大家好，我是痞子衡，是正經(jīng)搞技術(shù)的痞子。今天痞子衡給大家講的是嵌入式開發(fā)里的map文件。
第四節(jié)課里，痞子衡給大家介紹了第一種output文件-relocatable文件，本文繼續(xù)給大家講project生成的第二種output文件-map文件，map文件記錄了很多重要的信息，這對(duì)于后續(xù)調(diào)試有很大幫助。
文件關(guān)系：鏈接文件(.icf) + 工程文件(.ewp) + 可重定向文件(.o/.a) -> 映射文件(.map)
痞子衡在第四節(jié)課可重定向文件(.o/.a)里分析object文件里的symbol list時(shí)講到由于object文件并沒有經(jīng)過鏈接，所以所有symbol地址信息是無效的（待分配的），而map文件就是所有relocatable文件經(jīng)過鏈接器統(tǒng)一鏈接后生成的記錄鏈接信息的文件，map文件里可以查到所有symbol在存儲(chǔ)器中具體分配地址。話不多說，讓我們直接開啟map文件分析之旅，以第三節(jié)課工程文件(.ewp)里demo工程為例。
一、解析map文件
在IAR軟件選項(xiàng)設(shè)置options->Linker->List里選中Generate linker map file，編譯鏈接demo工程可在D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\List路徑下得到demo.map文件。讓我們從頭到尾逐一分析里面內(nèi)容：
1.1 工程文件信息
map文件里第一部分信息記錄的是工程文件相關(guān)信息，包括工程使用的軟件版本，工程編譯時(shí)間，工程文件目錄，工程文件生成文件信息。
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#
# IAR ELF Linker V8.11.2.13589/W32 for ARM 12/Jan/2018 17:37:39
# Copyright 2007-2017 IAR Systems AB.
#
# Output file = D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Exe\demo.elf
# Map file = D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\List\demo.map
# Command line =
# -f C:\Users\Baoge\AppData\Local\Temp\EW5D86.tmp
# (D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\main.o
# D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\reset.o
# D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\startup.o
# D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\startup_MKL25Z4.o
# D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\system_MKL25Z4.o
# D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj\task.o -o
# D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Exe\demo.elf --map
# D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\List\demo.map --config
# D:\myProject\bsp\builds\demo/../../linker/iar/KL25Z128xxx4_flash.icf
# --entry Reset_Handler --inline --vfe --text_out locale)
#
###############################################################################1.2 系統(tǒng)庫使用信息
map文件里第二部分信息記錄的是工程系統(tǒng)庫使用情況，由于task.c里調(diào)用了malloc()、free()等HEAP相關(guān)操作的API，所以自然我們?cè)诰幾g鏈接工程時(shí)會(huì)使用到HEAP相關(guān)系統(tǒng)庫，這里告訴我們用的是DLib里的DLMalloc，而DLMalloc有很多種不同的HEAP實(shí)現(xiàn)策略，我們可在options->General Options->Library Option 2->Heap selection指定具體策略，由于demo工程選的是Automatic，也就是讓IDE自動(dòng)選擇，這里告訴我們最終用的策略是advanced heap。
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*** RUNTIME MODEL ATTRIBUTES
***
CppFlavor = *
__Heap_Handler = DLMalloc
__SystemLibrary = DLib
__dlib_version = 6
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*** HEAP SELECTION
***
The advanced heap was selected because the application calls memory
allocation functions outside of system library functions, and there
are calls to deallocation functions in the application.1.3 各object中Section放置信息
從map文件第三部分開始，就進(jìn)入非常有用的信息環(huán)節(jié)了。第一個(gè)重要信息就是section放置信息。我們?cè)诘谒墓?jié)課可重定向文件(.o/.a)里分析過單個(gè)relocatable文件task.o，task.o里各個(gè)基本section都有，但是都并沒有分配有效地址，而這里列出了所有relocatable文件統(tǒng)一存儲(chǔ)和地址分配信息，從這里我們可以看到，鏈接器在整合各section的時(shí)候，都是以object文件為單位的，這意味著同一個(gè)object文件里的同一個(gè)section里的對(duì)象（變量/函數(shù)）在存儲(chǔ)空間里的位置也是靠在一起的。
