应用程序的内存布局

草帽王子

ESP32-C3 芯片具有灵活的内存映射功能，本小节将介绍 ESP-IDF 默认使用这些功能的方式。

ESP-IDF 应用程序的代码可以放在以下内存区域之一。

IRAM（指令 RAM）

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 RAM。除了开始的 64kB 用作 PRO CPU 和 APP CPU 的高速缓存外，剩余内存区域（从 0x40080000 至 0x400A0000 ）被用来存储应用程序中部分需要在 RAM 中运行的代码。

一些 ESP-IDF 的组件和 WiFi 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。

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 宏定义进行声明。

1. #include "esp_attr.h"
   
2. 
   
3. void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void* arg)
   
4. {
   
5.     // ...
   
6. }

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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。

• 当注册中断处理程序的时候设置了 ESP_INTR_FLAG_IRAM ，那么中断处理程序就必须要放在 IRAM 中运行。这种情况下，ISR 只能调用存放在 IRAM 或者 ROM 中的函数。 注意 ：目前所有 FreeRTOS 的 API 都已经存放到了 IRAM 中，所以在中断中调用 FreeRTOS 的中断专属 API 是安全的。如果将 ISR 放在 IRAM 中运行，那么必须使用宏定义 DRAM_ATTR 将该 ISR 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 DRAM 中。
• 可以将一些时间关键的代码放在 IRAM 中，这样可以缩减从 Flash 加载代码所消耗的时间。ESP32-C3 是通过 32kB 的高速缓存来从外部 Flash 中读取代码和数据的，将函数放在 IRAM 中运行可以减少由高速缓存未命中引起的时间延迟。
  

IROM（代码从 Flash 中运行）

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 中。Flash 技术参考手册中介绍了 Flash MMU 允许代码从 Flash 执行的机制。ESP-IDF 将从 Flash 中执行的代码放在 0x400D0000 — 0x40400000 区域的开始，在启动阶段，二级引导程序会初始化 Flash MMU，将代码在 Flash 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 0x40070000 — 0x40080000 范围内的两个 32kB 的块中。

请注意，使用 Window ABI CALLx 指令可能无法访问 0x40000000 — 0x40400000 区域以外的代码，所以要特别留意应用程序是否使用了 0x40400000 — 0x40800000 或者 0x40800000 — 0x40C00000 区域，ESP-IDF 默认不会使用这两个区域。

RTC 快速内存

从深度睡眠模式唤醒后必须要运行的代码要放在 RTC 内存中，更多信息请查阅文档 深度睡眠。

DRAM（数据 RAM）

链接器将非常量静态数据和零初始化数据放入 0x3FFB0000 — 0x3FFF0000 这 256kB 的区域。注意，如果使用蓝牙堆栈，此区域会减少 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 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。

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 部分的介绍），为此需要使用 DRAM_ATTR 宏来声明。

1. DRAM_ATTR const char[] format_string = "%p %x";
   
2. char buffer[64];
   
3. sprintf(buffer, format_string, ptr, val);

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毋庸置疑，不建议在 ISR 中使用 printf 和其余输出函数。出于调试的目的，可以在 ISR 中使用 ESP_EARLY_LOGx 来输出日志，不过要确保将 TAG 和格式字符串都放在了 DRAM 中。

宏 __NOINIT_ATTR 可以用来声明将数据放在 .noinit 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。

例子：

1. __NOINIT_ATTR uint32_t noinit_data;

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DROM（数据存储在 Flash 中）

默认情况下，链接器将常量数据放入一个 4MB 区域 (0x3F400000 — 0x3F800000) ，该区域用于通过 Flash MMU 和高速缓存来访问外部 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。

RTC 慢速内存

从 RTC 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 RTC 慢速内存中。更多详细说明请查看文档 深度睡眠 。

宏 RTC_NOINIT_ATTR 用来声明将数据放入 RTC 慢速内存中，该数据在深度睡眠唤醒后将保持不变。

例子：

1. RTC_NOINIT_ATTR uint32_t rtc_noinit_data;

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DMA 能力要求

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 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 DMA_ATTR 宏可以声明该全局/本地的静态变量具备 DMA 能力，例如：

1. DMA_ATTR uint8_t buffer[]="I want to send something";
   
2. 
   
3. void app_main()
   
4. {
   
5.     // 初始化代码...
   
6.     spi_transaction_t temp = {
   
7.         .tx_buffer = buffer,
   
8.         .length = 8*sizeof(buffer),
   
9.     };
   
10.     spi_device_transmit( spi, &temp );
    
11.     // 其他程序
    
12. }

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或者：

1. void app_main()
   
2. {
   
3.     DMA_ATTR static uint8_t buffer[]="I want to send something";
   
4.     // 初始化代码...
   
5.     spi_transaction_t temp = {
   
6.         .tx_buffer = buffer,
   
7.         .length = 8*sizeof(buffer),
   
8.     };
   
9.     spi_device_transmit( spi, &temp );
   
10.     // 其他程序
    
11. }

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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：

• 在函数中使用 WORD_ALIGNED_ATTR 宏来修饰变量，将其放在适当的位置上，比如：
  

1. void app_main()
   
2. {
   
3.    uint8_t stuff;
   
4.    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
   
5.    // 初始化代码...
   
6.    spi_transaction_t temp = {
   
7.       .tx_buffer = buffer,
   
8.       .length = 8*sizeof(buffer),
   
9.    };
   
10.    spi_device_transmit( spi, &temp );
    
11.    // 其他程序
    
12. }

复制代码

完