CM3/4 map文件分析

1. map 文件的MDK设置

1. 要生成 map 文件，我们需要在 MDK 的魔术棒→Listing 选项卡里面，进行相关设置。
   默认情况下，MDK 这部分设置是全勾选的，如果想取消掉一些信息的输出，则取消相关勾选即可（一般不建议）如图所示：
   
2. 设置好 MDK 以后，全编译当前工程，当编译完成后（无错误），就会生成.map 文件。如图所示：
   

2. MDK 编译生成文件简介

  MDK 编译工程，会生成一些中间文件（如.o、.axf、.map 等），最终生成 hex 文件，以便下载到 MCU 上面执行，编译过程产生的所有文件，都存放在 OBJ 文件夹下，如下图所示：

  这里总共生成了 66 个文件，共 11 个类型，分别是：.axf、.crf、.d、.dep、.hex、.lnp、.lst、.o、.htm、
bulild_log.htm 和.map。66 个文件看着不是很多，但是随着工程的增大，这些文件也会越来越多，大项目编译一次，可以生成几百甚至上千个这种文件，不过文件类型基本就是上面这些。
  对于 MDK 工程来说，基本上任何工程在编译过程中都会有这 11 类文件，常见的 MDK 编译过程生产文件类型如表所示：

文件类型	说明
.o	可重定向对象文件，每个源文件（.c/.s 等）编译都会生成一个.o 文件
.axf	由 ARMCC 编译生产的可执行对象文件，不可重定向（绝对地址），它是由 armlink 链接器，将整个工程参与编译的多个.o 文件链接生成.axf 文件，我们在仿真的时候，需要用到该文件
.hex	Hex 格式文件，可用于下载到 MCU，可执行对象文件 .hex 由.axf 文件转换而来。.hex 文件和.bin 文件的区别是：.bin 文件不含地址信息，全部都是可执行代码；而.hex 文件则是包含地址信息的可自行代码。同样的.bin 文件也是由.axf 文件转换而来的。我们在使用 ISP 软件进行程序下载的时候，一般使用的是.hex 文件，由 ISP 软件解析.hex 文件包含的地址信息来实现程序下载。而我们在进行 BootLoader 升级的时候，一般使用.bin 文件，地址由 Bootloader 程序指定。
.crf	交叉引用文件，包含浏览信息（定义、标识符、引用）
.d	由 ARMCC/GCC 编译生产的依赖文件（.o 文件所对应的依赖文件）每个.o 文件，都有一个对应的.d 文件
.dep	整个工程的依赖文件
.lnp	MDK 生成的链接输入文件，用于命令输入
.lst	C 语言或汇编编译器生成的列表文件
.htm	它是编译器在编译代码的时候生成的一个列表文件，包含了整个工程的静态调用图，最大的用处就是可以查看栈深度（最小深度），方便设置栈大小。.htm 文件可以直接由浏览器打开（双击打开）
.build_log.htm	最近一次编译工程时的日志记录文件
.map	连接器生成的列表文件/MAP 文件， 该文件对我们非常有用

注1：可重定向是指该文件包含数据/代码，但是并没有指定地址，它的地址可由后续链接的时候进行指定。
注2：不可重定向是指该文件所包含的数据/代码都已经指定地址了，不能再改变。

 
其他文件类型及说明，请大家参考：MDK→help→uVision Help→B. File Types，如图所示：

 
注意：.htm 文件包含两部分内容：

1. 整个工程最大栈（Stack）深度及其调用关系
   我们打开：新建工程例程→Output→XXX.htm 文件（双击，注意：必须整个工程编译一遍，才会生成 XXX.htm 文件，否则是找不到这个文件的！），可以看到如图所示：
   
   例程的最大栈深度是 416 字节，最大栈深时的调用关系为：__rt_entry_main ⇒ main ⇒ sys_stm32_clock_init ⇒ HAL_RCC_ClockConfig ⇒ HAL_InitTick ⇒HAL_NVIC_SetPriority ⇒ __NVIC_SetPriority。
   不过需要注意的是，这里的最大栈深度仅仅是最低要求（静态栈），因为它并没有统计无栈深的函数（用内存管理）、递归函数、以及无法追踪的函数（函数指针）等所包含的栈（Stack）。
   不过它给我们指明了最低需求，我们在分配栈深度的时候，就可以参考这个值来做设置，一般不低于静态栈的2倍。默认设置的栈深(Stack_Size)通过 startup_stm32f***.s文件设置。
2. 各个函数的栈深及其调用关系
   .htm 文件还给出了每个函数所使用的栈深度以及其调用关系，如图所示：
   

3. map 文件的基本概念

• Section：描述映像文件的代码或数据块，我们简称程序段
• RO：包括只读数据（RO data）和代码（RO code）两部分内容，占用 FLASH 空间
• RW：包含可读写数据（RW data，有初值，且不为 0），占用FLASH（存储初值）和 RAM（读写操作）
• ZI：Zero initialized 的缩写，包含初始化为 0 的数据（ZI data），占用 RAM 空间
• .constdata：相当于 RO data
• .text：相当于 RO code
• .data：相当于 RW data
• .bss：相当于 ZI data

4. map 文件分析

.map 文件是编译器链接时生成的一个文件，它主要包含了交叉链接信息。通过.map 文件，我们可以知道整个工程的函数调用关系、FLASH 和 RAM 占用情况及其详细汇总信息，能具体到单个源文件（.c/.s）的占用情况，根据这些信息，我们可以对代码进行优化。
.map 文件可以分为以下 5 个组成部分：

1. 程序段交叉引用关系（Section Cross References）
2. 删除映像未使用的程序段（Removing Unused input sections from the image）
3. 映像符号表（Image Symbol Table）
4. 映像内存分布图（Memory Map of the image）
5. 映像组件大小（Image component sizes）

4.1 程序段交叉引用关系(Section Cross References)

  在这部分中，详细列出了各个 *.o 文件之间的符号引用。由于 *.o 文件是由 asm 或 c/c++ 源文件（.c/.s 等）编译后生成的，各个文件及文件内的节区间互相独立，链接器根据它们之间的互相引用链接起来，链接的详细信息在 Section Cross References 下面一一列出。
  即这部分内容描述了各个文件（.c/.s 等）之间函数（程序段）的调用关系，如图所示：

例如：上图框出部分main.o(i.main) refers to os_core.o(i.OSInit) for OSInit表示：
main.c 文件中的 main 函数，调用了 os_core.c 中的 OSInit 函数。

• i.main 表示 main 函数的入口地址；
• i.OSInit 表示 OSInit 函数的入口地址。

 
这些跨文件引用的符号其实就是源文件中的函数名、变量名。有时在构建工程的时候，编译器会输出Undefined symbol xxx (referred from xxx.o)这样的提示，该提示的原因就是在链接过程中，某个文件无法在外部找到它引用的标号，因