开发日志:一个属性前缀,为stm32程序节省 500KB Flash 空间

问题浮现:惊现RW-data独自占用545KB

最近在做一个有关LVGL的嵌入式STM32项目,完成功能编译后,顺便看了一下编译输出信息,却看到了一个令人意外的结果:

复制代码
Program Size:
  Code=440404 RO-data=168592 RW-data=557368 ZI-data=48696

简单相加:440404 + 168592 + 557368 = 1166364,这意味着程序对 Flash 的占用竟然达到了 1.1MB 以上。

更值得关注的是,RW-data 独自占用了 557368 字节(约 545KB)。

定位元凶:LVGL 的显存缓冲区

通过查看链接生成的 .map 文件,我迅速将问题定位到了 lv_port_disp.c 文件。该文件为 LVGL 显示驱动分配了两个巨大的缓冲区:

c 复制代码
static uint8_t buf_2_1[MY_DISP_HOR_RES * MY_DISP_VER_RES / 5 * BYTE_PER_PIXEL];
static uint8_t buf_2_2[MY_DISP_HOR_RES * MY_DISP_VER_RES / 5 * BYTE_PER_PIXEL];

这两个缓冲区用于 UI 的渲染和缓存,总大小约为 490KB。关键在于,它们作为未初始化的全局变量,在运行时确实需要占用同等大小的 RAM,但其初始内容全为0,完全不应该在 Flash 中保存一份副本。

理论上,这类变量应被归类为 ZI(Zero-Initialized)数据,只在链接脚本中预留 RAM 空间,上电后由启动代码统一清零即可,不占用宝贵的 Flash。

深入分析:这段数据为什么被隔归类为RW-data?

查询资料,咨询AI,发现了 AC6 的一个重要编译约定:

AI Gemini给出的回答:

在 AC6 中,凡是使用 attribute((section("name"))) 自定义段的变量,编译器默认会将其视为 PROGBITS 类型(即需要初始内容的 RW Data)。即使内容全为0,链接器也会在 Flash 中为其分配空间,用于存储"初始的0值",并在启动时将其复制到 RAM。

这正是我们的 490KB 缓冲区占用 Flash 的根本原因。

解决方案:添加 .bss. 前缀

根据Gemini给出的方法,我成功将这490KB的数据转换为了ZI数据。

c 复制代码
LV_ATTRIBUTE_MEM_ALIGN
__attribute__((section(".bss.display_buf1"))) // 注意前缀
static uint8_t buf_2_1[MY_DISP_HOR_RES * MY_DISP_VER_RES / 5 * BYTE_PER_PIXEL];

LV_ATTRIBUTE_MEM_ALIGN
__attribute__((section(".bss.display_buf2"))) // 注意前缀
static uint8_t buf_2_2[MY_DISP_HOR_RES * MY_DISP_VER_RES / 5 * BYTE_PER_PIXEL];

并且在sct文件中也要同步修改:

sct 复制代码
LR_IROM1 0x08000000 0x00200000  {    ; load region size_region
  ER_IROM1 0x08000000 0x00200000  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
   .ANY (+XO)
  }
  RW_RAM2 0x30020000 0x00020000  {
   .ANY (+RW +ZI)
  }
  RW_RAM3 0x30040000 0x00008000  {
   .ANY (+RW +ZI)
  }
  RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  { 
    *(STACK, +ZI) 
    .ANY (+RW +ZI)
  }
  RW_IRAM2 0x24000000 0x00080000{ 
    *(.bss.display_buf1) ;这里也要添加.bss.
    *(.bss.display_buf2);这里也要添加.bss.
  }
}

优化成果:Flash 占用骤降 42%

应用上述修改后,重新编译项目,结果对比显著:

优化前:

复制代码
Program Size:
  Code=440404 RO-data=168592 RW-data=557368 ZI-data=48696
Flash 占用 ≈ 1166364 字节 (1.11 MB)

优化后:

复制代码
text
Program Size:
  Code=440372 RO-data=168592 RW-data=65848 ZI-data=540208
Flash 占用 ≈ 674812 字节 (659 KB)
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