RO段、RW段和ZI段
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：
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
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。
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。
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。
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：
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog2：
#include <stdio.h>
const char a = 5；
void main(void)
{
;
}
Prog1編譯出來後的信息如下：
================================================================================
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編譯出來後的信息如下：
================================================================================
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。
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：
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog4：
#include <stdio.h>
char a = 5；
void main(void)
{
;
}
Prog3編譯出來後的信息如下：
================================================================================
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編譯出來後的信息如下：
================================================================================
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。
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。
Prog3：
#include <stdio.h>
void main(void)
{
;
}
Prog4：
#include <stdio.h>
char a；
void main(void)
{
;
}
Prog3編譯出來後的信息如下：
================================================================================
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編譯出來後的信息如下：
================================================================================
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)
================================================================================
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。
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。
附：
程序的編譯命令（假定C程序名爲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
編譯後的信息就在aa.map文件中。
ROM主要指：NAND Flash，Nor Flash
RAM主要指：PSRAM，SDRAM，SRAM，DDRAM
Image$$??$$Limit 的含義
對於剛學習ARM的人來說，如果分析它的啓動代碼，往往不明白下面幾個變量的含義：|Image$$RO$$Limit|、|Image$$RW$$Base|、|Image$$ZI$$Base|。
首先申明我使用的調試軟件爲ADS1.2，當我們把程序編寫好以後，就要進行編譯和鏈接了，在ADS1.2中選擇MAKE按鈕，會出現一個Errors and Warnings 的對話框，在該欄中顯示編譯和鏈接的結果，如果沒有錯誤，在文件的最後應該能看到Image component sizes，後面緊跟的依次是Code，RO Data ，RW Data ，ZI Data ，Debug 各個項目的字節數，最後會有他們的一個統計數據：
Code 163632 ，RO Data 20939 ，RW Data 53 ，ZI Data 17028
Tatal RO size (Code+ RO Data) 184571 (180.25kB)
Tatal RW size(RW Data+ ZI Data) 17081(16.68 kB)
Tatal ROM size(Code+ RO Data+ RW Data) 184624(180.30 kB)
後面的字節數是根據用戶不同的程序而來的，下面就以上面的數據爲例來介紹那幾個變量的計算。
在ADS的Debug Settings中有一欄是Linker/ARM Linker，在output選項中有一個RO base選項，下面應該有一個地址，我這裏是0x0c100000，後面的RW base 地址是0x0c200000，然後在Options選項中有Image entry point ，是一個初始程序的入口地址，我這裏是0x0c100000 。
有了上面這些信息我們就可以完全知道這幾個變量是怎麼來的了：
|Image$$RO$$Base| = Image entry point = 0x0c100000 ;表示程序代碼存放的起始地址
|Image$$RO$$Limit|=程序代碼起始地址+代碼長度+1=0x0c100000+Tatal RO size+1
= 0x0c100000 + 184571 + 1 = 0x0c100000 +0x2D0FB + 1
= 0x0c12d0fc
|Image$$RW$$Base| = 0x0c200000 ;由RW base 地址指定
|Image$$RW$$Limit| =|Image$$RW$$Base|+ RW Data 53 = 0x0c200000+0x37（4的倍數,0到55，共56個單元）
=0x0c200037
|Image$$ZI$$Base| = |Image$$RW$$Limit| + 1 =0x0c200038
|Image$$ZI$$Limit| = |Image$$ZI$$Base| + ZI Data 17028
=0x0c200038 + 0x4284
=0x0c2042bc
也可以由此計算：
|Image$$ZI$$Limit| = |Image$$RW$$Base| +TatalRWsize(RWData+ZIData) 17081
=0x0c200000+0x42b9+3（要滿足4的倍數）
=0x0c2042bc
Part1 簡介
一 概述
Scatter file (分散加載描述文件)用於armlink的輸入參數，他指定映像文件內部各區域的download與運行時位置。Armlink將會根據scatter file生成一些區域相關的符號，他們是全局的供用戶建立運行時環境時使用。（注意：當使用了scatter file 時將不會生成以下符號 Image$$RW$$Base, Image$$RW$$Limit, Image$$RO$$Base, Image$$RO$$Limit, Image$$ZI$$Base, and Image$$ZI$$Limit）
二 什麼時候使用scatter file
當然首要的條件是你在利用ADS進行項目開發，下面我們看看更具體的一些情況。
1 存在複雜的地址映射：例如代碼和數據需要分開放在在多個區域。
2 存在多種存儲器類型：例如包含 Flash,ROM,SDRAM,快速SRAM。我們根據代碼與數據的特性把他們放在不同的存儲器中，比如中斷處理部分放在快速SRAM內部來提高響應速度，而把不常用到的代碼放到速度比較慢的Flash內。
3 函數的地址固定定位：可以利用Scatter file實現把某個函數放在固定地址，而不管其應用程序是否已經改變或重新編譯。
4 利用符號確定堆與堆棧：
5 內存映射的IO：採用scatter file可以實現把某個數據段放在精確的地指處。
因此對於嵌入式系統來說scatter file是必不可少的，因爲嵌入式系統採用了ROM，RAM，和內存映射的IO。
三 scatter file 實例
1 簡單的內存映射
LOAD_ROM 0x0000 0x8000
{
EXEC_ROM 0x0000 0x8000
{
*( RO)
}
RAM 0x10000 0x6000
{
*( RW, ZI)
}
}
LOAD_ROM(下載區域名稱) 0x0000(下載區域起始地址) 0x8000(下載區域最大字節數)
{
EXEC_ROM(第一執行區域名稱) 0x0000(第一執行區域起始地址) 0x8000(第一執行區域最大字節數)
{
*( RO(代碼與只讀數據))
}
RAM(第二執行區域名稱) 0x10000(第二執行區域起始地址) 0x6000(第二執行區域最大字節數)
{
*( RW(讀寫變量), ZI(未初始化變量))
}
}
2 複雜內存映射
LOAD_ROM_1 0x0000
{
EXEC_ROM_1 0x0000
{
program1.o( RO)
}
DRAM 0x18000 0x8000
{
program1.o ( RW, ZI)
}
}
LOAD_ROM_2 0x4000
{
EXEC_ROM_2 0x4000
{
program2.o( RO)
}
SRAM 0x8000 0x8000
{
program2.o ( RW, ZI)
}
}
LOAD_ROM_1 0x0000(下載區域一起始地址)
{
EXEC_ROM_1 0x0000(第一執行區域開始地址)
{
program1.o( RO) (program1.o內的Code與RO data 放在第一執行區域)
}
DRAM 0x18000(第二執行區域開始地址) 0x8000(第二執行區域最大字節數)
{
program1.o ( RW, ZI) (program1.o內的RW data與 ZI data 放在第二執行區域)
}
}
LOAD_ROM_2 0x4000(下載區域二起始地址)
{
EXEC_ROM_2 0x4000
{
program2.o( RO) (program2.o內的Code與RO data 放在第一執行區域)
}
SRAM 0x8000 0x8000
{
program2.o ( RW, ZI) (program2.o內的RW data與 ZI data 放在第二執行區域)
}
}
