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2018年07月21日 | ARM学习之内存管理单元（MMU）
2018-07-21 来源：eefocus
今天在学习MMU时，学到了不少知识。现总结如下，一是加深印象；二是写出来希望能和大家交流学习。
1.MMU是什么？
答：MMU是内存管理单元。如果MMU开启的话,它会把CPU发出的虚拟地址转化为物理地址，然后对实际的物理地址进行相应的读写操作。当然，它还有其他的作用，包括内存权限检查、Cache等。
2.虚拟地址是什么?为什么会出现虚拟地址？
答：虚拟地址是CPU所“看到”的地址。它的所有与地址相关的操作用到的都是虚拟地址。那为什么会出现虚拟地址呢？我想，可能是这个原因：以前，还没有操作系统的时候，只有一个程序在CPU上跑，它占据了所有的内存空间（和现在的裸板程序差不多），只要程序所需要的的内存空间小于实际物理内存，那CPU就可以直接用物理地址操纵这个物理内存。但后来，随着多用户、多程序机制的出现，所有程序所需要的内存空间大于实际的物理内存，这样虚拟内存出现了，理论上，它使得每个程序可以具有同样大小的内存空间（理论上，最大可以为实际物理内存空间，具体的原理在此就不赘述了）。虚拟内存对应的就是虚拟地址，每个进程的虚拟地址空间可以是相同的（你可以在一个C语言中申请一个变量然后把它的地址打印出来，同时运行两次这个程序，你会发现这两个变量的地址是一样的），然后再通过MMU的作用把每个进程的虚拟地址，转化到实际的物理地址空间中。
3.MMU的地址映射(虚拟地址->物理地址)功能是如何实现的?
答：其实总体上看很简单，一般来说采用的是类似与映射表的一种机制（专业上叫页表）。虚拟地址到物理地址的映射。简单来说，CPU发出的虚拟地址，MMU通过查询这种映射表把这种虚拟地址转化为物理地址。在ARM体系中，用的有段（一级页表）、大页、小页、极小页（二级页表）等页表类型。
4.运行地址和加载地址分别是什么意思，有什么区别？
答：在ARM中，当程序被烧写到FLASH中，用的就是加载地址。是烧写到FLASH中的某地址上。当程序运行时，程序所处的地址就是运行地址，也叫做链接地址。在烧写ARM裸板程序时，如果在链接时，不指定链接地址的话，程序的加载地址就是链接地址。当指定了某段的链接地址时，运行到此段时，此段必须处在所指定的链接地址上，否则可能会出现程序崩溃(其实，如果指定段中不涉及到与位置相关的指令应该也没关系，因为与位置相关的指令使用的绝对地址，而与位置无关的指令使用的是相对地址。绝对地址和链接地址有关系，相对地址和链接没关系)。
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