ARM地址重映射的通俗解釋

圖1
普通的單片機把可執行代碼和數據存放到存儲器中。單片機中的CPU從儲器中取指令代碼和數據。其中存儲器中每個(gè)物理存儲單元與其地址是一一對應而且是不可變的。如下圖，CPU讀取0x00000000地址上存儲單元的過(guò)程。

圖2
ARM比較復雜。ARM芯片與普通單片機在存儲器地址方面的不同在于：ARM芯片中有些物理存儲單元的地址可以根據設置變換。就是說(shuō)一個(gè)物理存儲單元現在對應一個(gè)地址，經(jīng)過(guò)設置以后，這個(gè)存儲單元就對應了另外一個(gè)地址了。圖3是隨意舉了個(gè)例子（不要與ARM芯片對應），旨在說(shuō)明地址重映射的過(guò)程。圖3表示把0x00000000地址上的存儲單元映射到新的地址0x00000007上。CPU存取0x00000007就是存取0x00000000上的物理存儲單元。

圖5

圖5描述示了ARM芯片的另外一種映射方式。這個(gè)映射可以由用戶(hù)決定采用還是不采用（相關(guān)代碼在工程文件的startup.s中，這個(gè)文件是第三方提供，用戶(hù)可以修改）。這個(gè)映射主要是為了提高應用程序異常相應得速度。當我們把應用程序存放在片內FLASH的時(shí)候，異常向量表存放在0x00000000~0x0000003F存儲單元內。每次發(fā)生異常，CPU從0x00000000~0x0000003F地址上取異常向量。但是對RAM的存取速度遠高于對FLASH的存取速度，所以為了提高異常相應速度我們采取以下做法：
Step1：
先把0x00000000~0x0000003F（FLASH）存儲單元內的異常向量表復制到0x40000000~0x4000003F（片內RAM的最低端64個(gè)字節的存儲單元）范圍內存儲單元中。
Step2：
把0x40000000~0x4000003F范圍內存儲單元地址重新映射到0x00000000~0x0000003F地址范圍。這樣做了以后，當異常發(fā)生的時(shí)候，CPU取異常向量就是從RAM區中的異常向量表中區，速度快了。比如復位中斷發(fā)生，CPU從地址0x00000000取指令，但此時(shí)由于已經(jīng)過(guò)地址重新映射，這個(gè)0x00000000被地址轉換器轉換成0x40000000，CPU實(shí)際上是取的RAM區中0x400000000這個(gè)存儲單元內的指令（異常向量）。當然用戶(hù)可以不進(jìn)行這種映射。片內FLASH中0x00000000~0x0000003F存儲單元具有一模一樣的異常向量表。只不過(guò)不進(jìn)行這種處理，異常相應速度慢一點(diǎn)。但是這種速度上的差別很多情況下是不必要在意的。
圖中的地址轉換器受控制寄存器MENMAP的控制，用戶(hù)可以設置MENMAP實(shí)現對地址重映射的控制。這個(gè)地址轉換器顯然是通過(guò)內部硬件電路實(shí)現的。