локальные переменные функций как правило - в регистрах, если не помещаются - то в ОЗУ
глобальные, volatile, static - в ОЗУ

для размещения в Flash нужно подключить avr/pgmspace.h и объявлять переменные с атрибутом PROGMEM, чтение/запись - через функции модуля pgmspace.h

для размещения в EEPROM - avr/eeprom.h, переменные объявляются с атрибутом EEMEM, чтение/запись - через функции модуля eeprom.h

для размещения переменной в конкретном регистре она объявляется как register c указанием начального регистра :
register uint16_t out_data asm("r4");