Embedded 微芯片PIC32和dsPIC33E的运行时堆栈监控

我需要对嵌入式硬件进行运行时堆栈分析，以确保分配了足够的堆栈空间。我理解基本理论。启动时，使用已知模式（如all 0xFF或0xAA）初始化堆栈，然后允许程序运行。堆栈在运行时会增长和收缩，但不会恢复原始图案。在足够长的时间后，检查堆栈并找到要更改的最后一个堆栈值的地址

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我不需要便携式解决方案，只需要dsPIC33EP512MU810和PIC32MX795F512的解决方案。我的后备计划是逐步减小堆栈大小，直到出现堆栈溢出，但这只有在我有一个候选版本时才起作用，我更喜欢一个在整个开发和生产过程中持续监控的解决方案。

我相信你知道，等待堆栈溢出是最糟糕的解决方案。溢出可能会导致任何行为，包括什么都不做（！），反转数字符号，更改逻辑流，以及仅在上周五下雨的周二才执行所有这些操作。这一切都是随机的，你无法知道它是否发生在你身上

你有操作系统（即使是简单的操作系统）吗？如果是这样，您可以创建一个低优先级任务来监视另一个任务堆栈的保护字节（您已知的模式），并在它们不在预期值时让它做一些事情

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如果没有操作系统，那么您将转向静态分析，而不是动态分析。您应该能够从链接器输出中清除关于最坏情况深度的有用信息，这些信息应该给出每个调用的堆栈使用情况，并且知道调用依赖关系图。它不会告诉你所有的事情，因为它不包括叠加在函数调用之上的中断，但它应该让你非常接近。取最坏情况编号，添加最坏情况中断编号，然后填充它以确保…

这是我在XC16编译器上使用的dsPIC33EP512MU810的代码。通过创建一个自动变量，我在堆栈顶部附近获得访问权限，然后增加几个字节（

stack\u VAR\u PAD

），并用保护字节填充堆栈的其余部分

#define STACK_VAR_PAD           0x0020
#define TOP_OF_STACK_ADDR       0x4000
#define STACK_GUARD_BYTE        0xEE

void WriteStackGuardBytes(void)
{
    static __eds__ char * ptr;
    static unsigned int start_addr;
    static unsigned int addr;

    //Use a variable on the stack
    char stack_var;

    ptr = &stack_var;
    //Casting to 32-bit first supresses complier warning
    //This chip uses a 16-bit address space
    start_addr = (unsigned long int)ptr + STACK_VAR_PAD;

    for (addr = start_addr; addr < TOP_OF_STACK_ADDR; addr++)
    {
        *((unsigned int *)(addr)) = STACK_GUARD_BYTE;
    }
}

unsigned int ReadStackGuardBytes(void)
{
    static __eds__ char * ptr;
    static unsigned int start_addr;
    static unsigned int addr;
    static unsigned int top_addr;

    //Use a variable on the stack here
    char stack_var;

    ptr = &stack_var;
    //Casting to 32-bit first supresses complier warning
    //This chip uses a 16-bit address space
    start_addr = (unsigned long int)ptr;
    top_addr = start_addr;

    for (addr = start_addr; addr < TOP_OF_STACK_ADDR; addr++)
    {
        if (*((unsigned int *)(addr)) != STACK_GUARD_BYTE)
        {
            top_addr = addr;
        }
    }

    return TOP_OF_STACK_ADDR - top_addr;
}

#定义堆栈变量焊盘0x0020
#定义\u堆栈的顶部\u地址0x4000
#定义堆栈保护字节0xEE
void WriteStackGuardBytes（void）
{
静态uuu eds uuuu char*ptr；
静态无符号整数起始地址；
静态无符号整数地址；
//在堆栈上使用变量
字符栈；
ptr=&stack_var；
//强制转换为32位第一会抑制编译器警告
//该芯片使用16位地址空间
start_addr=（无符号长整数）ptr+STACK_VAR_PAD；
对于（addr=start\u addr；addr

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链接器声明堆栈在

0x8000

处停止（我设置该设置以生成映射文件），但我看到0直到

0x4000

，然后垃圾数据超过该值。我完全理解堆栈的内容是不确定的，但我也用这种方法确定我的堆栈永远不会超过

0x1500

左右，因此只检查

0x4000

对我有效。

我从dsPICEP系列的“DrRobotNinja”中获得了上述代码的一些错误，大多数情况下，使用16位变量+将地址增加2而不是1，通过保持字对齐来停止地址错误

#define STACK_VAR_PAD           0x0020
#define TOP_OF_STACK_ADDR       SPLIM
#define STACK_GUARD_BYTE        0xA1DE

void WriteStackGuardBytes(void)
{
    static __eds__ int * ptr;
    static unsigned int start_addr;
    static unsigned int addr;

    //Use a variable on the stack
    int stack_var;

    ptr = &stack_var;
    //Casting to 32-bit first supresses complier warning
    //This chip uses a 16-bit address space
    start_addr = (unsigned long int)ptr + STACK_VAR_PAD;

    for (addr = start_addr; addr < TOP_OF_STACK_ADDR; addr += 2)
    {
        *((unsigned int *)(addr)) = STACK_GUARD_BYTE;
    }
}

unsigned int ReadStackGuardBytes(void)
{
    static __eds__ int * ptr;
    static unsigned int start_addr;
    static unsigned int addr;
    static unsigned int top_addr;

    //Use a variable on the stack here
    int stack_var;

    ptr = &stack_var;
    //Casting to 32-bit first supresses complier warning
    //This chip uses a 16-bit address space
    start_addr = (unsigned long int)ptr;
    top_addr = start_addr;

    for (addr = start_addr; addr < TOP_OF_STACK_ADDR; addr += 2)
    {
        if (*((unsigned int *)(addr)) != STACK_GUARD_BYTE)
        {
            top_addr = addr;
        }
        else
        {
            break; //make this more robust and search for 2-3 consecutive 
        }
    }

    return TOP_OF_STACK_ADDR - top_addr;
}

#定义堆栈变量焊盘0x0020
#定义\u堆栈\u ADDR SPLIM的顶部\u
#定义堆栈\保护\字节0xA1DE
void WriteStackGuardBytes（void）
{
静态uuu eds uuuu int*ptr；
静态无符号整数起始地址；
静态无符号整数地址；
//在堆栈上使用变量
int-stack_-var；
ptr=&stack_var；
//强制转换为32位第一会抑制编译器警告
//该芯片使用16位地址空间
start_addr=（无符号长整数）ptr+STACK_VAR_PAD；
对于（addr=start\u addr；addr

Microchip有一个基于硬件的堆栈溢出异常，因此该行为定义良好。我没有操作系统，我更喜欢编写低级别的事件驱动代码：低优先级任务可以很容易地插入计时器中断。我已经分析了调用依赖关系，但我希望验证我的分析是否正确。核心问题是我不知道如何获得对堆栈上字节的读/写访问权。我知道自动变量被推到堆栈中，但是