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:
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Section Cross References:展示了不同段之间的引用关系。 -
Removing Unused input sections from the image:展示了从图像中移除的未使用的输入段。 -
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。 -
Memory Map of the image:展示了图像的内存映射情况。 -
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:
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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:
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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:
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5 Image Symbol Table
Image Symbol Table主要分为两类,分别是Local Symbols和Global Symbols。
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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:
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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:
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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。
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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:
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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:
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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:
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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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