本期話題：

ARM單片機程序的存儲和執行與PC程序存在很大差別，與ARM-A + Linux平臺的程序也存在差別。 對于PC來說，可執行文件存儲在磁盤上，當執行的時候，將文件內容（代碼和數據）加載到內存中去執行。 而對于單片機來說，程序文件存在ROM中，執行的時候，指令代碼不用加載到RAM即可執行。 今天，我們就來聊一聊ARM單片機程序存儲和執行的相關內容。搞清楚這些，對我們日常開發將有很大的幫助。 聊一聊： 一般MCU包含的存儲空間有：片內Flash和片內RAM。其中，Flash存儲的數據在系統掉電后也能正常保存；存放在RAM中的數據掉電后丟失。 本文的MCU以STM32為例，MDK編譯完成后生成的程序文件包括以下部分內容：

Code：代碼段，存放程序的代碼部分。

RO-data：只讀數據段，存放程序中定義的常量。

RW-data：讀寫數據段，存放初始化為非0值的全局變量。

ZI-data：0數據段，存放未初始化的全局變量及初始化為0的變量。

編譯完成之后，會生成一個.map文件，該文件說明了各個函數占用的空間大小和地址。在文件最后會說明各個字段的關系和大小：

最終生成的文件大小為各個部分的總和：Code + RO Data + RW DATA三部分，ZI Data不占用文件空間，即可執行文件不包含ZI Data。 這個文件一般是bin或者是hex文件，它被燒錄進MCU的片內Flash中。 當MCU啟動之后，STM32啟動文件將RW段中的變量復制到片內RAM中，同時初始化ZI Data所在的RAM空間。 MCU內部的Flash是可以直接運行代碼的（通過XIP技術），也就是說，可執行文件的Code和RO Data不會被加載到RAM中。 這就涉及到程序的存儲狀態了，應用程序具有靜止狀態和運行狀態。靜止態的程序被存儲在非易失存儲器中，如STM32的內部Flash，因而系統掉電后也能正常保存。 但是當程序在運行狀態的時候，程序常常需要修改一些暫存數據，由于運行速度的要求，這些數據往往存放在內存中（RAM），掉電后這些數據會丟失。因此，程序在靜止與運行的時候它在存儲器中的表現是不一樣的。

圖中的左側是應用程序的存儲狀態，右側是運行狀態，而上方是RAM存儲器區域，下方是ROM存儲器區域。 程序在存儲狀態時，RO節（RO section）及RW節都被保存在ROM區。 當程序開始運行時，內核直接從ROM中讀取代碼，并且在執行主體代碼前，會先執行一段加載代碼，它把RW節數據從ROM復制到RAM，并且在RAM加入ZI節，ZI節的數據都被初始化為0。加載完后RAM區準備完畢，正式開始執行主體程序。 好了，關于STM32單片機程序的存儲和執行，到此就介紹完畢了，希望這篇文章能對大家有所幫助。

編輯：黃飛

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