面对的问题
对于线程的栈空间，相信各位小伙伴都不陌生。它有下面的这几项特性：
由操作系统分配固定的空间；
使用一个栈寄存器来保存实时位置；
后进先出。
今天，我们不聊操作系统层面对栈的管理，只从应用程序的角度，来看一下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，在创建一个线程（或者称作任务）的时候，是可以指定给该线程分配多少栈空间的。
然后在调试的时候呢，周期性的打印出栈区的使用情况：消耗了多少空间，还剩余多少空间。
这样的话，跑完每一个测试用例之后，就能得到一个大致的统计数据，从而最终决定：需要给这个线程分配多少栈空间。
例如：在 ucOS 系统中，提供了函数 NT8U OSTaskStkChk（INT8U prio， OS＿STK＿DATA ＊p＿stk＿data），来获取一个任务的栈使用信息。
但是在 Linux 系统中，并没有这样类似的函数，来直接获取栈使用信息。
因此，为了得到此线程的已使用和空闲栈空间，必须通过其他的方式来获取。
下面，就提供 2 种解决方案：正规军方式和杂牌军方式！
正规军方式
在 Linux 系统中，在创建一个线程的时候，是可以通过线程属性来设置：为这个线程分配多少的栈（stack）空间的。
如果应用程序不指定的话，操作系统就设置为一个默认的值。
线程创建完毕之后，操作系统在内核空间，记录了这个线程的一切信息，当然也就包括给它分配的栈空间信息。
为了让应用层能够获取到这个信息，操作系统也提供了相应的系统函数。代码如下：
pthread＿attr＿t attr；
void ＊stack＿addr；
int stack＿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）；
printf（＂statck top ＝ ％p ＂， stack＿addr）；
printf（＂stack bottom ＝ ％p ＂， stack＿addr ＋ stack＿size）；
从上面这段代码中可以看到，它只能获取栈空间的地址开始以及总的空间大小，仍然不知道当前栈空间的实际使用情况！
我找了一下相关的系统调用，Linux 似乎没有提供相关的函数。
怎么办？只能迂回操作。
我们知道，在 Linux x86 平台上，寄存器 ESP 就是来存储栈指针的。对于一个满递减类型的栈，这个寄存器里的值，就代表了当前栈中最后背使用的、那个栈空间的地址。
因此，只要我们能够获取到 ESP 寄存器里的值，就相当于知道了当前这个栈有多少空间被使用了。
那么怎样来获取 ESP 寄存器的值呢？既然是寄存器，那就肯定是使用汇编代码了。
很简单，就 1 行：
size＿t esp＿val；
asm（＂movl ％％esp， ％0＂ ： ＂＝m＂（esp＿val） ：）；
对不起，我错了！应该是 2 行代码，忘记变量定义了。
对于汇编代码不熟悉的小伙伴，可以参考之前总结的一篇文章：内联汇编很可怕吗？看完这篇文章，终结它！
找到第 4 个示例，直接抄过来就行。
好了，拿到了以上的所有信息，就可以计算出栈的已使用和空闲空间的大小了：
把以上代码放在一起：
＃include ＜unistd．h＞
＃include ＜stdio．h＞
＃include ＜stdlib．h＞
＃include ＜string．h＞
＃include ＜pthread．h＞
＃include ＜sys／resource．h＞
void print＿stack1（）
｛
size＿t used， avail；
pthread＿attr＿t attr；
void ＊stack＿addr；
int stack＿size；
／／ 获取栈寄存器 ESP 的当前值
size＿t esp＿val；
asm（＂movl ％％esp， ％0＂ ： ＂＝m＂（esp＿val） ：）；
／／ 通过线程属性，获取栈区的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 ＂， esp＿val）；
printf（＂statck top ＝ ％p ＂， stack＿addr）；
printf（＂stack bottom ＝ ％p ＂， stack＿addr ＋ stack＿size）；
avail ＝ esp＿val － （size＿t）stack＿addr；
used ＝ stack＿size － avail；
printf（＂print＿stack1： used ＝ ％d， avail ＝ ％d， total ＝ ％d ＂，
used， avail， stack＿size）；
｝
int main（int argc， char ＊agv［］）
｛
print＿stack1（）；
return 0；
｝
杂牌军方式
上面的正规军方法，主要是通过系统函数获取了线程的属性信息，从而获取了栈区的开始地址和栈的总空间大小。
为了获取这两个值，调用了 3 个函数，有点笨重！
不知各位小伙伴是否想起：Linux 操作系统会为一个应用程序，都提供了一些关于 limit 的信息，这其中就包括堆栈的相关信息。
