Зачем это надо?

Стек нужно считать ВСЕГДА:

1. Чтобы быть уверенным, что стек не переполнится при работе ПО аппаратуры во всех режимах и всех возможных ситуациях. John Regehr в своих работах характеризует это как 'stack safety' _ критерий надёжности встраиваемых систем.

   Как правило, проверить все режимы работы ПО при всех возможных стеченьях обстоятельств достаточно затруднительно или вообще не представляется возможным (пример: самая напряжённая ситуация возникнет всего 1 раз в течение одного года непрерывной работы или трёх лет, или ...).

   Либо в процессе разработки возникают ситуации, когда аппаратура сбоит нерегулярно при непостоянных условиях, а при некотором увеличении стека сбои исчезают, но уверенность в исправлении ситуации таким образом может появиться только при резервировании стека с большим запасом. Вычисление максимального объёма стека исключает эту неопределённость.

2. Чтобы ясно представлять потребление стека функциями (не штудируя ASM листинги), а после анализа оптимально использовать стек, особенно при большом количестве вложенных вызовов.
3. Чтобы точно знать, сколько ещё осталось памяти для "кучи".
4. Чтобы контролировать Си-компилятор и иногда находить его тонкие места. ;-)

Если в системе применяется OS или прерывания с несколькими уровнями приоритетов или и первое и второе, то необходимо вычислять максимальный объем стека для каждой задачи и каждого обработчика прерывания. Затем выбрать максимум для каждой группы обработчиков с одинаковым приоритетом и вычислять сумму максимумов групп... На листочке карандашом это делать быстро надоедает.

C-analise из комплекта Softune красив, но не практичен для частого применения (подробнее, пример отчёта), но это и не основная его задача, что следует из названия. Поэтому и сделана утилита CALC_STK, благо Си-компилятор Softune предоставляет исчерпывающую информацию для построения дерева вызовов и расчётов.

Выполняемые операции:

• Нахождение всех возможных цепочек вызовов функций.

• Вычисление максимального объёма стека (МОС) для функции

  • с учетом вызова библиотечных функций
  • с учетом вызовов функций по указателю (список формирует пользователь)

• Вычисление МОС для

  • списка функций (список формирует пользователь)

  • группы функций и вычисление

    • максимума из элементов группы

      Применение: обработчики прерываний с одинаковым приоритетом

    • суммы элементов группы

      Применение: результирующий стек для обработчиков прерываний всех уровней и main

• Выводит список всех функций (type: ROOT), вызовы которых не найдены:

  • _main, _task's
  • Обработчики прерываний.
  • Функции, вызываемые по указателю.
  • Не используемые функции - мёртвый груз, только занимают место...

Входные файлы:

Результаты работы утилиты:

Все данные о процессе работы программы поступают на стандартное устройство вывода, для сохранения результатов и последующего анализа следует перенаправить вывод в файл стандартными средствами операционной системы.

Порядок действий:

Приложение 1.

Подсказка по параметрам строки запуска:

  RUN:                calc_stk.exe [path]MAP-FILE [PARAMETERS]

TARGET:        /f _XXX         - function name (default: _main)
               /g list.grp     - list function and group for analyse

ADD FILES:     /p ptr_file.pst - file with '$pointer_call' replace info
               /e exc_file.lst - file with list exclude objects stk-file

PATH:          /i path         - path for find objects stk-file

RESULT FORMAT: /m              - maximum and warning result [{A}|+???|{Z}]
                                 {A}  - inline asm
                                 +??? - no info of stack
                                 {Z}  - recursive call in chain
               /c              - chain, result for chain and maximum
               /v              - view chain with maximum stack size
      default:                 - result for chain and maximum

OTHER:         /l              - view list of ROOT-function

DEBUG: /q [/r|/s]  - read operation of stack info files and result of scan

Приложение 2.

Формат файла описания замен при вызовах по указателю.

Для каждой указанной функции ссылка

$pointer_call

заменяется на приведённый список вызываемых по указателю функций.

Имя функции, для которой известны вызываемые по указателю функции
[TAB]   имя вызываемой функции1
[TAB]   имя вызываемой функции2
# ремарка
Имя2
...
# ремарка

Пример:

file begin:
-----------
     _main
             _test1
             _test2
     # ля-ля
---------
file end.

Приложение 3.

Формат файла списка групп функций.

Пример:

file begin:
-----------
        # Простой список (до списка групп)
        _main
        _test1
        _test2
        #
        # Именованный - группы
        #
        # [тип группы][Имя]
        # + - стеки (максимумы) составных частей суммируются
        # = - выбирается максимум из элементов группы
        # * - ссылка на группу/функцию, которая должна быть описана выше
        #
        =IntLevel_0
        _ih_rx_CAN0
        _ih_tx_CAN0
        #
        =IntLevel_1
        _ih_Uart0
        _ih_Uart1
        #
        # Одностековый вариант
        #
        +SystemStack
        *IntLevel_0
        *IntLevel_1
        *_main
        #
---------
file end.

Гарантии.

Присылайте пиво, будут и гарантии ;-).

История изменений.

Системные требования.

Ограничения.

• Не поддерживается режим компиляции с ключем -K ADDSP.
• Не анализируется признак вызова статических функций. Поэтому имена всех функций без исключения должны быть индивидуальными.

DownLoad.

calc_stk_1-59.rar [72К].

Участники проекта:

Александр Бельченко

Алексей Дистель

Андрей Мозжевилов

Алексей Мусин

Ссылки по теме:

Статья на http://www.embedded.com "Say no to stack overflow"

"Eliminating stack overflow by abstract interpretation".

StackAnalyzer at Absint