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在 ARM Linux 內核中,堆棧(Stack)是處理器用來存放函數調用時的臨時變量和函數返回地址的一片內存空間。由于堆棧大小與系統的穩(wěn)定性、性能和安全密切相關,因此需要進行合理地設置。

本文將介紹如何在 ARM Linux 系統中設置堆棧大小。
1. 確認堆棧大小
在 Linux 內核中,堆棧大小默認為 8KB。如果系統中的函數級別較深或者遞歸較多,則需要根據實際需要增加堆棧大小??梢酝ㄟ^以下命令查看當前系統的堆棧大?。?/p>
“`
ulimit -s
“`
2. 修改堆棧大小
在 Linux 中,可以使用 ulimit 命令來修改堆棧大小。下面是一個設置堆棧大小為 16KB 的例子:
“`
ulimit -s 16384
“`
在上述命令中,16384 即 16KB 的大小,它由兩個因素決定:堆棧大小的單位是 KB,每個 KB 包含 1024 個字節(jié)。可以根據需要設置不同大小的堆棧。
3. 永久修改堆棧大小
通過 ulimit 命令設置的堆棧大小只在當前會話中生效,關閉終端后會失效。如果需要永久修改堆棧大小,則需要編輯 /etc/security/limits.conf 文件。
在文件的末尾添加以下內容:
“`
* hard stack 16384
* soft stack 16384
“`
其中,“*”代表所有用戶。hard 和 soft 表示硬限制和軟限制,軟限制可以由用戶自行修改,而硬限制則不能。stack 表示限制的資源類型。16384 即 16KB。
對于僅特定用戶需要修改堆棧大小的情況,可以不使用“*”,而是指定用戶名進行限制。例如:
“`
user hard stack 16384
user soft stack 16384
“`
添加完上述內容后,重啟系統或重新登錄用戶即可生效。
4. 注意事項
在修改堆棧大小時,需要注意以下幾點:
(1)堆棧大小不能過小,否則可能導致函數調用時棧空間不足而崩潰。
(2)堆棧大小也不能過大,否則會占用大量的內存資源,從而影響系統的性能。
(3)修改堆棧大小的操作需要具有管理員權限。
(4)修改 /etc/security/limits.conf 文件時需要注意格式,否則可能導致文件無法生效。
5.
堆棧大小對系統的性能、穩(wěn)定性和安全都有著重要的影響,需要根據實際需求進行合理地設置。本文介紹了在 ARM Linux 系統中設置堆棧大小的方法,希望對 ARM Linux 開發(fā)者有所幫助。
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嵌入式系統是如何分配堆棧空間的
統是納陸悄指嵌入到應用對象中的專用計算機系統。這里的對象就是指產品,比如日常使用的冰箱、空調、洗衣機,或者手機、游戲機等。這些產品中都有計洞渣算機系統,這類計算機系統就是嵌入式計算機系統。至于單片機、ARM、FPGA、DSP等都是實現嵌入式系統的硬件平臺。根據對象體系的功能復雜性和計算處理復雜性,提供的不同選擇。對于簡單的家電控制悉敏嵌入式系統,采用簡單的8位單片機就足夠了,價廉物美,對于手機和游戲機等,就必須采用32位的ARM和DSP等芯片了。FPGA是一種更偏向硬件的實現方式。
所以要學習嵌入式,要從單片機開始,然后學習ARM和DSP之類。
交叉編譯器 arm-linux-gnueabi 和 arm-linux-gnueabihf 的區(qū)別
一. 什么是ABI和EABI
1) ABI: 二進制應用程序接口(Application Binary Interface (ABI) for the ARM Architecture)
在計算機中,應用二進制接口描述了應用程序(或者其他類型)和操作系統之間或其他應用程序的低級接口.
