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一文详解ARM之ARMCC(Keil)map文件

根据选择的参数不同,map 文件中的内容肯定是有变化的!下面以 Keil 中全选以上所说的参数后生成的 map 文件为例来进行说明。map 文件中,有如下图所示的五个大部分:)

其中,每一部分都是对应上面的配置中的一个或者多个选项,也就是对应链接器armlink的一个或者多个参数

Section Cross References

  该部分显示了节区之间的交叉引用,指的是各个源文件生成的模块之间相互引用的关系。交叉引用中可以分为三大部分。

用户模块之间交叉引用

  这部分主要就是用户自己实现的代码之间的引用关系。例如gprs.o(i.GPRSGetBytes) refers to uart.o(i.UartGetData) for UartGetData 表示 gprs.o 中的函数GPRSGetBytes 引用了 uart.o 中的函数 UartGetData。其中的 gprs.o 是由用户代码 gprs.c 生成的模块; uart.o 使用用户源码 uart.c 生成的模块。

用户模块与 C 库交叉引用

  这部分主要就是用户自己实现的代码中调用 C 库函数时的引用关系。C 库的代码一般都是编译套件以二进制文件的形式提供的,用户看不到源码。例如 upcomm.o(i.UpCommFrameFilter) refers to mEMCmp.o(.text) for memcmp 表示 upcomm.o 中的函数UpCommFrameFilter 引用了 memcmp.o 中的函数 memcmp。其中,memcmp 为 C 库函数。再例如 startup_STM32f411xe.o(.text) refers to __main.o(!!!main) for __main 中的 __main 为程序的启动入口,其也位于 C 库中。

  在 ARM 编译套件中,所有的 C 库由工具armar来管理,位于 ARM 编译器目录 lib 下。使用 armar 即可从指定的库文件中解压出 __main.o 等模块。至于如何操作,参见博文ARM 之九 Cortex-M/R 内核启动过程 / 程序启动流程(基于ARMCC、Keil)。

C 库之间交叉引用

  C 库函数之间也有互相的引用关系。用户使用的 C 库函数之间的引用关系也会显示在该部分。例如 dflt_clz.o(x$fpl$dflt) refers (Special) to usenofp.o(x$fpl$usenofp) for __I$use$fp,其中所有的函数都是 C 库中的。同样可以使用armar解压库文件来导出符号表查看各接口。

Removing Unused input sections from the image

  这部分列出了链接器移除的我们源码中实际未使用的数据和函数。其中包含移除数据的大小。例如Removing flash.o(.rrx_text), (6 bytes). 表示移除flash.o中的 6 字节的数据;Removing virtualuart.o(i.VirtualUartBufClear), (92 bytes). 表示移除 virtualuart.o 中的函数 VirtualUartBufClear,共 92 字节。

  需要注意的是,被移除的函数在调试时将无法进行调试。如果不注意,在调试时很容易造成困扰。如下图所示:

Image Symbol Table

符号映射表。就是每个符号(这里的符号可以指模块、变量、函数)实际的地址等信息。

不知道 ARMCC 是怎么分的 Local 和 Global。

  这部分给出了镜像文件的布局。这部分与分散加载文件(Scatter File) 有密切的关系。如果使用 Keil,在 Keil 的配置界面中有如下配置:  

这里的设置就是对应的 map 文件中的内容。如果我们在链接器的配置页面不选择 Use Memory Layout from Taget Dialog,则需要如上图自己指定一个分散加载文件。其实,如果选择 Use Memory Layout from Taget Dialog,Keil 会根据我们左边的配置自行生成一个分散加载文件来给链接器使用(这个文件就在我们的编译输出指定的目录中)。上图的示例就是没有使用Keil默认,而是通过自己指定的分散加载文件生成镜像文件。

  以上的 Keil 配置,全部是是通过链接器的参数--scatter=filename来让链接器使用该文件的。分散加载文件一次性描述了我们的镜像文件怎么布局。了解链接器的应该知道,链接器还有一些独立使用的和镜像文件生成有关的参数:--first, --last, --partial, --reloc, --ro_base, --ropi,--rosplit, --rw_base, --rwpi, --split, --startup, --xo_base, and --zi_base.,如果使用了 --scatter=filename,则以上参数就不可再用了!Keil 就是直接使用的 --scatter=filename。(默认下,Keil 根据配置界面的配置,会成一个分散加载文件)。

