2008年最后一帖——了结MMU和cache(顺便纠正以前的错误)

gooogleman 2008-12-31 10:21:11
加精
这两天,重新看了MMU和cache,对它有了一点了解,现在再把疑问放到论坛上来,希望大家帮忙(前几天参与押宝,现在分数还没有回来,没有分发帖了,以后有分再补回吧,sorry)
——————————————————————————————————————
我看了的ADS bootloader部分,发现一个很奇怪的问题,它居然只是对一级页表做了配置,并且把虚拟内存和物理内存映射成相等
不知道为什么会这样。这不是多此一举吗?

看如下代码(三星提供)

/************************************************
NAME : MMU.C
DESC :
Revision: 2002.2.28 ver 0.0
************************************************/

#include "def.h"
#include "option.h"
#include "2440addr.h"
#include "2440lib.h"
#include "2440slib.h"
#include "mmu.h"

// 1) Only the section table is used.
// 2) The cachable/non-cachable area can be changed by MMT_DEFAULT value.
// The section size is 1MB.



void MMU_Init(void)
{
int i,j;
//========================== IMPORTANT NOTE =========================
//The current stack and code area can't be re-mapped in this routine.
//If you want memory map mapped freely, your own sophiscated MMU
//initialization code is needed.
//===================================================================

MMU_DisableDCache();
MMU_DisableICache();

//If write-back is used,the DCache should be cleared.
for(i=0;i<64;i++)
for(j=0;j<8;j++)
MMU_CleanInvalidateDCacheIndex((i<<26)|(j<<5));
MMU_InvalidateICache();

#if 0
//To complete MMU_Init() fast, Icache may be turned on here.
MMU_EnableICache();
#endif

MMU_DisableMMU();
MMU_InvalidateTLB();

//MMU_SetMTT(int vaddrStart,int vaddrEnd,int paddrStart,int attr)
MMU_SetMTT(0x00000000,0x07f00000,0x00000000,RW_CNB); //bank0
MMU_SetMTT(0x08000000,0x0ff00000,0x08000000,RW_CNB); //bank1
MMU_SetMTT(0x10000000,0x17f00000,0x10000000,RW_NCNB); //bank2
MMU_SetMTT(0x18000000,0x1ff00000,0x18000000,RW_NCNB); //bank3
//MMU_SetMTT(0x20000000,0x27f00000,0x20000000,RW_CB); //bank4
MMU_SetMTT(0x20000000,0x27f00000,0x20000000,RW_CNB); //bank4 for STRATA Flash
MMU_SetMTT(0x28000000,0x2ff00000,0x28000000,RW_NCNB); //bank5
MMU_SetMTT(0x30000000,0x30f00000,0x30000000,RW_CB); //bank6-1
MMU_SetMTT(0x31000000,0x33e00000,0x31000000,RW_NCNB); //bank6-2
MMU_SetMTT(0x33f00000,0x33f00000,0x33f00000,RW_CB); //bank6-3
MMU_SetMTT(0x38000000,0x3ff00000,0x38000000,RW_NCNB); //bank7

MMU_SetMTT(0x40000000,0x47f00000,0x40000000,RW_NCNB); //SFR
MMU_SetMTT(0x48000000,0x5af00000,0x48000000,RW_NCNB); //SFR
MMU_SetMTT(0x5b000000,0x5b000000,0x5b000000,RW_NCNB); //SFR
MMU_SetMTT(0x5b100000,0xfff00000,0x5b100000,RW_FAULT);//not used


MMU_SetTTBase(_MMUTT_STARTADDRESS);
MMU_SetDomain(0x55555550|DOMAIN1_ATTR|DOMAIN0_ATTR);
//DOMAIN1: no_access, DOMAIN0,2~15=client(AP is checked)
MMU_SetProcessId(0x0);
MMU_EnableAlignFault();

MMU_EnableMMU();
MMU_EnableICache();
MMU_EnableDCache(); //DCache should be turned on after MMU is turned on.
}


// attr=RW_CB,RW_CNB,RW_NCNB,RW_FAULT
void ChangeRomCacheStatus(int attr)
{
int i,j;
MMU_DisableDCache();
MMU_DisableICache();
//If write-back is used,the DCache should be cleared.
for(i=0;i<64;i++)
for(j=0;j<8;j++)
MMU_CleanInvalidateDCacheIndex((i<<26)|(j<<5));
MMU_InvalidateICache();
MMU_DisableMMU();
MMU_InvalidateTLB();
MMU_SetMTT(0x00000000,0x07f00000,0x00000000,attr); //bank0
MMU_SetMTT(0x08000000,0x0ff00000,0x08000000,attr); //bank1
MMU_EnableMMU();
MMU_EnableICache();
MMU_EnableDCache();
}


void MMU_SetMTT(int vaddrStart,int vaddrEnd,int paddrStart,int attr)
{
volatile U32 *pTT;
volatile int i,nSec;
pTT=(U32 *)_MMUTT_STARTADDRESS+(vaddrStart>>20);
nSec=(vaddrEnd>>20)-(vaddrStart>>20);
for(i=0;i<=nSec;i++)*pTT++=attr |(((paddrStart>>20)+i)<<20);
}


