MDK下单片机的编译过程和内存使用情况

启动文件：

 启动文件由汇编编写，是系统上电复位后第一个执行的程序。主要做了以下工作：

1、 初始化堆栈指针 SP=_initial_sp
2、 初始化 PC 指针=Reset_Handler
3、 初始化中断向量表
4、 配置系统时钟

5、 调用 C 库函数_main 初始化用户堆栈，从而最终调用 main 函数去到 C 的世界

MDK下的编译过程（其他编译器类似）：

一般来说 Windows 或 Linux 系统使用链接器直接生成可执行映像文件 elf后，内核根据该文件的信息加载后，就可以运行程序了，但在单片机平台上，需要把该文件的内容加载到芯片上，所以还需要对链接器生成的 elf 映像文件利用格式转换器fromelf 转换成“.bin”或“.hex”文件，交给下载器下载到芯片的 FLASH 或 ROM 中。

程序的组成：

用户应用程序大致结构图如下所示：

程序在编译后，不同的数据占用不同的内存区域，程序在存储或运行的时候，不同的域会呈现不同的状态。

code：即代码域，它指的是编译器生成的机器指令，存储在ROM区；

RO-data（Read Only Data）:只读数据域，表常量，存储在ROM区；

RW-data(Read Write data):可读可写域，表初始化值为“非0值”的变量，存储在ROM区,运行时复制到RAM区；

ZI-data(Zero Initialie data):初始化为0的可读可写域，表初始化为“0值”的变量，运行时生成于RAM区；

程序函数中使用的堆和栈的空间是来自ZI-data中分配的。

注意：C语言中，定义的静态变量（全局变量和局部静态变量，存储在静态存储区）初始化未赋初值时，其值为0；定义的自动变量（在栈上分配的内存）初始化未赋初值时，其值为随机值；

程序的存储和运行：

图中的左侧是应用程序的存储状态，右侧是运行状态，而上方是 RAM 存储器区域，下方是 ROM 存储器区域。 

静止态的程序被存储在非易失存储器中，如 STM32 的内部 FLASH，因而系统掉电后也能正常保存。但是当程序在运行状态的时候，程序常常需要修改一些暂存数据，由于运行速度的要求，这些数据往往存放在内存中(RAM)，掉电后这些数据会丢失。 因此，程序在静止与运行的时候它在存储器中的表现是不一样的。 

在STM32中，程序在存储状态时， RO-data及 RW-data都被保存在 ROM 区。当程序开始运行时，内核直接从 ROM 中读取代码，并且在执行主体代码前，会先执行一段加载代码，它把 RW数据从 ROM 复制到 RAM， 并且在 RAM 加入 ZI-data， ZI数据都被初始化为0。加载完后 RAM 区准备完毕，正式开始执行主体程序。 

编译生成的 RW-data 的数据属于图中的 RW 节， ZI-data 的数据属于图中的 ZI 节。是否需要掉电保存，这就是把 RW-data 与 ZI-data 区别开来的原因，因为在 RAM 创建数据的时候，默认值为 0，但如果有的数据要求初值非 0，那就需要使用 ROM 记录该初始值，运行时再复制到 RAM。

当程序存储到 STM32 芯片的内部 FLASH 时(即 ROM 区)，它占用的空间是 Code、RO-data 及 RW-data 的总和，所以如果这些内容比 STM32 芯片的 FLASH 空间大，程序就无法被正常保存了。当程序在执行的时候，需要占用内部 SRAM 空间(即 RAM 区)，占用的空间包括 RW-data 和 ZI-data。