《嵌入式實時操作系統(tǒng)：RT-Thread設(shè)計與實現(xiàn)》 —3.3　RT-Thread程序內(nèi)存分布

3.3　RT-Thread程序內(nèi)存分布

一般MCU包含的存儲空間有片內(nèi)Flash與片內(nèi)RAM，RAM相當(dāng)于內(nèi)存，F(xiàn)lash相當(dāng)于硬盤。編譯器會將一個程序分類為好幾個部分，分別存儲在MCU不同的存儲區(qū)。

Keil工程在編譯完之后，會有相應(yīng)的程序所占用的空間提示信息，如下所示：

linking...

Program Size: Code=48008 RO-data=5660 RW-data=604 ZI-data=2124

After Build - User command #1: fromelf --bin .\build\rtthread-stm32.axf --output rtthread.bin

".\build\rtthread-stm32.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).

Build Time Elapsed:? 00:00:07

上面提到的Program Size包含以下幾個部分。

（1）Code：代碼段，存放程序的代碼部分。

（2）RO-data：只讀數(shù)據(jù)段，存放程序中定義的常量。

（3）RW-data：讀寫數(shù)據(jù)段，存放初始化為非0值的全局變量。

（4）ZI-data：0數(shù)據(jù)段，存放未初始化的全局變量及初始化為0的變量。

編譯完工程后會生成一個.map文件，該文件說明了各個函數(shù)占用的尺寸和地址，在該文件的最后幾行也說明了上面幾個字段的關(guān)系：

Total RO? Size (Code + RO Data)??????????????? 53668 (? 52.41kB)

Total RW? Size (RW Data + ZI Data)????????????? 2728 (?? 2.66kB)

Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)????? 53780 (? 52.52kB)

（1）RO Size包含了Code及RO-data，表示程序占用Flash空間的大小；

（2）RW Size包含了RW-data及ZI-data，表示運行時占用的RAM的大小；

（3）ROM Size包含了Code、RO Data以及RW Data，表示燒寫程序所占用的Flash空間的大小。

程序運行之前，需要有文件實體被燒錄到STM32的Flash中，一般是bin或者h(yuǎn)ex文件，該被燒錄文件稱為可執(zhí)行映像文件。圖3-3中左圖是可執(zhí)行映像文件燒錄到STM32后的內(nèi)存分布，它包含RO段和RW段兩個部分：其中RO段中保存了Code、RO-data的數(shù)據(jù)，RW段中保存了RW-data的數(shù)據(jù)，由于ZI-data都是0，所以未包含在映像文件中。

圖3-3　RT-Thread內(nèi)存分布

STM32在上電啟動之后默認(rèn)從Flash啟動，啟動之后會將RW段中的RW-data（初始化的全局變量）搬運到RAM中，但不會搬運RO段，即CPU的執(zhí)行代碼從Flash中讀取，另外根據(jù)編譯器給出的ZI地址和大小分配出ZI段，并將這塊RAM區(qū)域清零。

其中動態(tài)內(nèi)存堆為未使用的RAM空間，應(yīng)用程序申請和釋放的內(nèi)存塊都來自該空間。

如下面的例子所示：

rt_uint8_t* msg_ptr;

msg_ptr = (rt_uint8_t*) rt_malloc (128);

rt_memset(msg_ptr, 0, 128);

代碼中的 msg_ptr 指針指向的128字節(jié)內(nèi)存空間位于動態(tài)內(nèi)存堆空間中。

而一些全局變量則存放于RW段和ZI段中，RW段存放的是具有初始值的全局變量（而常量形式的全局變量則放置在RO段中，是只讀屬性的），ZI段存放的系統(tǒng)未初始化的全局變量，如下面的例子所示：

#include

const static rt_uint32_t sensor_enable = 0x000000FE;

rt_uint32_t sensor_value;

rt_bool_t sensor_inited = RT_FALSE;

void sensor_init()

{

/* ... */

}

sensor_value存放在ZI段中，系統(tǒng)啟動后會自動初始化為零（由用戶程序或編譯器提供的一些庫函數(shù)初始化為零）。sensor_inited變量則存放在RW段中，而sensor_enable存放在RO段中。

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