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2018年06月05日 | SC2440虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換

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聲明:本文得出的結(jié)論皆來(lái)自于《嵌入式linux完全開(kāi)發(fā)手冊(cè)》,是在嘗試自己理解其含義之后用自己的語(yǔ)言總結(jié)出來(lái)的,以便于更好的去理解本節(jié)內(nèi)容。

VA:虛擬地址 
WVA:經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后的虛擬地址 
PA:物理地址 
PID:進(jìn)程標(biāo)識(shí)號(hào),由CP15的C13取得。

  • 1、 虛擬地址得到轉(zhuǎn)換后虛擬地址

  • 若VA < 32M,則MVA = VA | (PID << 25), 
    其他情況VA = MVA。 
    32M = 2^25,所以PID要左移25位以便得到不重復(fù)的物理地址空間。

Tip:那個(gè)VA < 32M,至于為什么是32,我覺(jué)得可能是程序運(yùn)行時(shí)的代碼空間不會(huì)超出后面32M的虛擬地址空間。由于這種取得MVA的方法就是為了簡(jiǎn)化防止擁有重疊的虛擬地址的不同進(jìn)程映射到同一物理地址空間所做的工作,而32M之后的虛擬內(nèi)存空間存放系統(tǒng)組件以及動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)等,可以為不同進(jìn)程所共享,所以就不需要專(zhuān)門(mén)去為每個(gè)進(jìn)程區(qū)分32M之后的虛擬地址空間所對(duì)應(yīng)的物理地址空間了。

  • 2、 頁(yè)表分類(lèi)

  • 2.1、一級(jí)頁(yè)表?xiàng)l目 
    一級(jí)頁(yè)表

  • 標(biāo)識(shí)低2位條目類(lèi)型
    00無(wú)效條目
    01粗頁(yè)表?xiàng)l目
    10段條目
    11細(xì)頁(yè)表?xiàng)l目
  • 2.2、二級(jí)頁(yè)表?xiàng)l目 
    二級(jí)頁(yè)表

  • 標(biāo)識(shí)低2位條目類(lèi)型
    00無(wú)效條目
    01大頁(yè)條目
    10小頁(yè)條目
    11極小頁(yè)條目
  • 3、 各頁(yè)表之間關(guān)系

  • 頁(yè)表關(guān)系

  • 3.1、指向關(guān)系 
    指向關(guān)系

  • 其中可以理解為段、大頁(yè)、小頁(yè)、極小頁(yè)屬于同一級(jí)別,因?yàn)橛伤鼈兛梢灾苯拥玫轿锢淼刂贰?nbsp;
    粗頁(yè)表、細(xì)頁(yè)表屬于二級(jí)頁(yè)表,頁(yè)表屬于一級(jí)頁(yè)表。

  • 3.2、包含關(guān)系 
    (1)頁(yè)表可以包含有4096個(gè)段條目(即段描述符),每個(gè)段存放有1M的物理地址空間。

  • (2)頁(yè)表可以包含有4096個(gè)粗頁(yè)表 
    1.每個(gè)粗頁(yè)表包含256個(gè)條目,每個(gè)條目可以索引4K的物理地址 
    2.一個(gè)大頁(yè)可以索引64K物理地址,粗頁(yè)表每16個(gè)條目可以指向同1個(gè)大頁(yè) 
    3.一個(gè)小頁(yè)可以索引4K的物理地址,粗頁(yè)表每1個(gè)條目可以指向1個(gè)小頁(yè) 
    4.一個(gè)極小頁(yè)可以索引1K的物理地址,粗頁(yè)表不可指向極小頁(yè)

  • (3)頁(yè)表可以包含有4096個(gè)細(xì)頁(yè)表 
    1.每個(gè)細(xì)頁(yè)表包含1024個(gè)條目,每個(gè)條目可以索引1K的物理地址 
    2.一個(gè)大頁(yè)可以索引64K物理地址,細(xì)頁(yè)表每64個(gè)條目可以指向同1個(gè)大頁(yè) 
    3.一個(gè)小頁(yè)可以索引4K的物理地址,細(xì)頁(yè)表每4個(gè)條目可以指向1個(gè)小頁(yè) 
    4.一個(gè)極小頁(yè)可以索引1K的物理地址,細(xì)頁(yè)表每1個(gè)指向1個(gè)極小頁(yè)

