在完成一段程序后，開(kāi)發(fā)者往往還會(huì)面臨一系列關(guān)鍵問(wèn)題：

我的代碼究竟占用了多少Flash/RAM空間？

當(dāng)前任務(wù)實(shí)際使用了多少堆棧（Stack）？

所分配的內(nèi)存是否充足？是否存在潛在的堆棧溢出風(fēng)險(xiǎn)？

可以說(shuō)，代碼編寫(xiě)只是項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的起點(diǎn)，而隨之而來(lái)的資源分析與性能調(diào)優(yōu)才是確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

為了幫助開(kāi)發(fā)者更高效地解決這些問(wèn)題，本文將基于Zephyr實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，為大家介紹幾種常用且實(shí)用的資源分析方法，助力更精準(zhǔn)地進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)調(diào)優(yōu)。

Zephyr RTOS提供了一系列優(yōu)化工具，用于分析代碼的ROM、RAM和堆棧使用情況。這些工具可以幫助開(kāi)發(fā)者優(yōu)化固件大小、提高執(zhí)行效率，并確保系統(tǒng)在資源受限的設(shè)備上穩(wěn)定運(yùn)行。

1. 內(nèi)存與存儲(chǔ)分析工具

首先是Zephyr原生自帶的一些小工具，Zephyr通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)提供了多個(gè)構(gòu)建選項(xiàng)，用于用戶來(lái)檢查和分析最終生成的固件映像中的資源占用情況，我們可以在編譯鏡像時(shí)添加這些選項(xiàng)來(lái)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的報(bào)告。

1). rom_report-ROM使用分析：列出所有占用ROM的符號(hào)及其大小:

使用方法：

westbuild -t  rom_report

輸出示例：

Memoryregion     Used Size Region Size  %age Used
FLASH:        45678B  512KB   8.72%
SRAM:        12345B  64KB    18.84%

2).ram_report-RAM使用分析：顯示RAM中的變量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)占用情況:

使用方法：

westbuild -t ram_report

3).stack_usage-堆棧使用分析：計(jì)算每個(gè)線程的最壞情況堆棧使用量 (需啟用CONFIG_STACK_USAGE):

在工程配置中打開(kāi)控制宏，一般是prj.conf：

CONFIG_STACK_USAGE=y

使用方法：

westbuild -t stack_usage

Puncover是一個(gè)第三方工具，用于在Web界面中可視化代碼的ROM、RAM和堆棧使用情況。

安裝與使用：

1).安裝Puncover：

2).構(gòu)建并啟動(dòng)Puncover：

3).訪問(wèn)Web界面：

-工具會(huì)啟動(dòng)一個(gè)本地Web服務(wù)器（默認(rèn)http://localhost:5000）

-可瀏覽文件，查看符號(hào)占用情況

3. 其他優(yōu)化相關(guān)工具

1).pahole-結(jié)構(gòu)體優(yōu)化:分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)存布局，優(yōu)化結(jié)構(gòu)體以減少填充(padding)浪費(fèi):

2).size-固件大小分析:顯示.elf文件的段(text/data/bss)大小:

4.優(yōu)化建議

1). 啟用編譯器優(yōu)化:使用-ffunction-sections和-fdata-sections配合-gc-sections移除未使用的代碼。打開(kāi)配置開(kāi)關(guān)：

2).減少日志影響：

-使用CONFIG_LOG_MODE_DEFERRED提升性能

-調(diào)整日志級(jí)別：

5.總結(jié)

借助Zepyhr工具，開(kāi)發(fā)者可以在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中更高效地開(kāi)展開(kāi)發(fā)工作，從而精準(zhǔn)掌握系統(tǒng)資源使用情況，持續(xù)優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)行效率并有效降低內(nèi)存占用。充分利用這些分析手段，將使我們的應(yīng)用更加穩(wěn)健、可靠，也讓嵌入式開(kāi)發(fā)的每一行代碼都發(fā)揮更大價(jià)值。