嵌入式C语言--Map文件

嵌入式C语言–Map文件

一. map文件概念

map文件就是通过编译器编译之后，程序、数据及IO空间的一种映射文件。
map文件是linker链接器生成的一种文本文件，用于描述目标文件和可执行文件中包含的符号（函数，全局变量…）和地址信息。它包含了代码和数据在memory中的分布情况，以及它们在可执行文件中的位置和大小等信息。
map文件的格式和结构没有标准化，其内容与使用的微控制器开发工具强相关：不同的编译器和链接器生成的内容，存在不小的差异。

二. map文件的作用

一般情况下，遇到内存越界，或者是溢出等情况，可以先进行map文件的分析。因为从map文件，可以了解到一些函数的大小，以及其入口等等重要信息。
map文件在嵌入式系统开发中非常有用，可以提供许多与程序有关的详细信息，帮助开发人员更好地理解程序的结构和内存使用情况，进而进行程序优化和调试。

三. map文件里面有哪些信息

map文件将其中的信息分为如下五大类：

1）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。

2）Removing Unused input sections from the image

移除未调用模块：被调用的模块（或者说函数）会在map文件中生成一个列表。

3）Image Symbol Table

映射符号表：各个段所存储对应地址的表。
4）Memory Map of the image
内存（映射）分布

5）Image component sizes

存储组成大小：主要就是对模块进行汇总存储大小信息。它具体包括的信息如下：
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；
Code、Ro-data：位于FLASH中
RW-data、ZI-data：位于RAM中
RW-data已初始化的数据会存储在Flash中，上电会从FLASH搬移至RAM

四. map文件格式

map文件中包含的Section有以下这几种。

1）TARGET Section

命名目标processor处理器和memory模型。

*********************************************************************************************
TARGET SECTION
---------------------------------------------------------------------------------------------
Processor   : Freescale S12Z
Memory Model: SMALL
File Format : ELF\DWARF 2.0
Linker      : SmartLinker V-5.0.50 Build 13206, Jul 26 2024

2）FILE Section

列出在Link链接过程中使用或引用object的所有文件的名称。
在大多数情况下，这些名称与linker parameter文件中列在关键字NAMES和END之间的名称相同。
如果一个文件是指ROM library或program，则列出ROM library或program使用的所有object文件，并有缩进。

五. 内存分布

1）text 程序

文字区段（text segment）也称为程序段（code segment），存放可执行命令（instructions）。

2）data：初始化静态变量

初始化数据区段（initialized data segment）存储已经初始化的静态变量，例如有经过初始化的C语言的全局变量（global variables）以及静态变量（static variables），分为RW-data和RO-data。

3）bss（Block Started by Symbol segment）

未初始化静态变量，未初始化的数据。

4）stack：栈（stack segment）

用于存储函数的局部变量，以及各种函数调用时需要存储的信息（比如函数返回的存储器地址、函数状态等），每一次的函数调用就会在栈上建立一个 stack frame（栈帧），存储该次调用的所有数据于状态，这样以来同一个函数被调用多次时，就会有不同栈帧，不会相互干扰。
栈（Stack）一般的状态会从高地址往低地址生长，而 heap 相反。

5）heap

堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减，例如 C 语言的 malloc 以及 C++ 的 new 所建立的变量都是储存于此。