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map文件全面解析

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楼主
mickit|  楼主 | 2024-2-25 22:30 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
什么是map文件?
简单的说: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。
很多技术牛X的工程师在遇到内存越界,或溢出的情况,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。
我们在Keil中最常见的就是在编译之后,编译窗口会显示类似如下一段关于程序和数据大小的信息:
Program Size: Code=1112 RO-data=320 RW-data=0 ZI-data=1632

这一段提示信息其实是汇总了程序和数据的信息,这些信息其实是单个模块汇总而成,在map文件里有详细列表。

二、关于Keil中的map文件2.1 如何打开map文件
最直接,也是最简单的办法:双击工程目标,出现map文件(注意,双击的是工程目标,不要双击工程,或文件组)。如下图:


当然,可以找到map文件位置(Listings文件夹),用编辑器工具打开。

2.2 map文件输出内容配置
在之前文章《Keil系列教程05_工程目标选项配置(一)》中的Listing 列表章节有提到map文件。
map文件输出信息的配置位于:Project -> Options for Target -> Listing,如下图:

主要包含配置:
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
我们可根据自己情况,想要输出什么信息,勾选对应信息即可。
提示: A.默认情况,输出所有信息; B.这些配置是一个组合关系;

2.3 map文件内容分类
从上面输出配置可以看得出来map文件大概包含了哪些信息。map文件将其分为如下五大类:
1.Section Cross References:模块、段(入口)交叉引用
2.Removing Unused input sections from the image:移除未调用模块
3.Image Symbol Table:映射符号表
4.Memory Map of the image:内存(映射)分布
5.Image component sizes:存储组成大小
下面章节针对Keil DMK-ARM、 ARM Compiler 5组件生成的map文件五大类内容展开详细讲述。

三、Section Cross References
Section Cross References:模块、段(入口)交叉引用
配置中需勾选:Cross Reference

Section Cross References:模块、段(入口)交叉引用,指的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。
比如: main.o(i.System_Initializes) refers to bsp.o(i.BSP_Initializes) for BSP_Initializes
意思是: main模块(main.o)中的System_Initializes函数(i.System_Initializes),引用(或者说调用)了bsp模块(bsp.o)中的BSP_Initializes函数。

提示:
A.main.o是main.c源文件生成的目标文件模块;
B.I.System_Initializes是System_Initializes函数的入口。

四、Removing Unused input sections from the image
Removing Unused input sections from the image:移除未调用模块 配置中需勾选:Unuaed Sections Info
这一类很好理解,就是我们代码中,没有被调用的模块(或者说函数)会在map文件中生成一个列表。
比如: Removing stm32f10x_gpio.o(i.GPIO_AFIODeInit), (20 bytes).
意思是: stm32f10x_gpio.c文件中GPIO_AFIODeInit模块(函数)未被调用,其代码大小20字节。
最后还有一个统计信息: 52 unused section(s) (total 2356 bytes) removed from the image.
1.总共有52段没有被调用; 2.没有被调用的大小为2356 字节;

五、Image Symbol Table
Image Symbol Table:映射符号表
配置中需勾选:Symbols
Image Symbol Table:映射符号表,也就是各个段所存储对应地址的表(图片删除了中间部分内容)。

5.1 Symbol分为两大类
1.Local Symbols:局部
2.Global Symbols:全局

5.2 Symbol内容要点
1.Symbol Name:符号名称
名称命名及分类请看最后给出的官方参考文档。

2.Value:存储对应的地址
大家会发现有0x0800xxxx、0x2000xxxx这样的地址。 0x0800xxxx指存储在FLASH里面的代码、变量等。 0x2000xxxx指存储在内存RAM中的变量Data等。

3.Ov Type:符号对应的类型
符号类型大概有几种:Number、Section、Thumb Code、Data等; 细心的朋友会发现:全局、静态变量等位于0x2000xxxx的内存RAM中。

