RO,RW和ZI的理解

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： #includevoid main(void) { ; } Prog2： #includeconst 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： #includevoid main(void) { ; } Prog4： #includechar 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： #includevoid main(void) { ; } Prog4： #includechar 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值的变量编译后是RW类型数据。 附： 程序的编译命令（假定C程序名为tst.c）：