ARM开发总结的小知识 Code, RO-data,RW-data,ZI-data

最新推荐文章于 2024-03-25 20:24:59 发布

winmenaruto

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文章标签： image optimization 存储 performance codec 工作

ARM开发总结的小知识
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Code, RO-data
RW-data,ZI-data

Code为程序代码部分
RO-data 表示程序定义的常量 const temp;
RW-data 表示已初始化的全局变量
ZI-data 表示未初始化的全局变量

Program Size: Code="18248" RO-data=320 RW-data=260 ZI-data=3952

Code, RO-data,RW-data ..............flash
RW-data, ZIdata...................RAM

初始化时RW-data从flash拷贝到RAM

生成的map文件位于list文件夹下 (KEIL)

    Total RO Size (Code + RO Data)                18568 ( 18.13kB)
    Total RW Size (RW Data + ZI Data)              4212 (   4.11kB)
    Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)      18828 ( 18.39kB)

ARM指令的长度刚好是1个字（分配为占用4个字节），Thumb指令的长度刚好是半字（占用2个字节）

R0-R15 (R15-PC,R14-LR,R13-SP) 32位

每个异常模式还带有一个程序状态保存寄存器（SPSR），它用于保存在异常事件发生之前的CPSR

LDMIA R1!，{R2-R7, R12} ;将R1单兀中的数据读出到R2-R7,R12, R1自动加1
STMIA RO!，{R3-R6,R10} ;将R3-R6,R10中的数据保存到RO指向的地址，RO自动加1

在数据传送之前，将偏移量加到Rn中，其结果作为传送数据的存储地址.若使用后缀“!”，则结果写回到Rn中，且Rn值不允许为R15.指令举例如下:
LDR Rd, [Rn, #Ox4]!

LDMFD SP!,{R0-R3,PC}^ ;中断返回
“^”符号表示这是一条特殊形式的指令。这条指令在从存储器中装载PC的同时（PC是最后恢复的），CPSR也得到恢复

大端格式（Big-endian）
小端格式（Little-endian）

数据0x12345678存储格式
大端格式
低地址<----0x12|0x34|0x56|0x78---->高地址
小端格式
低地址<----0x78|0x56|0x34|0x12---->高地址

ARM微处理器支持7种运行模式，分别为： CPSR M[4:0]

用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态。   10000
快速中断模式(fiq)：用于高速数据传输或通道处理。 10001
外部中断模式(irq)：用于通用的中断处理。             10010
管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式。            10011
数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。10111
系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务。 11111
定义指令中止模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。 11011

ARM正常工作一般工作在用户模式和系统模式，复位的时候进入管理模式

对于ARM指令集来说，PC指向当前指令的下两条指令的地址

注意pc，在调试的时候显示的是当前指令地址，而用mov lr,pc的时候lr保存的是此指令向后数两条指令的地址

假设反汇编代码： 0x000001 : mov lr pc

(此时查看PC寄存器的值是0x000001,但实际PC值是0x000003, lr里面保存的就是0x000003)

fields 指定传送的区域(psr CPSR或SPSR)
c 控制域屏蔽字节(psr[7..0])
x 扩展域屏蔽字节(psr[15..8])
s 状态域屏蔽字节(psr[23..16])
f 标志域屏蔽字节(psr[31..24])

例如：MSR cpsr_c, #0xD3 ; CPSR[7...0] = 0xD3

CODE SIZE, RO DATA, RW DATA, ZI DATA, idata, pdata---project Map 文件解读(一)

optimization project时，开始往往是关注一时间性能，如codec mips或MCPS等。当时间性能达到了要求时，往往还会加入size这一参数来作比较，这时就要考虑各种各样的size。这一性能参数可能在project requirements book中有明显的说明，在test performance result或在release note中也有更加准备的数据记录。

如下表：

Program ROM	Data RAM			ROM Table
Program ROM	Scratch	Stack	Static	ROM Table
XX	XX	XX	XX	XX

首先我们要弄清楚这些size的含义以及所反应的性能意义。

1、CODE SIZE, RO DATA, RW DATA, ZI DATA

上面这些变量是在ARM 开发环境下会出现的数值，可以在armlink中加一些参数，得到相应有.map文件，从中就能准确的获取这些值，有一篇文章详细说明这些含义：

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。