====== Работа с динамической памятью ======

При выполнении команды **O7ARMv{6,7}Linker.Link** в рабочий журнал будет выведено, сколько полученная программа потребляет ROM и RAM. Например, для программы из [[ob:o7:stm32f103|первого урока]] требуется 880 байт ROM и 16 байт RAM.

Доступная память RAM используется под следующие ресурсы:
  * куча;
  * стек;
  * глобальные переменные;
  * таблица указателей, строки, таблица модулей.

Куча используется только при динамическом выделении памяти через команду **NEW**, и она заполняется снизу вверх. Для сборки мусора в куче надо вызывать команду **MicroGC0.Collect**. Количество выделенной динамической памяти доступно в переменной **MicroKernel0.allocated**, начало кучи --- **MicroKernel0.heapOrg**, конец --- **MicroKernel0.heapLim**. Следовательно общий размер легко вычислить как их разность.

Стек заполняет выделенную под него память сверху вниз. И когда этот объем полностью заполняется, он начинает расти поверх кучи. Поэтому большие переменные рекомендуется размещать либо глобально, либо в куче, выход за границы которой контролируется автоматически. При переполнении кучи указатель будет равен NIL после вызова NEW.

Размер памяти, выделяемой под стек, определяется константой **StkSize** в модуле **System** для конкретного контроллера. Например, для STM32F4 это 8192 байта, для STM32F103x{8,B} --- 2048 байт. Это значение вы можете легко изменить исходя из требований вашего проекта. Если вы используете рекурсивные алгоритмы, то скорее всего вам потребуется зарезервировать больше места под стек.

Степень заполнение стека возможно вычислить, исходя из положения начала и его текущего положения:

	SYSTEM.GET(SYSTEM.REG(MT), stkOrg); (* MT = 6 *)
	SYSTEM.GET(SYSTEM.REG(SP), stkPos); (* SP = 13 *)
	stkLen := stkOrg - stkPos;

Так возможно контролировать при отладке, не превышает ли **stkLen** значение **StkSize**

Переполнение стека возможно обнаружить и более простым путем, сравнив **stkPos** с **MicroKernel0.heapLim**. Если он меньше, значит стек уже начал писаться в область памяти, выделенной для кучи. Так возможно добавить ASSERT для аварийной остановки в случае переполнения стека. Про обработку аварийных остановок читайте [[ob:o7:debug|заметку про отладку]].

===== Тестирование сборщика мусора =====

Александр Ширяев разработал модуль для тестирования сборщика мусора:

{{ :ob:o7:testgc0.odc |}}

	MODULE TmpTestGC0;
	
		(*
			Alexander Shiryaev, 2019.10
	
			Dynamic memory (and garbage collection) test
	
			Board: Nucleo-F446RE
				PA2: UART TX
				PA3: UART RX
				PA5: LED
		*)
	
		IMPORT
			SYSTEM,
			ARMv7M := MicroARMv7M,
			Traps := MicroARMv7MTraps,
			Kernel := MicroKernel0,
			GC := MicroGC0,
			TPorts := MicroSTM32F4TPorts,
			Pins := MicroSTM32F4Pins,
			Sys := MicroSTM32F405System,
			SysTick0 := DplaARMv7MSTM32SysTick0,
			WWDG := MicroARMv7MSTM32F4WWDG;
	
		CONST
			enableLED = TRUE;
	
			led0PinPort = Pins.A;
			led0PinN = 5;
			led0BSRR = Pins.GPIOABSRR;
	
			freq0 = 128; (* Hz *)
	
		TYPE
			Operation = POINTER TO OperationDesc;
			OperationDesc = RECORD
			END;
			Repeat = POINTER TO RepeatDesc;
			RepeatDesc = RECORD (OperationDesc)
				value: INTEGER
			END;
			End = POINTER TO EndDesc;
			EndDesc = RECORD (OperationDesc)
			END;
	
		VAR
			cnt0: INTEGER;
			operations: ARRAY 100 OF Operation;
			nOp: INTEGER;
			port: TPorts.Port;
	
		PROCEDURE LEDOn;
		BEGIN
			SYSTEM.PUT(led0BSRR, {led0PinN})
		END LEDOn;
	
		PROCEDURE LEDOff;
		BEGIN
			SYSTEM.PUT(led0BSRR, {led0PinN+16})
		END LEDOff;
	
		PROCEDURE InitOperations;
			VAR i: INTEGER;
		BEGIN
			i := 0;
			WHILE i < LEN(operations) DO
				operations[i] := NIL;
				INC(i)
			END;
			GC.Collect;
			nOp := 0
		END InitOperations;
	
		PROCEDURE AddRepeat (val: INTEGER);
			VAR repeat: Repeat;
		BEGIN
			repeat := NIL;
			NEW(repeat);
			repeat.value := val;
			operations[nOp] := repeat;
			INC(nOp)
		END AddRepeat;
	
