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首页ARM架构下RO、RW和ZI数据详解:理解与应用
ARM体系中的RO、RW和ZI DATA是单片机编程中常见的概念,它们分别代表只读(Read-Only)、读写(Read/Write)和零初始化(Zeroed Initial)的数据类型。这些概念在理解ARM程序的内存管理和执行流程中至关重要。 首先,ARM程序由三个主要部分构成:只读数据(RO),包括指令和常量;可读写数据(RW),即初始化过的变量;以及零初始化数据(ZI),即未初始化的变量。RO用于存储固定不变的信息,如程序代码,因为其内容不可修改;RW用于存放程序运行时需要改变的变量,它们在RAM中分配;而ZI则在程序启动前通常会被置零,因为它们的值在编译时是不确定的。 ARM映像文件,即bin文件,存储在ROM中,它包含RO和RW数据,但不包含ZI,因为ZI在运行时会自动初始化为零,无需额外存储。这样做的好处是节省了空间,但需要程序在启动时处理ZI的初始化。 程序执行时,RO中的指令首先要负责将RW数据从ROM复制到RAM,因为变量不适合长期存放在ROM中。同时,还要清零ZI区域,因为这部分数据不是Image的一部分,而是依赖于编译时的地址和大小信息动态初始化的。 举例来说,考虑两个相似的C程序,只有一个是声明了一个字符常量,这就是区分RO和没有声明常量的区别。在没有常量的程序中,RO只包含指令,而带有常量的程序则在RO中包含了这个常量,这也是RW和ZI的体现。 理解ARM中的RO、RW和ZI DATA有助于程序员更有效地组织代码,优化内存使用,并确保程序在不同硬件环境下能够正确运行。通过明确这些概念,开发人员可以在编写和调试ARM程序时避免潜在的问题,提高代码的可靠性和效率。
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ARM中的中的RO、、RW和和ZI DATA
一直以来对于ARM体系中所描述的RO,RW和ZI数据存在似是而非的理解,这段时间对其仔细了解了一番,发
现了一些规律,理解了一些以前书本上有的但是不理解的东西,我想应该有不少人也有和我同样的困惑,因此
将我的一些关于RO,RW和ZI的理解写出来,希望能对大家有所帮助。
要了解RO,RW和ZI需要首先了解以下知识:
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
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
void main(void)
{
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