我使用了太多的RAM。如何测量？

我想知道我在项目中使用了多少RAM，据我所知，没有办法真正解决这个问题（除了自己进行计算之外）。我进入了一个相当大的项目的阶段，在此我已经确定我的RAM用完了。

我已经确定了这一点，因为我可以添加一个节，然后在代码中的其他地方毫无理由地打破所有地狱。如果我有#ifndef其他问题，它将再次起作用。新代码在程序上没有任何问题。

我怀疑有一段时间我将要用完可用的RAM。我不认为我使用了太多堆栈（尽管有可能），确定我实际使用多少RAM的最佳方法是什么？

经历并尝试解决它，当我遇到枚举和结构时会遇到问题；它们需要多少内存？

第一次编辑：另外，自开始以来，我已经对草图进行了很多编辑，这些并不是我最初得到的实际结果，但是它们是我现在所得到的。

  text     data     bss     dec     hex filename
 17554      844     449   18847    499f HA15_20140317w.cpp.elf
 16316      694     409   17419    440b HA15_20140317w.cpp.elf
 17346      790     426   18562    4882 HA15_20140317w.cpp.elf

经过大量编辑后，第一行（带有文本17554）不起作用，第二行（带有文本16316）正在正常工作。

编辑：第三行可以正常工作，进行串行读取，执行新功能等。实际上，我删除了一些全局变量和重复的代码。我之所以这样说是因为（怀疑）这与每个sae的代码无关，而必须与RAM的使用有关。这使我回到了最初的问题，“如何最好地衡量它”，我仍在检查一些答案，谢谢。

我实际上如何解释以上信息？

到目前为止，我的理解是：

`TEXT` is program instruction memory
`DATA` is variables (unitialised?) in program memory
`BSS`  is variables occupying RAM

由于BSS大大少于1024字节，为什么第二个可以工作，而第一个却不能呢？如果DATA+BSS两者都超过1024。

重新编辑：我编辑了问题以包含代码，但是现在我删除了它，因为它确实与问题无关（可能是不良的编码习惯，变量声明等）。如果您确实想查看代码，则可以通过回顾这些代码来查看代码。我想回到前面的问题，该问题更多地基于：如何衡量RAM使用率。

您可以使用AVRGCC提供的功能：监视堆栈使用情况

该功能旨在检查堆栈使用情况，但报告的内容是从未使用过的实际RAM（在执行过程中）。它通过用已知值（0xC5）“绘制”（填充）RAM，然后检查RAM区域以计数多少个字节仍具有相同的初始值来做到这一点。
该报告将显示未使用的RAM（最小可用RAM），因此您可以计算已使用的最大RAM（总RAM-报告的RAM）。

有两个功能：

• StackPaint在初始化期间自动执行，并用0xC5值“绘制” RAM（可根据需要更改）。

• 可以随时调用StackCount来计数未使用的RAM。

这是用法示例。并没有做太多，但是旨在说明如何使用这些功能。

// -----------------------------------------------------------------------------
extern uint8_t _end;
extern uint8_t __stack;

void StackPaint(void) __attribute__ ((naked)) __attribute__ ((section (".init1")));

void StackPaint(void)
{
#if 0
    uint8_t *p = &_end;

    while(p <= &__stack)
    {
        *p = 0xc5;
        p++;
    }
#else
    __asm volatile ("    ldi r30,lo8(_end)\n"
                    "    ldi r31,hi8(_end)\n"
                    "    ldi r24,lo8(0xc5)\n" /* STACK_CANARY = 0xc5 */
                    "    ldi r25,hi8(__stack)\n"
                    "    rjmp .cmp\n"
                    ".loop:\n"
                    "    st Z+,r24\n"
                    ".cmp:\n"
                    "    cpi r30,lo8(__stack)\n"
                    "    cpc r31,r25\n"
                    "    brlo .loop\n"
                    "    breq .loop"::);
#endif
} 


uint16_t StackCount(void)
{
    const uint8_t *p = &_end;
    uint16_t       c = 0;

    while(*p == 0xc5 && p <= &__stack)
    {
        p++;
        c++;
    }

    return c;
} 

// -----------------------------------------------------------------------------

void setup() {

Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
Serial.println(StackCount(), DEC);  // calls StackCount() to report the unused RAM
delay(1000);
}

