嵌入式内存溢出检测

Foreword

内存溢出，非常常见的错误，但是对于嵌入式软件而言稍微有点麻烦，因为出问题的时候不一定能被调试，能被追踪到，条件十分严苛。

借鉴前人的经验，做一次实践

内存溢出

笨方法

这个方法比较笨，但是可以防止程序产生更严重的问题，比如在做内存copy或者调用指针的时候，都做一次内存范围检测，如果发现范围溢出了，那么此时就记录一下具体溢出的位置，触发函数等等。

这种方式可以维持一个长期稳定，但是溯源上还是差一些，同时也会影响效率，特别是一些高频操作或者是时间敏感的操作。

canary

最简单的思路，在觉得可能会溢出的地方加上一个溢出标志，那么当溢出的时候就可以直接记录溢出点，然后就能追踪了

这样追踪到的是溢出点，但是如果是哪个地方溢出了，写到了别的内存的位置，这种办法就无法直接溯源，只能发现第一次出问题的点

对于堆来说，直接修改内存分配函数就行了，不影响到全局代码，但是对于栈来说就比较麻烦了，他可能是局部内发生的溢出，每个变量都要检测才行

普通办法

#define CANARY_VALUE 0xA5

typedef struct {
    int data;
    uint8_t canary;  // 哨兵字节
} protected_int_t;

// 初始化
#define PROTECTED_VAR_INIT(var, value) do { \
    var.data = value; \
    var.canary = CANARY_VALUE; \
} while(0)

// 检查
#define CHECK_CANARY(var) ((var).canary == CANARY_VALUE)

// 使用示例
protected_int_t my_counter;
PROTECTED_VAR_INIT(my_counter, 0);

// 检测溢出
if (!CHECK_CANARY(my_counter)) {
    // 处理溢出情况
}

这种方式还是比较麻烦的，每个变量都要变成结构体，都需要被重新定义，改动量比较大

编译器方法

// 在链接器脚本中
.protected_data : {
    _protected_data_start = .;
    *(.protected_data)
    _protected_data_end = .;
    . = ALIGN(4);
    _canaries_start = .;
    . += (_protected_data_end - _protected_data_start) / 4; /* 每4字节一个哨兵 */
    _canaries_end = .;
}

// 在代码中
#define PROTECTED_VAR __attribute__((section(".protected_data")))
PROTECTED_VAR int my_counter = 0;

这种通过定义一个新的加载方式，将某些特定变量存储到指定位置

然后扫描代码中对应的字节位置就行了，他需要给每个变量加一个宏，这样改动其实相对比较小。

只需要额外写一个代码扫描文件，然后识别变量，将这个加上去就行了，这样在不需要这个代码的时候就可以没有，需要检测溢出的时候，就可以使用这个特殊版本进行检测。检测完还能恢复到内存使用比较少的状态。

Summary

暂时没看到还有啥更成熟的办法，日后有了新发现再来补充

FEATURED TAGS

RaspberryPi 嵌入式 Git 脚本 python LeetCode C++ APM FreeRTOS Markdown Embedded Linux Vim Ubuntu Tools STM32 Maya LPWAN Graph Theory Algorithm PathFind OMPL VPS QT Router JS Chrome Tampermonkey API Java Spring MySql Springboot Docker V2ray TTRSS Nintendo Switch Trace Crack BLHeli DSHOT ESC Music C# EasyCon Blog 杂谈 Proxy UAV GuinnessWorldRecords NAS 群晖 ZeroTier Typora Map 旅游 Log JSON Cython Equip Goods Share DMX512 Blender Game AP Network CloudFlare DIY WIFI Camera Diablo Sensor SES QQ Bot Python Vmq Jenkins 米家 ESP32 Software C MT793x NXP CH32 OpenWrt Onion Copilot Investment ChatGPT Debug RouterOS Mikrotik GitLab Drone OpenAI VS Code 管理 build Kconfig CMake Su7Ultra Car Cursor AI MCP

Stack Overflow，踩内存