kopia lustrzana https://github.com/espressif/esp-idf
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.. _memory-layout:
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应用程序的内存布局
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{IDF_TARGET_NAME} 芯片具有灵活的内存映射功能,本小节将介绍 ESP-IDF
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默认使用这些功能的方式。
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ESP-IDF 应用程序的代码可以放在以下内存区域之一。
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IRAM(指令 RAM)
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ESP-IDF 将内部 SRAM0 区域(在技术参考手册中有定义)的一部分分配为指令
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RAM。除了开始的 64kB 用作 PRO CPU 和 APP CPU
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的高速缓存外,剩余内存区域(从 ``0x40080000`` 至
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``0x400A0000`` )被用来存储应用程序中部分需要在RAM中运行的代码。
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一些 ESP-IDF 的组件和 WiFi
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协议栈的部分代码通过链接脚本文件被存放到了这块内存区域。
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如果一些应用程序的代码需要放在 IRAM 中运行,可以使用 ``IRAM_ATTR``
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宏定义进行声明。
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.. code:: c
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#include "esp_attr.h"
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void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void* arg)
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{
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// ...
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}
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下面列举了应用程序中可能或者应该放入 IRAM 中运行例子。
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- 当注册中断处理程序的时候设置了
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``ESP_INTR_FLAG_IRAM`` ,那么中断处理程序就必须要放在 IRAM
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中运行。这种情况下,ISR 只能调用存放在 IRAM 或者 ROM
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中的函数。 *注意* :目前所有 FreeRTOS 的 API 都已经存放到了 IRAM
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中,所以在中断中调用 FreeRTOS 的中断专属 API 是安全的。如果将 ISR
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放在 IRAM 中运行,那么必须使用宏定义 ``DRAM_ATTR`` 将该 ISR
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用到所有常量数据和调用的函数(包括但不限于 ``const char`` 数组)放入
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DRAM 中。
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- 可以将一些时间关键的代码放在 IRAM 中,这样可以缩减从 Flash
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加载代码所消耗的时间。{IDF_TARGET_NAME} 是通过 32kB 的高速缓存来从外部 Flash
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中读取代码和数据的,将函数放在 IRAM
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中运行可以减少由高速缓存未命中引起的时间延迟。
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IROM(代码从 Flash 中运行)
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如果一个函数没有被显式地声明放在 IRAM 或者 RTC 内存中,则将其置于 Flash
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中。Flash 技术参考手册中介绍了 Flash MMU 允许代码从 Flash
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执行的机制。ESP-IDF 将从 Flash 中执行的代码放在
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``0x400D0000 — 0x40400000`` 区域的开始,在启动阶段,二级引导程序会初始化
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Flash MMU,将代码在 Flash
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中的位置映射到这个区域的开头。对这个区域的访问会被透明地缓存到
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``0x40070000 — 0x40080000`` 范围内的两个 32kB 的块中。
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请注意,使用 Window ABI ``CALLx`` 指令可能无法访问
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``0x40000000 — 0x40400000``
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区域以外的代码,所以要特别留意应用程序是否使用了
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``0x40400000 — 0x40800000`` 或者 ``0x40800000 — 0x40C00000``
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区域,ESP-IDF 默认不会使用这两个区域。
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RTC 快速内存
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从深度睡眠模式唤醒后必须要运行的代码要放在 RTC
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内存中,更多信息请查阅文档 :doc:`深度睡眠 <deep-sleep-stub>`
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。
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DRAM(数据 RAM)
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链接器将非常量静态数据和零初始化数据放入 ``0x3FFB0000 — 0x3FFF0000`` 这
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256kB 的区域。注意,如果使用蓝牙堆栈,此区域会减少
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64kB(通过将起始地址移至 ``0x3FFC0000`` )。如果使用了内存跟踪的功能,该区域的长度还要减少
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16kB 或者 32kB。放置静态数据后,留在此区域中的剩余空间都用作运行时堆。
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常量数据也可以放在 DRAM 中,例如,用在 ISR 中的常量数据(参见上面 IRAM
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部分的介绍),为此需要使用 ``DRAM_ATTR`` 宏来声明。
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.. code:: c
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DRAM_ATTR const char[] format_string = "%p %x";
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char buffer[64];
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sprintf(buffer, format_string, ptr, val);
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毋庸置疑,不建议在 ISR 中使用 ``printf``
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和其余输出函数。出于调试的目的,可以在 ISR 中使用 ``ESP_EARLY_LOGx``
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来输出日志,不过要确保将 ``TAG`` 和格式字符串都放在了 ``DRAM`` 中。
