MAP 文件和 List 文件的解读(一个例子)

作者: 电工王大爷 | 来源:发表于2020-10-01 12:38 被阅读0次

MAP 文件和 List 文件的解读(一个例子)
freemarker 从List集合取一个Map集
map()
[SSM]mybatis语句
WordsCount
Spring 配置文件字段注入到List、Map
Stream常用方法
MXNET 笔记
R中使用topGO进行富集分析
Map遍历，按Map的value排序，栗子

Keil 在生成程序的时候，可以生成两个辅助文件非常有帮助，他们分别是 map 文件和 list 文件。
访问Options for Target -> Listing 勾选对应选项即可打开。
这两个文件我仅能大概读懂，下面介绍一下如何根据PC和LR寄存器中的地址数据，通过map文件找到该指令所在的函数，并根据list文件找到出错的代码行号。抛砖引玉，欢迎大牛拍砖：
map文件是连接器生成的二进制文件的信息，其中描述了各符号的交叉引用、函数和数据排布的顺序和大小等各种有用信息。要根据指令地址查找函数主要关注map文件中的Image Symbol Table这一部分内容。

Symbol Name Value Ov Type Size Object(Section)
main 0x00006245 Thumb Code 106 main.o(.text)
OnPowerOff 0x000062af Thumb Code 8 main.o(.text)
FAULT_PrintFaultRegs 0x000062dd Thumb Code 464 fault.o(.text)
FAULT_PrintGeneralRegs 0x000064ad Thumb Code 194 fault.o(.text)

随意取出其中的一部分，对于每行共有5列数据，每行代表一个符号（函数和全局变量）的数据。分别是：“符号名，符号地址，类型，长度，所在的.o文件”。我们主要关注“符号名，符号地址和长度”这部分内容。
根据地址查找函数名，就是检索MAP文件的“Image Symbol Table”部分，查找到函数地址和所查询地址最接近，且函数地址比所查询地址小的函数。并根据函数的长度确认是否在函数的范围内。

举一个真实的例子：
比如说在发生Hardfault错误时，使用上述Hardfault Handler示例代码打印出的错误信息如下：

Exceptions:
r0 : 0x4006a000
r1 : 0x0000000a
r2 : 0x00000002
r3 : 0x00000003
r4 : 0x0001f420
r5 : 0x0001f420
r6 : 0x00000000
r7 : 0x00000000
r8 : 0x00000000
r9 : 0x00000000
r10 : 0x00000000
r11 : 0x00000000
r12 : 0x40048000
lr : 0x00010681
pc : 0x00010642
xpsr: 0x01000000
current xpsr: 0x00000003
current lr : 0xffffffe9
primask : 0x00000000
basepri : 0x00000000
faultmask: 0x00000000
control : 0x00000000
MMFSR : 0x00000000[]
BFSR : 0x00000400[IMPRECISERR|]
UFSR : 0x00000000[]
HFSR : 0x40000000[FORCED|]
DFSR : 0x00000008
MMFAR : 0xe000ed34
BFAR : 0xe000ed38

错误类型为“非精确的数据访问违例”。处理器自动压入堆栈的PC寄存器的数据为0x00010642，在map文件中查找字符串“0x000106”（故意抹去末尾数据），找到的两个匹配数据，但是这里两个地址都比出现错误的地址0x00010642大，错误并非发生在这两个函数中。

FS_Lock 0x000104ef Thumb Code 24 fs.o(.text)
FS_Unlock 0x00010507 Thumb Code 10 fs.o(.text)
UART7816_Init 0x00010673 Thumb Code 16 uart7816.o(.text)
UART7816_SetBaudRate 0x00010683 Thumb Code 228 uart7816.o(.text)
UART7816_StartClock 0x00010767 Thumb Code 18 uart7816.o(.text)
UART7816_StopClock 0x00010779 Thumb Code 28 uart7816.o(.text)

接着扩大范围继续循环，搜索“0x000105”，结果如下（仅关注Image Symbol Table部分）：

.text 0x00010530 Section 0 uart7816.o(.text)
_timerInit 0x00010531 Thumb Code 58 uart7816.o(.text)
_gpioInit 0x0001056b Thumb Code 118 uart7816.o(.text)
_uartInit 0x000105e1 Thumb Code 146 uart7816.o(.text)
…
FS_Unlock 0x00010507 Thumb Code 10 fs.o(.text)