另外一個(gè)有意思的信息是在第二節(jié)課鏈接文件(.icf)里，我們一共有四句block放置語句，在這里section也被分成了四個(gè)block：A0,P1,P2,P3。IDE給每個(gè)block重命名了，這些重命名的信息將會(huì)在第六節(jié)課可執(zhí)行文件(.out/.elf)里被提到。
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*** PLACEMENT SUMMARY
***
define block Vectors with alignment = 256 { ro section .intvec };
"A0": place at start of [0x00000000-0x0001ffff] { block Vectors };
define block CodeRelocate { section .textrw_init };
define block ApplicationFlash { ro, block CodeRelocate };
"P1": place in [from 0x00000000 to 0x0001ffff] { block ApplicationFlash };
define block CodeRelocateRam { section .textrw };
define block HEAP with size = 1K, alignment = 8 { };
define block ApplicationRam { rw, block CodeRelocateRam, block HEAP };
"P2": place in [from 0x10002000 to 0x1000ffff] { block ApplicationRam };
define block CSTACK with size = 8K, alignment = 8 { };
"P3": place in [from 0x10000000 to 0x10001fff] { block CSTACK };
initialize manually with packing = copy, complex ranges { section .data };
initialize manually with packing = copy, complex ranges { section .textrw };
Section Kind Address Size Object
------- ---- ------- ---- ------
"A0": 0x40
Vectors 0x00000000 0x40 <Block>
.intvec ro code 0x00000000 0x40 startup_MKL25Z4.o [1]
- 0x00000040 0x40
"P1": 0x1a3c
ApplicationFlash 0x00000040 0x1a3c <Block>
.noinit ro code 0x00000040 0x58 reset.o [1]
.rodata const 0x00000098 0x4 main.o [1]
Veneer ro code 0x0000009c 0x10 - Linker created -
.text ro code 0x000000ac 0x20 main.o [1]
.text ro code 0x000000cc 0x58 task.o [1]
.text ro code 0x00000124 0x16f8 dlmalloc.o [3]
.text ro code 0x0000181c 0x50 ABImemset.o [4]
.text ro code 0x0000186c 0x5c ABImemcpy.o [4]
.text ro code 0x000018c8 0x8 heaptramp0.o [3]
.text ro code 0x000018d0 0xa abort.o [3]
.text ro code 0x000018da 0x2 startup_MKL25Z4.o [1]
.text ro code 0x000018dc 0x2c xgetmemchunk.o [3]
.text ro code 0x00001908 0xc XXexit.o [4]
.text ro code 0x00001914 0x90 startup.o [1]
.text ro code 0x000019a4 0xc system_MKL25Z4.o [1]
.text ro code 0x000019b0 0x1a cmain.o [4]
.text ro code 0x000019ca 0x2 startup_MKL25Z4.o [1]
.text ro code 0x000019cc 0x28 data_init.o [4]
.text ro code 0x000019f4 0x8 exit.o [3]
.text ro code 0x000019fc 0xa cexit.o [4]
.text ro code 0x00001a06 0x2 startup_MKL25Z4.o [1]
CodeRelocate 0x00001a08 0x10 <Block>
Initializer bytes const 0x00001a08 0x10 <for CodeRelocateRam-1>
.data_init 0x00001a18 0x4 <Block>
Initializer bytes const 0x00001a18 0x4 <for .data-1>
.text ro code 0x00001a1c 0x2 startup_MKL25Z4.o [1]
.text ro code 0x00001a1e 0x2 startup_MKL25Z4.o [1]
.text ro code 0x00001a20 0xc cstartup_M.o [4]
.text ro code 0x00001a2c 0x40 zero_init3.o [4]
.iar.init_table const 0x00001a6c 0x10 - Linker created -
.rodata const 0x00001a7c 0x0 zero_init3.o [4]
- 0x00001a7c 0x1a3c
"P3": 0x2000
CSTACK 0x10000000 0x2000 <Block>
CSTACK uninit 0x10000000 0x2000 <Block tail>
- 0x10002000 0x2000
