C标准对使用的堆栈空间量有任何保证吗？

Question

C标准对使用的堆栈空间量有任何保证吗？

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我正在从事嵌入式编程，其中节省内存非常重要。

以下 C 代码在运行时将占用多少堆栈空间？

if (send_small_message) {
    uint8_t buffer[16000];
    // do something with the buffer
} else {
    uint8_t buffer[32000];
    // do something the with buffer
}

某些编译器是否可能决定为两个缓冲区分配16000+32000 = 48kB的堆栈空间？还是可以保证，由于两个缓冲区永远不会同时使用，编译器将仅分配32kB - 更大的缓冲区的大小？

跟进问题：

void SendSmallMessage() {
    uint8_t buffer[16000];
    // do something with the buffer
}

void SendLargeMessage() {
    uint8_t buffer[32000];
    // do something with the buffer
}

某个编译器编译的代码能否在运行时使用16000 + 32000字节来执行以下代码片段：

if (send_small_message) {
   SendSmallMessage(); 
} else {
   SendLargeMessage();
}

- mercury0114

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C标准并没有强制使用“栈”。根据编译器的质量、编译选项等，你的代码片段最终可能会使用32或48k内存（栈或其他）。 - pmg

实际上，如果您应用优化标志，这永远不会超过32000。但我仍然会使用宏来解决这种情况，因为您可能会为不同的设备重新编译代码，这样您就可以得到保证的结果。 - user1502256

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@para，您如何使用宏来解决这个问题？在我的情况下，同一设备可以根据控制流使用较小或较大的缓冲区。 - mercury0114

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请使用合理的程序设计来解决这个问题，而不是使用宏。 - Lundin

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你可以检查编译器的汇编输出，这将向你展示确切发生了什么。 - Jabberwocky

你无法在目标上测试吗？也许可以添加一些缓冲区大小的简单printf。 - 2785528

2个回答

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@Lundin提供了优秀的答案。但我想从略微不同的角度回答。

C标准基本上保证了代码的行为，但它并没有保证代码执行的方式。它有可能（我不知道多大概率）会将缓冲区声明移到if语句之外。它也可以分配比指定内存更多的内存，如果这样做不会出问题，也可以分配比指定内存更少的内存。通常，未使用的变量会被优化器删除。优化器还经常将小函数内联而不是调用它们，并且它可能会将printf("\n")更改为puts("")。只要代码的可观察行为保持不变，编译器就可以随意做任何事情。

因此，在这种情况下，你没有任何保证。

但有一件事要考虑。你想根据if语句声明不同大小的缓冲区。假设这16kB的额外空间会导致栈溢出。如果剩余的栈空间少于32kB并且需要执行else分支，你该怎么办？当然，这取决于代码在现实中的使用方式，但这绝对值得考虑。对我来说，这是一个相当严重的代码味道。

- klutt

或者我可以这样说（有点过于简洁）：“语言和编译器无法解决设计问题。” - andy mango

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Lundin · Accepted Answer

C标准是否保证了使用的堆栈量？

完全没有任何保证。C标准未提及堆栈等概念。你甚至可以为完全缺乏堆栈的低级CPU编写C代码。

然而，C标准确保uint8_t占用1字节，并且在您的系统上1字节等于8位（否则uint8_t将不可用）。

以下C代码在运行时将占用多少堆栈空间？
某些编译器是否会决定为这两个缓冲区分配16000 + 32000 = 48kB的堆栈空间？

具体取决于系统，并且还取决于函数写法和所执行的优化。但通常情况下，真实的系统会根据所有可能的执行路径分配函数所需的堆栈空间。因此，许多编译器很可能会分配16k + 32k的空间。

但是，没人会关心这个问题，因为在任何已知的系统中，都没有意义在堆栈上分配那么大的内存。高端类似PC的系统也不行，受限于内存的嵌入式系统则更加不能承受。这样会导致堆栈溢出问题。

在嵌入式领域，通常的经验法则是永远不要在堆栈上分配任何形式的缓冲区，而是始终使用静态存储期。在类似PC的系统中，另一个选择是堆分配。