RO,RW和ZI

本文详细解释了ARM程序中RO、RW和ZI的区别,包括它们在程序组成、映像文件中的位置以及如何在实际运行过程中转换。通过具体的C语言实例,清晰地展示了RO、RW和ZI在程序中的应用,帮助开发者更好地理解ARM程序的执行流程。

要了解RO,RW和ZI需要首先了解以下知识:
            (1)     
         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
      (2)
              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。
         (3)
          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,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。

          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。

              (4)
                  ROM主要指:NAND Flash,Nor Flash
                  RAM主要指:PSRAM,SDRAM,SRAM,DDRAM
      (5)
          Image$$??$$Limit 的含义
      对于刚学习ARM的人来说,如果分析它的启动代码,往往不明白下面几个变量的含义:|Image$$RO$$Limit|、|Image$$RW$$Base|、|Image$$ZI$$Base|。
      当把程序编写好以后,就要进行编译和链接了,在ADS1.2中选择MAKE按钮,会出现一个Errors and Warnings 
      的对话框,在该栏中显示编译和链接的结果,如果没有错误,在文件的最后应该能看到Image component 
      sizes,后面紧跟的依次是Code,RO Data ,RW Data ,ZI Data ,Debug 
各个项目的字节数,最后会有他们的一个统计数据:
      Code 163632 ,RO Data 20939 ,RW Data 53 ,ZI Data 17028
      Tatal RO size (Code+ RO Data)             184571 (180.25kB)
      Tatal RW size(RW Data+ ZI Data)           17081(16.68 kB)
      Tatal ROM size(Code+ RO Data+ RW Data)   184624(180.30 kB)
      后面的字节数是根据用户不同的程序而来的,下面就以上面的数据为例来介绍那几个变量的计算。
           在ADS的Debug Settings中有一栏是Linker/ARM Linker,在output选项中有一个RO base选项,
        假如 
       RO base设置为0x0c100000,后面的RW base 设置为0x0c200000,然后在Options选项中有Image entry 
      point ,是一个初始程序的入口地址,设置为0x0c100000 。
      有了上面这些信息我们就可以完全知道这几个变量是怎么来的了:
      |Image$$RO$$Base| = Image entry point =RO base =0x0c100000 ;表示程序代码存放的起始地址
      |Image$$RO$$Limit|=程序代码起始地址+代码长度+1=0x0c100000+Tatal RO size+1
      = 0x0c100000 + 184571 + 1 = 0x0c100000 +0x2D0FB + 1
      = 0x0c12d0fc
      |Image$$RW$$Base| = 0x0c200000=RW base 地址指定
      |Image$$RW$$Limit| =|Image$$RW$$Base|+ RW Data 53 = 
      0x0c200000+0x37(4的倍数,0到55,共56个单元)
      =0x0c200037
      |Image$$ZI$$Base| = |Image$$RW$$Limit| + 1 =0x0c200038
      |Image$$ZI$$Limit| = |Image$$ZI$$Base| + ZI Data 17028
                                  =0x0c200038 + 0x4284
                                  =0x0c2042bc
      也可以由此计算:
      |Image$$ZI$$Limit| = |Image$$RW$$Base| +TatalRWsize(RWData+ZIData) 17081
                                  =0x0c200000+0x42b9+3(要满足4的倍数)
                                  =0x0c2042bc

    

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值