如何测量 C 中的函数堆栈使用情况？

Question

有没有一种方法可以测量一个函数使用了多少堆栈内存？

这个问题不是针对递归函数的；但是我很想知道递归调用的函数会占用多少堆栈内存。

我有兴趣优化堆栈内存使用的函数；但是，在不知道编译器已经进行了哪些优化的情况下，这只是猜测是否会进行真正的改进。

需要明确的是，这不是关于如何优化以更好地使用堆栈的问题

那么有没有一些可靠的方法可以找出函数在 C 中使用了多少堆栈内存？

---

注意：假设它没有使用alloca 或可变长度数组， 应该可以在编译时找到它。

Answer 1

您可以通过以下方式很容易地找出调用只有一个局部变量单词的函数占用了多少堆栈空间：

static byte* p1;
static byte* p2;
void f1()
{
    byte b;
    p1 = &b;
    f2();
}
void f2()
{
    byte b;
    p2 = &b;
}
void calculate()
{
    f1();
    int stack_space_used = (int)(p2 - p1);
}

（注意：该函数声明了一个只有一个字节的局部变量，但编译器通常会在堆栈上为其分配一个完整的机器字。）

因此，这将告诉您函数调用占用了多少堆栈空间。添加到函数中的局部变量越多，占用的堆栈空间就越多。在函数内不同范围内定义的变量通常不会使事情复杂化，因为编译器通常会在堆栈上为每个局部变量分配一个不同的区域，而不会基于其中一些变量可能永远不会共存的事实进行任何优化。

Answer 2

要计算当前函数的堆栈使用情况，您可以执行以下操作：

void MyFunc( void );

void *pFnBottom = (void *)MyFunc;
void *pFnTop;
unsigned int uiStackUsage;

void MyFunc( void )
{
    __asm__ ( mov pFnTop, esp );
    uiStackUsage = (unsigned int)(pFnTop - pFnBottom);
}

Answer 3

使用警告

这是 GCC 特定的（使用 gcc 4.9 测试）：

在函数上方添加：

#pragma GCC diagnostic error "-Wframe-larger-than="

报告错误，例如：

error: the frame size of 272 bytes is larger than 1 bytes [-Werror=frame-larger-than=]

虽然方法有点奇怪，但您至少可以在编辑文件时快速做到这一点。

使用 CFLAGS

您可以将-fstack-usage 添加到您的CFLAGS，然后将文本文件与目标文件一起写出。 见：https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gnat_ugn/Static-Stack-Usage-Analysis.html 虽然这很好用，但根据您的构建系统/配置，它可能有点不方便——用不同的 CFLAG 构建单个文件，尽管这当然可以自动化。 –（感谢@nos 的评论）

---

注意，

似乎大多数/所有编译器的自然方法都依赖于猜测——优化后不能 100% 保证保持准确，因此这至少使用免费编译器给出了明确的答案。