亚洲男人精品,亚洲欧美日韩另类在线一

u

昵稱3554661 >《待分類》

2020.03.03

關(guān)注

參考：https://www.cnblogs.com/yangjiguang/p/7647801.html

一、映射過程詳解

關(guān)于頁表：ARMv6的MMU進(jìn)行地址映射時(shí)涉及到兩種頁表，一級(jí)頁表（first level page table）和二級(jí)頁表(coarse page table)。

關(guān)于映射方式：映射方式有兩種，段映射和頁映射。段映射只用到一級(jí)頁表，頁映射用到一級(jí)頁表和二級(jí)頁表。

關(guān)于映射粒度：段映射的映射粒度有兩種，1M section和16M supersection；頁映射的映射粒度也有兩種，4K small page和64K large page。

硬件在做地址轉(zhuǎn)換時(shí)，如何知道當(dāng)前是什么映射方式以及映射粒度是多少呢？

這些信息可以從頁表的入口描述符中獲得。

一級(jí)頁表的入口描述符(first-level descriptor)格式如下：

第[1:0]位決定映射方式：

[1:0]=10b時(shí)，是段映射，此時(shí)只需作一級(jí)映射，描述符的最高12或8位存放的是段基址；

[1:0]=01b時(shí)，是頁映射，此時(shí)虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址需要經(jīng)歷二級(jí)映射，描述符的最高22位存放的是二級(jí)頁表的物理地址；

第[18]位決定段映射的粒度：

[18]=0b時(shí)，映射粒度為1M，描述符的最高12位存放段基址；

[18]=1b時(shí)，映射粒度為16M，描述符的最高8位存放段基址；

當(dāng)映射方式為頁映射時(shí)，我們用到二級(jí)頁表，二級(jí)頁表的入口描述符（second-level descriptor）格式如下：

第[1:0]位決定頁映射的映射粒度：

[1:0]=10b或11b時(shí)，映射粒度為4KB，描述符的最高20位為頁基址；

[1:0]=01b時(shí)，映射粒度為64KB，描述符的最高16位為頁基址；

下面分4種情況對(duì)地址映射過程做詳細(xì)描述：

1）段映射，映射粒度為1M

2）段映射，映射粒度為16M

3）頁映射，映射粒度為4K

4）頁映射，映射粒度為64K

1.1段映射，映射粒度為1M

當(dāng)映射方式為段映射，且映射粒度為1M時(shí)，映射圖如下：

虛擬地址到物理地址的映射過程如下：

虛擬地址的[31:20]位存放一級(jí)頁表的入口index，[19:0]位存放段偏移；
從TTBR（translation table base register，協(xié)處理器CP15中的一個(gè)寄存器，用于存放一級(jí)頁表的基址）寄存器中獲取一級(jí)頁表的基址；
一級(jí)頁表基址+ VA[31:20] = 該虛擬地址對(duì)應(yīng)的頁表描述符的入口地址；
頁表描述符的[31:20]位為該虛擬地址對(duì)應(yīng)的物理段基址；
物理段基址+ VA[19:0]段偏移= 物理地址

由映射圖可知，一個(gè)虛擬地址可以索引2^12個(gè)一級(jí)頁表入口，每個(gè)入口映射2^20大小的內(nèi)存，故虛擬地址可以映射的最大物理內(nèi)存為：2^12 * 2^20，即4G。

1.2 段映射，映射粒度為16M

當(dāng)映射方式為段映射，且映射粒度為16M時(shí)，映射圖如下：

虛擬地址到物理地址的映射過程如下：

虛擬地址的[31:24]位存放一級(jí)頁表的入口index，[23:0]位存放段偏移；
從TTBR（translation table base register，協(xié)處理器CP15中的一個(gè)寄存器，用于存放一級(jí)頁表的基址）寄存器中獲取一級(jí)頁表的基址；
一級(jí)頁表基址+ VA[31:24] = 該虛擬地址對(duì)應(yīng)的頁表描述符的入口地址；
頁表描述符的[31:24]位為該虛擬地址對(duì)應(yīng)的物理段基址；
物理段基址+ VA[23:0]段偏移= 物理地址

由映射圖可知，一個(gè)虛擬地址可以索引2^8個(gè)一級(jí)頁表入口，每個(gè)入口映射2^24大小的內(nèi)存，故虛擬地址可以映射的最大物理內(nèi)存為：2^8 * 2^24，即4G。

1.3 頁映射，映射粒度為4K

當(dāng)映射方式為頁映射，且映射粒度為4K時(shí)，映射圖如下：

虛擬地址到物理地址的映射過程如下：

虛擬地址的[31:20]位存放一級(jí)頁表的入口index，[19:12]位存放二級(jí)頁表的入口index，[11:0]位存放頁偏移；
從TTBR（translation table base register，協(xié)處理器CP15中的一個(gè)寄存器，用于存放一級(jí)頁表的基址）寄存器中獲取一級(jí)頁表的基址；
一級(jí)頁表基址+ VA[31:20] = 一級(jí)頁表描述符的入口地址；
一級(jí)頁表描述符的[31:10]位存放二級(jí)頁表的基址；
二級(jí)頁表基址+ VA[19:12] = 二級(jí)頁表描述符的入口地址；
二級(jí)頁表描述符的[31:12]位存放該虛擬地址在內(nèi)存中的物理頁基址；
物理頁基址+ VA[11:0]頁偏移= 物理地址

