ARM中的RO段、RW段和ZI段的區別

1 前言
    一直以來對於ARM體系中所描述的RO,RW和ZI數據存在似是而非的理解,這段時間對其仔細瞭解了一番,發現了一些規律,理解了一些以前書本上有的但是不理解的東西,我想應該有不少人也有和我同樣的困惑,因此將我的一些關於RO,RW和ZI的理解寫出來,希望能對大家有所幫助。
    要了解RO,RW和ZI需要首先了解以下知識。
2 ARM程序的組成
    此處所說的“ARM程序”是指在ARM系統中正在執行的程序,而非保存在ROM中的bin映像(image)文件,這一點清注意區別。
             一個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變量
             ZI是程序中的未初始化的變量

             由以上3點說明可以理解爲:
             RO就是readonly,
             RW就是read/write,
             ZI就是zero
3 ARM映像文件的組成
   所謂ARM映像文件就是指燒錄到ROM中的bin文件,也成爲image文件。以下用Image文件來稱呼它。
            Image文件包含了RO和RW數據。
            之所以Image文件不包含ZI數據,是因爲ZI數據都是0,沒必要包含,只要程序運行之前將ZI數據所在的區域一律清零即可。包含進去反而浪費存儲空間。
            Q:爲什麼Image中必須包含RO和RW?
            A:因爲RO中的指令和常量以及RW中初始化過的變量是不能像ZI那樣“無中生有”的。
4 ARM程序的執行過程
    從以上兩點可以知道,燒錄到ROM中的image文件與實際運行時的ARM程序之間並不是完全一樣的。因此就有必要了解ARM程序是如何從ROM中的image到達實際運行狀態的。
            實際上,RO中的指令至少應該有這樣的功能:
            1. 將RW從ROM中搬到RAM中,因爲RW是變量,變量不能存在ROM中。
            2. 將ZI所在的RAM區域全部清零,因爲ZI區域並不在Image中,所以需要程序根據編譯器給出的ZI地址及大小來將相應得RAM區域清零。ZI中也是變量,同理:變量不能存在ROM中
            在程序運行的最初階段,RO中的指令完成了這兩項工作後C程序才能正常訪問變量。否則只能運行不含變量的代碼。
5 實例
說了上面的可能還是有些迷糊,RO,RW和ZI到底是什麼,下面我將給出幾個例子,最直觀的來說明RO,RW,ZI在C中是什麼意思。
5.1 RO
看下面兩段程序,他們之間差了一條語句,這條語句就是聲明一個字符常量。因此按照我們之前說的,他們之間應該只會在RO數據中相差一個字節(字符常量爲1字節).
Prog1:
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>  
void main(void)  
{  
      ;  
}  
Prog2:
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>  
const char a = 5;  
void main(void)  
{  
    ;  
}  
Prog1編譯出來後的信息如下:
[plain] view plain copy
================================================================================  
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編譯出來後的信息如下:
[plain] view plain copy
================================================================================  
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)  
================================================================================  
以上兩個程序編譯出來後的信息可以看出:
            Prog1和Prog2的RO包含了Code和RO Data兩類數據。他們的唯一區別就是Prog2的RO Data比Prog1多了1個字節。這正和之前的推測一致。
            如果增加的是一條指令而不是一個常量,則結果應該是Code數據大小有差別。
5.2 RW
同樣再看兩個程序,他們之間只相差一個“已初始化的變量”,按照之前所講的,已初始化的變量應該是算在RW中的,所以兩個程序之間應該是RW大小有區別。
Prog3:
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>  
void main(void)  
{  
         ;  
}  
Prog4:
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>  
char a = 5;  
void main(void)  
{  
          ;  
}  

Prog3編譯出來後的信息如下:
[plain] view plain copy
================================================================================  
Code RO Data RW Data ZI Data Debug948  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編譯出來後的信息如下:
[plain] view plain copy
================================================================================  
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之間確實只有RW Data之間相差了1個字節,這個字節正是被初始化過的一個字符型變量“a”所引起的。
5.3 ZI
再看兩個程序,他們之間的差別是一個未初始化的變量“a”,從之前的瞭解中,應該可以推測,這兩個程序之間應該只有ZI大小有差別。
Prog5:
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>  
void main(void)  
{  
           ;  
}  

Prog6:
[cpp] view plain copy
#include <stdio.h>  
char a;  
void main(void)  
{  
             ;  
}  

Prog5編譯出來後的信息如下:
[plain] view plain copy
================================================================================  
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)  
================================================================================  
Prog6編譯出來後的信息如下:
[plain] view plain copy
================================================================================  
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)  
================================================================================  
編譯的結果完全符合推測,只有ZI數據相差了1個字節。這個字節正是未初始化的一個字符型變量“a”所引起的。
注意:如果一個變量被初始化爲0,則該變量的處理方法與未初始化華變量一樣放在ZI區域。
即:ARM C程序中,所有的未初始化變量都會被自動初始化爲0。
6 總結
1; C中的指令以及常量被編譯後是RO類型數據。
2; C中的未被初始化或初始化爲0的變量編譯後是ZI類型數據。
3; C中的已被初始化成非0值的變量編譯後市RW類型數據。

發佈了1 篇原創文章 · 獲贊 48 · 訪問量 16萬+
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章