关于Keil、IAR编译后数据内存的分析

写在前面：
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一、Keil C51编译器

1、首先，在Options ----> Target ----> Memory Model 里可以设置变量分配的空间，如图示：

• Small：变量默认分配到内部存储空间中，通过普通的MOV指令寻址，只用低于2K的程序空间。
• Compact：变量默认分配到外部页存储空间中，单个函数的代码量不能超过2K，整个程序可以使用64K的程序空间，通过MOVX, @Ri之类指令寻址，在不切换页的前提下，最大支持256字节外部扩展RAM。
• Large：变量默认分配到外部存储空间中，通过MOVX, @DPTR之类指令寻址，最大支持64kB外部扩展RAM（实际上配合硬件设计以及软件调整，还可以支持更大的扩展空间）。

2、程序中，如果在变量声明时未声明变量的存储器类型，则该变量的存储器类型，由程序的存储模式来决定，也就是说编译器会根据我们在上面 Memory Model 里所选的模式默认储存在那个区域。

• 小模式（Small model）：默认data区
• 紧凑模式（Compact model）：默认pdata区
• 大模式（Large model）：默认xdata区

3、各分配区域的理解
data：直接寻址的片内RAM区低128B（00H~7FH） , 可以用acc直接读写的，速度最快，生成的代码也最小。

bdata：片内RAM的可位寻址区（20H~2FH），允许字节和位混合访问

idata：单片机间接访问的片内RAM区，允许访问全部片内RAM（前面0x00-0xff的256个RAM）,其中前128和data的128完全相同，只是因为访问的方式不同。idata是用类似C中的指针方式访问的。汇编中的语句为：mox ACC,@Rx.(不重要的补充：c中idata做指针式的访问效果很好)

pdata：Ri间接访问的片外RAM的低256B（00H~FFH）

xdata：外部扩展RAM，用DPTR间接访问片外RAM，允许访问全部64KB片外RAM（0000H~FFFFH）

code：单片机的64KB程序存储区ROM，即代码域，它指的是编译器生成的机器指令，这些内容被存储到ROM区，写入后就不能再更改，一般当你定义数组不用更改时可以加上这个关键词，对应的data是存入RAM的意思

4、如下图所示，编译出来的 “ Program Size: data=10.3 xdata=588 code=8732 ” ，对应的数值就是该区域所占用的空间大小

二、Keil MDK-Arm编译器

1、同样是 Keil编译器，MDK相对于 C51，在 Options ----> Target里并没有Memory Model的设置，用的比较多的是下面的这个配置

这个是程序存储在片内、片外的地址设置（一般下载程序都是下载到片内FLASH），我们也不用怎么去更改它；只有在项目做大了，或有特殊要求时，片内不够使用了才将程序存储在片外
2、数据类型的理解
Code：即代码域，它指的是编译器生成的机器指令，这些内容被存储到ROM区。

RO-data：Read Only data，即只读数据域，它指程序中用到的只读数据，这些数据被存储在ROM区，因而程序不能修改其内容。例如C语言中const关键字定义的变量就是典型的RO-data。

RW-data：Read Write data，即可读写数据域，它指初始化为 “ 非0值 ” 的可读写数据，程序刚运行时，这些数据具有非0的初始值，且运行的时候它们会常驻在RAM区，因而应用程序可以修改其内容。例如C语言中使用定义的全局变量，且定义时赋予“非0值”给该变量进行初始化。

ZI-data：Zero Initialie data，即0初始化数据，它指初始化为“0值”的可读写数据域，它与RW-data的区别是程序刚运行时这些数据初始值全都为0，而后续运行过程与RW-data的性质一样，它们也常驻在RAM区，因而应用程序可以更改其内容。例如C语言中使用定义的全局变量，且定义时赋予“0值”给该变量进行初始化(若定义该变量时没有赋予初始值，编译器会把它当ZI-data来对待，初始化为0)；

ZI-data的栈空间(Stack)及堆空间(Heap)：在C语言中，函数内部定义的局部变量属于栈空间，进入函数的时候从向栈空间申请内存给局部变量，退出时释放局部变量，归还内存空间。而使用malloc动态分配的变量属于堆空间。在程序中的栈空间和堆空间都是属于ZI-data区域的，这些空间都会被初始值化为0值。编译器给出的ZI-data占用的空间值中包含了堆栈的大小(经实际测试，若程序中完全没有使用malloc动态申请堆空间，编译器会优化，不把堆空间计算在内)。

三、IAR For STM8(EWSTM8)编译器

1、IAR查看编译后内存大小不会像 Keil那样在编译完直接在 Build窗口显示出来，需要我们去 Options for node里面设置一下，具体操作 Options for node ----> Linker ----> List ----> 把Generate linker map file打勾；如图：

2、根据上面的操作，设置完后编译，在工作空间窗口 Output文件下可以找到 .map的文件，点击打开，在末尾可以看到目标代码占用的空间大小，如图所示：

• Flash = readonly code memory + readonly data memory
• RAM = readwrite data memory

括号内的，表示内存的绝对使用量，对应你设的全局变量大小；对应生成的 bin文件大小 = 5590 + 168

四、优化

一般每个编译器都有优化选项，对应选择不同的优化等级，你会发现同样的代码，编译出来的占用内存大小是不同的，再细心一点同样可以发现存放在 RAM区域的内存大小是不会怎么变化的，变化较大的是存在 flash区域的内存，所以一般的不会定义全局变量（除非真的要用到），并且全局变量处理起来比较麻烦；另外，开了优化后，如果进入调试，可能有些地方会放不了小红点（打断点），因为编译器根据你所选的优化等级，把对应的代码给优化了。