ARM Linker的使用——应用程序运行环境的初始化

一般的可执行程序都包括代码段、数据段。也可以简单的看作由两部分组成：RO段和RW段。RO段一般包括代码段和一些常量，在运行的时候是只读的。而RW段包括一些全局变量和静态变量，在运行的时候是可以改变的（读写）。如果有部分全局变量被初始化为零，则RW段里还包括了ZI段。
RO: Read Only 代码段
RW： Read Write 已初始化的全局变量
ZI: Zero Init 未初始化的全局变量

因为RO段是只读的，在运行的时候不可以改变，所以，在运行的时候，RO段可以驻留在Flash里（当然也可以在SDRAM或者SRAM里了）。而RW段是可以读写的，所以，在运行的时候必须被装载到SDRAM或者SRAM里。
在用ADS编译的时候，是需要设置RO BASE 和RW BASE的，用过ADS的应该都清楚这点。通过RO BASE 和RW BASE的设置，告诉链接器（linker）该程序的起始运行地址（RO BASE）和 RW段的地址 (RW BASE)。如果一个程序只有RO段，没有RW段，那么这个程序可以完全在Flash里运行，不需要用到SDRAM 或者 SRAM。如果包括RW段和RO段，那么该程序的RW段必须在被访问以前被拷贝到SDRAM 或者SRAM里去，以保证程序可以正确运行。下面这个图说明了一个程序执行前（load view）和执行时（execute view）的状态。从图中可以看到，整个程序在执行前始放在ROM里的，在执行的时候，RW段被拷贝到了RAM里的合适位置去。

程序一开始总是存储在ROM/Flash里面的,其RO部分既可以在ROM/Flash里面执行,也可以转移到速度更快的RAM中去;而RW和ZI这两部分是必须转移到可写的RAM里去。所谓应用程序执行环境的初始化,就是完成必要的从ROM到RAM的数据传输和内容清零。

不同的工具链会提供一些不同的机制和方法帮助用户完成这一步操作,主要是跟链接器（Linker）相关。下面是在ARM开发工具环境ADS下,一种常用存储器模型的直接实现：

LDR r0, = |Image$$RO$$Limit| ;得到RO段末的下一字节的地址 ，ROM中的RW的开始地址
　　LDR r1, = |Image$$RW$$Base| ;得到RAM中的RW段的初始地址
　　LDR r3, = |Image$$ZI$$Base| ;全局变量的初始地址
　　CMP r0, r1 ;
　　BEQ LOOP1
LOOP0
　　CMP r1, r3 ;是否到RAM中的RW段的末地址，如果没到，则一直将ROM（FLASH变 量与数据段拷贝到RAM中
　　LDRCC r2, [r0], #4;[R0]=[R1]
　　STRCC r2, [r1], #4 ;
　　BCC LOOP0
LOOP1
　　LDR r1, = |Image$$ZI$$Limit| ; LOOP1与LOOP2执行将ZI初始化为0
　　MOV r2, #0
LOOP2
　　CMP r3, r1
　　STRCC r2, [r3], #4 ;
　　BCC LOOP2

在ADS里，有一些预先定义了的变量可以用（linker defined symbol）。在下面的实现里，用到了几个预定义的变量：
Image$$RO$$Base 该变量指定了RO段的 BASE
Image$$RO$$Limit 该变量指定了RO段的 Limit
Image$$RW$$Base 该变量指定了RW段的 BASE
Image$$RW$$Limit 该变量指定了RW段的 Limit
Image$$ZI$$Base 该变量指定了ZI段的 BASE
Image$$ZI$$Limit 该变量指定了ZI段的 Limit
注：具体可以参考ADS Linker Guide
Image$$RO$$Limit 减 Image$$RO$$Base 等于RO段的大小
Image$$RW$$Limit 减 Image$$RW$$Base 等于RW段的大小
Image$$ZI$$Limit 减 Image$$ZI$$Base 等于ZI段的大小
（Image$$RO$$Limit 减 Image$$RO$$Base）
+ （Image$$RW$$Limit 减 Image$$RW$$Base）
＝ 等于整个程序的大小
注：ZI段始包括在RW段里面的。