但是在eboot中使用 的映射就是使用OEMAddresstable来初始化页表,这是wince真正的虚实映射
说道这里OEMAddresstable的虚拟起始地址0x80000000是wince规定的还是本来ARM决定的?
我觉得这个虚拟地址是可以改变的,所以才会可以把物理地址和虚拟地址映射成相等的?
各位有什么看法,多多交流啊。






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liu_taoran 2012-06-26
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一级页表基地址和二级页表基地址怎么确定?就是cp15寄存器中的c2中的值.(我目的是使用页表基地址实现虚实转换)
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[Quote=引用 96 楼 的回复:]
呵呵呵,毕业四年之后,我居然看自己的帖子都看不懂了,咋办?嘿嘿,这两年给荒废的。
[/Quote]再重写一个,会有新的理解,哈哈
gooogleman 2012-04-24
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呵呵呵,毕业四年之后,我居然看自己的帖子都看不懂了,咋办?嘿嘿,这两年给荒废的。
李万鹏 2011-03-17
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liushangzhao 2011-01-01
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顶 相当不错
kathyzju 2010-11-18
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这个贴子真是太经典了,我最近在研究MMU,看到受益痱浅
ke13590955160 2010-11-03
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学习中,谢谢
Tomaslee 2010-07-13
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顶下,很强悍的帖子。
逸萌 2010-07-13
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UP HAO 学习中 up up d
DM_man 2010-07-07
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牛人啊
liuweiele 2010-07-03
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很好的资料
yangcuncunzhang 2010-01-06
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我现在也在学习ARM的MMU,以及中断,学习一下!
lzgjxh 2009-05-05
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^_^,这个帖子简直雪中送炭啊
backup88 2009-03-14
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谁知道如何捕捉MMU perrmision异常?
oceanh 2009-01-09
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留名关注 也打算研究下
gooogleman 2009-01-04
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[Quote=引用 73 楼 Reallyu 的回复:]
这个问题也一直弄的不是很清楚,趁着这个机会学习下.据我的理解,OEMAddresstable并不是一个完整的页表,它只把虚拟地址的一部分映射到物理地址.
系统为每一个进程都会维护一份页表,在进程切换的时候把不同的页表基地址传MMU.OEMAddresstable的作用是系统在想访问某个确认的物理地址的时候,可以很容易的找到它的虚拟地址,而不需要关心mmu里现在放的是哪个页表.
[/Quote]

谢谢Reallyu 老兄,好久不见你。
————————————————
我仔细看了几天,发现这个OEMAddresstable只是用来初始化一级页表,就是所谓的段(section)描述,每个段是1MB,分为4096个段,总共4G——虚拟内存空间4G就是由此而来。
并且这个OEMAddresstable可以用在查表法中用来转换虚拟地址、物理地址(相互转换都可以),这个在上面的代码已经体现出来了。在memory.c也有C语言用它来实现虚拟地址、物理地址之间的相互转换。
并且,这个一级页表可以用来存储二级页表的目录,看上面的图就知道是怎么实现的,在armtrap.s中就使用了这种方法。
——————
对于一些操作系统所谓的64K/4K分页等,我还是不是很明白,估计现在还没有哪能力强制吞下去。armtrap.s使用了一些莫名奇妙的宏指令,给看代码造成很大麻烦,现在再看看。也许就是一步之遥了。哈哈。Come on!
brucegong 2009-01-04
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这方面的问题我搞得没你深入,不过你红字标题部分的疑问我可以答复你:

“我看了的ADS bootloader部分,发现一个很奇怪的问题,它居然只是对一级页表做了配置,并且把虚拟内存和物理内存映射成相等。不知道为什么会这样。这不是多此一举吗? ”
=====================================
这个问题在软件范围内确实看起来是多此一举,但是如果你关注一下内存的挂接,就知道这么做并非没有理由了。内存芯片在硬件上会有很多BT的连接方式。有的是只有内存,程序成外部通过xmodem弄进来,有的是ram+nand,有的是ram+nor,有的ram+nand+nor都有。而有的nor和ram做在一个片子上,有的ram和nand做在一个片子上,有的是分开的……不一而足。这种情况下,先把可用的物理内存找齐活是当务之急。