4.Size:存储大小
这个容易理解,就是当前行Symbol占用大小。

5.Object(Section):段目标
这里一般指所在模块(源文件)。

六、Memory Map of the image
Memory Map of the image:内存(映射)分布
配置中需勾选:Memory Map
Memory Map of the image:内存(映射)分布,内容相对较多,比较重要的一项。

6.1 主要介绍
Image Entry point : 0x08000131:指映射入口地址。
Load Region LR_IROM1 (Base: 0x08000000, Size: 0x00000598, Max: 0x00080000, ABSOLUTE): 指加载区域位于LR_IROM1开始地址0x08000000,大小有0x00000598,这块区域最大为0x00080000.
执行区域:
A.Execution Region ER_IROM1
B.Execution Region RW_IRAM1
这个区域,其实就是对应我们目标配置中的区域,如下如:

6.2 内容要点
1.Base Addr:存储地址
0x0800xxxxFLASH地址和0x2000xxxx内存RAM地址。

2.Size:存储大小
3.Type:类型
Data:数据类型
Code:代码类型
Zero:未初始化变量类型
PAD:这个类型在map文件中放在这个位置,其实它不能算这里的类型。要翻译的话,只能说的“补充类型”。

ARM处理器是32位的,如果定义一个8位或者16位变量就会剩余一部分,这里就是指的“补充”的那部分,会发现后面的其他几个选项都没有对应的值。

4.Attr:属性
RO:存储与ROM中的段 RW:存储与RAM中的段

5.Section Name:段名
这里也可以说为入口分类名,与第一章节“Section Cross References”指的模块、段一样。 大概包含:RESET、.ARM、 .text、 i、 .data、 .bss、 HEAP、 STACK等。

6.Object:目标
七、Image component sizes
Image component sizes:存储组成大小
配置中需勾选:Size Info
Image component sizes:存储组成大小,其实主要就是对模块进行汇总存储大小信息。
这一章节内容相信大家都能理解,我们编译工程后,在编译窗口一般会看到类似如下一段信息: Program Size: Code=1112 RO-data=320 RW-data=0 ZI-data=1632
Code:指代码的大小;
Ro-data:指除了内联数据(inline data)之外的常量数据;
RW-data:指可读写(RW)、已初始化的变量数据;
ZI-data:指未初始化(ZI)的变量数据;

提醒: A.Code、Ro-data:位于FLASH中;
B.RW-data、ZI-data:位于RAM中;
C.RW-data已初始化的数据会存储在Flash中,上电会从FLASH搬移至RAM。

关系如下:
RO Size = Code + RO Data
RW Size = RW Data + ZI Data
ROM Size = Code + RO Data + RW Data
可以参看我公众号之前分享的一篇文章《Keil编译大小及存储说明》
上面map信息是比较全面的汇总,如果不想看那些模块的详细,只看汇总统计的信息,可以在配置中只勾选“Totals Info”,对比信息:

最后提示: 本文内容请参看Keil自带的一篇PDF文章《ARM® Compiler v5.06 for µVision® armlink User Guide》。

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沙发
tpgf| | 2024-3-4 12:09 | 只看该作者
我们用户可以自行修改map文件的内容吗

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板凳
guanjiaer| | 2024-3-4 12:44 | 只看该作者
如果不借助工具 我们如何看懂map文件里的内容呢

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地板
heimaojingzhang| | 2024-3-4 13:31 | 只看该作者
可以根据经验 通过查看map文件发现程序里边的问题吗

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5
paotangsan| | 2024-3-4 14:27 | 只看该作者
我们如何学会看懂这个map文件呢

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6
renzheshengui| | 2024-3-4 19:10 | 只看该作者
可以通过什么工具对map文件进行操作呢

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7
keaibukelian| | 2024-3-4 19:42 | 只看该作者
想要初步看明白这个文件 需要了解单片机内部存储空间的起始地址等信息

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