ah, alles klar, hier wird in der Serial-Class erst die auszugebende Zeichenkette quasi per String-class-Methoden verlängert.
Versuche mal, den Ausgabe-string mit normalen ANSI-strcat-Methoden außerhalb von Serial zusammenzusetzen und dann erst in der kompletten neuen Variante per Serial auszugeben!

Testweise:
was macht das hier:

mySerial.print(inp);
mySerial.print("!");
mySerial.println(out);


Falls möglich, verwende auch keine String Class, sondern ANSI-C-strings, also char[] bzw. char *, das spart mächtig Speicher.