關(guān)于ARM芯片地址重映射的形象解釋

ARM芯片的地址重映射映射就是一一對應(yīng)的意思。重映射就是重新分配這種一一對應(yīng)的關(guān)系。我們可以把存儲器看成一個具有輸出和輸入口的黑盒子。如下圖所示，輸入量是地址，輸出的是對應(yīng)地址上存儲的數(shù)據(jù)。當(dāng)然這個黑盒子是由很復(fù)雜的半導(dǎo)體電路具現(xiàn)的，具體的實(shí)現(xiàn)的方式我們現(xiàn)在不管。存儲單位一般是字節(jié)。這樣，每個字節(jié)的存儲單元對應(yīng)一個地址，當(dāng)一個合法地址從存儲器的地址總線輸入后，該地址對應(yīng)的存儲單元上存儲的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上面。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201611/321548.htm
圖1
普通的單片機(jī)把可執(zhí)行代碼和數(shù)據(jù)存放到存儲器中。單片機(jī)中的CPU從儲器中取指令代碼和數(shù)據(jù)。其中存儲器中每個物理存儲單元與其地址是一一對應(yīng)而且是不可變的。如下圖，CPU讀取0x00000000地址上存儲單元的過程。

圖2
ARM比較復(fù)雜。ARM芯片與普通單片機(jī)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(jù)設(shè)置變換。就是說一個物理存儲單元現(xiàn)在對應(yīng)一個地址，經(jīng)過設(shè)置以后，這個存儲單元就對應(yīng)了另外一個地址了。圖3是隨意舉了個例子（不要與ARM芯片對應(yīng)），旨在說明地址重映射的過程。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3
下面圖4，圖5是對ARM芯片的兩種地址重映射方式的圖示。假設(shè)我們的應(yīng)用程序存放在外擴(kuò)FLASH當(dāng)中，那么應(yīng)用程序的異常向量表就存放在0x80000000起始的64個（其中有32個存放異常向量）物理存儲單元中。但是ARM核發(fā)生異常（中斷）后是從0x00000000~0x0000003F地址范圍取異常向量的。所以要把0x80000000~0x8000003F范圍內(nèi)的存儲單元重新映射到0x00000000~0x0000003F地址范圍上。以后CPU存取0x00000000~0x0000003F地址就是存取0x80000000~0x8000003F范圍內(nèi)的存儲單元。圖4只顯示出第一個異常向量的地址重映射，整個異常向量表的地址重映射等同這個過程。

圖4

圖5
圖5描述示了ARM芯片的另外一種映射方式。這個映射可以由用戶決定采用還是不采用（相關(guān)代碼在工程文件的startup.s中，這個文件是第三方提供，用戶可以修改）。這個映射主要是為了提高應(yīng)用程序異常相應(yīng)得速度。當(dāng)我們把應(yīng)用程序存放在片內(nèi)FLASH的時候，異常向量表存放在0x00000000~0x0000003F存儲單元內(nèi)。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(yuǎn)高于對FLASH的存取速度，所以為了提高異常相應(yīng)速度我們采取以下做法：
Step1：
先把0x00000000~0x0000003F（FLASH）存儲單元內(nèi)的異常向量表復(fù)制到0x40000000~0x4000003F（片內(nèi)RAM的最低端64個字節(jié)的存儲單元）范圍內(nèi)存儲單元中。
Step2：
把0x40000000~0x4000003F范圍內(nèi)存儲單元地址重新映射到0x00000000~0x0000003F地址范圍。這樣做了以后，當(dāng)異常發(fā)生的時候，CPU取異常向量就是從RAM區(qū)中的異常向量表中區(qū)，速度快了。比如復(fù)位中斷發(fā)生，CPU從地址0x00000000取指令，但此時由于已經(jīng)過地址重新映射，這個0x00000000被地址轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成0x40000000，CPU實(shí)際上是取的RAM區(qū)中0x400000000這個存儲單元內(nèi)的指令（異常向量）。當(dāng)然用戶可以不進(jìn)行這種映射。片內(nèi)FLASH中0x00000000~0x0000003F存儲單元具有一模一樣的異常向量表。只不過不進(jìn)行這種