良许Linux教程网 干货合集 STM32H7的FLASH,RAM和栈使用情况(map和htm文件)

STM32H7的FLASH,RAM和栈使用情况(map和htm文件)

本节将详细介绍编译器生成的map和htm文件的解析方法,通过分析这两个文件,可以帮助读者更好地了解工程代码。

首先以MDK为例进行说明,使用IAR的方法类似。

MAP文件分析

通过map文件,可以方便地查看工程ROM/FLASH和RAM的使用情况,包括每个源文件的ROM大小,甚至可以具体到每个函数的ROM大小。通过这些信息,我们可以进行代码优化。MAP文件的内容主要包括以下几个部分:

  1. Section Cross References:展示了不同段之间的引用关系。
  2. Removing Unused input sections from the image:展示了从图像中移除的未使用的输入段。
  3. Image Symbol Table (Local Symbols Global Symbols):展示了图像中的符号表,包括局部符号和全局符号。
  4. Memory Map of the image:展示了图像的内存映射情况。
  5. Image component sizes:展示了图像组件的大小。

下面将逐一对这些部分进行说明。

1. MDK配置

要生成MAP文件,在MDK中,需要选择以下选项:

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将工程全编译,且没有错误后,双击这里就可以看到生成的map文件了:

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2 MAP文件相关概念

认识MAP文件前先熟悉如下概念:

  • 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。

3 Section Cross References

这部分主要是不同文件中函数的调用关系(部分截图)

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比如这句:main.o(i.main) refers to main.o(i.PrintfLogo) for PrintfLogo表示main.c文件中的main函数调用了PrintfLogo。

4 Removing Unused input sections from the image

这部分主要是被删除的冗余函数,也就是添加到工程里面,但是没有调用到的,下面是部分被删除冗余函数的截图效果:

image-20240120194426713image-20240120194426713

对于这个部分功能,用户最好将MDK中这个选项勾上,然后全编译工程,效果会比较好:

image-20240120194430311image-20240120194430311

5 Image Symbol Table

Image Symbol Table主要分为两类,分别是Local Symbols和Global Symbols。

  • Local Symbols

Local Symbols记录了用static声明的全局变量地址和大小,C文件中函数的地址和用static声明的函数代码大小,汇编文件中的标号地址(作用域限本文件),下面是部分截图:

image-20240120194433359image-20240120194433359

  • Global Symbols

Global Symbols记录了全局变量的地址和大小,C文件中函数的地址及其代码大小,汇编文件中的标号地址(作用域全工程),下面是部分截图:

image-20240120194436316image-20240120194436316

6 Memory Map of the image

映像文件可以分为加载域(Load Region)和运行域(Execution Region):加载域反映了ARM可执行映像文件的各个段存放在存储器中的位置关系。下面是部分截图,另外映像中的入口点就是程序开始执行的位置。

image-20240120194439232image-20240120194439232

运行域反映了ARM可执行映像文件各个段真正执行时在存储器中的位置关系:

image-20240120194442086image-20240120194442086

简单的说,加载域就是程序在Flash中的实际存储,而运行域是芯片上电后的运行状态,通过下面的框图可以有一个感性的认识:

image-20240120194444849image-20240120194444849

通过上面的框图可以看出,RW区也是要存储到ROM/Flash里面的,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)。

7 Image component sizes

Image component sizes映像组件大小比较重要,比如下面内容代表的含义:

image-20240120194449061image-20240120194449061

  • Code (inc. Data) :显示代码占用了多少字节。在此映像中,有19442字节的代码, 其中包括1832字节的内联数据 (inc. data),例如文字池和短字符串。
  • RO Data :显示只读数据占用了多少字节(比如const char buf[] = “123456”)。这是除 Code (inc. data) 列中包括的内联数据之外的数据。
  • RW Data :显示读写数据占用了多少字节。
  • ZI Data :显示零初始化的数据占用了多少字节。
  • Debug :显示调试数据占用了多少字节,例如,调试输入节以及符号和字符串。
  • Object Totals :显示链接到一起以生成映像的对象占用了多少字节。
  • (incl. Generated):链接器会生成的映像内容,例如,交互操作中间代码。如果 Object Totals 行包含此类型的数据,则会显示在该行中。本例中共有 1016 字节的 RO 数据,其中32字节是链接器生成的 RO 数据。
  • (incl. Padding) :链接器根据需要插入填充,以强制字节对齐。

下面的Library Totals显示已提取并作为单个对象添加到映像中的库成员占用了多少字节。

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下面是我们经常要查看的内容:

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  • Grand Totals:显示映像的真实大小。
  • ELF Image Totals:ELF(Executable and Linking Format)可执行链接格式映像文件大小。
  • ROM Totals:显示包含映像所需的 ROM的最小大小。这不包括 ZI数据和存储在ROM 中的调试信息。

HTM文件分析

MDK将工程全编译,且没有错误后,就会生成此文件。以开发板配套例子为例,htm文件位于路径:\Project\MDK-ARM(uV5)\Objects。

此文件的最大作用就是基本统计了所有被调用函数的栈stack使用情况(不考虑中断嵌套)。下面是整个工程的最大栈需求:

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具体到每个函数也给出最大的栈深度Max Depth,同时也给出函数本身的代码量大小和使用的栈大小,比如函数bsp_InitExtIO,最大栈深度是152字节。函数本身占用代码大小(Thumb指令集)28字节,使用栈8字节。

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通过这个文件,我们可以合理的配置启动文件里面的stack大小:

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总结

本章节的知识点比较重要,务必要熟练掌握。平时开发工程项目时,可以多关注map文件和htm文件。

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作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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