您在运行时使用内存可能遇到的主要问题是：

• 堆中没有可用内存用于动态分配（malloc或new）
• 调用函数时，堆栈上没有剩余空间

两者实际上都与用于两者的AVR SRAM（Arduino上的2K）相同（除了静态数据，其大小在程序执行期间不会改变）。

通常，动态内存分配很少在MCU上使用，通常只有少数几个库使用它（其中一个是String类，您提到过您不使用它，这很不错）。

可以在下面的图片中看到堆栈和堆（由Adafruit提供）：

因此，最令人期待的问题来自堆栈溢出（即，当堆栈向堆方向扩展并在堆上溢出时，然后-如果未完全使用堆-则在SRAM的静态数据区上发生了溢出。）您有以下任何一种的高风险：

• 数据损坏（即堆栈覆盖堆或静态数据），使您难以理解
• 堆栈损坏（即堆或静态数据覆盖堆栈内容），通常会导致崩溃

为了知道在堆的顶部和堆的顶部之间剩余的内存量（实际上，如果我们在如下图所示的同一图像上同时表示堆和堆，则可以将其称为底部）。可以使用以下功能：

int freeRam () {
  extern int __heap_start, *__brkval; 
  int v; 
  return (int) &v - (__brkval == 0 ? (int) &__heap_start : (int) __brkval); 
}

在上面的代码中，它__brkval指向堆的顶部，但指向0未使用堆的情况，在这种情况下，我们使用&__heap_start哪个指向__heap_start，它是第一个标记堆底部的变量；&v当然指向堆栈的顶部（这是最后压入堆栈的变量），因此上面的公式将返回可用于堆栈（或堆栈，如果使用的话）的可用内存量。

您可以在代码的各个位置使用此功能，以尝试找出此尺寸在何处急剧减小。

当然，如果您看到此函数返回负数，那就为时已晚：您已经溢出了堆栈！

当您确定如何在临时目录中找到生成的.elf文件时，可以执行以下命令以转储SRAM使用情况，该project.elf位置将被生成的.elf文件替换。这个输出的优点是检查的能力如何您的SRAM使用。是否所有变量都必须是全局变量，是否确实需要所有变量？

avr-objdump -S -j .bss project.elf

project.elf:     file format elf32-avr


Disassembly of section .bss:

00800060 <__bss_start>:
        ...

00800070 <measurementReady>:
        ...

00800071 <cycles>:
        ...

00800073 <measurement>:
  800073:       00 00 00 00                                         ....

00800077 <measurementStart>:
  800077:       00 00 00 00                                         ....

0080007b <timerOverflows>:
  80007b:       00 00 00 00

请注意，这并未显示堆栈或动态内存的使用情况，如以下注释中所述的Ignacio Vazquez-Abrams所示。

另外avr-objdump -S -j .data project.elf可以检查a，但是我的程序都没有输出任何内容，因此我无法确定它是否有用。它应该列出 “已初始化（非零）数据”。

我怀疑有一段时间我将要用完可用的RAM。我不认为我使用了太多堆栈（尽管有可能），确定我实际使用多少RAM的最佳方法是什么？

最好结合使用手动估算和使用sizeof运算符。如果您的所有声明都是静态的，那么应该可以为您提供准确的描述。

如果使用动态分配，那么一旦开始取消分配内存，您可能会遇到问题。这是由于堆上的内存碎片。

经历并尝试解决它，当我遇到枚举和结构时会遇到问题；它们需要多少内存？

一个枚举与一个枚举占用一样多的空间int。因此，如果enum声明中有一组10个元素，则为10*sizeof(int)。此外，每个使用枚举的变量都只是一个int。

对于结构，最容易使用sizeof来找出。结构占据的（最小）空间等于其成员的总和。如果编译器进行结构对齐，则可能会更多，但是在的情况下则不太可能avr-gcc。

有一个名为Arduino Builder的程序，可以清晰地显示程序正在使用的闪存，SRAM和EEPROM的数量。

Arduino构建器构成CodeBlocks Arduino IDE解决方案的一部分。它可以用作独立程序，也可以通过CodeBlocks Arduino IDE使用。

不幸的Arduino Builder是有点老，但它应该对大多数程序和最Arduinos，如欧诺工作。