物理地址与虚拟地址的区别

从最根本的角度来看，地址只分为两类：物理地址、虚拟地址。
S3C2410、S3C2440上电之后，是使用物理地址来访问的。数据手册中介绍各种寄存器时，所附带的地址就是物理地址。
虚拟地址是启动内存管理单元(MMU)后CPU使用的地址，它是到物理地址的映射。为什么这样说呢？ 虚拟地址、物理地址的概念只有CPU才用到，要访问具体的设备，比如内存、Flash、寄存器等时，虚拟地址最终会转换为物理地址。
上面说得很抽象，举例说明吧。比如GPACON寄存器的物理地址是0x56000000。没有启动MMU之前，可以使用以下指令进行访问：
volatile unsigned int * p = 0x56000000;
int val;
*p = xxxxx; // 写操作
val = *p; // 读操作
启动MMU之行，假设虚拟地址0xC0000000被映射到物理地址0x56000000，可以使用以下指令进行访问：
volatile unsigned int * p = 0xC0000000;
int val;
*p = xxxxx; // 写操作
val = *p; // 读操作
虚拟地址映射到哪个物理地址，这是可以设置的。

既然虚拟地址最终要转换为物理地址，那么为何还需要虚拟地址呢？这有以下几个原因：
1. 虚拟地址还提供了权限检查功能：在虚拟地址被转换为物理地址访问设备之前，要先进行权限检查。比如我们设置虚拟地址和物理地址之间的映射关系时，可以设置某块地址是只读的、只写的、只有CPU处于管理模式时才能访问等。这些功能可以让系统的内核、用户程序的运行空间相互独立：用户程序即使出错，也无法破坏内核；用户程序A崩溃了，也无法影响到用户程序B。

2. 设想这种情况：系统同时运行用户程序A、B时，它们都保存在内存中，切换到哪个程序就从哪块内存中取指执行。如果没有虚拟地址，就像uc/os一样，A、B程序的运行地址是不一样的，这使得编译程序时需要程序员自己分配运行地址。但是有虚拟地址后，A、B程序的运行空间都是一样的，至于它们对应哪块实际的地址，这通过设置不同的地址映射关系来确定。这使得我们编程时，无需理会这类繁锁的问题：A程序放在这里、B程序放在那里。
虚拟地址的引入，不仅使得用户程序可以运行在同样的虚拟地址上，还使得用户程序“看起来”能够使用的内存很大：一个程序在运行之前，没有必要全部装入内存，而仅需要将那些当前要运行的部分先装入内存，其余部分在用到时再从磁盘调入，而当内存耗光时再将暂时不用的部分调出到磁盘。这使得一个大程序可以在较小的内存空间中运行，也使得内存中可以同时装入更多的程序并发执行，从用户的角度看，该系统所具有的内存容量，将比实际内存容量大得多。