RO段、RW段和ZI段

xiaoxiao2021-02-28  7

RO段、RW段和ZI段 RO段、RW段和ZI段 Posted by gavinkwoe 一直以来对于ARM体系中所描述的RO,RW和ZI数据存在似是而非的理解,这段时间对其仔细了解了一番,发现了一些规律,理解了一些以前书本上有的但是不理解的东西,我想应该有不少人也有和我同样的困惑,因此将我的一些关于RO,RW和ZI的理解写出来,希望能对大家有所帮助。 要了解RO,RW和ZI需要首先了解以下知识: ARM程序的组成 此处所说的“ARM程序”是指在ARM系统中正在执行的程序,而非保存在ROM中的bin映像(image)文件,这一点清注意区别。 一个ARM程序包含3部分:RO,RW和ZI RO是程序中的指令和常量 RW是程序中的已初始化变量 ZI是程序中的未初始化的变量 由以上3点说明可以理解为: RO就是readonly, RW就是read/write, ZI就是zero ARM映像文件的组成 所谓ARM映像文件就是指烧录到ROM中的bin文件,也称为image文件。以下用Image文件来称呼它。 Image文件包含了RO和RW数据。 之所以Image文件不包含ZI数据,是因为ZI数据都是0,没必要包含,只要程序运行之前将ZI数据所在的区域一律清零即可。包含进去反而浪费存储空间。 Q:为什么Image中必须包含RO和RW? A:因为RO中的指令和常量以及RW中初始化过的变量是不能像ZI那样“无中生有”的。 ARM程序的执行过程 从以上两点可以知道,烧录到ROM中的image文件与实际运行时的ARM程序之间并不是完全一样的。因此就有必要了解ARM程序是如何从ROM中的image到达实际运行状态的。 实际上,RO中的指令至少应该有这样的功能: 1. 将RW从ROM中搬到RAM中,因为RW是变量,变量不能存在ROM中。 2. 将ZI所在的RAM区域全部清零,因为ZI区域并不在Image中,所以需要程序根据编译器给出的ZI地址及大小来将相应得RAM区域清零。ZI中也是变量,同理:变量不能存在ROM中 在程序运行的最初阶段,RO中的指令完成了这两项工作后C程序才能正常访问变量。否则只能运行不含变量的代码。 说了上面的可能还是有些迷糊,RO,RW和ZI到底是什么,下面我将给出几个例子,最直观的来说明RO,RW,ZI在C中是什么意思。 1; RO 看下面两段程序,他们之间差了一条语句,这条语句就是声明一个字符常量。因此按照我们之前说的,他们之间应该只会在RO数据中相差一个字节(字符常量为1字节)。 Prog1: #i nclude <stdio.h> void main(void) { ; } Prog2: #i nclude <stdio.h> const char a = 5; void main(void) { ; } Prog1编译出来后的信息如下: ================================================================================ Code RO Data RW Data ZI Data Debug 948 60 0 96 0 Grand Totals ================================================================================ Total RO Size(Code + RO Data) 1008 ( 0.98kB) Total RW Size(RW Data + ZI Data) 96 ( 0.09kB) Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data) 1008 ( 0.98kB) ================================================================================ Prog2编译出来后的信息如下: ================================================================================ Code RO Data RW Data ZI Data Debug 948 61 0 96 0 Grand Totals ================================================================================ Total RO Size(Code + RO Data) 1009 ( 0.99kB) Total RW Size(RW Data + ZI Data) 96 ( 0.09kB) Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data) 1009 ( 0.99kB) ================================================================================ 以上两个程序编译出来后的信息可以看出: Prog1和Prog2的RO包含了Code和RO Data两类数据。他们的唯一区别就是Prog2的RO Data比Prog1多了1个字节。这正和之前的推测一致。 如果增加的是一条指令而不是一个常量,则结果应该是Code数据大小有差别。 2; RW 同样再看两个程序,他们之间只相差一个“已初始化的变量”,按照之前所讲的,已初始化的变量应该是算在RW中的,所以两个程序之间应该是RW大小有区别。 Prog3: #i nclude <stdio.h> void main(void) { ; } Prog4: #i nclude <stdio.h> char a = 5; void main(void) { ; } Prog3编译出来后的信息如下: ================================================================================ Code RO Data RW Data ZI Data Debug 948 60 0 96 0 Grand Totals ================================================================================ Total RO Size(Code + RO Data) 1008 ( 0.98kB) Total RW Size(RW Data + ZI Data) 96 ( 0.09kB) Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data) 1008 ( 0.98kB) ================================================================================ Prog4编译出来后的信息如下: ================================================================================ Code RO Data RW Data ZI Data Debug 948 60 1 96 0 Grand Totals ================================================================================ Total RO Size(Code + RO Data) 1008 ( 0.98kB) Total RW Size(RW Data + ZI Data) 97 ( 0.09kB) Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data) 1009 ( 0.99kB) ================================================================================ 可以看出Prog3和Prog4之间确实只有RW Data之间相差了1个字节,这个字节正是被初始化过的一个字符型变量“a”所引起的。 3; ZI 再看两个程序,他们之间的差别是一个未初始化的变量“a”,从之前的了解中,应该可以推测,这两个程序之间应该只有ZI大小有差别。 Prog3: #i nclude <stdio.h> void main(void) { ; } Prog4: #i nclude <stdio.h> char a; void main(void) { ; } Prog3编译出来后的信息如下: ================================================================================ Code RO Data RW Data ZI Data Debug 948 60 0 96 0 Grand Totals ================================================================================ Total RO Size(Code + RO Data) 1008 ( 0.98kB) Total RW Size(RW Data + ZI Data) 96 ( 0.09kB) Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data) 1008 ( 0.98kB) ================================================================================ Prog4编译出来后的信息如下: ================================================================================ Code RO Data RW Data ZI Data Debug 948 60 0 97 0 Grand Totals ================================================================================ Total RO Size(Code + RO Data) 1008 ( 0.98kB) Total RW Size(RW Data + ZI Data) 97 ( 0.09kB) Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data) 1008 ( 0.98kB) ================================================================================ 编译的结果完全符合推测,只有ZI数据相差了1个字节。这个字节正是未初始化的一个字符型变量“a”所引起的。 注意:如果一个变量被初始化为0,则该变量的处理方法与未初始化华变量一样放在ZI区域。 即:ARM C程序中,所有的未初始化变量都会被自动初始化为0。 总结: 1; C中的指令以及常量被编译后是RO类型数据。 2; C中的未被初始化或初始化为0的变量编译后是ZI类型数据。 3; C中的已被初始化成非0值的变量编译后市RW类型数据。 附: 程序的编译命令(假定C程序名为tst.c): armcc -c -o tst.o tst.c armlink -noremove -elf -nodebug -info totals -info sizes -map -list aa.map -o tst.elf tst.o 编译后的信息就在aa.map文件中。 ROM主要指:NAND Flash,Nor Flash RAM主要指:PSRAM,SDRAM,SRAM,DDRAM
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