關於程式碼如何執行的五個問題

哈嘍大家好，我是咕嚕老尼，今天我和大家分享一下關於程式碼如何執行的五個問題。

問題 1：FLASH中的程式碼是如何得到執行的呢？比如PC指標是在哪裡由誰設定的？ 以 ARM 為例 的 微控制器 ， 該類微控制器的程式碼在 nor flash中，cortex核心可以直接執行，不需要將程式碼載入到ram中執行。ARM-cortex-A系列的SOC ， 該類 SOC更加複雜，通常有記憶體管理單元，程式碼儲存在nand flash中，程式執行時，需要先將程式碼載入到ram中執行，該類SOC的啟動環節包含了載入程式。就像Windows作業系統儲存在硬碟中，開機的時候，作業系統的程式碼會載入到 RAM 中。 PC指標：無論什麼微控制器或者SOC，都有一個PC暫存器，這個暫存器儲存了下一條待取指令的地址。正常情況下自動加“4”，遇到分支跳轉的時候，由跳轉指令設定值。那麼指標是什麼？指標是一個變數的地址，在含有作業系統即硬體層面含有記憶體管理單元的情況下，指標是虛擬地址，不含作業系統的情況下，是實體地址，虛擬地址和實體地址經過MMU轉換。

問題 2：這些程式碼需要搬到RAM中才能執行嗎？不這樣做會有什麼不妥嗎？

上文講了，大部分微控制器的程式碼直接在 nor flash中執行，少部分需要載入到ram中。nor flash可以直接定址一個位元組，可以找到一個指令的具體地址，因此可以直接執行。nand flash 的儲存單元是塊，不能對指令直接定址，因此不能直接執行其中的程式碼。因此儲存在nand flash中的程式不載入到ram中執行不了。即你的硬碟中的Windows不載入到記憶體條中，執行不起來。

問題 3：如果需要搬到RAM，那是片內還是片外有什麼區別嗎？

片內片外都可以，具體看是那款 SOC或CPU了。

問題 4：如果使用者存在FLASH的實際程式碼大小（比如1MB），超過了RAM的可用空間（比如512KB），那這個搬移過程是啥樣的？

現在實際情況很少遇到這種情況，當然可能會有 RAM很小的系統，可以分時分段的使用，即程式執行一段，載入一段，執行完，載入下一段。很不建議這樣玩，現在的RAM很大了，你的實際程式碼達到1MB的時候，你的記憶體可能都有1G，2G了。比如Linux作業系統編譯完後，實際上只有幾MB，實際的Linux系統會有幾個G 的記憶體可用。

問題 5：片外擴充套件的FLASH和SRAM與片內的想比，除了空間大小有差別，效能速度上會有怎樣的差異呢？

具體要看 SOC的匯流排設計。一般來說片外的效能弱一點。能不能在Flash中直接執行程式程式碼，取決於Flash的訪問特性。Flash儲存器是按塊組織的，在使用時也傾向於按塊訪問才更加高效。Flash類似於ROM一類的儲存器，但它其實是可讀可寫的，不同於同樣可讀可寫的RAM，它在寫入資料時需要先將你所寫位置所屬的塊擦除，不管你是不是隻寫幾個位元組，所以如果要改寫Flash中的資料，總是會先將資料所屬的塊快取到記憶體中，然後再在記憶體中改寫好資料後又重新將塊寫回，這樣就不會丟失資料，但是花銷太大。讀的時候，往往也是先定位塊的位置，然後在塊中順序讀取，在不同塊中間斷讀取資料是非常低效的，所以按塊讀按塊寫是Flash的一大特點，它不能夠隨意的對儲存區域定址，典型的如NAND Flash。

好啦今天就講到這了，我是咕嚕老尼，我們下次再見