ARM编译中的RO、RW和ZI DATA区段
ARM编译中的RO、RW和ZI DATA区段
ARM编译中的RO、RW和ZI DATA区段
ARM程序(指在ARM系统中正在执行的程序,而非保存在ROM中的bin文件)的组成
一个ARM程序包含3部分:RO段,RW段和ZI段
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,也成为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:
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog2:
#include <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:
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog4:
#include <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:
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog4:
#include <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
编译的一个ARM的程序,会得到这样的信息:
==============================================================================
Code (inc. data) RO Data RW Data ZI Data Debug
2730 194 250 8 96 16068 Grand Totals
2730 194 250 8 96 16068 ELF Image Totals
2730 194 250 8 0 0 ROM Totals
==============================================================================
Total RO Size (Code + RO Data) 2980 ( 2.91kB)
Total RW Size (RW Data + ZI Data) 104 ( 0.10kB)
Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data) 2988 ( 2.92kB)
==============================================================================
Program Size: Code=8044 RO-data=52 RW-data=56 ZI-data=5184
其中:
Code指存储到flash【Rom】中的程序代码。
ZI英语是zero initial,就是程序中用到的变量并且被系统初始化为0的变量的字节数,keil编译器默认是把你没有初始化的变量都赋值一个0,这些变量在程序运行时是保存在RAM中的。
RW是可读可写变量,就是初始化时候就已经赋值了的,RW + ZI就是你的程序总共使用的RAM字节数。
RO是程序中的指令和常量,这些值是被保存到Rom中的。
Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)这样所写的程序占用的ROM的字节总数,也就是说程序所下载到ROM flash 中的大小。为什么Rom中还要存RW,因为掉电后RAM中所有数据都丢失了,每次上电RAM中的数据是被重新赋值的,每次这些固定的值就是存储在Rom中的,为什么不包含ZI段呢,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。
实际上,ROM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。
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