ABI涵蓋了各種細節(jié),如:
數據類型的大小、布局和對齊;
調用約定(控制著函數的參數如何傳送以及如何接受返回值),例如,是所有的參數都通過棧傳遞,還是部分參數通過寄存器傳遞;哪個寄存器用于哪個函數參數;通過棧傳遞的之一個函數參數是更先push到棧上還是最后;
系統調用的編碼和一個應用如何向操作系統進行系統調用;
以及在一個完整的操作系統ABI中,目標文件的二進制格式、程序庫等等。
一個完整的ABI,像Intel二進制兼容標準 (iBCS) ,允許支持它的操作系統上的程序不經修改在其他支持此ABI的操作體統上運行。
ABI不同于應用程序接口(API),API定義了源代碼和庫之間的接口,因此同樣的代碼可以在支持這個API的任何系統中編譯,ABI允許編譯好的目標代碼在使用兼容ABI的系統中無需改動就能運行。
2) EABI: 嵌入式ABI
嵌入式應用二進制接口指定了文件格式、數據類型、寄存器使用、堆積組織優(yōu)化和在一個嵌入式軟件中的參數的標準約定。
開發(fā)者使用自己的匯編語言也可以使用EABI作為與兼容的編譯器生成的匯編語言的接口。
支持EABI的編譯器創(chuàng)建的目標文件可以和使用類似編譯器產生的代碼兼容,這樣允許開發(fā)者鏈接一個由不同編譯器產生的庫。
EABI與關于通用計算機的ABI的主要區(qū)別是應用程序代碼中允許使用特權指令,不需要動態(tài)鏈接(有時是禁止的),和更緊湊的堆棧幀組織用來節(jié)省內存。廣泛使用EABI的有Power PC和ARM.
二. gnueabi相關的兩個交叉編譯器: gnueabi和gnueabihf
在debian源里這兩個交叉編譯器的定義如下:
gcc-arm-linux-gnueabi – The GNU C compiler for armel architecture
gcc-arm-linux-gnueabihf – The GNU C compiler for armhf architecture
可見這兩個交叉編譯器適用于armel和armhf兩個不同的架構, armel和armhf這兩種架構在對待浮點運算采取了不同的策略(有fpu的arm才能支持這兩種浮點運算策略)
其實這兩個廳州交叉編譯器只不過是gcc的選項-mfloat-abi的默認值不同. gcc的選項-mfloat-abi有三種值soft,softfp,hard(其中后兩者都要求arm里有fpu浮點運算單元,soft與后兩者是兼扮純蔽容的,但softfp和hard兩種模式互不兼容):
soft : 不用fpu進行浮點計算,即使有fpu浮點運算單元也不用,而是使用軟件模式。
softfp : armel架構(對應的編譯器為gcc-arm-linux-gnueabi)采用的默認值,用fpu計算,但是傳參數用普通寄存器傳,這樣中斷的時候,只需要保存普通寄存器,中斷負荷小,但是參數需要轉換成浮點的再計算。
hard : armhf架構(對應的編譯器gcc-arm-linux-gnueabihf)采用的默認值,用fpu計算,傳參數也用fpu中的浮點寄存器傳,省去了轉換, 性能更好,但是中斷負荷高。
三. 拓展閱讀
下文闡述了褲裂ARM代碼編譯時的軟浮點(soft-float)和硬浮點(hard-float)的編譯以及鏈接實現時的不同。從VFP浮點單元的引入到軟浮點(soft-float)和硬浮點(hard-float)的概念
VFP (vector floating-point)
從ARMv5開始,就有可選的 Vector Floating Point (VFP) 模塊,當然最新的如 Cortex-A8, Cortex-A9 和 Cortex-A5 可以配置成不帶VFP的模式供芯片廠商選擇。
VFP經過若干年的發(fā)展,有VFPv2 (一些 ARM9 / ARM11)、 VFPv3-D16(只使用16個浮點寄存器,默認為32個)和VFPv3+NEON (如大多數的Cortex-A8芯片) 。對于包含NEON的ARM芯片,NEON一般和VFP公用寄存器。
硬浮點Hard-float
編譯器將代碼直接編譯成發(fā)射給硬件浮點協處理器(浮點運算單元FPU)去執(zhí)行。FPU通常有一套額外的寄存器來完成浮點參數傳遞和運算。
使用實際的硬件浮點運算單元FPU當然會帶來性能的提升。因為往往一個浮點的函數調用需要幾個或者幾十個時鐘周期。
軟浮點 Soft-float
編譯器把浮點運算轉換成浮點運算的函數調用和庫函數調用,沒有FPU的指令調用,也沒有浮點寄存器的參數傳遞。浮點參數的傳遞也是通過ARM寄存器或者堆棧完成。
現在的Linux系統默認編譯選擇使用hard-float,即使系統沒有任何浮點處理器單元,這就會產生非法指令和異常。因而一般的系統鏡像都采用軟浮點以兼容沒有VFP的處理器。