由映射圖可知，一個(gè)虛擬地址可以索引2^12個(gè)一級(jí)頁表入口，每個(gè)一級(jí)頁表入口指向的二級(jí)頁表最大可以有2^8個(gè)二級(jí)頁表入口，每個(gè)二級(jí)頁表入口映射2^12大小的內(nèi)存，故虛擬地址可以映射的最大物理內(nèi)存為：2^12 * 2^8 * 2^12 ，即4G。

1.4 頁映射，映射粒度為64K

當(dāng)映射方式為頁映射，且映射粒度為64K時(shí)，映射圖如下：

虛擬地址到物理地址的映射過程如下：

虛擬地址的[31:20]位存放一級(jí)頁表的入口index，[19:16]位存放二級(jí)頁表的入口index，[15:0]位存放頁偏移；
從TTBR（translation table base register，協(xié)處理器CP15中的一個(gè)寄存器，用于存放一級(jí)頁表的基址）寄存器中獲取一級(jí)頁表的基址；
一級(jí)頁表基址+ VA[31:20] = 一級(jí)頁表描述符的入口地址；
一級(jí)頁表描述符的[31:10]位存放二級(jí)頁表的基址；
二級(jí)頁表基址+ VA[19:16] = 二級(jí)頁表描述符的入口地址；
二級(jí)頁表描述符的[31:16]位存放該虛擬地址在內(nèi)存中的物理頁基址；
物理頁基址+ VA[15:0]頁偏移= 物理地址

由映射圖可知，一個(gè)虛擬地址可以索引2^12個(gè)一級(jí)頁表入口，每個(gè)一級(jí)頁表入口指向的二級(jí)頁表最大可以有2^4個(gè)二級(jí)頁表入口，每個(gè)二級(jí)頁表入口映射2^16大小的內(nèi)存，故虛擬地址可以映射的最大物理內(nèi)存為：2^12 * 2^4 * 2^16 ，即4G。

1.5 地址映射總圖

《ARM1176 JZF-S Technical Reference Manual》中有一張對(duì)上述四種映射情況的匯總圖：

2. 關(guān)于一級(jí)頁表基址

參考《ARM1176 JZF-S Technical Reference Manual》6.12 MMU descriptors

ARMv6中有兩個(gè)協(xié)處理器寄存器用來存放一級(jí)頁表基地址，TTBR0和TTBR1。操作系統(tǒng)把虛擬內(nèi)存劃分為內(nèi)核空間和用戶空間，TTBR0存放用戶空間的一級(jí)頁表基址，TTBR1存放內(nèi)核空間的一級(jí)頁表基址。

In this model, the virtual address space is divided into two regions:
· 0x0 -> 1<<(32-N) that TTBR0 controls
· 1<<(32-N) -> 4GB that TTBR1 controls.

N的大小由TTBCR寄存器決定。0x0 -> 1<<(32-N)為用戶空間，由TTBR0控制，1<<(32-N) -> 4GB為內(nèi)核空間，由TTBR1控制。

N的大小與一級(jí)頁表大小的關(guān)系圖如下：

操作系統(tǒng)為用戶空間的每個(gè)進(jìn)程分配各自的頁表，即每個(gè)進(jìn)程的一級(jí)頁表基址是不一樣的，故當(dāng)發(fā)生進(jìn)程上下文切換時(shí)，TTBR0需要被存放當(dāng)前進(jìn)程的一級(jí)頁表基址；TTBR1中存放的是內(nèi)核空間的一級(jí)頁表基址，內(nèi)核空間的一級(jí)頁表基址是固定的，故TTBR1中的基址值不需要改變。

2.u-boot中MMU初始化代碼分析

2.1 start.s中mmu使能

enable_mmu:
   /* enable domain access */
   ldr   r5, =0x0000ffff
   mcr   p15, 0, r5, c3, c0, 0       @load domain access register

   /* Set the TTB register */
   ldr   r0, _mmu_table_base
   ldr   r1, =CFG_PHY_UBOOT_BASE
   ldr   r2, =0xfff00000
   bic   r0, r0, r2
   orr   r1, r0, r1
   mcr   p15, 0, r1, c2, c0, 0

   /* Enable the MMU */
mmu_on:
   mrc   p15, 0, r0, c1, c0, 0
   orr   r0, r0, #1
   mcr   p15, 0, r0, c1, c0, 0
   nop
   nop
   nop
   nop

2.2 lowlevlel_init.s中映射表初始化

.macro FL_SECTION_ENTRY base,ap,d,c,b
.word (\base << 20) | (\ap << 10) | \
(\d << 5) | (1<<4) | (\c << 3) | (\b << 2) | (1<<1)
.endm

