关于代码如何运行的五个问题

哈喽大家好，我是咕噜老尼，今天我和大家分享一下关于代码如何运行的五个问题。 问题 1：FLASH中的代码是如何得到运行的呢？比如PC指针是在哪里由谁设置的？ 以 ARM 为例 的 单片机 ， 该类单片机的代码在 nor flash中，cortex内核可以直接运行，不需要将代码加载到ram中运行。ARM-cortex-A系列的SOC ， 该类 SOC更加复杂，通常有内存管理单元，代码存储在nand flash中，程序运行时，需要先将代码加载到ram中运行，该类SOC的启动环节包含了加载程序。就像Windows操作系统存储在硬盘中，开机的时候，操作系统的代码会加载到 RAM 中。 PC指针：无论什么单片机或者SOC，都有一个PC寄存器，这个寄存器保存了下一条待取指令的地址。正常情况下自动加“4”，遇到分支跳转的时候，由跳转指令设置值。那么指针是什么？指针是一个变量的地址，在含有操作系统即硬件层面含有内存管理单元的情况下，指针是虚拟地址，不含操作系统的情况下，是物理地址，虚拟地址和物理地址经过MMU转换。 问题 2：这些代码需要搬到RAM中才能运行吗？不这样做会有什么不妥吗？ 上文讲了，大部分单片机的代码直接在 nor flash中运行，少部分需要加载到ram中。nor flash可以直接寻址一个字节，可以找到一个指令的具体地址，因此可以直接运行。nand flash 的存储单元是块，不能对指令直接寻址，因此不能直接运行其中的代码。因此保存在nand flash中的程序不加载到ram中运行不了。即你的硬盘中的Windows不加载到内存条中，运行不起来。 问题 3：如果需要搬到RAM，那是片内还是片外有什么区别吗？ 片内片外都可以，具体看是那款 SOC或CPU了。 问题 4：如果用户存在FLASH的实际代码大小（比如1MB），超过了RAM的可用空间（比如512KB），那这个搬移过程是啥样的？ 现在实际情况很少遇到这种情况，当然可能会有 RAM很小的系统，可以分时分段的使用，即程序运行一段，加载一段，运行完，加载下一段。很不建议这样玩，现在的RAM很大了，你的实际代码达到1MB的时候，你的内存可能都有1G，2G了。比如Linux操作系统编译完后，实际上只有几MB，实际的Linux系统会有几个G 的内存可用。 问题 5：片外扩展的FLASH和SRAM与片内的想比，除了空间大小有差别，性能速度上会有怎样的差异呢？ 具体要看 SOC的总线设计。一般来说片外的性能弱一点。能不能在Flash中直接运行程序代码，取决于Flash的访问特性。Flash存储器是按块组织的，在使用时也倾向于按块访问才更加高效。Flash类似于ROM一类的存储器，但它其实是可读可写的，不同于同样可读可写的RAM，它在写入数据时需要先将你所写位置所属的块擦除，不管你是不是只写几个字节，所以如果要改写Flash中的数据，总是会先将数据所属的块缓存到内存中，然后再在内存中改写好数据后又重新将块写回，这样就不会丢失数据，但是花销太大。读的时候，往往也是先定位块的位置，然后在块中顺序读取，在不同块中间断读取数据是非常低效的，所以按块读按块写是Flash的一大特点，它不能够随意的对存储区域寻址，典型的如NAND Flash。 好啦今天就讲到这了，我是咕噜老尼，我们下次再见