这样的话，我们就能拿到一个线程的栈空间总大小了。
此时，还剩下最后一个变量不知道：栈区的开始地址！
我们来分析一下哈：当一个线程刚刚开始执行的时候，栈区里可以认为是空的，也就是说此时 ESP 寄存器里的值就可以认为是指向栈区的开始地址！
是不是有豁然开朗的感觉？！
但是，这仍然需要调用汇编代码来获取。
再想一步，既然此时栈区里可以认为是空的，那么如果在线程的第一个函数中，定义一个局部变量，然后通过获取这个局部变量的地址，不就相当于是获取到了栈区的开始地址了吗？
如下图所示：
我们可以把这个局部变量的地址，记录在一个全局变量中。然后在应用程序的其他代码处，就可以用它来代表栈的起始地址。
知道了 3 个必需的变量，就可以计算栈空间的使用情况了：
／／ 用来存储栈区的起始地址
size＿t top＿stack；
void print＿stack2（）
｛
size＿t used， avail；
size＿t esp＿val；
asm（＂movl ％％esp， ％0＂ ： ＂＝m＂（esp＿val） ：）；
printf（＂esp＿val ＝ ％p ＂， esp＿val）；
used ＝ top＿stack － esp＿val；
struct rlimit limit；
getrlimit（RLIMIT＿STACK， ＆limit）；
avail ＝ limit．rlim＿cur － used；
printf（＂print＿stack2： used ＝ ％d， avail ＝ ％d， total ＝ ％d ＂，
used， avail， used ＋ avail）；
｝
int main（int argc， char ＊agv［］）
｛
int x ＝ 0；
／／ 记录栈区的起始地址（近似值）
top＿stack ＝ （size＿t）＆x；
print＿stack2（）；
return 0；
｝
更讨巧的方式
在上面的两种方法中，获取栈的当前指针位置的方式，都是通过汇编代码，来获取寄存器 ESP 中的值。
是否可以继续利用刚才的技巧：通过定义一个局部变量的方式，来间接地获取 ESP 寄存器的值？
void print＿stack3（）
｛
int x ＝ 0；
size＿t used， avail；
／／ 局部变量的地址，可以近似认为是 ESP 寄存器的值
size＿t tmp ＝ （size＿t）＆x；
used ＝ top＿stack － tmp；
struct rlimit limit；
getrlimit（RLIMIT＿STACK， ＆limit）；
avail ＝ limit．rlim＿cur － used；
printf（＂print＿stack3： used ＝ ％d， avail ＝ ％d， total ＝ ％d ＂，
used， avail， used ＋ avail）；
｝
int main（int argc， char ＊agv［］）
｛
int x ＝ 0；
top＿stack ＝ （size＿t）＆x；
print＿stack3（）；
return 0；
｝
总结
以上的几种方式，各有优缺点。
我们把以上 3 个打印堆栈使用情况的函数放在一起，然后在 main 函数中，按顺序调用 3 个测试函数，每个函数中都定义一个整型数组（消耗 4K 的栈空间），然后看一下这几种方式的打印输出信息：
／／ 测试代码（3个打印函数就不贴出来了）
void print＿stack1（）
｛
．．．
｝
void print＿stack2（）
｛
．．．
｝
void print＿stack3（）
｛
．．．
｝
void func3（）
｛
int num［1024］；
print＿stack1（）；
printf（＂ ＊＊＊＊＊＊＊＊＊ ＂）；
print＿stack2（）；
printf（＂ ＊＊＊＊＊＊＊＊＊ ＂）；
print＿stack3（）；
｝
void func2（）
｛
int num［1024］；
func3（）；
｝
void func1（）
｛
int num［1024］；
func2（）；
｝
int main（int argc， char ＊agv［］）
｛
int x ＝ 0；
top＿stack ＝ （size＿t）＆x；
func1（）；
return 0；
｝
打印输出信息：
espVal ＝ 0xffe8c980
statck top ＝ 0xff693000
stack bottom ＝ 0xffe90000
print＿stack1： used ＝ 13952， avail ＝ 8362368， total ＝ 8376320
＊＊＊＊＊＊＊＊＊
esp＿val ＝ 0xffe8c9a0
print＿stack2： used ＝ 12456， avail ＝ 8376152， total ＝ 8388608
＊＊＊＊＊＊＊＊＊
print＿stack3： used ＝ 12452， avail ＝ 8376156， total ＝ 8388608