.macro FL_SECTION_ENTRY base,ap,d,c,b /*.macro指令是匯編中宏定義的意思，此帶參宏將FL_SECTION_ENTRY base,ap,d,c,b定義成一個(gè)word大小的特定值*/，

.word (\base << 20) | (\ap << 10) | \ /*這個(gè)特定值就是轉(zhuǎn)換表的填充量，其中，參數(shù)base是映射出來的段地址的基地址，從第20位開始。*/

(\d << 5) | (1<<4) | (\c << 3) | (\b << 2) | (1<<1)/*20位的大小正好是1MB，由此可知轉(zhuǎn)換表中未保留前20位，映射出來的地址之間間隔為1MB*/

/*故這里采用的是段式映射；繼續(xù)來分析參數(shù)，ap是訪問控制位，從第10位開始。d、c、b都是一些權(quán)限位*/

.endm /*.endm，即結(jié)束宏定義*/

注：該宏的用途就是定義一個(gè).word的字段

/*這里開始設(shè)置虛擬映射轉(zhuǎn)換表，這里使用的是段式映射模式，即以段（1MB）為單位進(jìn)行映射*/

/*因此表中的一個(gè)單元只能管1MB，整個(gè)4G內(nèi)存需要?jiǎng)?chuàng)建4096個(gè)表單元，所以后面采用了循環(huán)的方法來創(chuàng)建*/

.section .mmudata, "a"
   .align 14
   // the following alignment creates the mmu table at address 0x4000.
   .globl mmu_table

mmu_table:
   .set __base,0 //虛擬地址0開始
   // Access for iRAM
   .rept 0x100 //循環(huán)定義0x100次，定義0x100個(gè) .word .word .word......,
   FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,0,0 //.word字段中高12位位物理基地址
   .set __base,__base+1 //地址加1
   .endr

此處是定義了0x100個(gè).word 表單元，每個(gè)表單元對(duì)應(yīng)的虛擬地址和物理地址一致 0x00000000-0x10000000~0x10000000

   // Not Allowed
   .rept 0x200 - 0x100
   .word 0x00000000
   .endr

此處循環(huán)定義0x100個(gè) 0x00000000,即物理地址為0，即虛擬地址 0x10000000-0x20000000無法訪問

   .set __base,0x200 //物理基地址為0x20000000
   // should be accessed
   .rept 0x600 - 0x200 //循環(huán)0x400次
   FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,1,1 //定義頁表單元，高12位物理地址為base
   .set __base,__base+1
   .endr

此處實(shí)現(xiàn)的映射關(guān)系為虛擬地址0x20000000-0x60000000 對(duì)應(yīng)的物理地址為 0x20000000-0x60000000

.rept 0x800 - 0x600
.word 0x00000000
.endr

虛擬地址 0x60000000-0x80000000空間無法訪問

   .set __base,0x800
   // should be accessed
   .rept 0xb00 - 0x800
   FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,0,0
   .set __base,__base+1
   .endr

平行映射，虛擬地址0x80000000-0xb0000000 對(duì)應(yīng)的物理地址為 0x80000000-0xb0000000

   .set __base,0xB00
   .rept 0xc00 - 0xb00
   FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,0,0
   .set __base,__base+1
   .endr

平行映射，虛擬地址0x80000000-0xb0000000 對(duì)應(yīng)的物理地址為 0x80000000-0xb0000000

   .set __base,0xB00
   .rept 0xc00 - 0xb00
   FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,0,0
   .set __base,__base+1
   .endr

   .set __base,0x200
   // 256MB for SDRAM with cacheable
   .rept 0xD00 - 0xC00
   FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,1,1
   .set __base,__base+1
   .endr

此處實(shí)現(xiàn)映射虛擬地址0xc0000000-0xd0000000 物理地址 0x20000000-0x30000000

VA PA length

0-10000000 0-10000000 256MB

10000000-20000000 0 256MB

20000000-60000000 20000000-60000000 1GB 512-1.5G

60000000-80000000 0 512MB 1.5G-2G

80000000-b0000000 80000000-b0000000 768MB 2G-2.75G

b0000000-c0000000 b0000000-c0000000 256MB 2.75G-3G

c0000000-d0000000 20000000-30000000 256MB 3G-3.25G

轉(zhuǎn)自:https://www.cnblogs.com/tanghuimin0713/p/3917178.html

本站僅提供存儲(chǔ)服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請(qǐng)點(diǎn)擊舉報(bào)。

打開APP，閱讀全文并永久保存查看更多類似文章

arm9處理器的虛擬內(nèi)存管理單元（MMU）

內(nèi)存管理單元MMU概述

s3c2440硬件學(xué)習(xí)筆記----內(nèi)存管理單元MMU

32位cpu尋址小結(jié)

80386保護(hù)模式總結(jié)

徹底搞懂虛擬內(nèi)存，虛擬地址，虛擬地址空間

更多類似文章 >>

九色国产,午夜在线视频,新黄色网址,九九色综合,天天做夜夜做久久做狠狠,天天躁夜夜躁狠狠躁2021a,久久不卡一区二区三区