接下来看看 map 文件中的内容,如下图:



Image Entry point 这个是镜像的入口点。就是镜像在被执行时,开始的位置(地址)。其就是指向了 0x08010218 0x00000008 Code RO 4985 * !!!main c_w.l(__main.o) 这一行。
Load Region LR_IROM1 加载域。这是个概念。
Execution Region ER_IROM1、Execution Region ER_IROM2、Execution Region ER_IROM3 这其中就是我们的代码以及使用的 C 库代码。

  我们先来介绍一下每个字段的含义。首先我们要明白,每一行就是一个节。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]Base AddrSizeTypeAttrIdxE Section NameObject
节的基地址节的大小类型属性索引节的名字对象(节所属的文件模块)
  为什么有 3 个?因为我本身使用了自己写的分散加载文件。手动指定了三个执行域。我的分散加载文件如下:

; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by ZCShou ***
; *************************************************************

LR_IROM1 0x08010000 0x00030000  {    ; load region size_region
  ER_IROM1 0x08010000 0x00030000  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)                ; 中断向量表
  }

  ER_IROM2 + 0 {                    ; 应用程序信息

  }

  ER_IROM3 + 0 {                    ; 初始化相关代码+其他代码
   *(InRoot$ $Sections)    ; 初始化相关
   .ANY (+RO)            ; 其他所有代码
  }

  RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; 内存
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

在这三个执行域中,有很多类型为 PAD 的行,并且这些行没有节名字也没有所属的模块。这些其实是一些链接器自己添加的对齐。除了对齐没有其他作用。关于对齐本文之前的章节有介绍。除了 PAD 之外,剩下的就全是 Code 了。

Execution Region RW_IRAM1: 这个就是内存部分,存放我们的代码中用到的各种变量数据(常量数据在以上的 ER_IROM 中)。同样,该部分也有些对齐,除此之外全部是 Data、Zero、 HEAP(堆)、STACK(栈)。

Image component sizes

该部分列出了组成镜像的各部分内容的大小等详细信息。

各列的具体含义如下:
Code (inc. data):这对应两列数据,分别表示代码占用的字节数和内联数据占用的字节数。inc. data 是内联数据(inline data)的缩写。 内联数据包括文字池和短字符串等。
RO Data:显示 RO 数据占用的字节数。这是 Code(inc. data)列中除去 inc. data 外的只读数据的字节数。 This is in addition to the inline data included in the Code (inc. data) column.
RW Data:显示 RW 数据占用的字节数。
ZI Data:显示 ZI 数据占用的字节数。
Debug:显示调试数据占用的字节数,例如,调试输入节以及符号和字符串表。
最后一列:对象文件的名字。下面会有区分。
特殊行的含义如下:
Object Totals:显示链接在一起以生成镜像的对象占用的字节数。
(incl. Generated):armlink 在生成镜像文件时,可能会产生一些额外数据(interworking veneers, and input sections such as region tables)。如果存在这些额外数据,那么他们就位于改行中显示。
Library Totals:显示已提取并作为单个对象添加到镜像的库成员占用的字节数。
(incl. Padding):如果需要,armlink 会插入填充以强制部分对齐。 如果 Object Totals 行包含此类数据,则会在相关的(incl. Padding)行中显示。 同样,如果 Library Totals 行包含此类数据,则会在其关联的行中显示。
Grand Totals:显示镜像文件的真实大小。
ELF Image Totals:如果使用 RW 数据压缩(默认值)来优化 ROM 大小,则最终镜像的大小会发生变化,这会反映在 --info 的输出中。 比较 Grand Totals 和 ELF Image Totals 下的字节数,以查看压缩效果。
ROM Totals:显示包含镜像所需的 ROM 的最小大小。 这不包括未存储在 ROM 中的 ZI 数据和调试信息。

原作者:uperrua

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