MMU在堆栈溢出防范中的运用

最新推荐文章于 2021-07-19 22:02:31 发布
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本文介绍了一种利用MMU防止嵌入式操作系统中堆栈溢出的技术，该技术能够帮助开发者判断任务堆栈大小是否合适，避免因堆栈溢出而导致的系统不稳定。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

堆栈溢出的检测是很多嵌入式操作系统所具有的一个特性，通过这一功能，我们还可以知道任务的堆栈大小是否是合适的，而不是基于自己的“经验”去估计。本文介绍了堆栈溢出检测技术的原理，以及一种采用MMU来防止当堆栈溢出出现时状况恶化的方法。

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嵌入式C语言的自我修养：内存泄漏与防范
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09-25 1164
如fast bins，主要用来保存用户释放的小于80 Bytes(M_MXFAST)的内存，在提高内存分配效率的同时，带来了大量的内存碎片。如果指针在遍历链表时已经指向链表的末尾或头部，指针已经指向NULL了，此时再通过该指针去访问节点的成员，就相当于访问零地址了，也会发生一个段错误，这个指针也就变成了非法指针。内存管理子系统将一个进程的虚拟空间划分为不同的区域，如代码段、数据段、BSS段、堆、栈、mmap映射区域、内核空间等，每个区域都有不同的读、写、执行权限。
避免堆栈溢出
liminyu的专栏
05-11 2548
案例 最近在做一个Windows程序，其中有个消息处理函数，大概是这样的： BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, CFrameWndEx) ON_MESSAGE(WM_MY_MESSAGE, &CMainFrame::OnMyMessage) END_MESSAGE_MAP() LRESULT CMainFrame::OnMyMessage(WPARAM wp, LPA
内存管理单元MMU简介
rayylee
11-11 6475
1. MMU MMU在CPU的配合下(通过页异常触发)，实现了线性地址到物理地址的动态映射，为正在CPU上运行的应用程序(进程)提供了一个独立的连续内存空间(线性地址空间，或称虚拟内存空间，其中放置了代码段、数据段和堆栈段)，屏蔽了地址分配、内存分配和内存回收等一系列复杂的系统行为。 MMU的线性地址转换是通过页表进行的，具体过程如下图所示(摘自intel程序员手册卷3)： 其实最简单明了的方法是通过一个一维数组来记录映射关系:下标代表线性地址，数组元素内容代表物理地址。可是如此一来，用来表示映射关系的内
怎样判断ucos ii ostaskcreate任务的 堆栈是否溢出
Amao_come_on 的专栏
11-16 1752
1.1. 任务堆栈一但溢出，意味着系统的崩溃，在有MMU或者MPU的系统中，对堆栈溢出的检测十分简单，因为这是MMU和MPU必备的功能之一。（uCOS-II/uCOS-III中均有针对没有MMU和MPU的处理器对堆栈溢出检测的策略） 1.2. 堆栈的大小取决于该任务的需求。设定堆栈大小时，你就需要考虑：所有可能被堆栈调用的函数及其函数的嵌套层数，相关局部变量的大小，中断服务程序所需要的空间。另外
堆栈溢出检测
weixin_34217711的博客
04-06 845
为什么80%的码农都做不了架构师？>>> ...
MMU_段式映射
weixin_34363171的博客
05-04 138
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> ...
STM32内存管理：Keil中堆栈使用与监控方法（内存管理得当，程序运行更稳定）
![STM32内存管理：Keil中堆栈使用与监控方法（内存管理得当，程序运行更稳定）]...在堆栈使用和监控方面，本文探讨了堆栈的概念、监控技术和优化策略。接着，文章深入分析了内存泄漏的成因、检测
高级内存管理技术在STM32跨bin调用中的应用
本文探讨了STM32跨bin调用的基础知识、内存管理技术及其在实际应用中的高级应用和挑战。文章首先概述了内存管理技术的目标、发展历程以及高级机制，包括分页、分段、虚拟内存管理等，并讨论了这些技术与STM32跨bin...
