ARM的存储器映射与存储器重映射

ARM 的存储器映射与存储器重映射

ARM 的存储器映射与存储器重映射

arm 处理器本身所产生的地址为虚拟地址，每一个arm 芯片内都有存储器，而这个芯片内的存储器的地址为物理地址。我们写程序的目的是为了利用芯片内的存储器，因此我们要知道存储器的地址，即物理地址，所以虚拟地址和物理地址之间必然存在一定的转换关系，这就是映射。把虚拟地址按照某种规则转换成物理地址的方法就为存储器映射。物理地址表示了被访问的存储器的位置。存储器映射有两种映射规则--大端映射和小端映射。

存储器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH ，RAM ，外设，BOOTBLOCK 等进行统一编址。即用地址来表示对象。这个地址绝大多数是由厂家规定好的，用户只能用而不能改。用户只能在挂外部RAM 或FLASH 的情况下可进行自定义。ARM7TDMI 的存储器映射可以有

0X00000000~0XFFFFFFFF 的空间，即4G 的映射空间，但所有器件加起来肯定是填不满的。

一般来说，0X00000000 依次开始存放FLASH ——0X00000000 ，SRAM ——0X40000000 ，BOOTBLOCK ，外部存储器0X80000000 ，VPB （低速外设地址，如GPIO ，UART ）——0XE0000000 ，AHB （高速外设：向量中断控制器，外部存储器控制器）——从0XFFFFFFFF 回头。他们都是从固定位置开始编址的，而占用空间又不大，如AHB

只占2MB ，所以从中间有很大部分是空白区域，用户若使用这些空白区域，或者定义野指针，就可能出现取指令中止或者取数据中止。由于系统在上电复位时要从0X00000000 开始运行，而第一要运行的就是厂家固化在片子里的BOOTBLOCK ，这是判断运行哪个存储器上的程序，检查用户代码是否有效，判断芯片是否加密，芯片是否IAP （在应用编程），芯片是否ISP （在系统编程），所以这个BOOTBLOCK 要首先执行。而芯片中的BOOTBLOCK 不能放在FLASH 的头部，因为那要存放用户的异常向量表的，以便在运行、中断时跳到这来找入口，所以BOOTBLOCK 只能放在FLSAH 尾部才能好找到，呵呵。而ARM7 的各芯片的FLASH 大小又不一致，厂家为了BOOTBLOCK 在芯片中的位置固定，就在编址的2G 靠前编址的位置虚拟划分一个区域作为BOOTBLOCK 区域，这就是重映射，这样访问<2G 即

<0X80000000 的位置时，就可以访问到在FLASH 尾部的BOOTBLOCK 区了。

BOOTBLOCK 运行完就是要运行用户自己写的启动代码了，而启动代码中最重要的就是异常向量表，这个表是放在

FLASH 的头部首先执行的，而异常向量表中要处理多方面的事情，包括复位、未定义指令、软中断、预取指中止、数据中止、IRQ (中断)，FIQ (快速中断)，而这个异常向量表是总表，还包括许多分散的异常向量表，比如在外部存储器，BOOTBLOCK ，SRAM 中固化的，不可能都由用户直接定义，所以还是需要重映射把那些异常向量表的地

址映到总表中。

为存储器分配地址的过程称为存储器映射，那么什么叫存储器重映射呢？为了增加系统的灵活性，系统中有部分地址可以同时出现在不同的地址上，这就叫做存储器重映射。重映射主要包括引导块

“Boot Block” 重映射和异常向量表的重映射。

1.引导块“Boot Block” 及其重映射

Boot Block 是芯片设计厂商在LPC2000 系列ARM 内部固化的一段代码，用户无法对其进行修改或者删除。这段代码在复位时被首先运行，主要用来判断运行哪个存储器上面的程序，检查用户代码是否有效，判断芯片是否被加密，系统的在应用编程( IAP )以及在系统编程功能( ISP )等。

Boot Block 存在于内部Flash ，LPC2200 系列大小为8kb ，它占用了用户的Flash 空间，但也有其他的LPC 系列不占用FLash 空间的，而部分没有内部Flash 空间的ARM 处理器仍然存在Boot Block 。重映射的原因：

Boot Block 中有些程序可被用户调用，如擦写片内Flash 的IAP 代码。为了增加用户代码的可移植性，所以最好把Boot Block 的代码固定的某个地址上。但由于各芯片的片内Flash 大小不尽相同，如果把Boot Block 的地址安排在内部Flash 结束的位置上，那就无法固定Boot Block 的地址。为了解决上面的问题，于是芯片厂家将Boot Block 的地址重映射到片内存储器空间的最高端，即接近2Gb 的地

方，这样无论片内存储器的大小如何，都不会影响Boot Block 的地址因此当Boot Block 中包含可被用户调用的IAP 操作的代码时，不用修改IAP 的操作地址就可以在不同的LPC 系列的ARM 上运行了。

2.异常向量表及其重映射

ARM 内核在发生异常后，会使程序跳转到位于0x0000~0x001C 的异常向量表处，再经过向量跳转到异常服务程序。但ARM 单条指令的寻址范围有限，无法用一条指令实现4G 范围的跳转，所以应在其后面的

0x0020~0x003F 地址上放置跳转目标，这样就可以实现4G 范围内的任意跳转，因此一个异常向量表实际上占用了16 个字的存储单元。以下为一张中断向量表：

LDR PC, ResetAddr

LDR PC, UndefinedAddr

FIQ_Handler 重映射的原因： 由于 ARM 处理器的存储器结构比较复杂，可能同时存在片 内存储器和片外存储器等，他们在存储器映射上的起始地址 都不一样，因此 ARM 内核要访问的中断向量表可能不在 0x0000~0x003F 地址上，因此采用了存储器重映射来实现将 存在与不同

LDR

LDR

LDR

DCD

LDR

LDR Undefined

SoftwareInterrupt

PrefetchAbort

DataAbort

ResetAddr

UndefinedAddr

SWI_Addr

PrefetchAddr

DataAbortAdd

Nouse

IRQ_Addr

FIQ_Addr

PC, SWI_Addr PC, PrefetchAddr PC, DataAbortAddr 0xb9205f80 PC, [PC, #-0xff0] PC, FIQ_Addr

DCD ResetInit

DCD DCD DCD DCD DCD 0 DCD 0

DCD