  • 4、索引步驟

  • (1)段方式 
    從CP15的C2(頁(yè)表基址寄存器)取得一級(jí)頁(yè)表物理地址(位[31:14]),由MVA的[31:20]位索引到一級(jí)頁(yè)表中的對(duì)應(yīng)的段描述符,從段描述符的[31:20]位得到對(duì)應(yīng)段的物理地址,由MVA的[19:0]位在該段中索引要操作的物理地址。

  • (2)粗頁(yè)表方式(保存的是大頁(yè)) 
    從CP15的C2(頁(yè)表基址寄存器)取得一級(jí)頁(yè)表物理地址(位[31:14]),由MVA的[31:20]位索引到一級(jí)頁(yè)表中的對(duì)應(yīng)的粗頁(yè)表描述符,由該粗頁(yè)表描述符的[31:10]得到對(duì)應(yīng)粗頁(yè)表的物理地址,由MVA的[19:12]位在該粗頁(yè)表中索引到一個(gè)大頁(yè)描述符,從該大頁(yè)描述符的[31:16]位得到大頁(yè)的物理地址,由MVA的[15:0]位在該大頁(yè)中索引到要操作的物理地址。 
    大頁(yè)保存在細(xì)頁(yè)表中的索引方式雷同

  • (3)粗頁(yè)表方式(保存的是小頁(yè)) 
    從CP15的C2(頁(yè)表基址寄存器)取得一級(jí)頁(yè)表物理地址(位[31:14]),由MVA的[31:20]位索引到一級(jí)頁(yè)表中的對(duì)應(yīng)的粗頁(yè)表描述符,由該粗頁(yè)表描述符的[31:10]得到對(duì)應(yīng)粗頁(yè)表的物理地址,由MVA的[19:12]位在該粗頁(yè)表中索引到一個(gè)小頁(yè)描述符,取出描述符[31:12]得到小頁(yè)表的物理地址,然后由MVA的[11:0]索引到小頁(yè)表中存放的物理地址。

  • (4)細(xì)頁(yè)表(保存的是極小頁(yè)表) 
    從CP15的C2(頁(yè)表基址寄存器)取得一級(jí)頁(yè)表物理地址(位[31:14]),由MVA的[31:20]位索引到一級(jí)頁(yè)表中的對(duì)應(yīng)的細(xì)頁(yè)表描述符,由該細(xì)頁(yè)表描述符的[31:12]位索引到一個(gè)極小頁(yè)表的基址,再由MVA的[19:10]索引到該極小頁(yè)表中的一個(gè)描述符,取出該描述符的[31:10]索引到極小頁(yè)的物理地址,再由MVA的[9:0]在該極小頁(yè)中索引到要操作的物理地址。

  • 綜述:

  • 段索引: 
    TTB[31:14] MVA[31:20] 得到段描述符 
    DUB[31:20] MVA[19:0] 得到物理地址

  • 粗頁(yè)表大頁(yè): 
    TTB[31:14] MVA[31:20] 得到粗頁(yè)表描述符 
    SOB[31:10] MVA[19:12] 得到大頁(yè)表描述符 
    BIB[31:16] MVA[15:0] 得到物理地址

  • 細(xì)頁(yè)表大頁(yè): 
    TTB[31:14] MVA[31:20] 得到細(xì)頁(yè)表描述符 
    FIB[31:12] MVA[19:12] 得到大頁(yè)表描述符 
    BIB[31:16] MVA[15:0] 得到物理地址

  • 粗頁(yè)表小頁(yè): 
    TTB[31:14] MVA[31:20] 得到粗頁(yè)表描述符 
    SOB[31:10] MVA[19:12] 得到小頁(yè)表描述符 
    SMB[31:12] MVA[11:0] 得到物理地址

  • 細(xì)頁(yè)表小頁(yè): 
    TTB[31:14] MVA[31:20] 得到細(xì)頁(yè)表描述符 
    FIB[31:12] MVA[19:12] 得到小頁(yè)表描述符 
    SMB[31:12] MVA[11:0] 得到物理地址

  • 細(xì)頁(yè)表極小頁(yè): 
    TTB[31:14] MVA[31:20] 得到細(xì)頁(yè)表描述符 
    FIB[31:12] MVA[19:10] 得到極小頁(yè)描述符 
    VSB[31:10] MVA[9:0] 得到物理地址

  • Tip:

  • SOB: coarse base 
    FIB: fine base 
    DUB: section base 
    SMB: small base 
    VSB: very small base 
    BIB: big base


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