Reallyu 2009-01-04
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这个问题也一直弄的不是很清楚,趁着这个机会学习下.据我的理解,OEMAddresstable并不是一个完整的页表,它只把虚拟地址的一部分映射到物理地址.
系统为每一个进程都会维护一份页表,在进程切换的时候把不同的页表基地址传MMU.OEMAddresstable的作用是系统在想访问某个确认的物理地址的时候,可以很容易的找到它的虚拟地址,而不需要关心mmu里现在放的是哪个页表.
brucegong 2009-01-04
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楼主是好人
拉登会保佑你的








gooogleman 2009-01-04
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当使用二级页表的时候,[img=http://p.blog.csdn.net/images/p_blog_csdn_net/gooogleman/EntryImages/20090104/两步搜索.jpg]就要两步搜索才能完成虚拟地址到物理地址的转换。[/img]

现在该去看看代码了。估计离成功越来越近。
郁闷,感觉在CSDn越来越孤独了。
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【课程简介】本课程是《Armv8/Armv9架构从入门到精通 第二期》中的第四章。建议购买大课程。本课程以为armv8-aarch64、armv9为基准,不涉及armv7及其以前的版本,也不涉及aarch32。本课程包含但不限于以下内容MMU的基础学习:啥是MMU?工作原理?MMUcache之间的关系?及其怎样相互影响的?哪些是MMU硬件自动的行为?哪些是软件可配置的行为?地址空间基础:啥是虚拟地址空间?啥是物理地址空间?啥时memory-map? 代码程序中的虚拟地址空间是怎样的?arm core硬件决定的物理地址空间是怎样的?SOC memory-map时的地址空间是怎样的?具体的外设又是怎样的地址空间?Translation Regime:系统里有多少个MMU?系统里有多少个Translation Regime?他们之间的关系是怎样的?页表翻译:MMU是怎样翻译的?页表有几级?这些信息是怎么告诉MMU的,MMU又是怎样工作的,软件又需要怎样设计?stage1和stage2的区别和使用?Descriptor:啥是Descriptor、页表项、entry、条目、页表条目? Descriptor的格式是怎样的?每一个属性位是怎样的?MMU除了完成地址转换,属性权限的控制/cache的缓存策略是怎样配置的?optee中使用MMU的示例MMU深度思考篇:开启MMU瞬间可能出现的问题以及多种常用的解决方案。注意这里提到的是多种方案,绝大多数人只知道第一种,除此之外还有没有其它的设计方式? MMU关闭时cache的缓存策略会怎样?【思考】01、一个大系统中有多少个MMU ?02、一个ARM Core中有多少个Translation regime?03、EL1&0 Translation regime Stage2、EL2 Translation regime stage1、EL2&0 Translation regime stage1 这三者的区别是什么?04、TTBR1_EL2寄存器有啥特殊性,这个寄存器是给谁使用的?05、有没有TTBR1_EL3寄存器?为什么?06、什么是memory-map? 一个ARM的系统中,有几套物理地址空间?07、页表到底有几级? 页表最少可以有几级?页表最多可以有几级?08、页表有多大? 页表存放在哪里?页表由谁来管理?09、页表是否能放在cache中?10、什么是Translation Table walk? 什么是TLB?11、请简述页表查询的过程?12、在一个大系统中,物理地址是多少位的? 物理地址是多少位指的是什么?虚拟地址又是多少位的? 物理地址的位数和虚拟地址的位数都是由谁来决定的?13、请说明entry、descriptor、页表项、条目 这个四个词汇的由来?14、TCR中有缓存属性和共享属性、页表的entry中也有缓存属性和共享属性,这俩有什么区别?15、请简述TTBR0和TTBR1的概念和意义?16、请简述cacheability和shareability属性的含义?17、stage1和stage2有何区别?18、stage1和stage2的descriptor中,有很多重复的属性,当两者属性有冲突了怎么办?19、L1、L2、L2的descriptor中也有部分相同的属性,重复时怎么办?20、Descriptor的格式有哪几种?21、Descriptor的类型有哪几种?22、简述您所观察到的系统软件中(操作系统或hypervisor)的shareability和cacheability一般都是怎样配置的?23、开启一个MMU的步骤是怎样的?24、啥是flat map? 啥是full level table?25、页表中的AF属性位、DBM属性位分别是干啥的?26、页表中的nG属性位是干啥的?27、页表中的Contiguous属性位是干啥的?28、在开启MMU的瞬间会考虑哪些事情?【课程目录】当前21节课,6.8小时

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