ARM处理器MMU存储器管理单元详解

ARM存储单元MMU详解 ARM存储单元MMU是ARM架构中的一种存储管理单元，负责管理存储器的访问和保护。MMU的主要功能是将虚拟地址转换为物理地址，控制存储器的访问权限，并提供高速缓存和缓冲机制。 **MMU的结构** MMU的结构允许对存储器系统的精细控制。大部分的控制细节由存在存储器中的转换表提供。这些表的入口定义了从1KB到1M的各种存储器区域的属性。这些属性包括虚拟地址到物理地址映射、存储器访问权限、高速缓存和缓冲位等。 **虚拟地址到物理地址映射** ARM处理器产生的地址叫虚拟地址，MMU允许把这个虚拟地址映射到一个不同的物理地址去。这个物理地址表示了被访问的主存储器的位置。它允许用很多方式管理物理存储器的位置，例如：它可以用具有潜在冲突的地址映射为不同的进程分配存储器，或允许具有不连续地址的应用把它映射到连续的地址空间。 **存储器访问权限** MMU控制对存储器区域的不可访问权限、只读权限、读写权限。当访问不可访问权限的存储器时，会有一个存储器异常通知ARM处理器。允许权限的级别也受程序运行在用户状态还是特权状态影响，还受是否使用了域有关。 **高速缓存和缓冲机制** MMU还提供高速缓存和缓冲机制，以提高存储器的访问速度。高速缓存和缓冲位控制着存储器的访问方式，例如：可以让某些存储器区域只读或只写，或者让某些存储器区域高速缓存。 **转换过程** MMU的转换过程是将虚拟地址转换为物理地址的过程。这个过程中，MMU会根据虚拟地址在转换表中查找对应的物理地址，然后将其返回给ARM处理器。 **访问权限和异常** MMU还提供了访问权限和异常机制，以确保存储器的安全性。当访问不可访问权限的存储器时，MMU会通知ARM处理器，并产生一个存储器异常。 **CP15寄存器** MMU还提供了CP15寄存器，以便ARM处理器可以控制MMU的行为。CP15寄存器可以控制MMU的转换表、高速缓存和缓冲机制等。 **总结** ARM存储单元MMU是ARM架构中的一种存储管理单元，负责管理存储器的访问和保护。MMU的主要功能是将虚拟地址转换为物理地址，控制存储器的访问权限，并提供高速缓存和缓冲机制。MMU的结构、虚拟地址到物理地址映射、存储器访问权限、高速缓存和缓冲机制、转换过程、访问权限和异常、CP15寄存器等都是MMU的重要组成部分。