho da memória interna, tipicamente metade desta memória, já que o restante é usado para HEAP (que crescendo no sentido oposto ao Stack, podendo vir a colidir).

Veja a figura abaixo para entender como a memória é alocada tipicamente (não se está considerando o uso de memória externa);

Porém quando se está trabalhando com endereços de retorno de funções, gerados com instruções RET/CALL ou RETI/CALLI, na maioria das implementações AVR usa dois bytes no stack para armazenar o endereço de retorno, mas no caso do ATmega2560/2561 usa 3 bytes, tal necessidade, é identificada pela presença da macro de compilação __AVR_HAVE_RAMPZ__ ou __AVR_3_BYTE_PC__

Referências

• https://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/malloc.html
• https://embeddedgurus.com/stack-overflow/category/efficient-cc/
• Datasheets for ATmega/AVR cores
• Appnotes for ATmega/AVR Cores