STM32F407内存管理秘籍：FreeRTOS堆栈配置与最佳实践
!... # 摘要 本文详细探讨了STM32F407在嵌入式系统中内存管理的策略与...在堆栈性能优化部分，本文分析了如何通过监控与诊断工具提升内存管理效率，并处理堆栈溢出情况。此外，本文还探讨了STM32F407的内存保护机制，包括
C语言内存管理：堆栈奥秘100问，深度解析
![C语言内存管理：堆栈奥秘100问，深度解析]...此外，本文还介绍了堆栈在高级应用中的数据结构实现，以及优化技巧和常见内存管理问题的解决策略。最后，通过案例分
如何对程序的栈进行保护————x86_64
zgl07的专栏
07-10 1023
如何对程序栈进行保护，当要控制程序执行过程，需要先保护栈。然后执行要执行的代码，最后恢复栈 保护基本方法为： pushq %rsp pushq (%rsp) andq $-0x10, %rsp 执行要执行的代码 movl 8(%rsp), %rsp
堆栈溢出的预防方法
david_xgl的专栏
02-28 4644
MCS—51系列单片机堆栈设置在片内RAM中，由于片内RAM资源有限，故堆栈区的范围也是有限的，堆栈区留得太大，将减少其他的数据存放空间，留得太小很容易溢出。所谓堆栈溢出，是指“堆栈区已满时还要进行新的压栈操作”，这时只好将压栈的内容存放到非堆栈区的特殊功能寄存器中或存入堆栈外的数据的数据区中。特殊功能寄存器的内容影响到系统的状态，数据区的内容很容易被子程序修改，这样一来，当以后进行出栈操作时，内
栈溢出几种保护方式
groundhappy的专栏
04-19 4462
栈溢出主要是通过覆盖栈内保存的函数返回地址eip，然后在EIP处写入shellcode地址做的。 对于栈溢出的保护有很多 1 使用栈保护 比如linux上的 -fstack-protector windows上的 GS开关。 这种处理的方式是。 进入函数时将一个特定的DATA保存在stack 的高位置 [buffer][DATA][ebp][eip] 低位置
STM32之程序如何防止堆栈溢出
qingtian506的专栏
12-30 1万+
近日为某个项目写了个草稿程序，即非正式程序，后来发现老是进入hardfaulthandler，原来是堆栈溢出，后仔细查看发现函数调用纵深太深，最多的时候可保持7个函数在堆栈中调用。 因此有心得如下： 一、函数调用不要纵深太深，即以下模式：main() { fun1(); } fun1() { fun2(); } fun2() { fun3(); } fun3() { fun
Linux学习之系统编程篇：MMU（Memory Manager Unit 内存管理单元）
weixin_42374938的博客
07-19 299
一、虚拟内存地址 对应于上图的两端，其中 0 - 3G 是用户区 ，3 - 4G 是内核区。编码的内存地址都是虚拟地址。 在3G到4G之间是PCB 进程控制块。从3G到0依次为： （1）命令行参数 和 环境变量。 （2）stack 栈区（生长方向：高地址到地址）。 （3）共享动态库。 （4）heap 堆区（生长方向：低地址到高地址）。 （5）.bss 未初始化数据区。 （6）.data 初始化数据区。 （7）.text 代码区。 （8）0~4K 首保护地址。 其中： （1）命令行参数： argv[i] （.
讲讲Cortex-M内核的MPU内存保护单元
strongerHuang
01-08 1万+
置顶/星标公众号，不错过每一条消息！ 估计大家经常看见MCU、MPU、MMU等这类缩写词，你们了解MPU吗？1写在前面不知道大家有没有关注过Cortex-M内核的一...
EIP & EBP & ESP
f413933206的专栏
12-20 7439
eax, ebx, ecx, edx, esi, edi, ebp, esp等都是X86 汇编语言中CPU上的通用寄存器的名称，是32位的寄存器。如果用C语言来解释，可以把这些寄存器当作变量看待。比方说：add eax,-2 ;   //可以认为是给变量eax加上-2这样的一个值。这些32位寄存器有多种用途，但每一个都有“专长”，有各自的特别之处。EAX 是"累加器"(accumulator), 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器。EBX 是"基地址"(base)寄存器, 在内存寻址时存放基地址。ECX 是计
MMU 存储访问控制
edwardlulinux的专栏
06-03 3172
关于MMU的地址转换和页表的映射网上已经有了很多的文章。确实写得很好，获益匪浅。在这篇文章中只要记录和描述MMU中关于权限访问的控制。   1，MMU对段和页进行保护，在保护过程中区分了权限。它是由域的访问控制字段和一级描述符或二级描述符中的AP字段，以及C1寄存器的S（表示system），R(表示rom)控制位来共同决定的。MMU中的域是指的一些段，大页或者小页的集合。ARM支持最多16个域
堆栈使用与堆栈溢出检查
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学海无涯，回头是岸........
