如何使用gcc确定嵌入式系统中的最大堆栈使用率？

我正在为嵌入式系统编写启动代码——在跳转到main（）函数之前加载初始堆栈指针的代码——我需要告诉它我的应用程序将使用多少字节的堆栈（或者一些更大的保守估计）

我被告知gcc编译器现在有一个-fstack usage选项和-fcallgraph info选项，可以以某种方式用于静态地为我计算准确的“最大堆栈使用率”。 （作者：博特卡祖、科马尔和海因克）

Nigel Jones说递归在嵌入式系统中是一个非常糟糕的想法（“计算堆栈大小”2009），所以我一直很小心，没有在这段代码中使用任何相互递归的函数

此外，我确保在中断指令最终返回之前，我的中断处理程序都不会重新启用中断，所以我不需要担心重新进入的中断处理程序

如果没有递归或重入中断处理程序，应该可以静态地确定最大堆栈使用量。（因此，大多数答案并不适用）。 我的理解是，当每个中断处理程序没有被更高优先级的中断中断时，我（或者最好是在我的电脑上，每次重建可执行文件时自动运行的一些代码）首先找到最大堆栈深度，当main（）函数没有中断时，找到最大堆栈深度。 然后我把它们加起来，找到总的（最坏情况下的）最大堆栈深度。（在我的嵌入式系统中）当main（）后台任务被最低优先级的中断中断时处于其最大深度，当被下一个最低优先级的中断中断时，该中断处于其最大深度，依此类推

我正在使用带有GCC4.6.0的YAGARTO为LM3S1968 ARM-M3编译代码

那么，如何在gcc中使用-fstack usage选项和-fcallgraph info选项来计算最大堆栈深度呢？还是有更好的方法来确定最大堆栈使用率

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（有关针对Keil编译器的几乎相同的问题，请参阅。）

我不熟悉

-fstack用法

和

-fcallgraph info

选项。但是，始终可以通过以下方式计算实际堆栈使用情况：

分配足够的堆栈空间（用于此实验），并将其初始化为易于识别的内容。我喜欢

0xee

运行应用程序并测试其所有内部路径（通过输入和参数的所有组合）。让它运行超过“足够长的时间”

检查堆栈区域，查看使用了多少堆栈

使堆栈大小增加10%或20%，以容忍软件更新和罕见情况

GCC文件：

-fstack用法

根据每个函数生成程序的编译器输出堆栈使用信息。转储文件名是通过在auxname后面附加.su来生成的。auxname是从输出文件的名称生成的，如果显式指定并且它不是可执行文件，则它是源文件的基本名称。条目由三个字段组成：

• 函数的名称
• 字节数
• 一个或多个限定符：静态、动态、有界

限定符static表示函数静态地操作堆栈：在函数进入时为帧分配固定数量的字节，在函数退出时释放；在函数中不进行堆栈调整。第二个字段是这个固定的字节数

限定符dynamic意味着函数可以动态地操作堆栈：除了上面描述的静态分配之外，还可以在函数体中进行堆栈调整，例如围绕函数调用的push/pop参数。如果还存在限定符bounded，则这些调整量在编译时是有界的，第二个字段是函数使用的堆栈总量的上限。如果不存在，则这些调整量在编译时不受限制，第二个字段仅表示有限制的部分

我找不到对-fcallgraph info的任何引用

您可以通过-fstack usage和-fdump tree-optimized创建所需的信息

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对于-fdump树中优化的每个叶，从-fstack usage中获取其父级并求和它们的堆栈大小数（请记住，该数字适用于任何具有“动态”但非“有界”的函数），找到这些值的最大值，这应该是您的最大堆栈使用量。

以防没有人给出更好的答案，我会将我在评论中的内容发布到你的另一个问题上，尽管我没有使用这些选项和工具的经验：

GCC 4.6增加了

-fstack usage

选项，该选项提供了基于函数的堆栈使用统计信息

如果您将这些信息与由或类似工具生成的调用图相结合，就可以得到您想要的堆栈深度分析（编写脚本可能非常容易）。让脚本读取堆栈使用信息，并加载函数名与该函数使用的堆栈的映射。然后让脚本遍历

cflow

图（这可能是一个易于解析的文本树），为调用图中的每个分支添加与每行相关联的堆栈使用情况

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因此，看起来这可以通过GCC实现，但您可能必须拼凑出正确的工具集。

已经很晚了，但对于任何关注这一点的人来说，所给出的答案涉及到将fstack用法和调用图工具（如cflow）的输出结合起来，对于任何动态分配，甚至是有界的，因为没有关于动态堆栈分配何时发生的信息。因此，不可能知道应该对哪些函数应用该值。作为人为的例子，如果（简化）

main        1024     dynamic,bounded
functionA    512     static
functionB     16     static

main
    functionA
    functionB

static unsigned long long max_stack_usage = 0;

void __cyg_profile_func_enter(void * this, void * call) __attribute__((no_instrument_function)) {
      // get current stack usage using some hardware facility or intrisic function
      // like __get_SP() on ARM with CMSIS
      unsigned cur_stack_usage = __GET_CURRENT_STACK_POINTER() - __GET_BEGINNING_OF_STACK();
      // use debugger to output current stack pointer
      // for example semihosting on ARM
      __DEBUGGER_TRANSFER_STACK_POINTER(cur_stack_usage);
      // or you could store the max somewhere
      // then just run the program
      if (max_stack_usage < cur_stack_usage) {
            max_stack_usage = max_stack_usage;
      }
      // you could also manually inspect with debugger
      unsigned long long somelimit = 0x2000;
      if (cur_stack_usage > somelimit) {
           __BREAKPOINT();
      }
}
void __cyg_profile_func_exit(void * this, void * call) __attribute__((no_instrument_function)) {
      // well, nothing
}