ARM程序的RO段RW段和ZI段 --Image

Posted 2022-09-28 txqdm

Limit 含义
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。

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值的变量编译后市RW类型数据。

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，ROM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。

 

rt_system_heap_init((void*)&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit, (void*)STM32_SRAM_END);

用于初始化RT-thread系统的堆区域。

Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit

是一个链接器导出的符号，代表ZI段的结束，也就是程序执行区的RAM结束后的（注意这个‘的’，有点i++和++i的意思）地址，反过来也就是我们执行区的RAM未使用的区域的起始地址（其实这里有点牵强，因为这样理解往往只是一个准寻的标准，以为在RAM的使用上ZI区往往是整个程序的最末尾，也许这里我理解错了）。

&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit

取地址。

 

例如：

Image$$RO$$Limit

：表示RO区末地址后面的地址，即RW数据源的起始地址

Image$$RW$$Base

：RW区在RAM里的执行区起始地址，也就是编译器选项RW_Base指定的地址

Image$$ZI$$Base

：ZI区在RAM里面的起始地址

Image$$ZI$$Limit

：ZI区在RAM里面的结束地址后面的一个地址

 

程序先把ROM里(Image$$RO$$Limt)开始的RW初始数据拷贝到RAM里面
(Image$$RW$$Base)开始的地址，当RAM这边的目标地址到达(Image$$ZI&&Base)后就表示RW区的结束和ZI区的开始，接下去就对这片ZI区进行清零操作，直到遇到结束地址。