程序的存储态与运行态
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程序的存储态与运行态
☞认识程序的运行与存储：结合硬件存储器来分析程序在运行和静止时的存储状态。
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应用程序有静止状态（存储态）和运行状态（运行态）。静止状态就是程序在运行之前存储在非易失性存储器中的状态，比如stm32的内部Flash中，因此，系统掉电后程序也能正常保存。当我们把程序下载（烧写）到STM32F429的Flash中，如果不运行程序，那么程序就处于静止状态，关机重启后程序依然存在，不会丢失。在程序开始运行的时候，也就是程序处于运行态的时候，程序经常会修改一些暂存数据，为了提高速度，这些数据一般会加载到内存（RAM）中，而内存中的数据在掉电后会丢失。因此，程序在静止和运行两种状态下，它们在存储器中的位置是不一样的。
程序在存储态时，RO节（RO section）和RW节（RW section）都保存在ROM区，比如STM32的Flash中。当程序开始运行时，内核直接从ROM中读取代码，并在执行主体代码前先执行一段加载代码，把RW section中的数据从ROM拷贝到RAM内存中，并在RAM中加入ZI section，ZI节的数据都被初始化为0，加载完RAM区之后，正式开始执行主体程序。
在《MDK编译过程及ARM编译工具链》一文中说到，编译后的信息划分了几个域（可参考本人文章）。编译信息中的RW-data和ZI-data分别对应这里的RW section和ZI section，二者的区别在于是否需要掉电保存。因为在RAM中创建数据时，默认初值都是0，比如ZI节，但是有的数据要求初值非0，也就是被初始化为非0值的数据，这些数据需要通过ROM来记录初值（因为初值是程序运行前就确定好的，也就是说这个非0初值应该具有掉电保存的性质，所以这就需要把具有非0初值的数据保存在ROM/Flash中，而初值为0的数据掉电后重新在RAM内存中加载并不会影响初值，所以不需要掉电保存，也就不需要保存到ROM/Flash中记录初值，而是在运行态时直接在RAM中创建即可，即ZI section），而存放在ROM中的数据会在程序运行时复制到RAM。STM32的RO区不会加载到RAM中，内核直接从Flash读取指令。这里需要区分开的是，计算机会把RO区加载到内存，因为计算机有MMU单元，支持虚拟内存，可以运行大于物理内存的程序。
当程序下载到STM32的Flash（RAM）中的时候，它占用的空间为 code + RO-data + RW-data ，若这个总和大于STM32的Flash存储空间，将会出现错误。程序执行时占用的SRAM空间为 RW-data + ZI-data。
| 程序状态 | 编译后的数据域 |
|---|---|
| 运行态RO区 | code + RO-data |
| 运行态RW区 | RW-data + ZI-data |
| 存储态ROM区 | code + RO-data + RW-data |