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堆栈使用维持的每个任务，都有它自己的堆栈。任务堆栈占用的内存，当任务创建时自动分配了；堆栈的尺寸参数通过xTaskCreate()?API确定。堆栈溢出是常见事件，由应用程序不确定引起的。FreeRTOS.org?因此提供了提供了两个可供选择的机制，可用来协助察觉和纠正这种事件发生。使用的选项由configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 配置常量配置. 注意,这些选项仅适
arm开发岗位面试基础知识
最新发布
03-14
<think>好的，我现在需要帮助用户了解ARM开发岗位面试所需的基础知识。首先，我需要回顾用户提供的引用内容，看看是否有相关的信息。引用[1]提到了STM32的知识点，包括位操作、条件编译、extern声明、编译原理、时钟信号、中断处理、DMA、ADC采样等。引用[2]和[3]主要是关于Android开发的，可能相关性不大。引用[4]讨论了多线程和UI更新，虽然涉及底层操作，但可能和ARM开发有一定关联，但主要还是Android相关。 接下来，我需要结合ARM开发岗位的常见面试问题来整理知识点。ARM开发通常涉及嵌入式系统、C语言编程、微控制器架构（如STM32）、中断处理、外设驱动、RTOS等。根据引用[1]中的内容，STM32的基础知识点如时钟信号、NVIC、DMA、ADC采样都是ARM开发中常见的考点。此外，编译原理中的内存分区（如代码段、数据段、堆栈段）也是必须掌握的。 用户的问题是关于ARM开发岗位面试必备的基础知识点，所以需要涵盖以下几个方面： 1. 嵌入式系统基础：定义、组成、特点。 2. ARM体系结构：处理器模式、寄存器、指令集、内存管理。 3. C语言编程：位操作、volatile关键字、内存管理、结构体对齐。 4. 微控制器外设：GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、定时器。 5. 中断和异常处理：NVIC、中断优先级、中断服务函数注意事项。 6. 系统设计：DMA的作用、时钟树配置、低功耗模式。 7. RTOS：任务调度、同步机制（信号量、互斥锁）、优先级反转处理。 8. 调试与优化：常见调试工具、代码优化方法、内存泄漏检测。 需要确保每个知识点都简明扼要，并且符合用户提供的格式要求，比如行内公式用$...$，独立公式用$$...$$，但根据示例，可能这部分涉及数学公式较少，更多是技术点。同时，用户提到要生成相关问题，所以最后需要列出几个相关问题，如ARM指令集、中断处理流程、RTOS任务调度等。 还需要注意引用标记，比如在提到中断服务函数时引用[1]，或者在讨论RTOS时引用[1]中的操作系统部分。确保每个引用自然融入回答中，不显得突兀。 最后，检查是否符合所有系统级指令：中文回答、正确使用LaTeX（虽然可能这里用到的数学公式不多，但如果有的话要正确格式）、结构清晰、相关问题和引用正确。</think>### ARM开发岗位面试必备基础知识点 #### 一、嵌入式系统基础 1. **嵌入式系统定义** 嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁剪的专用计算机系统，通常由处理器、存储器、外设和实时操作系统（RTOS）构成[^1]。 2. **核心特点** - 实时性：对任务响应时间有严格要求。 - 资源受限：内存、功耗等需严格优化。 - 专用性：针对特定功能设计。 #### 二、ARM体系结构 1. **处理器模式** ARM处理器支持多种模式（如用户模式、IRQ模式、FIQ模式），不同模式对应不同的寄存器组和权限[^1]。 2. **寄存器与指令集** - 通用寄存器（R0-R15）、程序计数器（PC）、状态寄存器（CPSR）。 - 常见指令集：Thumb（16/32位混合）和ARM（32位）。 3. **内存管理** - 内存对齐要求：例如访问4字节数据时地址需为4的倍数。 - MMU/MPU：内存保护单元用于内存分区和权限控制。 #### 三、C语言编程 1. **位操作** 对寄存器进行位设置或清除，例如将GPIO引脚设为输出模式： ```c GPIO->MODER |= (1 << (pin * 2)); // 设置第 pin 位为输出模式 ``` 2. **volatile关键字** 用于声明易变变量（如硬件寄存器），防止编译器优化： ```c volatile uint32_t *status_reg = (uint32_t*)0x40021000; ``` 3. **内存管理** - 堆栈溢出防范：静态分配或使用内存池。 - 结构体对齐：通过 `__attribute__((packed))` 避免填充字节[^1]。 #### 四、微控制器外设 1. **GPIO配置** - 输入/输出模式、上拉/下拉电阻配置。 - 外部中断触发方式（上升沿、下降沿）。 2. **通信协议** - **UART**：异步全双工，需配置波特率、数据位。 - **SPI**：主从模式，时钟极性/相位匹配。 - **I2C**：起始/停止信号、ACK/NACK机制。 3. **ADC采样** 计算公式： $$ \text{采样值} = \frac{\text{输入电压}}{\text{参考电压}} \times 2^{\text{分辨率}} $$ 例如输入1V，参考电压3.3V，12位ADC时采样值为 $1/3.3 \times 4096 \approx 1241$[^1]。 #### 五、中断与异常处理 1. **NVIC特性** - 支持中断嵌套和优先级动态调整。 - 向量表定义中断服务函数（ISR）入口[^1]。 2. **ISR注意事项** - 避免耗时操作，可通过标志位触发任务处理。 - 使用 `__attribute__((interrupt))` 确保栈帧正确保存。 #### 六、系统设计 1. **DMA应用** 用于外设与内存间高效数据传输（如ADC连续采样），减少CPU占用。 2. **低功耗模式** - Sleep模式：关闭CPU时钟。 - Stop模式：关闭外设时钟，保留RAM数据。 #### 七、RTOS核心概念 1. **任务调度** - 优先级抢占式调度（FreeRTOS支持0-31级优先级）[^1]。 - 优先级反转解决方案：优先级继承或天花板协议。 2. **同步机制** - 信号量：资源计数（二进制/计数型）。 - 互斥锁：解决资源竞争问题。 #### 八、调试与优化 1. **调试工具** - JTAG/SWD接口：用于单步调试和寄存器查看。 - 逻辑分析仪：抓取SPI/I2C波形。 2. **代码优化** - 使用内联汇编加速关键代码。 - 减少全局变量以降低内存访问延迟。 --- ###
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