存储在代码存储器和数据存储器中的内容

问题描述

请解释一下代码和数据存储之间的区别。我知道代码存储在Flash中,数据存储在RAM中,但是我很困惑。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a =10,b=20;
    int c = a+b;
    return 0;
}

a,b,c存储在数据存储器(RAM)中,什么存储在代码存储器中?这整个代码是否存储在代码存储器中?如果是,那么这是否意味着我们正在将a,b,c同时存储在数据和代码存储器中。

解决方法

在您的示例中,许多情况基于编译器的优化级别。

常量放置在“代码存储器”中

在下面的代码中:

int a =10,b=20;
int c = a+b;
return 0;

变量ab是常量,它们不变。编译器可以对此进行优化并将其优化为: 整数c = 10 + 20; 因此,可以将值10和20放入代码存储器中,而无需使用变量ab

注册不是内存

允许编译器将变量ab分配给寄存器。寄存器位于处理器内,因此不会占用任何RAM或内存空间。寄存器也不是代码空间的一部分。 (之所以会发生这种情况,是因为没有语句要求使用ab的地址)

所有代码均已删除

在更高的优化设置下,编译器可以删除所有代码,并替换为return 0
变量ab不变。
变量c已更改,但未被其他任何语句使用。
您的程序无效(什么都没有打印,没有诸如写入硬件之类的外部动作)。
因此,您的程序可以简化为return 0;

代码存储器与数据存储器

通常,处理器指令放在称为“代码存储器”的段中。它实际上可能位于RAM中,而不位于Flash或ROM中。例如,在PC上,您的代码可以从硬盘驱动器加载到RAM中并在RAM中执行。与Flash相似,您的代码可以从Flash加载到RAM中并在RAM中执行。

常量(如数字)可以放入只读段或代码段中。许多处理器可以从代码段中加载常量(请参阅ARM和Intel组装说明)。只读段可以驻留在只读设备(ROM或闪存)上,也可以驻留在RAM(或硬盘驱动器之类的设备)上。您可以保证的是,该代码不会写入只读段。

数据存储器不同。 C ++语言至少有3个“数据”存储区域(变量在其中存储):1)本地(又称堆栈),其中存在短寿命变量; 2)使用newmalloc分配的动态内存(也称为堆),以及3)自动/全局变量。只要内存具有读取写入功能,这些内存区域就可以放置在任何地方。它们不需要很快,只需读写即可(例如,硬盘驱动器可以用作数据存储器)。

内存组织比拥有代码,堆栈和堆更为复杂。在嵌入式系统世界中,可以将内存放置在非标准位置,并且可能需要具有更详细的内存段,以便可以将它们放置在不同的区域。例如,嵌入式系统可能希望将常量放入Flash中,以便可以轻松更改它们(即使可以在代码段中更有效地访问它们)。某些代码可能需要放入处理器的引导区(由处理器制造商编程)。某些嵌入式系统可能具有非易失性存储器(例如,电池备用存储器),其行为类似于只读存储器。

信任您的编译器

请信任您的编译器,以将代码,数据和变量尽可能地置于最有效的区域。您的编译器了解您的平台,并将为您做出最佳决策。如果需要更改编译器的设置,可以,但是您应该真正知道自己在做什么以及为什么需要更改它们。大多数PC平台将代码从硬盘驱动器(或SSD)加载到RAM中,然后从RAM执行代码。嵌入式系统是不同的,并且取决于硬件设备。因为平台的RAM最少,所以可以从闪存运行代码。有些可能将压缩的代码存储在串行访问只读设备中,并且必须在执行之前解压缩到RAM中。在这些情况下,将为这些专业配置编译器。因此,请信任您的编译器,并让其将代码和数据放入正确的段和位置。

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一个过分的简化:

代码存储器存储从C ++代码( ROM )编译的机器语言指令序列。

由程序创建和处理的实际数据存储在 RAM 中,该数据可以理解为由 stack heap 组成>:数据存储在速度较慢但较大的堆中,而其地址则由指针保留在堆栈中。堆栈位于更快的内存寄存器中。

根据ROM中的当前指令行的指示,堆栈中的指针会检索堆中的数据,或者在需要时通常会检索更多数据。