armel ABI和armhf ABI
在armel中,關于浮點數計算的約定有三種。以gcc為例,對應的-mfloat-abi參數值有三個:soft,softfp,hard。
soft是指所有浮點運算全部在軟件層實現,效率當然不高,會存在不必要的浮點到整數、整數到浮點的轉換,只適合于早期沒有浮點計算單元的ARM處理器;
softfp是目前armel的默認設置,它將浮點計算交給FPU處理,但函數參數的傳遞使用通用的整型寄存器而不是FPU寄存器;
hard則使用FPU浮點寄存器將函數參數傳遞給FPU處理。
需要注意的是,在兼容性上,soft與后兩者是兼容的,但softfp和hard兩種模式不兼容。
默認情況下,armel使用softfp,因此將hard模式的armel單獨作為一個abi,稱之為armhf。
而使用hard模式,在每次浮點相關函數調用時,平均能節(jié)省20個CPU周期。對ARM這樣每個周期都很重要的體系結構來說,這樣的提升無疑是巨大的。
在完全不改變源碼和配置的情況下,在一些應用程序上,使用armhf能得到20%——25%的性能提升。對一些嚴重依賴于浮點運算的程序,更是可以達到300%的性能提升。
Soft-float和hard-float的編譯選項
在CodeSourcery gcc的編譯參數上,使用-mfloat-abi=name來指定浮點運算處理方式。-mfpu=name來指定浮點協處理的類型。
可選類型如fpa,fpe2,fpe3,maverick,vfp,vfpv3,vfpv3-fp16,vfpv3-d16,vfpv3-d16-fp16,vfpv3xd,vfpv3xd-fp16,neon,neon-fp16,vfpv4,vfpv4-d16,fpv4-sp-d16,neon-vfpv4等。
使用-mfloat-abi=hard (等價于-mhard-float) -mfpu=vfp來選擇編譯成硬浮點。使用-mfloat-abi=softfp就能兼容帶VFP的硬件以及soft-float的軟件實現,運行時的連接器ld.so會在執(zhí)行浮點運算時對于運算單元的選擇,
是直接的硬件調用還是庫函數調用,是執(zhí)行/lib還是/lib/vfp下的libm。-mfloat-abi=soft (等價于-msoft-float)直接調用軟浮點實現庫。
在ARM RVCT工具鏈下,定義fpu模式:
–fpu softvfp
–fpu softvfp+vfpv2
–fpu softvfp+vfpv3
–fpu softvfp+vfpv_fp16
–fpu softvfp+vfpv_d16
–fpu softvfp+vfpv_d16_fp16.
定義浮點運算類型
–fpmode ieee_full : 所有單精度float和雙精度double的精度都要和IEEE標準一致,具體的模式可以在運行時動態(tài)指定;
–fpmode ieee_fixed : 舍入到最接近的實現的IEEE標準,不帶不精確的異常;
–fpmode ieee_no_fenv :舍入到最接近的實現的IEEE標準,不帶異常;
–fpmode std :非規(guī)格數flush到0、舍入到最接近的實現的IEEE標準,不帶異常;
–fpmode fast : 更積極的優(yōu)化,可能會有一點精度損失。
(1)當一個主機試圖與另一個主機通信時,IP首先決定目的主機是一個內網還是外網,怎么確定?當然使用網絡號。
(2)如果是是同一內網,那就就是直接發(fā)送了,這個最簡答不過了。
(3)如果目的主答衫機是和發(fā)送主機不在同一個內網,也就是在外網了,^_^很啰嗦,IP將查詢路由表來為外網主機或外網選擇一個路由,所以一般情況下有可能做梁為某個外網指定特定的路由,具體問題稍后分析。
(4)若未找到明確的路由,此時在路由表中還會有默認網關,也可稱為缺省網關,IP用缺省的網關地址將一個數據傳送給下一個指定的路由器,所以網關也可能是路由器,也可能只是內網向特定路由器傳輸數據的網關。
(4)在該路由器收到數據后,它再次為純舉運遠程主機或網絡查詢路由,若還未找到路由,該數據包將發(fā)送到該路由器的缺省網關地址。
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本文名稱:如何設置ARMLinux堆棧大小(armlinux堆棧大小)
文章起源:http://www.dlmjj.cn/article/dhisise.html


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