其中和0x00010642最为接近且小于0x00010642的为函数_uartInit，且函数地址0x000105e1+146大于0x00010642,，所以确认发生错误的指令在函数_uartInit中。
下面轮到List文件出场了，List文件实际上是编译器生成的C代码和汇编的对照表，其中_uartInit的部分内容如下：

_uartInit PROC
;;;110 static void _uartInit(void)
0000b0 48d2 LDR r0,|L1.1020|
;;;111 {
    ;;;112
    ;;;113 SIM_SCGC4 |= SIM_SCGC4_UART0_MASK;
    0000b2 6b40 LDR r0,[r0,#0x34]
    0000b4 f4406080 ORR r0,r0,#0x400
    0000b8 49d0 LDR r1,|L1.1020|
    0000ba 6348 STR r0,[r1,#0x34]
    ;;;114
    ;;;115 UART0_C2 &= (uint8_t)~(uint8_t)((UART_C2_TE_MASK | UART_C2_RE_MASK));
    0000bc 48d1 LDR r0,|L1.1028|
    0000be 78c0 LDRB r0,[r0,#3]
    0000c0 f00000f3 AND r0,r0,#0xf3
    0000c4 49cf LDR r1,|L1.1028|
    0000c6 70c8 STRB r0,[r1,#3]
    ;;;116
    ;;;117 UART0_BDH = UART_BDH_SBR(0x02);
    0000c8 2002 MOVS r0,#2
    0000ca 7008 STRB r0,[r1,#0]
    ;;;118
    ;;;119 UART0_BDL = UART_BDL_SBR(0xE8);
    0000cc 20e8 MOVS r0,#0xe8
    0000ce 7048 STRB r0,[r1,#1]
    ;;;120
    ;;;121 UART0_MA1 = UART_MA1_MA(0x00);
    0000d0 2000 MOVS r0,#0
    0000d2 7208 STRB r0,[r1,#8]
    ;;;122
    ;;;123 UART0_MA2 = UART_MA2_MA(0x00);
    0000d4 7248 STRB r0,[r1,#9]
    ;;;124
    ;;;125 UART0_C4 = UART_C4_BRFA(0x00);
    0000d6 7288 STRB r0,[r1,#0xa]
    ;;;126
    ;;;127 UART0_C1 = (UART_C1_M_MASK | UART_C1_PE_MASK);
    0000d8 2012 MOVS r0,#0x12
    0000da 7088 STRB r0,[r1,#2]
    ;;;128
    ;;;129 UART0_S2 = (UART_S2_LBKDIF_MASK | UART_S2_RXEDGIF_MASK);
    0000dc 20c0 MOVS r0,#0xc0
    0000de 7148 STRB r0,[r1,#5]
    ;;;130
    ;;;131 UART0_MODEM = 0x00U;
    0000e0 2000 MOVS r0,#0
    0000e2 7348 STRB r0,[r1,#0xd]
    ;;;132
    ;;;133 UART0_IR = UART_IR_TNP(0x00);
    0000e4 7388 STRB r0,[r1,#0xe]
    ;;;134
    ;;;135 UART0_TWFIFO = UART_TWFIFO_TXWATER(0x00);
    0000e6 74c8 STRB r0,[r1,#0x13]
    ;;;136
    ;;;137 UART0_RWFIFO = UART_RWFIFO_RXWATER(0x01);
    0000e8 2001 MOVS r0,#1
    0000ea 7548 STRB r0,[r1,#0x15]
    ;;;138
    ;;;139 UART0_SFIFO = UART_SFIFO_TXEMPT_MASK |
    0000ec 20c7 MOVS r0,#0xc7
    0000ee 7488 STRB r0,[r1,#0x12]
    ;;;140 UART_SFIFO_RXEMPT_MASK |
    ;;;141 UART_SFIFO_RXOF_MASK |
    ;;;142 UART_SFIFO_TXOF_MASK |
    ;;;143 UART_SFIFO_RXUF_MASK;
    ;;;144
    ;;;145 UART0_CFIFO = (UART_CFIFO_TXFLUSH_MASK | UART_CFIFO_RXFLUSH_MASK);
    0000f0 20c0 MOVS r0,#0xc0
    0000f2 7448 STRB r0,[r1,#0x11]
    ;;;146
    ;;;147 UART0_PFIFO &= (uint8_t)~(uint8_t)(
        0000f4 4608 MOV r0,r1
