Keil MDK下如何设置非零初始化变量
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2020-08-03
01:50:43
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Keil MDK下如何设置非零初始化变量下如何设置非零初始化变量
一些工控产品，当系统复位后（非上电复位），可能要求保持住复位前RAM中的数据，用来快速恢复现场，或
者不至于因瞬间复位而重启现场设备。而keil mdk在默认情况下，任何形式的复位都会将RAM区的非初始化变量
数据清零。如何设置非初始化数据变量不被零初始化，这是本篇文章所要探讨的。
在给出方法之前，先来了解一下代码和数据的存放规则、属性，以及复位后为何默认非初始化变量所在RAM都被初始化为零
了呢。
什么是初始化数据变量，什么又是非初始化数据变量？（因为我的文字描述不一定准确，所以喜欢举一些例子来辅助理解文
字。）
定义一个变量：int nTimerCount=20；变量nTimerCount就是初始化变量，也就是已经有初值；
如果定义变量：int nTimerCount；变量nTimerCount就是一个非赋值的变量，Keil MDK默认将它放到属性为ZI的输入节。
那么，什么是“ZI”，什么又是“输入节”呢？这要了解一下ARM映像文件（image）的组成了，这部分内容略显无聊，但我认为
这是非常有必要掌握的。
ARM映像文件的组成:
一个映像文件由一个或多个域（region，也有译为“区”）组成 每个域包含一个或多个输出段（section，也有译为“节”） 每个输
出段包含一个或多个输入段 各个输入段包含了目标文件中的代码和数据
输入段中包含了四类内容：代码、已经初始化的数据、未经过初始化的存储区域、内容初始化为零的存储区域。每个输入段有
相应的属性：只读的（RO）、可读写的（RW）以及初始化成零的（ZI）。
一个输出段中包含了一些列具有相同的RO、RW和ZI属性的输入段。输出段属性与其中包含的输入段属性相同。
一个域包含一到三个输出段，各个输出段的属性各不相同：RO属性、RW属性和ZI属性
到这里我们就可以知道，一般情况下，代码会被放到RO属性的输入节，已经初始化的变量会被分配到RW属性输入区，
而“ZI”属性输入节可以理解为是初始化成零变量的集合。
已经初始化变量的初值，会被放到硬件的哪里呢？（比如定义int nTimerCount=20；那么初始值20被放到哪里呢？），我觉得
这是个有趣的问题，比如keil在编译完成后，会给出编译文件大小的信息，如下所示：
Total RO Size (Code + RO Data) 54520 ( 53.24kB)
Total RW Size (RW Data + ZI Data) 6088 ( 5.95kB)
Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data) 54696 ( 53.41kB)
很多人不知道这是怎么计算的，也不知道究竟放入ROM/Flash中的代码有多少。其实，那些已经初始化的变量，是被放入RW
属性的输入节中，而这些变量的初值，是被放入ROM/Flash中的。有时候这些初值的量比较大，Keil还会将这些初值压缩后再
放入ROM/Flash以节省存储空间。那这些初值是谁在何时将它们恢复到RAM中的？ZI属性输入节中的变量所在RAM又是谁在
何时给用零初始化的呢？要了解这些东西，就要看默认设置下，从系统复位，到执行C代码中你编写的main函数，Keil帮你做
了些什么。
硬件复位后，第一步是执行复位处理程序，这个程序的入口在启动代码里(默认)，摘录一段cortex-m3的复位处理入口代码：
1: Reset_Handler PROC ;PROC等同于FUNCTION,表示一个函数的开始,与ENDP相对?
2:
3: EXPORT Reset_Handler [WEAK]
4: IMPORT SystemInit
5: IMPORT __main
6: LDR R0, =SystemInit
7: BLX R0
8: LDR R0, =__main
9: BX R0
10: ENDP
初始化堆栈指针、执行完用户定义的底层初始化代码（SystemInit函数）后,接下来的代码调用了__main函数，这里__main函
数会调用一些列的C库函数，完成代码和数据的复制、解压缩以及ZI数据的零初始化。数据的解压缩和复制，其中就包括将储
存在ROM/Flash中的已初始化变量的初值复制到相应的RAM中去。对于一个变量，它可能有三种属性，用const修饰符修饰的
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