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宏 ``__NOINIT_ATTR`` 可以用来声明将数据放在 ``.noinit``
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段中,放在此段中的数据不会在启动时被初始化,并且在软件重启后会保留原来的值。
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例子:
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.. code:: c
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__NOINIT_ATTR uint32_t noinit_data;
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DROM(数据存储在 Flash 中)
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默认情况下,链接器将常量数据放入一个 4MB 区域
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(``0x3F400000 — 0x3F800000``) ,该区域用于通过 Flash MMU
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和高速缓存来访问外部
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Flash。一种特例情况是,字面量会被编译器嵌入到应用程序代码中。
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RTC 慢速内存
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从 RTC
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内存运行的代码(例如深度睡眠模块的代码)使用的全局和静态变量必须要放在
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RTC 慢速内存中。更多详细说明请查看文档
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:doc:`深度睡眠 <deep-sleep-stub>` 。
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宏 ``RTC_NOINIT_ATTR`` 用来声明将数据放入 RTC
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慢速内存中,该数据在深度睡眠唤醒后将保持不变。
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例子:
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.. code:: c
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RTC_NOINIT_ATTR uint32_t rtc_noinit_data;
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DMA 能力要求
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大多数的 DMA 控制器(比如 SPI,SDMMC 等)都要求发送/接收缓冲区放在 DRAM
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中,并且按字对齐。我们建议将 DMA 缓冲区放在静态变量中而不是堆栈中。使用
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``DMA_ATTR`` 宏可以声明该全局/本地的静态变量具备 DMA 能力,例如:
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.. code:: c
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DMA_ATTR uint8_t buffer[]="I want to send something";
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void app_main()
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{
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// 初始化代码...
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spi_transaction_t temp = {
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.tx_buffer = buffer,
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.length = 8*sizeof(buffer),
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};
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spi_device_transmit( spi, &temp );
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// 其他程序
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}
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或者:
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.. code:: c
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void app_main()
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{
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DMA_ATTR static uint8_t buffer[]="I want to send something";
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// 初始化代码...
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spi_transaction_t temp = {
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.tx_buffer = buffer,
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||
.length = 8*sizeof(buffer),
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};
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spi_device_transmit( spi, &temp );
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||
// 其他程序
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||
}
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在堆栈中放置 DMA 缓冲区仍然是允许的,但是你必须记住:
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.. list::
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:SOC_SPIRAM_SUPPORTED:- 如果堆栈在 pSRAM 中,切勿尝试这么做,因为堆栈在 pSRAM 中的话就要按照
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:doc:`片外SRAM <external-ram>` 文档介绍的步骤来操作(至少要在
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``menuconfig`` 中使能
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``SPIRAM_ALLOW_STACK_EXTERNAL_MEMORY`` ),所以请确保你的任务不在
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pSRAM 中。
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- 在函数中使用 ``WORD_ALIGNED_ATTR``
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宏来修饰变量,将其放在适当的位置上,比如:
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.. code:: c
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void app_main()
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{
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uint8_t stuff;
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WORD_ALIGNED_ATTR uint8_t buffer[]="I want to send something"; //否则buffer数组会被存储在stuff变量的后面
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// 初始化代码...
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spi_transaction_t temp = {
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.tx_buffer = buffer,
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||
.length = 8*sizeof(buffer),
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};
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spi_device_transmit( spi, &temp );
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||
// 其他程序
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}
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