ARM程序的組成
此處所說的“ARM程序”是指在ARM系統(tǒng)中正在執(zhí)行的程序,而非保存在ROM中的bin映像(image)文件,這一點(diǎn)清注意區(qū)別。
一個ARM程序包含3部分:RO,RW和ZI
RO是程序中的指令和常量
RW是程序中已初始化變量
ZI是程序中未初始化或初始化為0的變量(ARM C程序中,所有的未初始化變量都會被自動初始化為0)。
由以上3點(diǎn)說明可以理解為:
RO就是readonly, C中的指令以及常量被編譯后是RO類型數(shù)據(jù)
RW就是read/write,C中的已被初始化成非0值的變量編譯后市RW類型數(shù)據(jù)
ZI就是zero initial, C中的未被初始化或初始化為0的變量編譯后是ZI類型數(shù)據(jù)。
在Keil中編譯工程成功后,在下面的Bulid Ouput窗口中會輸出下面這樣一段信息:
Program Size: Code=6320 RO-data=4864 RW-data=44 ZI-data=1636
代表的意思:
Code :是程序中代碼所占字節(jié)大小
RO-data :程序中所定義的指令和常量大小 (個人理解 :Read Only)
RW-data :程序中已初始化的變量大小 (個人理解”:Read/Write)
ZI-Data :程序中未初始化的變量大小 (個人理解 :Zero Initialize)
ROM(Flash) size = Code+RO-data+RW-data;
RAM size = RW-data+ZI-data
可以通過.map查看占用的flash和ram大小
對于上述所涉及的變量是指存放在靜態(tài)存儲區(qū)的變量(全局變量,靜態(tài)全局變量,靜態(tài)局部變量),而局部變量則是在程序運(yùn)行時在RAM中的棧區(qū)由系統(tǒng)自動分配臨時空間。
ARM映像文件的組成
所謂ARM映像文件就是指燒錄到ROM中的bin文件,也成為image文件。以下用Image文件來稱呼它。
Image文件包含了RO和RW數(shù)據(jù)。
之所以Image文件不包含ZI數(shù)據(jù),是因?yàn)閆I數(shù)據(jù)都是0,沒必要包含,只要程序運(yùn)行之前將ZI數(shù)據(jù)所在的區(qū)域一律清零即可,包含進(jìn)去反而浪費(fèi)存儲空間。
Q:為什么Image中必須包含RO和RW?
A:因?yàn)镽O中的指令和常量以及RW中初始化過的變量是不能像ZI那樣“無中生有”的。
RM程序的執(zhí)行過程
從以上兩點(diǎn)可以知道,燒錄到ROM中的image文件與實(shí)際運(yùn)行時的ARM程序之間并不是完全一樣的。因此就有必要了解ARM程序是如何從ROM中的image到達(dá)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的。
實(shí)際上,ROM中的指令至少應(yīng)該有這樣的功能:
1. 將RW從ROM中搬到RAM中,因?yàn)镽W是變量,變量不能存在ROM中。
2. 將ZI所在的RAM區(qū)域全部清零,因?yàn)閆I區(qū)域并不在Image中,所以需要程序根據(jù)編譯器給出的ZI地址及大小來將相應(yīng)得RAM區(qū)域清零。ZI中也是變量,同理:變量不 能存在ROM中
在程序運(yùn)行的最初階段,RO中的指令完成了這兩項(xiàng)工作后C程序才能正常訪問變量。否則只能運(yùn)行不含變量的代碼。
Image~~RW_IRAM1~~ZI~~Limit(~表示$,下面代碼中也一樣)是一個鏈接器導(dǎo)出的符號,代表ZI段的結(jié)束,也就是程序執(zhí)行區(qū)的RAM結(jié)束后的(注意這個‘的’,有點(diǎn)i++和++i的意思)地址,反過來也就是我們執(zhí)行區(qū)的RAM未使用的區(qū)域的起始地址(其實(shí)這里有點(diǎn)牽強(qiáng),因?yàn)檫@樣理解往往只是一個遵循的標(biāo)準(zhǔn),以為在RAM的使用上ZI區(qū)往往是整個程序的最末尾,也許這里我理解錯了)。
rt_system_heap_init((void*)&Image~~RW_IRAM1~~ZI~~Limit, (void*)STM32_SRAM_END);用于初始化RT-thread系統(tǒng)的堆區(qū)域。