arm体系中所描述的ro,rw和zi数据-九游会j9

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arm体系中所描述的ro,rw和zi数据

发布时间:2025-07-14 发布时间:
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代码段(text):代码段是用来存放可执行文件的操作指令,也就是说是它是可执行程序在内存种的镜像。代码段需要防止在运行时被非法修改,所以只准许读取操作,而不允许写入(修改)操作——它是不可写的。
数据段(data):数据段用来存放可执行文件中已初始化全局变量,换句话说就是存放程序静态分配[1]的变量和全局变量。
bss段:bss段包含了程序中未初始化全局变量,在内存中 bss段全部置零。bss是block started by symbol的缩写。因为未初始化的变量没有对应的值,所以并不需要存储在可执行对象中。但是因为c标准强制规定未初始化的全局变量要被赋予特殊的默认值(基本上是0值),所以内核要从可执行代码装入变量(未赋值的)到内存中,然后将零页映射到该片内存上,于是这些未初始化变量就被赋予了0值。这样做避免了在目标文件中进行显式地初始化,减少空间浪费
一直以来对于arm体系中所描述的rorwzi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。
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:
#i nclude
void main(void)
{
;
}
prog2:
#i nclude
const 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。
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:
#i nclude
void main(void)
{
;
}
prog4:
#i nclude
char 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。
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:
#i nclude
void main(void)
{
;
}
prog4:
#i nclude
char 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:
c中的指令以及常量被编译后是ro类型数据。
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。
c中的已被初始化成非0值的变量编译后市rw类型数据。
附:
程序的编译命令(假定c程序名为tst.c):
armcc -c -o tst.o tst.c
armlink -noremove -elf -nodebug -info totals -info sizes -map -list aa.map -o tst.elf tst.o
编译后的信息就在aa.map文件中。
rom主要指:nand flash,nor flash
ram主要指:psram,sdram,sram,ddram


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