KEIL MDK中的RO、RW和ZI DATA
一直以來對於ARM體系中所描述的RO,RW和ZI資料存在似是而非的理解,這段時間對其仔細瞭解了一番,發現了一些規律,理解了一些以前書本上有的但是不理解的東西,我想應該有不少人也有和我同樣的困惑,因此將我的一些關於RO,RW和ZI的理解寫出來,希望能對大家有所幫助。
要了解RO,RW和ZI需要首先了解以下知識:
ARM程式的組成
此處所說的“ARM程式”是指在ARM系統中正在執行的程式,而非儲存在ROM中的bin映像(image)檔案,這一點清注意區別。
一個ARM程式包含3部分:RO,RW和ZI
RO是程式中的指令和常量
RW是程式中的已初始化變數
ZI是程式中的未初始化的變數
由以上3點說明可以理解為:
RO就是readonly,
RW就是read/write,
ZI就是zero
ARM映像檔案的組成
所謂ARM映像檔案就是指燒錄到ROM中的bin檔案,也成為image檔案。以下用Image檔案來稱呼它。
Image檔案包含了RO和RW資料。
之所以Image檔案不包含ZI資料,是因為ZI資料都是0,沒必要包含,只要程式執行之前將ZI資料所在的區域一律清零即可。包含進去反而浪費儲存空間。
Q:為什麼Image中必須包含RO和RW?
A:因為RO中的指令和常量以及RW中初始化過的變數是不能像ZI那樣“無中生有”的。
ARM程式的執行過程
從以上兩點可以知道,燒錄到ROM中的image檔案與實際執行時的ARM程式之間並不是完全一樣的。因此就有必要了解ARM程式是如何從ROM中的image到達實際執行狀態的。
實際上,RO中的指令至少應該有這樣的功能:
1. 將RW從ROM中搬到RAM中,因為RW是變數,變數不能存在ROM中。
2. 將ZI所在的RAM區域全部清零,因為ZI區域並不在Image中,所以需要程式根據編譯器給出的ZI地址及大小來將相應得RAM區域清零。ZI中也是變數,同理:變數不能存在ROM中
在程式執行的最初階段,RO中的指令完成了這兩項工作後C程式才能正常訪問變數。否則只能執行不含變數的程式碼。
說了上面的可能還是有些迷糊,RO,RW和ZI到底是什麼,下面我將給出幾個例子,最直觀的來說明RO,RW,ZI在C中是什麼意思。
1; RO
看下面兩段程式,他們之間差了一條語句,這條語句就是宣告一個字元常量。因此按照我們之前說的,他們之間應該只會在RO資料中相差一個位元組(字元常量為1位元組)。
Prog1:
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog2:
#include <stdio.h>
const char a = 5;
void main(void)
{
;
}
Prog1編譯出來後的資訊如下:
================================================================================
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編譯出來後的資訊如下:
================================================================================
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)
================================================================================
以上兩個程式編譯出來後的資訊可以看出:
Prog1和Prog2的RO包含了Code和RO Data兩類資料。他們的唯一區別就是Prog2的RO Data比Prog1多了1個位元組。這正和之前的推測一致。
如果增加的是一條指令而不是一個常量,則結果應該是Code資料大小有差別。
2; RW
同樣再看兩個程式,他們之間只相差一個“已初始化的變數”,按照之前所講的,已初始化的變數應該是算在RW中的,所以兩個程式之間應該是RW大小有區別。
Prog3:
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog4:
#include <stdio.h>
char a = 5;
void main(void)
{
;
}
Prog3編譯出來後的資訊如下:
================================================================================
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編譯出來後的資訊如下:
================================================================================
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之間確實只有RW Data之間相差了1個位元組,這個位元組正是被初始化過的一個字元型變數“a”所引起的。
3; ZI
再看兩個程式,他們之間的差別是一個未初始化的變數“a”,從之前的瞭解中,應該可以推測,這兩個程式之間應該只有ZI大小有差別。
Prog3:
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog4:
#include <stdio.h>
char a;
void main(void)
{
;
}
Prog3編譯出來後的資訊如下:
================================================================================
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編譯出來後的資訊如下:
================================================================================
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)
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編譯的結果完全符合推測,只有ZI資料相差了1個位元組。這個位元組正是未初始化的一個字元型變數“a”所引起的。
注意:如果一個變數被初始化為0,則該變數的處理方法與未初始化華變數一樣放在ZI區域。
即:ARM C程式中,所有的未初始化變數都會被自動初始化為0。
總結:
1; C中的指令以及常量被編譯後是RO型別資料。
2; C中的未被初始化或初始化為0的變數編譯後是ZI型別資料。
3; C中的已被初始化成非0值的變數編譯後市RW型別資料。
附:
程式的編譯命令(假定C程式名為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
編譯後的資訊就在aa.map檔案中。
ROM主要指:NAND Flash,Nor Flash
RAM主要指:PSRAM,SDRAM,SRAM,DDRAM