Keil map 文件详解：内存映射、符号表与数据大小分析

近期有网友问：如何分析 Keil 中的 map 文件？这个文件主要有哪些内容，都代表什么意思？

什么是 map 文件？

简单地说：map 文件是经过 编译器 编译之后，集程序、数据及 IO 空间的一种映射文件。很多经验丰富的工程师在遇到内存越界或溢出时，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、入口地址等重要信息。

在 Keil 中最常见的是编译之后，编译窗口会显示类似下面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

这一段提示信息汇总了程序和数据的信息，而这些信息由单个模块汇总而来，在 map 文件里有详细列表。

关于 Keil 中的 map 文件

Keil 软件中的 map 文件，对分析项目中的 bug 很重要，很多内存相关的 bug 都能通过 map 文件进行分析。

如何打开 map 文件

最直接也最简单的办法：双击工程目标，出现 map 文件（注意双击的是工程目标，不是工程或文件组）。如下图：

当然，也可以找到 map 文件的位置（Listings 文件夹），用编辑器打开。

map 文件输出内容配置

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：调用图
• 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：Veneer 信息

可以根据自己的情况，需要输出什么信息就勾选对应的选项。

提示：

• 默认情况下输出所有信息；
• 这些配置是组合关系。

map 文件内容分类

从上面的输出配置可以看出 map 文件大概包含哪些信息。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

下面针对 Keil MDK、ARM Compiler 5 组件生成的 map 文件五大类内容展开说明。

各个模块说明

1、Section Cross References：模块、段（入口）交叉引用

配置中需勾选 Cross Reference。

Section Cross References 指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：

• main.o 是 main.c 源文件生成的目标文件模块；
• i.System_Initializes 是 System_Initializes 函数的入口。

2、Removing Unused input sections from the image：移除未调用模块

配置中需勾选 Unused Sections Info。

这一类很好理解：代码中未被调用的模块（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 文件中的 GPIO_AFIODeInit 模块（函数）未被调用，其代码大小为 20 字节。

最后还有一个统计信息：

52 unused section(s) (total 2356 bytes) removed from the image.

表示总共有 52 段没有被调用，未调用部分大小为 2356 字节。

3、Image Symbol Table：映射符号表

配置中需勾选 Symbols。

Image Symbol Table 即映射符号表，也就是各个段所存储对应地址的表（上图中删除了中间部分内容）。

Symbol 分为两大类：

1. Local Symbols：局部符号
2. Global Symbols：全局符号

Symbol 内容要点：

1. Symbol Name：符号名称。名称命名及分类请参考官方文档。
2. Value：存储对应的地址。大家会看到 0x0800xxxx、0x2000xxxx 这样的地址。其中 0x0800xxxx 指存储在 FLASH 中的代码、变量等；0x2000xxxx 指存储在 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 RAM 中。
4. Size：存储大小，即当前行 Symbol 占用的大小。
5. Object(Section)：段目标，这里一般指所在模块（源文件）。

4、Memory Map of the image：内存（映射）分布

配置中需勾选 Memory Map。

Memory Map of the image 即内存（映射）分布，内容相对较多，也是比较重要的一项。

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，起始地址 0x08000000，大小 0x00000598，该区域最大为 0x00080000。

执行区域有两个：

• Execution Region ER_IROM1
• Execution Region RW_IRAM1

这个区域其实对应目标配置中的区域，如下图所示：

内容要点：

1. Base Addr：存储地址。0x0800xxxx 为 FLASH 地址，0x2000xxxx 为 RAM 地址。
2. Size：存储大小。
3. Type：类型。Data 表示数据类型，Code 表示代码类型，Zero 表示未初始化变量类型，PAD 则是“补充类型”。ARM 处理器是 32 位的，如果定义一个 8 位或 16 位变量就会剩余一部分，这里就是指“补充”的那部分，此时后面的其他几个选项都没有对应的值。
4. Attr：属性。RO 表示存储于 ROM 中的段，RW 表示存储于 RAM 中的段。
5. Section Name：段名。也可以说是入口分类名，与第一节“Section Cross References”提到的模块、段一样。大概包含：RESET、.ARM、.text、i、.data、.bss、HEAP、STACK 等。
6. Object：目标。

5、Image component sizes：存储组成大小

配置中需勾选 Size Info。

Image component sizes 即存储组成大小，主要是对模块进行汇总存储大小信息。

这一部分内容很好理解。编译工程后，编译窗口一般会看到类似如下信息：

Program Size: Code=1112 RO-data=320 RW-data=0 ZI-data=1632

其中：

• 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：

• 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，上电后从 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

上面 map 信息是比较全面的汇总。如果不想看模块明细，只想看汇总统计，可以在配置中只勾选 Totals Info，对比信息如下：

以上是传统分析 map 文件的方法。对于有时间和精力的同学，可以花时间掌握一些主要内容，方便今后自己能看懂 map 文件。

当然，现在 AI 时代，也可以借助 AI 工具分析 map 文件，请参考：看懂.map文件很难？现在AI一键帮你分析了！