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          ARM核920T性能優(yōu)化之MMU

          作者: 時間:2016-12-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏



          2步頁表搜索:

          如果MMU搜索的是大小為1KB,4KB,16KB或64KB的頁,則頁表搜索須執(zhí)行2步才能找到地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。

          四.域和訪問權(quán)限

          有兩種不同的控制用來管理一個任務(wù)的存儲器訪問權(quán)限,:域(domain)用于主控制(primay control),頁表中的訪問權(quán)限用于次控制(secondary control)。有16種不同的域可以分配給虛存的1MB段,并通過設(shè)置L1主頁表項(PTE)中的域的有關(guān)位(位域)來分配給一個段。

          當一個域分配給了一個段時,它必須遵守分配給這個域的訪問權(quán)限。域的訪問權(quán)限在CP15:c3寄存器中分配,它控制處理器核訪問虛存段的能力。16個可用的域,每個域使用CP15:c3寄存器的2位來定義訪問權(quán)限,域訪問位取值及對應(yīng)的意義如下表所列:







          基于頁表的訪問權(quán)限。頁表項中的AP位決定該頁的訪問權(quán)限。“AP”,“ap3”,“ap2”,“ap1”,“ap0”結(jié)合CP15寄存器C1的R/S位,決定如何進行訪問權(quán)限檢查。段描述符中的“AP”

          控制整個段(1MB)的訪問權(quán)限;大頁描述符中的每個“apx”(x為0~3)控制一個大頁(64KB)中1/4內(nèi)存的訪問權(quán)限,即“ap3”對應(yīng)大頁高端的16KB,“ap0”對應(yīng)大頁低端的16KB;小頁描述符與大頁描述符相似,每個“apx”控制一個小頁(4KB)的1/4內(nèi)存的訪問權(quán)限。極小頁中的“ap”就控制整個極小頁1KB的訪問權(quán)限。




          五.Cache和寫緩沖


          六.CP15:c1控制寄存器


          七.快速上下文切換擴展



          快速上下文切換擴展FCSE(Fast Context Switch Extension),是MMU中的一個附加硬件,用于提高ARM嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)性能。FCSE使得多個獨立的任務(wù)可以運行在一個固定的重疊存儲空間中,而上下文切換時又不需要清理或清除cache,或TLB。如果沒有FCSE,則從一個任務(wù)切換到另一個任務(wù)需要改變虛擬存儲映射。如果涉及兩個有重疊地址的任務(wù),則保存在cache和TLB中的信息將變?yōu)闊o效,這樣系統(tǒng)就必須清除cache和TLB中的無效數(shù)據(jù)。清除這些模塊的過程使任務(wù)切換增加了很多時間,因為內(nèi)核不僅要清除cache和TLB中的無效數(shù)據(jù),還要從主存中裝載新的數(shù)據(jù)到cache和TLB。使用FCSE,虛擬存儲管理增加了一次地址轉(zhuǎn)換。FCSE在虛擬地址到達cache和TLB前,使用一個特殊的,包含進程ID值的重定位寄存器來修改虛擬地址。把修改之前的虛存地址稱為VA(Virtual Address),把第一次轉(zhuǎn)換之后的地址稱為修改后虛地址MVA(Modified Virtual Address)。這樣,任務(wù)間的切換就不用涉及到改變頁表,只需簡單的將新任務(wù)的進程ID寫到位于CP15的FCSE進程ID寄存器。為了利用FCSE,編譯鏈接所有的任務(wù),使他們都運行在虛存的第一個32MB塊空間,為每個任務(wù)分配一個進程ID;然后通過下邊的公式,將每個任務(wù)放置在修改后虛存的不同32MB分區(qū)中:

          MVA = VA +(0x2000000 * 進程ID)

          下圖是一個快速上下文切換擴展的例子:在一個3任務(wù)的多任務(wù)環(huán)境中,切換前任務(wù)1運行,切換后任務(wù)2運行。


          關(guān)鍵詞: ARM核920T性能優(yōu)化MM

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