关于ARM9的MMU重要理解

MMU给我感觉是个很复杂的东西，网上看了一些资料，勉强知道了一些表面的东西。它有两个作用：1、把虚拟地址映射到物理地址；2、对内存访问提供控制机制。

原文地址：

http://blog.chinaunix.net/u1/58780/showart_468065.html

在ARM中，MMU另外提供了一张映射表（MVA），用于程序虚拟地址（VA）到物理地址（PA）的映射。MVA称为变换后的VA。在程序运行时，CPU只看到VA，而MMU和cache们只看到PA和MVA。应该说，在进程运行切换过程中，映射关系是动态变化的，因为不同进程和内存之间需要不同的映射关系，就需要不断的重做映射表，这个代价是很大的。所以，有必要让映射表中需要更新的内容很少，以减少性能开支，这就出现了“变换后的”VA，即MVA，如果VA<32M，需要使用进程标识号PID(通过读CP15的C13获得)来转换为MVA。

VA与MVA的转换方法如下(这是硬件自动完成的)：

if(VA32M) MVA=VA|(PID<25);//VA<32M，即PID*0x02000000作为该进程起始地址 else MVA=VA;//VA>=32M

如：假设两个进程1、2运行时的VA都是0-32M，则他们的MVA分别是0x02000000-0x03ffffff、0x04000000-0x05ffffff，这样进程切换就省事多了，不必进行重建页表等工作。

但 是，这同时带来了中断跳转的问题。当发生异常时，需要跳到0x0位置的异常向量表，这个0x0应该是VA，且小于32M，如果开启了MMU，就会被转换为 MVA，而不同的PID产生不同的MVA，这就导致异常向量表的地址不统一了。所以，Linux采取了将0x0位置的向量表映射到高地址 0xffff0000处，就没有上述的问题了，看了半天原来是这么回事。。。

因为，在32位的CPU系统上，虚拟地址空间为2^32 = 4G
而VA和MVA的转换公式为：
if(VA < 32M) then
MVA = VA | PID < 25;
else
MVA = VA;
这样，只要每个进程的VA都在32M之内，就可以保证每个进程的MVA不会发生重叠。
2^25 = 32M。另外，可以计算出进程最多为2^(32-25) = 128个

如果说这个是规定来的，你信不信？呵呵如果是64M的话，那么公式就要改成MVA = VA | PID < 26;
那么PID就只有6位了，linux操作系统能够支持的进程最多只有2^6=64个了，这样不划算

B指令的的机器代码结构为 31 2827 26 25 24 230 cond101Lsigned_imed 若L为0则为直接跳转B，若L为1则为连接跳转BL，signed_imed为24位有符号立即数，这个值为跳转的偏移量。 24位有符号数值的范围是-8M ~ +8M，而指令中偏移量为1时代表从当前PC开始向下跳1个字，即偏移量的单位为4个字节 因此，B指令向前和向后寻址的最大范围为32M

你可以试下如下代码： BNEXT NEXT NOP NOP 看一下那条跳转指令它的机器代码，最低24位立即数的值应该是-1 跟字对齐有点关系，因为ARM指令集的指令都是四字节的，所以偏移量的单位是4个字节。 如果当前跳转的偏移量为-1，那么PC会向前跳4个字节，如果偏移量为-8M，那么PC会向前跳-32M个字节

恩，最低24位是0xffffff，偏移量就是 -1

BNEXT NOP NOP NEXT NOP B跳转是针对当前PC来计算的，而当前PC值等于当前正在执行指令的下下一条指令的地址值 向下跳，偏移量为正数，向上跳，偏移量为负数。这个上下方向是针对程序执行的方向来说的。

恩，是这样的