应用程序的内存布局¶

ESP32 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。

#include "esp_attr.h"

void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void* arg)
{
    // ...
}

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 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。

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

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：

__NOINIT_ATTR uint32_t noinit_data;

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：

RTC_NOINIT_ATTR uint32_t rtc_noinit_data;

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：

DMA_ATTR uint8_t buffer[]="I want to send something";

void app_main()
{
    // 初始化代码...
    spi_transaction_t temp = {
        .tx_buffer = buffer,
        .length = 8*sizeof(buffer),
    };
    spi_device_transmit( spi, &temp );
    // 其他程序
}

或者：

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

在堆栈中放置 DMA 缓冲区仍然是允许的，但是你必须记住：

如果堆栈在 pSRAM 中，切勿尝试这么做，因为堆栈在 pSRAM 中的话就要按照片外SRAM 文档介绍的步骤来操作（至少要在 menuconfig 中使能 SPIRAM_ALLOW_STACK_EXTERNAL_MEMORY ），所以请确保你的任务不在 PSRAM 中。

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：

void app_main()
{
   uint8_t stuff;
   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
   // 初始化代码...
   spi_transaction_t temp = {
      .tx_buffer = buffer,
      .length = 8*sizeof(buffer),
   };
   spi_device_transmit( spi, &temp );
   // 其他程序
}

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