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嵌入式C语言--ROMRAM相关概念（RO-data、RW-data、ZI-data的解释）

news 文章来源：https://blog.csdn.net/Last_Impression/article/details/135433658 2024/10/28 4:22:57

嵌入式C语言–ROMRAM相关概念（RO-data、RW-data、ZI-data的解释）

ROMRAM相关概念（RO-data、RW-data、ZI-data的解释）

嵌入式C语言--ROMRAM相关概念（RO-data、RW-data、ZI-data的解释）
- 一. ROM（Read Only Memory）
- 二. RAM (Random Access Memory)
- 三. FLASH存储器
- 四. ROM, FLASH和RAM的区别
- 五. 单片机存储构成
- - 1）Code
  - 2）RO-data（Read Only data）
  - 3）RW-data（Read Write data）
  - 4）ZI-data（Zero Initialie data）
  - 5）ZI-data的栈空间(Stack)
  - 6）ZI-data 的堆空间(Heap)
- 六. RW-data 和ZI-data区分
- 七. 总结

一. ROM（Read Only Memory）

ROM全称Read Only Memory，又叫程序存储器，顾名思义，就是用来存储程序代码的。因ROM中所存数据稳定，一旦存储数据就再也无法将之改变或者删除，断电后所存数据也不会消失。一些关键数据也会存储ROM中。

二. RAM (Random Access Memory)

RAM又称随机存取存储器，存储单元的内容可按照需要随机取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关。这种存储器在断电时，将丢失其存储内容，所以主要用于存储短时间使用的程序。它主要用来存储程序中用到的变量。凡是整个程序中，所用到的需要被改写的量（包括全局变量、局部变量、堆栈段等），都存储在RAM中。

三. FLASH存储器

Flash 存储器（FLASH EEPROM）又称闪存，快闪。它是EEPROM的一种。它结合了ROM和RAM的长处。不仅具备电子可擦除可编辑（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据。它于EEPROM的最大区别是，FLASH按扇区（block）操作，而EEPROM按照字节操作。FLASH的电路结构较简单，同样容量占芯片面积较小，成本自然比EEPROM低，因此适合用于做程序存储器。例如STM32的程序存储器大都是FLASH存储器。

四. ROM, FLASH和RAM的区别

对于RAM, ROM以及FLASH的区别，简单地说，在计算机中，RAM和ROM都是数据存储器。RAM是随机存取存储器，它的特点是易挥发性，即掉电失忆。ROM通常指固化存储器(一次写入，反复读取)，它的特点与RAM 相反。ROM又分一次性固化、光擦除和电擦除重写两种类型。在应用中，常规上ROM是用来存储固化程序的，RAM是用来存放数据的。由于FLASH ROM比普通的ROM读写速度快，擦写方便，一般用来存储用户程序和需要永久保存的数据。

五. 单片机存储构成

ROM大小=Code+RO-data+RW-data
RAM大小=RW-data+ZI-data，程序实际在单片机RAM中运行的数据大小。
简单的说就是在烧写的时候是FLASH中的被占用的空间为：Code + RO-Data + RW -Data。
程序运行的时候，芯片内部RAM使用的空间为： RW-Data + ZI-Data

1）Code

Code是代码占用的空间;Code Section表示执行的代码，程序中所有的函数，存储在ROM中

2）RO-data（Read Only data）

RO-data是Read Only只读常量的大小，如const型;该区域可以用来存放Flash数据。
程序中所定义的全局常量数据，这个section存储在ROM中
C语言中const关键字定义的变量就是典型的RO-data。

3）RW-data（Read Write data）

RW-data是（Read Write）初始化了的可读写变量的大小;
它指初始化为“非0 值”的可读写数据，程序刚运行时，这些数据具有非0的初始值，且运行的时候它们会常驻在RAM区，因而应用程序可以修改其内容。例如C语言中使用定义的全局变量，且定义时赋予“非0 值”给该变量进行初始化。

4）ZI-data（Zero Initialie data）

ZI-data是没有初始化的可读写变量的大小。ZI-data不会被算做代码里因为不会被初始化;
即0初始化数据，它指初始化为“0 值”的可读写数据域，它与RW-data 的区别是程序刚运行时这些数据初始值全都为0，而后续运行过程与RW-data的性质一样，它们也常驻在RAM区，因而应用程序可以更改其内容。例如C语言中使用定义的全局变量，且定义时赋予“0 值”给该变量进行初始化（若定义该变量时没有赋予初始值，编译器会把它当ZI-data 来对待，初始化为0）

5）ZI-data的栈空间(Stack)

栈一般存放局部变量和函数参数，从RAM的高地址，向下生长
•临时创建的局部变量存放在栈区
•函数调用时，其入口参数存放在栈区。
•函数返回时，其返回值存放在栈区。•const定义的局部变量存放在栈区。

6）ZI-data 的堆空间(Heap)

从RAM的低地址，向上生长
堆区用于存放程序运行中被动态分布的内存块，可增可减。他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制。
可以有malloc等函数实现动态分布内存。
有malloc函数分布的内存，必须用free进行内存释放，否则会造成内存泄漏。
如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。

六. RW-data 和ZI-data区分

RW-data和ZI-data它们仅仅是初始值不一样而已，为什么编译器非要把它们区分开？这就涉及到程序的存储状态了，应用程序具有静止状态和运行状态。静止态的程序被存储在非易失存储器中，但是当程序在运行状态的时候，程序常常需要修改一些暂存数据，由于运行速度的要求，这些数据往往存放在内存中(RAM)，掉电后这些数据会丢失。因此，程序在静止与运行的时候它在存储器中的表现是不一样的。

七. 总结

一个程序包含三个部分，RO段，RW段和ZI段。
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
映像文件包含了RO和RW数据，但不包含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。

只有单片机的实际Flash容量大于等于程序编译后的Total ROM Size值，且单片机的实际RAM容量大于等于编译后的Total RW Size值，程序才能在单片机中正常运行。
编译器所干的事情就是把我们写的源文件按照上面说的类别分解、组合成一个个这样的块，专业词汇section（.o），链接器接下来再将这些块按照以上类别再进行组合，最后按照链接文件定义的地址信息给这些块加地址信息生成最终的elf文件，elf文件经过格式转换生成镜像。