Детальный анализ использования памяти

Просмотр списка сборок вашего кода-самый прямой способ узнать подробности распределения пространства. В моей системе Ubuntu Linux я использую сценарий оболочки (то есть файл, содержащий команды оболочки), как показано ниже, для создания списка сборок самого недавно скомпилированного файла .ino, который должен находиться в рабочем каталоге при выполнении сценария:

#!/bin/sh
# Look for .ino in current directory, and find recent /tmp/build...
item=*.ino
[ -z "$item" ] && echo ino file not found && exit
BDIR=/tmp/$(ls -t /tmp | egrep -m1 build.*tmp)
BASE=$(basename $item .ino)
avr-objdump -S -I$PWD $BDIR/$BASE.cpp.elf > $BASE.ino.asm

Все, что находится перед строкой avr-objdump, позволяет скрипту узнать имя текущего файла .ino и имя подкаталога /tmp/, в котором находится файл .ino.elf.

Вы также можете использовать avr-objdump, чтобы получить более краткий список размеров, как показано ниже, где $BDIR и $BASE, как в приведенном выше скрипте, представляют каталог сборки в /tmp/и базовое имя файла .ino.

avr-objdump -C -d $BDIR/$BASE.cpp.o| egrep -C2 '^Disassembly' | egrep -v '^--|^$|^Disassembly' | less

Это приведет к созданию списка с двухстрочными записями, как показано ниже, в котором каждая строка, начинающаяся с 00000000, является именем подпрограммы, а следующая строка показывает последнюю строку ее скомпилированного кода. В этом примере процедура setup_PowerDown() имеет 0xA4 байта кода, ISR __vector_13 имеет 0xC6 байт, keepAlive() имеет 0x10 байт и т. Д.

00000000 <setup_PowerDown()>:
  a4:   08 95           ret
00000000 <__vector_13>:
  c6:   18 95           reti
00000000 <keepAlive()>:
  10:   08 95           ret
00000000 <eeWrite1(unsigned char, unsigned char)>:
  3a:   08 95           ret
00000000 <eeWrite2(unsigned char, unsigned char)>:
  18:   0c 94 00 00     jmp     0       ; 0x0 <eeWrite2(unsigned char, unsigned char)>
00000000 <parValidate(unsigned char, unsigned char, unsigned char)>:
  64:   08 95           ret
00000000 <loadSettings()>:
  e0:   08 95           ret
00000000 <applySettings()>:
  84:   08 95           ret

Некоторые IDE предоставляют информацию о таблице символов, которая включает размеры подпрограмм, кадров стека и данных. Я не знаю, доступно ли это через Arduino IDE, AVR-libc или GNU Binutils. Таблица символов, предоставленная avr-readelf-s (как в следующей команде), предоставляет довольно подробную информацию о символах, которая кажется совершенно бесполезной в своем необработанном виде.

avr-readelf  -s  $BDIR/$BASE.cpp.o

Методы, описанные выше, являются несколько специальными и зависят от файлов, оставшихся после запуска avr-gcc или avr-g++. Я не знаю никаких “официальных” методов получения информации, которую вы хотите увидеть.

Вы можете автоматически генерировать файл "карты" каждый раз при компиляции. Это дает вам полную разбивку того, как все связано компоновщиком, включая размер каждого раздела и другую полезную отладочную информацию.

Простая модификация для platforms.txt в аппаратном обеспечении/arduino/avr-это все, что нужно. Найдите строку, начинающуюся compiler.c.elf.flags= и добавьте в ее конец:

 -Wl,-Map,"{build.path}/{build.project_name}.map"

Если хотите, вы можете заменить {build.path} на жестко закодированный путь, например на рабочий стол, а файл .map-на файл .txt, чтобы его можно было легко открыть блокнотом или чем бы вы ни пользовались (при условии, конечно, Windows).

Это был отличный вопрос, и он помог мне недавно, так как я создаю довольно обширное приложение Arduino, используя Nano (ATmega328 и 32K программной памяти). В какой-то момент у меня почти закончилась память программы, и я был немного шокирован.
Я не думал, что код настолько велик.

Мои тесты и результаты

С комментариями, которые я прочитал в сообщениях об этом ответе, я решил создать пустое приложение и изучить результаты по мере добавления библиотек и т.д. Вот мои результаты (с использованием Arduino IDE 1.8.13):

1. пустой скетч занимает 444 байта памяти программы (максимум 30720 байт).

2. Sketch который включает в себя 6 библиотек✔ использует до 6218 байт

   <LiquidCrystal_I2C.h>, <Wire.h>,<ds3231.h>,<SD.h>,<EEPROM.h>,<SoftwareSerial.h>

3. добавление одной строки Serial.begin(9600); использует 6324 байта ПРИМЕЧАНИЕ: 6324 - 6218 = 106 байт, хотя я добавил только 19 байт (символы для этой строки).

4. Добавление еще одной строки Serial.print("a"); приводит к использованию 6342 байтов. Это еще 18 байтов (6324 - 6342 = 18), то есть точное количество символов, которые я добавил в эту строку (включая точку с запятой).

5. Добавление 2-й строки с Serial.print("a"); приводит к 6358 (16 байт)

6. Добавление 3-й строки Serial.print("a"); приводит к 6374 (16 дополнительным байтам).

Надеюсь, это немного поможет. Теперь я возвращаюсь к своему приложению и удаляю все последовательные строки, которые я использовал для вывода отладки. Теперь они просто съедают память программы. На самом деле, я, вероятно, даже буду использовать условную компиляцию (показанную в этом ответе SO), чтобы я все еще мог печатать при отладке.

Пустой скетч означает тот, в котором есть только структуры void setup() {} void loop() {} и ничего больше.

✔ Это библиотеки, которые я использую в своем проекте.

Я вернулся и добавил эти дополнительные строки с объемом используемой памяти программы, потому что был комментарий, что строки кода вообще не влияют на память. Конечно, они это делают. В какой-то момент вся память программы будет израсходована, и ваша программа больше не будет помещаться во флэш-память. Это то, с чем у меня была проблема, поскольку моя обширная программа (которая включает в себя датчики, ЖК-дисплей, sd-карту и Bluetooth) продолжает расти.