线程栈空间面临的问题，相信大家对线程栈空间并不陌生。它具有以下特点：固定空间由操作系统分配；堆栈寄存器用于保存实时位置；后进先出。今天，我们不谈操作系统层面栈的管理。我们只从应用的角度来看如何实时获取栈的使用情况。在一般的单片机/嵌入式程序开发过程中，在创建线程（或称为任务）时，可以指定线程分配多少堆栈空间。然后在调试的时候，周期性的打印出栈区的使用情况：消耗了多少空间，还剩下多少空间。这样，在运行完每一个测试用例之后，就可以得到一个粗略的统计数据，最终决定：这个线程需要分配多少栈空间。例如：ucOS系统中，提供了函数NT8UOSTaskStkChk(INT8Uprio,OS_STK_DATA*p_stk_data)来获取任务的堆栈使用信息。但是在linux系统中，并没有这种直接获取栈使用信息的类似函数。因此，要想获得本线程已用和空闲的栈空间，必须通过其他方式获得。下面，我们提供两种方案：正规军法和杂牌军法！在正规军方法中，在Linux系统中创建线程时，可以通过线程属性来设置：为这个线程分配多少栈（stack）空间。如果应用程序未指定它，则操作系统将其设置为默认值。线程创建后，操作系统会在内核空间记录该线程的所有信息，包括分配给它的栈空间信息。为了让应用层获得这些信息，操作系统也提供了相应的系统函数。代码如下：pthread_attr_tattr;void*stack_addr;intstack_size;memset(&attr,0,sizeof(pthread_attr_t));pthread_getattr_np(pthread_self(),&attr);pthread_attr_getstack(&attr,&stack_addr,&stack_size);pthread_attr_destroy(&attr)=%p\n",stack_addr);printf("stackbottom=%p\n",stack_addr+stack_size);从上面的代码可以看出，它只能得到栈空间的起始地址和总空间大小，还是不知道当前栈空间的实际使用情况！我找了相关的系统调用，linux好像没有提供相关的函数。怎么办？只能迂回操作。我们知道在linuxx86上platform，寄存器ESP是用来存放栈指针的，对于一个满减类型的栈来说，这个寄存器中的值代表的是当前栈最后一次使用的栈空间的地址。因此，只要我们可以得到ESP寄存器中的值，就相当于知道了当前栈使用了多少空间。所以如何获取ESP寄存器的值？既然是寄存器，那肯定要用汇编代码。非常简单，只有1行：size_tesp_val;asm("movl%%esp,%0":"=m"(esp_val):);对不起我错了！应该是2行代码，忘记定义变量了。不熟悉汇编代码的朋友可以参考之前总结的一篇文章：内联汇编可怕吗？看完这篇文章，结束吧！找到第四个例子，直接复制。好吧，有了上面的所有信息，你就可以计算出堆栈的已用空间和可用空间的大小：将上面的代码放在一起：#include#include#include#include#include#includevoidprint_stack1(){size_tused,avail;pthread_attr_tattr;void*stack_addr;intstack_size;//获取当前栈寄存器ESP值size_tesp_val;asm("movl%%esp,%0":"=m"(esp_val):);//通过线程属性，获取栈区起始地址和空间总大小memset(&attr,0,sizeof(pthread_attr_t));pthread_getattr_np(pthread_self(),&attr);pthread_attr_getstack(&attr,&stack_addr,&stack_size);pthread_attr_destroy(&attr);printf("espVal=%p\n",esp_val);printf("statcktop=%p\n",stack_addr);printf("stackbottom=%p\n",stack_addr+stack_size);avail=esp_val-(size_t)stack_addr;used=stack_size-avail;printf("print_stack1:used=%d,avail=%d,total=%d\n",used,avail,stack_size);}intmain(intargc,char*agv[]){print_stack1();return0;}重新上面的gulararmy方法主要是通过系统函数获取线程的属性信息，从而获取栈区的起始地址和栈的总空间为了获取这两个值，调用了三个函数，有点繁琐！不知道大家还记得吗：Linux操作系统会提供一些关于应用程序限制的信息，包括堆栈相关信息。信息。这样，我们就可以得到一个线程的栈空间总大小。此时，还有最后一个未知的变量：栈区的起始地址！我们来分析一下：当一个线程刚开始执行时，栈区可以认为是空的，也就是说此时ESP寄存器的值可以认为是指向栈区的起始地址！是不是有种豁然开朗的感觉？！不过这个还是需要通过调用汇编代码来获取。再想想，既然此时栈区可以认为是空的，如果在线程的第一个函数中定义一个局部变量，然后获取这个局部变量的地址，就相当于获取了栈区的地址是起始地址吗？如下图所示：我们可以将这个局部变量的地址记录在一个全局变量中。那么在应用程序的其他代码中，可以用它来表示栈的起始地址。知道了需要的3个变量，就可以计算出栈空间的使用情况了：//用来存放栈区的起始地址size_ttop_stack;voidprint_stack2(){size_tused,available;size_tesp_val;asm("movl%%esp,%0":"=m"(esp_val):);printf("esp_val=%p\n",esp_val);used=top_stack-esp_val;structrlimitlimit;getrlimit(RLIMIT_STACK,&limit);avail=limit.rlim_cur-used;printf("print_stack2:used=%d,avail=%d,total=%d\n",used,avail,used+avail);}intmain(intargc,char*agv[]){intx=0;//记录栈区起始地址（近似值）top_stack=(size_t)&x;print_stack2();return0;}比较讨人喜欢的方式上面两种方法中，获取栈当前指针位置的方法是通过汇编代码，获取寄存器ESP中的值。是不是可以继续使用刚才的技巧：通过定义一个局部变量来间接获取ESP寄存器的值？voidprint_stack3(){intx=0;size_tused,avail;//局部变量的地址可以近似看成是ESP寄存器的值size_ttmp=(size_t)&x;used=top_stack-tmp;structrlimitlimit;getrlimit(RLIMIT_STACK,&limit);avail=limit.rlim_cur-used;printf("print_stack3:used=%d,avail=%d,total=%d\n",used,avail,used+avail);}intmain(intargc,char*agv[]){intx=0;top_stack=(size_t)&x;print_stack3();return0;}以上方法总结，各有优缺点。我们把上面3个打印栈使用情况的函数放在一起，然后在main函数中依次调用3个测试函数，每个函数定义一个整型数组（占用4K栈空间），然后通过以下方式查看打印输出信息：//测试代码（3个打印函数就不贴了）voidprint_stack1(){...}voidprint_stack2(){...}voidprint_stack3(){...}voidfunc3(){intnum[1024];print_stack1();printf("\n\n**********\n");print_stack2();printf("\n\n***********\n");print_stack3();}voidfunc2(){intnum[1024];func3();}voidfunc1(){intnum[1024];func2();}intmain(intargc,char*agv[]){intx=0;top_stack=(size_t)&x;func1();return0;}打印输出信息：espVal=0xffe8c980statcktop=0xff693000stackbottom=0xffe90000print_stack1:used=13952,avail=8362368,total=8376320*********esp_val=0xffe8c9a0print_stack2:used=12456,avail=8376152,total=8388608********print_stack3:used=12452,avail=8376156,total=8388608镇”，可关注下方二维码，转载请见谅请联系IOTTown公众号。