        0000f6 7c00 LDRB r0,[r0,#0x10]
        0000f8 f0000077 AND r0,r0,#0x77
        0000fc 7408 STRB r0,[r1,#0x10]
        ;;;148 UART_PFIFO_TXFE_MASK |
        ;;;149 UART_PFIFO_RXFE_MASK
        ;;;150 );
    ;;;151
    ;;;152 UART0_WN7816 = UART_WN7816_GTN(0x00);
    0000fe 2000 MOVS r0,#0
    000100 7708 STRB r0,[r1,#0x1c]
    ;;;153
    ;;;154 UART0_WF7816 = UART_WF7816_GTFD(0x01);
    000102 2001 MOVS r0,#1
    000104 7748 STRB r0,[r1,#0x1d]
    ;;;155
    ;;;156 UART0_WP7816A_T0 = UART_WP7816A_T0_WI_H(0x00);
    000106 2000 MOVS r0,#0
    000108 49be LDR r1,|L1.1028|
    00010a 313c ADDS r1,r1,#0x3c
    00010c 7008 STRB r0,[r1,#0]
    ;;;157 UART0_WP7816B_T0 = UART_WP7816B_T0_WI_L(0x0A);
    00010e 210a MOVS r1,#0xa
    000110 48bc LDR r0,|L1.1028|
    000112 f880103d STRB r1,[r0,#0x3d]
;;;158 //UART0_WP7816 = UART_WP7816_WTX(0x0A);
;;;159
;;;160 UART0_ET7816 = (UART_ET7816_TXTHRESHOLD(0x00) | UART_ET7816_RXTHRESHOLD(0x00));
000116 2000 MOVS r0,#0
000118 49ba LDR r1,|L1.1028|
00011a 7788 STRB r0,[r1,#0x1e]
;;;161
;;;162 UART0_IS7816 = UART_IS7816_WT_MASK |
00011c 20f7 MOVS r0,#0xf7
00011e 7688 STRB r0,[r1,#0x1a]
;;;163 UART_IS7816_CWT_MASK |
;;;164 UART_IS7816_BWT_MASK |
;;;165 UART_IS7816_INITD_MASK |
;;;166 UART_IS7816_GTV_MASK |
;;;167 UART_IS7816_TXT_MASK |
;;;168 UART_IS7816_RXT_MASK;
;;;169
;;;170 UART0_IE7816 = 0x00U;
000120 2000 MOVS r0,#0
000122 7648 STRB r0,[r1,#0x19]
;;;171
;;;172 UART0_C7816 = (UART_C7816_INIT_MASK | UART_C7816_ISO_7816E_MASK);
000124 2005 MOVS r0,#5
000126 7608 STRB r0,[r1,#0x18]
;;;173 (void) UART0_S1;
000128 4608 MOV r0,r1
00012a 7900 LDRB r0,[r0,#4]
;;;174 (void) UART0_D;
00012c 4608 MOV r0,r1
00012e 79c0 LDRB r0,[r0,#7]
;;;175
;;;176 UART0_C5 &= (uint8_t)~(uint8_t)(
    000130 4608 MOV r0,r1
    000132 7ac0 LDRB r0,[r0,#0xb]
    000134 f0000010 AND r0,r0,#0x10
    000138 72c8 STRB r0,[r1,#0xb]
    ;;;177 UART_C5_TDMAS_MASK |
    ;;;178 UART_C5_RDMAS_MASK |
    ;;;179 0x4FU
    ;;;180 );
;;;181
;;;182 UART0_C3 = 0x00U;
00013a 2000 MOVS r0,#0
00013c 7188 STRB r0,[r1,#6]
;;;183
;;;184 UART0_C2 = 0x00U;
00013e 70c8 STRB r0,[r1,#3]
;;;185
;;;186 return;
;;;187 }
000140 4770 BX lr
;;;188
ENDP

出错的地址是0x00010642，相对于函数起始地址0x000105e1的偏移为0x61，根据List文件中的内容，_UartInit中第一条指令在文件中的偏移是0xb0，因此出错代码的偏移应该是0x61+0xb0 = 0x111。因此可以定位出发生错误的语句在uart7816.c中的157行。
找到产生错误的语句后，在有针对性的查找CPU手册中串口寄存器WP7816B的部分，发现用错了头文件，的确是访问了非法的内存区域。至此，问题解决。

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