"P2": 0x620
ApplicationRam 0x10002000 0x620 <Block>
CodeRelocateRam 0x10002000 0x10 <Block>
CodeRelocateRam-1 0x10002000 0x10 <Init block>
.textrw inited 0x10002000 0x10 task.o [1]
.data 0x10002010 0x4 <Block>
.data-1 0x10002010 0x4 <Init block>
.data inited 0x10002010 0x4 task.o [1]
.bss 0x10002014 0x208 <Block>
.bss zero 0x10002014 0x4 task.o [1]
.bss zero 0x10002018 0x10 task.o [1]
.bss zero 0x10002028 0x18 dlmalloc.o [3]
.bss zero 0x10002040 0x1d8 dlmalloc.o [3]
.bss zero 0x10002218 0x4 xgetmemchunk.o [3]
.noinit uninit 0x1000221c 0x4 task.o [1]
HEAP 0x10002220 0x400 <Block>
HEAP uninit 0x10002220 0x400 <Block tail>
- 0x10002620 0x6201.4 系統(tǒng)初始化表信息
map文件第四部分列出了經(jīng)由系統(tǒng)初始化的表，這里只有bss段（即代碼中所有僅定義但沒有賦初值的全局變量），由于SRAM中數(shù)據(jù)存有一定不確定性，所以系統(tǒng)必須要在啟動(dòng)時(shí)將bss段內(nèi)所有數(shù)據(jù)全部清零，以保證程序能正常運(yùn)行。
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*** INIT TABLE
***
Address Size
------- ----
Zero (__iar_zero_init3)
1 destination range, total size 0x208:
0x10002014 0x2081.5 各object文件所占存儲(chǔ)資源信息
map文件第五部分會(huì)列出各object文件所占存儲(chǔ)資源具體信息，有了這部分信息，我們便知道工程具體是哪個(gè)object文件（功能模塊）占用資源最多，如果有代碼size方面優(yōu)化的需求，可以選擇占用資源較多的object文件里的代碼進(jìn)行針對(duì)性地優(yōu)化。
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*** MODULE SUMMARY
***
Module ro code rw code ro data rw data
------ ------- ------- ------- -------
D:\myProject\bsp\builds\demo\Release\Obj: [1]
main.o 32 4
reset.o 88
startup.o 144
startup_MKL25Z4.o 74
system_MKL25Z4.o 12
task.o 88 16 20 28
-----------------------------------------------------
Total: 438 16 24 28
command line: [2]
-----------------------------------------------------
Total:
dl6M_tln.a: [3]
abort.o 10
dlmalloc.o 5 880 496
exit.o 8
heaptramp0.o 8
xgetmemchunk.o 44 4
-----------------------------------------------------
Total: 5 950 500
rt6M_tl.a: [4]
ABImemcpy.o 92
ABImemset.o 80
XXexit.o 12
cexit.o 10
cmain.o 26
cstartup_M.o 12
data_init.o 40
zero_init3.o 64
-----------------------------------------------------
Total: 336
Linker created 16 16 9 216
---------------------------------------------------------
Grand Total: 6 740 16 40 9 7441.6 各object具體分配信息
map文件第六部分記錄的是各object文件里的具體對(duì)象（變量，函數(shù)等）在存儲(chǔ)空間里的具體分配，這里的信息對(duì)于調(diào)試來說非常重要。平時(shí)調(diào)試時(shí)我們除了單步執(zhí)行、打斷點(diǎn)之外，還會(huì)配合看內(nèi)存的實(shí)時(shí)情況，有時(shí)候因?yàn)榫幾g器優(yōu)化的原因，從代碼角度看不出邏輯問題（比如我們給變量s_variable0賦值為1），但是內(nèi)存里（0x10002014）卻并沒有被更新為1，這時(shí)候工程肯定是有問題的，定位到了具體問題，然后我們?cè)倏紤]解決問題的方法。
1.7 image占用存儲(chǔ)資源信息
map文件第七部分會(huì)給出整個(gè)工程占用存儲(chǔ)資源情況的總結(jié)，這里我們可以看到工程占用ROM資源6780bytes，RAM資源9760bytes，所以我們?cè)谶x擇芯片時(shí)必須保證ROM(FLASH),RAM要大于工程所需。
6 740 bytes of readonly code memory
16 bytes of readwrite code memory
40 bytes of readonly data memory
9 744 bytes of readwrite data memory二、代碼對(duì)象與section的關(guān)系
痞子衡在第二節(jié)課鏈接文件(.icf)里的講過section的概念，并且列出了IAR系統(tǒng)里默認(rèn)的各section的含義。經(jīng)過上面對(duì)map文件的分析，現(xiàn)在讓我們直接用demo工程里的main.c和task.c源文件來實(shí)例分析section：
至此，嵌入式開發(fā)里的map文件痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~