		PROCEDURE AddEnd;
			VAR end: Repeat;
		BEGIN
			end := NIL;
			NEW(end);
			INC(nOp)
		END AddEnd;
	
		PROCEDURE PopulateOperations;
			VAR i: INTEGER;
		BEGIN
			i := 0;
			WHILE i < 10 DO
				AddRepeat(i);
				INC(i)
			END;
			i := 0;
			WHILE i < 5 DO
				AddEnd;
				INC(i)
			END
		END PopulateOperations;
	
		PROCEDURE Receive (id: CHAR; a: ARRAY OF CHAR; len: INTEGER);
			VAR ok: BOOLEAN;
				i: INTEGER;
		BEGIN
			IF id = 20X (* communication test *) THEN
				TPorts.Send(port, 21X, SYSTEM.ADR(a), len, ok)
			ELSIF id = 22X (* clear dynamic memory *) THEN
				IF len = 0 THEN
					InitOperations;
					TPorts.Send(port, 23X, 0, 0, ok)
				END
			ELSIF id = 24X (* populate dynamic memory *) THEN
				IF len = 0 THEN
					PopulateOperations;
					TPorts.Send(port, 25X, 0, 0, ok)
				END
			ELSIF id = 26X (* Kernel.allocated query *) THEN
				IF len = 0 THEN
					TPorts.Send(port, 27X, SYSTEM.ADR(Kernel.allocated), 4, ok)
				END
			ELSIF id = 28X (* TRAP test *) THEN
				IF len = 0 THEN
					ASSERT(FALSE)
				END
			ELSIF id = 2AX (* hangup test *) THEN
				IF len = 0 THEN
					REPEAT UNTIL FALSE
				END
			ELSIF id = 2CX (* multiple clear/populate calls *) THEN
				IF len = 0 THEN
					i := 1000;
					REPEAT DEC(i);
						InitOperations;
						PopulateOperations;
						WWDG.Update
					UNTIL i = 0;
					TPorts.Send(port, 2DX, 0, 0, ok)
				END
			END
		END Receive;
	
		PROCEDURE OnFreq0;
		BEGIN
			IF enableLED THEN
				(* LED blink *)
					INC(cnt0);
					IF cnt0 MOD (freq0 DIV 4) = 0 THEN
						LEDOn
					ELSIF cnt0 MOD (freq0 DIV 4) = freq0 DIV 8 THEN
						LEDOff
					END
			END;
	
			WWDG.Update (* reset watchdog timer *)
		END OnFreq0;
	
		PROCEDURE MainLoop;
		BEGIN
			REPEAT
				TPorts.Receive(port);
				IF SysTick0.OnTimer() THEN
					OnFreq0
				END;
				ARMv7M.WFI
			UNTIL FALSE
		END MainLoop;
	
		PROCEDURE Init;
			VAR ok: BOOLEAN;
				i: INTEGER;
	
			PROCEDURE InitPort;
				VAR p: TPorts.InitPar;
			BEGIN
				p.n := TPorts.USART2;
				p.RXPinPort := Pins.A;
					p.RXPinN := 3;
					p.RXPinAF := Pins.AF7;
				p.TXPinPort := Pins.A;
					p.TXPinN := 2;
					p.TXPinAF := Pins.AF7;
				p.UCLK := Sys.PCLK1;
				p.baud := 115200;
				p.parity := TPorts.parityNone;
				p.receive := Receive;
				p.version1 := 1;
				TPorts.Init(port, p)
			END InitPort;
	
			PROCEDURE InitLED;
			BEGIN
				Pins.Configure(led0PinPort, led0PinN,
					Pins.output, Pins.pushPull, Pins.low, Pins.noPull, 0)
			END InitLED;
	
		BEGIN
			InitPort; (* initialize communication port *)
			IF enableLED THEN
				InitLED; LEDOff; cnt0 := 0 (* initialize LED and related logic *)
			END;
			WWDG.Init(WWDG.WDGTBMax, WWDG.WMax, WWDG.TMax); (* initialize watchdog timer *)
			SysTick0.Init(Sys.HCLK, freq0); (* initialize periodic timer *)
	
			IF Traps.trapFlag THEN Traps.ClearTrapFlag;
				i := 3;
				REPEAT DEC(i);
					TPorts.Send(port, 0DEX, SYSTEM.ADR(Traps.trap), 9, ok)
				UNTIL i = 0
			ELSE
				i := 3;
				REPEAT DEC(i);
					TPorts.Send(port, 0CBX, 0, 0, ok)
				UNTIL i = 0
			END
		END Init;
	
	BEGIN
		Init;
		MainLoop
	END TmpTestGC0.

	O7ARMv7MLinker.Link STM32F446RE TmpTestGC0

----

Автор заметки: [[http://iadenisov.ru|И.А. Денисов]]