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程序本身如何知道自身大?。窟@是雞生蛋還是蛋生雞的問題

發(fā)布人:魚鷹談單片機 時間:2021-01-10 來源:工程師 發(fā)布文章

有些情況下,我們可能需要知道程序本身占用的空間大小,一般來說,我們可以從編譯結(jié)果中看到我們的程序到底有多大(不包含 ZI-data 部分):

8.png

還可以通過生成的bin文件大小來查看,這個 bin 文件就是不需要經(jīng)過任何轉(zhuǎn)化直接燒錄到 flash 的數(shù)據(jù),當然它也不包含 ZI-data,因為它初始化全是 0,只需要在程序開始時清零即可(該工作由庫函數(shù)自動幫你完成),沒必要保存到 flash中浪費空間。

7.png

Bin 文件生成方法(fromelf --bin !L --output hello.bin):

6.png

我們可以看一看這些數(shù)據(jù)的空間分布:

5.png

一般來說,const 聲明的函數(shù)將放在 RO-data 區(qū)。全局(或局部靜態(tài))未進行初始化(或初始化為0)的變量放在 ZI-data 區(qū),當然棧(stack)也會放在 ZI-data。

MDK的編譯器為我們提供了一些內(nèi)置變量,這些變量是由編譯鏈接之后自動生成的,我們可以直接在程序中獲取,那么有哪些變量,又該如何獲取呢?

據(jù)魚鷹了解,MDK 內(nèi)置了如下變量(有些變量在有些情況下表示相同值):

Image$$ER_IROM1$$Base;

Image$$ER_IROM1$$Limit;

Image$$ER_IROM1$$Length;   // 獲取總大小

Load$$LR$$LR_IROM1$$Limit; // 這個和上面的效果一樣

Image$$ER_IROM1$$RO$$Limit;  // 這個和上面的效果一樣

Image$$RW_IRAM1$$Base;

Image$$RW_IRAM1$$Limit;

Image$$RW_IRAM1$$Length;

Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Base;

Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit;

Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Length;

Image$$ER_IROM1$$Length 對應于 Code + RO Data 的大小,而 base 和 limit 為這段空間的起始和結(jié)束地址。

Image$$RW_IRAM1$$Length 對應于 RW-Data 的大小,而 base 和 limit 為這段空間的起始和結(jié)束地址。

Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Length 對應于 ZI-Data(包括STACK) 的大小,而 base 和 limit 為這段空間的起始和結(jié)束地址。

那么我們該如何使用這些變量呢?下面魚鷹提供C語言和匯編兩個版本:

// C語言

extern int Image$$ER_IROM1$$Base;

unsigned int base = (uint32_t)&Image$$ER_IROM1$$Base

; 匯編  

IMPORT |Image$$ER_IROM1$$RO$$Base|

IMPORT |Image$$ER_IROM1$$RO$$Limit|

IMPORT |Image$$RW_IRAM1$$RW$$Base|

IMPORT |Image$$RW_IRAM1$$RW$$Limit|

IMPORT |Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Base|

IMPORT |Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit|

首先使用 extern 關(guān)鍵聲明這個外部變量,int 類型。

但是你通過它的使用方式你會發(fā)現(xiàn),這個變量是不可以直接使用的,需要把對它進行取地址,而它的地址才是你想要的數(shù)據(jù)。

事實上,這些內(nèi)置變量本身是不占用空間的的,和用戶聲明的變量是不同的。

我們可以這樣理解,這些變量存放在某個地址空間,這個地址就是它要表示的值(含義),但因為它的特殊性,所以它不占用空間,只能采用取地址的方式獲取它代表的值。

通過這些內(nèi)置變量,原本我們計算 Code + RO-data + RW-Data 的值就可以得到 bin 文件的大小,但當你查看 bin 文件大小之后,你會發(fā)現(xiàn) bin 文件小于該值,這是怎么回事?

通過分析 map 文件我們可以看到如下信息:

4.png

你會發(fā)現(xiàn),實際的bin文件包含的 RW 數(shù)據(jù)大小并不是 372,而是 56,也就是說,有一部分數(shù)據(jù)并沒有被包含進 bin 文件用于拷貝(可能和 RW 的數(shù)據(jù)有部分初始值為 0 有關(guān)而被壓縮了)。

具體原因,魚鷹也沒搞懂,但是按照之前的變量來看,我們無法準確獲得 bin 文件的大小,只能說獲取到一個比 bin 文件大小稍大的數(shù)字。

原本以為魚鷹不可能獲得準確的 bin 文件大小了,一個偶然的map文件查看,讓魚鷹看到了這么個變量:

3.png

好奇的魚鷹對它進行了比較深入的研究,發(fā)現(xiàn)我需要的bin文件(程序)大小就隱藏在這里。

通過分析,魚鷹發(fā)現(xiàn)這個地址包含的8個數(shù)據(jù)含義如下:

2.png1.png

通過圖中數(shù)據(jù),減去flash 的基地址,我們就可以獲取到 0x2FE8,即我們 bin 文件實際大小。

而另外兩個函數(shù)地址,原本魚鷹并不知道這些值是干什么用的,還是通過分析 map 文件,才最終確認是兩個函數(shù)的地址,至于到底干什么用的,魚鷹就不是很清楚的,不過看名字也知道應該和變量初始化有關(guān)系。

以上就是魚鷹分享的關(guān)于程序本身獲取自身大小的知識點,至于你用這些數(shù)據(jù)干啥用那就是你的事情了。

原本魚鷹是準備獲取到bin的大小后通過指定地址的方式在bin文件最后放一些數(shù)據(jù)的,但是這就真的變成雞生蛋蛋生雞的問題了,看來通過內(nèi)置變量的方式是不行了,不知道各位道友有沒有好的方法讓編譯器自動在 bin 文件的后面添加想要的數(shù)據(jù)呢(非第三方工具)?

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