map文件简介


内容

首先我们需要了解map文件是什么，map文件是通过编译器编译之后，集程序、数据及IO空间的一种映射文件；一般出现内存越界或溢出，又或者是代码优化的情况，首先想到的就是分析map文件，通过map文件可以知道函数大小，入口地址等一些重要信息，总共分为五大类

  • Section Cross References：模块、段(入口)交叉引用
  • Removing Unused input sections from the image：移除未调用模块
  • Image Symbol Table：映射符号表
  • Memory Map of the image：内存（映射）分布
  • Image component sizes：存储组成大小

配置

其次就是配置，由于笔者这里大多数是使用keil，所有就展示的keil的配置（虽然大概率就是已经配置好的）；路径是先点击魔法棒，然后Listing选项卡中，最后在Linker Listing：map.map勾选即可

  • Memory Map：内存映射
  • Callgraph：图像映射
  • Symbols：符号
  • Cross Reference：交叉引用
  • Size Info：大小信息
  • Totals Info：统计信息
  • Unused Section Info：未调用模块信息
  • Veneers Info：装饰信息

最后的map文件可以在~\xxx\MDK-ARM\xxx中找到

概念

最后是关于map文件基本概念

  • 段（section）：描述映像文件的代码和数据块
  • RO：Read-Only的缩写，包括RO-data（只读数据）和RO-code（代码）
  • RW：Read-Write的缩写，主要是RW-data，RW-data由程序初始化初始值
  • ZI：Zero-initialized的缩写，主要是ZI-data，由编译器初始化为0
  • .text：与RO-code同义
  • .constdata：与RO-data同义
  • .bss：与ZI-data同义
  • .data：与RW-data同义

map文件内容详解


Section Cross References—模块、段(入口)交叉引用

当我们打开map文件的时候，第一大块就是Section Cross References，主要内容是是各个源文件生成的模块、段（定义的入口）之间相互引用的关系

例如： main.o(i.SystemClock_Config) refers to stm32f1xx_hal_rcc.o(i.HAL_RCC_OscConfig) for HAL_RCC_OscConfig，意思是main模块中SystemClock_Config引用了 stm32f1xx_hal_rcc模块中HAL_RCC_OscConfig函数

需要注意的是，在map文件中i指的是独立函数，是一种编译器优化编译的一种方式，可以精确地控制每个函数的位置，或者删除没用的函数，通俗来讲也就是可以在map文件看到更多信息以及更精准的定位

Removing Unused input sections from the image—移除未调用模块

在代码中没有被调用的模块会在map文件生成列表，最后会在这部分显现出来

例如：Removing stm32f1xx_hal_rcc_ex.o(i.HAL_RCCEx_GetPeriphCLKConfig), (44 bytes).，意思是删除了stm32f1xx_hal_rcc_ex模块的HAL_RCCEx_GetPeriphCLKConfig函数，大小是44字节

除此以外，最后会有一个汇总，删除了180个模块，共计7710字节

Image Symbol Table—映射符号表

这部分分为两块，一块是Local Symbols，主要静态函数，变量以及常量；另外一块是Global Symbols，主要是外部函数和全局变量

  • Symbol Name：符号的名称以及路径
  • Value：地址
  • Type：符号的类型，常见的大概是四种
    • Number
    • Section
    • Thumb Code
    • Data
  • Size：大小，单位是字节
  • Object(Section)：表示符号所在的目标文件及其对应的段
    我们从这部分可以看出一些函数或变量的地址

Memory Map of the image—内存（映射）分布

在执行映像之前，必须将已初始化的RW数据从ROM中复制到RAM中的执行地址并创建ZI Section(初始化为0的变量区)

这里引用rtthread文档中的内存分布图

STM32 在上电启动之后默认从 Flash 启动，启动之后会将 RW 段中的 RW-data（初始化的全局变量）搬运到 RAM 中，但不会搬运 RO 段，即 CPU 的执行代码从 Flash 中读取，另外根据编译器给出的 ZI 地址和大小分配出 ZI 段，并将这块 RAM 区域清零

  • Exec Addr：执行地址，即当程序运行时，该段在内存中将被加载到的地址
  • Load Addr：加载地址，即当程序从存储器（如 Flash）加载到内存时，该段最初加载到的地址，由上图可以知道，启动之后RO是不会变的，但RW是会移动到RAM里面，所以在RO中Exec Addr和Load Addr是一致的，但RW会不一样且Load Addr比Exec Addr大
  • Size：段的大小，以字节为单位
  • Type：段的类型
    • Code：表示可执行代码
    • Data：表示数据段，包括已初始化的全局变量等
    • RO Data：只读数据，如常量、字符串字面值等
  • Attr：段的属性，在RO中Attr都是RO，在RW中Attr都是RW
  • Idx：索引号，表示该段在符号表中的索引位置，通常用于区分符号表中的不同段
  • E Section Name：段的名称
  • Object：目标文件

Image component sizes—存储组成大小

  • Code (inc. data)：代码部分（即可执行指令）及其包含的任何初始化数据的总大小，包括.text段和任何被标记为只读的初始化数据（如.rodata段）
  • RO Data：只读数据的总大小。这部分通常包括常量字符串、枚举、常量数组等，存储在.rodata段中
  • RW Data：可读可写数据的总大小。这部分包含已初始化的全局变量和静态变量，存储在.data段中
  • ZI Data：零初始化数据的总大小。这部分通常包含未初始化的全局变量和静态变量，存储在.bss段中
  • Debug：表示与调试相关的数据占用空间，包括调试符号、调试信息
  • Object Name：目标文件的名称

RAM=RW=1.62KB

ROM=ROM = 2.44KB