Jak wykryć błędy przepełnienia pamięci w kodzie Arduino C.

Kilka razy miałem jakieś podejrzane dane wyjściowe na monitorze szeregowym po przesłaniu kodu do Arduino: jak wieczne wyjście białych znaków lub nagle odcięcie ciągów lub zakodowanych ciągów.

Ponieważ w Arduino IDE nie było błędu kompilacji ani ostrzeżenia, pomyślałem, że Arduino jest zepsute, ale po kilku testach odkryłem, że kompilator Arduino IDE nie przechwytuje wszystkich rodzajów błędów - szczególnie przy przypisywaniu zmiennych w pętli do struktur tablicowych. Wydaje się, że doprowadziło to do awarii Arduino w krótkim czasie.

Jak mogę wykryć błędy nie wyświetlane przez Arduino IDE?

Biblioteka MemoryFree może pomóc Ci znaleźć ryzyka z wykorzystaniem pamięci.

Przykład:

#include <MemoryFree.h>

// On Arduino Duemilanove with ATmega328:
//
// Reported free memory with str commented out:
// 1824 bytes
//
// Reported free memory with str and Serial.println(str) uncommented:
// 1810
//
// Difference: 14 bytes (13 ascii chars + null terminator)

// 14-bytes string
//char str[] = "Hello, world!";


void setup() {
    Serial.begin(115200);
}


void loop() {
    //Serial.println(str);

    Serial.print("freeMemory()=");
    Serial.println(freeMemory());

    delay(1000);
}

Nie jestem pewien, czy MemoryFree uwzględnia wskaźnik stosu. Jeśli wskaźnik stosu koliduje ze wskaźnikiem stosu, mogą wystąpić błędy segmentacji.

Najczęstszą przyczyną wyczerpania pamięci RAM jest użycie obiektu String lub użycie wielu tablic o stałych znakach (ciąg typu c).

Na przykład IDE 1.0.4 zawiera poprawkę do malloc, która nęka obiekt String od bardzo dawna.

Aby zmniejszyć ilość pamięci RAM zmarnowanej przez ciągi znaków o stałej długości, takie jak:

Serial.print("Hello World");  // This consumes RAM!

Możesz użyć makra F (). To makro zmusi tablicę znaków do pozostania w PROGMEM. Gdy używana jest tablica, zużywany jest tylko jeden bajt pamięci.

Serial.print(F("Hello World"));  // Keeps the character-array in PROGMEM

Należy pamiętać, że ciągów zapisanych w PROGMEM nie można zmienić w czasie wykonywania.

Jeśli chodzi o odkrycie, bez debugera lub kontrolera pamięci musisz użyć staromodnych technik detektywistycznych, aby znaleźć miejsce występowania problemów.

Wygląda na to, że mówisz o błędach środowiska wykonawczego (typu wyciek pamięci / segfault).

Nie ma żadnego sposobu na wykrycie takich błędów (chyba że bardzo starannie przeczesujesz kod) w kodzie, który jest już napisany. Jednak dość łatwo jest temu zapobiec podczas pisania kodu. Bądź bardzo ostrożny, pisząc pętle lub połączenia rekurencyjne; zadaj sobie pytanie „czy to wymknie się spod kontroli?”. Jeśli wygląda na to, że jest to pole do „wymknięcia się spod kontroli”, to napisz kod, aby się przed tym zabezpieczyć.

O segfaultach - po prostu sprawdź wartości brzegowe indeksów tablic i powinieneś być w porządku. Jeśli używasz wskaźników, bądź ostrożny z arytmetyką wskaźników.