Как обнаружить ошибки переполнения памяти в коде Arduino C?

Несколько раз у меня возникали некоторые подозрительные результаты на Serial Monitor после загрузки кода в Arduino: например, вечный вывод пробелов или внезапный разрыв строк или зашифрованных строк.

Поскольку в Arduino IDE не было ни ошибки компиляции, ни предупреждения, я подумал, что Arduino не работает, но после некоторых тестов я обнаружил, что компилятор Arduino IDE перехватывает не все виды ошибок, особенно при назначении переменных в цикле для структур массива. Это, кажется, разбивает Arduino за короткий промежуток времени.

Как я могу обнаружить ошибки, не отображаемые в Arduino IDE?

Библиотека MemoryFree может помочь вам найти риски с использованием памяти.

Пример:

#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);
}

Я не уверен, что MemoryFree учитывает указатель стека. Если ваш указатель стека сталкивается с указателем кучи, вы можете столкнуться с ошибками сегментации.

Наиболее распространенной причиной исчерпания ОЗУ является использование объекта String или использование множества константных символов (строка в стиле c).

Forteantly IDE 1.0.4 включает в себя исправление malloc, которое мучает объект String в течение очень долгого времени.

Чтобы уменьшить объем оперативной памяти, потраченной на строки с постоянными символами, такие как:

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

Вы можете использовать макрос F (). Этот макрос заставит массив символов оставаться в PROGMEM. Когда используется массив, используется только один байт памяти.

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

Помните, что строки, хранящиеся в PROGMEM, не могут быть изменены во время выполнения.

Что касается обнаружения, то без отладчика или контроллера памяти вы должны использовать устаревшие детективные методы, чтобы найти, где возникают проблемы.

Похоже, вы говорите об ошибках во время выполнения (типа утечки памяти / типа segfault) здесь.

Нет никакого способа обнаружить такие ошибки (если вы не очень тщательно прочесываете код) в уже написанном коде. Тем не менее, это довольно легко предотвратить во время написания кода. Просто будьте очень осторожны при написании циклов или рекурсивных вызовов; спросите себя "может ли это выйти из-под контроля?" Если это выглядит так, как будто это «выходит из-под контроля», тогда напишите код для защиты от этого.

О segfaults - просто проверьте граничные значения индексов массива, и все должно быть в порядке. Если вы используете указатели, будьте осторожны с арифметикой указателей.