ARM儲存器映射問題

ARM7TDMI的存儲器映射可以有0X00000000~0XFFFFFFFF的空間，即4G的映射空間，但所有器件加起來肯定是填不滿的。一般來說， 0X00000000依次開始存放FLASH——0X00000000，SRAM——0X40000000，外部存儲器 0X80000000，VPB（低速外設(shè)地址，如GPIO，UART）——0XE0000000，AHB（高速外設(shè)：向量中斷控制器，外部存儲器控制器） ——從0XFFFFFFFF回頭。他們都是從固定位置開始編址的，而占用空間又不大，如AHB只占2MB，所以從中間有很大部分是空白區(qū)域，用戶若使用這些空白區(qū)域，或者定義野指針，就可能出現(xiàn)取指令中止或者取數(shù)據(jù)中止。

由于系統(tǒng)在上電復(fù)位時要從0X00000000 開始運(yùn)行，而第一要運(yùn)行的就是廠家固化在片子里的Bootloader，這是判斷運(yùn)行哪個存儲器上的程序，檢查用戶代碼是否有效，判斷芯片是否加密，芯片是否IAP（在應(yīng)用編程），芯片是否ISP（在系統(tǒng)編程），所以這個Bootloader要首先執(zhí)行。而芯片中的Bootloader不能放在FLASH的頭部，因為那要存放用戶的異常向量表的，以便在運(yùn)行、中斷時跳到這來找入口，所以Bootloader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，廠家為了Bootlader在芯片中的位置固定，就在編址的2G靠前編址的位置虛擬劃分一個區(qū)域作為Bootloader區(qū)域，這就是重映射，這樣訪問<2G即<0X80000000的位置時，就可以訪問到在FLASH尾部的Bootloader區(qū)域了。

Bootloader運(yùn)行完就是要運(yùn)行用戶自己寫的啟動代碼了，而啟動代碼中最重要的就是異常向量表，這個表是放在FLASH的頭部首先執(zhí)行的，而異常向量表中要處理多方面的事情，包括復(fù)位、未定義指令、軟中斷、預(yù)取指中止、數(shù)據(jù)中止、IRQ（中斷) ,FIQ (快速中斷），而這個異常向量表是總表，還包括許多分散的異常向量表，比如在外部存儲器，SRAM中固化的，不可能都由用戶直接定義，所以還是需要重映射把那些異常向量表的地址映到總表中。

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為存儲器分配地址的過程稱為存儲器映射，那么什么叫存儲器重映射呢？為了增加系統(tǒng)的靈活性，系統(tǒng)中有部分地址可以同時出現(xiàn)在不同的地址上，這就叫做存儲器重映射。重映射主要包括引導(dǎo)塊“Boot Block”重映射和異常向量表的重映射。

1.引導(dǎo)塊“Boot Block”及其重映射

Boot Block是芯片設(shè)計廠商在LPC2000系列ARM內(nèi)部固化的一段代碼，用戶無法對其進(jìn)行修改或者刪除。這段代碼在復(fù)位時被首先運(yùn)行，主要用來判斷運(yùn)行哪個存儲器上面的程序，檢查用戶代碼是否有效，判斷芯片是否被加密，系統(tǒng)的在應(yīng)用編程（IAP）以及在系統(tǒng)編程功能（ISP）等。

Boot Block存在于內(nèi)部Flash，LPC2200系列大小為8kb，它占用了用戶的Flash空間，但也有其他的LPC系列不占用FLash空間的，而部分沒有內(nèi)部Flash空間的ARM處理器仍然存在Boot Block。

重映射的原因：

Boot Block中有些程序可被用戶調(diào)用，如擦寫片內(nèi)Flash的IAP代碼。為了增加用戶代碼的可移植性，所以最好把Boot Block的代碼固定的某個地址上。但由于各芯片的片內(nèi)Flash大小不盡相同，如果把Boot Block的地址安排在內(nèi)部Flash結(jié)束的位置上，那就無法固定Boot Block的地址。

為了解決上面的問題，于是芯片廠家將Boot Block的地址重映射到片內(nèi)存儲器空間的最高端，即接近2Gb的地方，這樣無論片內(nèi)存儲器的大小如何，都不會影響B(tài)oot Block的地址。因此當(dāng)Boot Block中包含可被用戶調(diào)用的IAP操作的代碼時，不用修改IAP的操作地址就可以在不同的LPC系列的ARM上運(yùn)行了。

2.異常向量表及其重映射

ARM內(nèi)核在發(fā)生異常后，會使程序跳轉(zhuǎn)到位于0x0000~0x001C的異常向量表處，再經(jīng)過向量跳轉(zhuǎn)到異常服務(wù)程序。但ARM單條指令的尋址范圍有限，無法用一條指令實現(xiàn)4G范圍的跳轉(zhuǎn)，所以應(yīng)在其后面的0x0020~0x003F地址上放置跳轉(zhuǎn)目標(biāo)，這樣就可以實現(xiàn)4G范圍內(nèi)的任意跳轉(zhuǎn)，因此一個異常向量表實際上占用了16個字的存儲單元。以下為一張中斷向量表：
LDR PC, ResetAddr
LDR PC, UndefinedAddr
LDR PC, SWI_Addr
LDR PC, PrefetchAddr
LDR PC, DataAbortAddr
DCD 0xb9205f80
LDR PC, [PC, #-0xff0]
LDR PC, FIQ_Addr

ResetAddr DCD ResetInit
UndefinedAddrDCD Undefined
SWI_Addr DCD SoftwareInterrupt
PrefetchAddrDCD PrefetchAbort
DataAbortAddrDCD DataAbort
Nouse DCD 0
IRQ_AddrDCD 0
FIQ_Addr DCD FIQ_Handler

重映射的原因：

由于ARM處理器的存儲器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可能同時存在片內(nèi)存儲器和片外存儲器等，他們在存儲器映射上的起始地址都不一樣，因此ARM內(nèi)核要訪問的中斷向量表可能不在0x0000~0x003F地址上，因此采用了存儲器重映射來實現(xiàn)將存在于不同地方的中斷向量表都映射到0x0000~0x003F地址上。

注意：Boot Block也存在中斷向量表，而且復(fù)位后這段代碼首先映射到 0x0000~0x003F地址上，也就是說復(fù)位后首先運(yùn)行的是Boot Block程序。各個存儲區(qū)域的中斷向量表也不盡相同。