解析S3C2410 MMU（存儲(chǔ)器管理單元）

descriptor_index+=1;section _base +=0x100000)

{

*(mmu_tlb_base + (descriptor_index)) = (section _base>>20) | MMU_OTHER_SECDESC;

}

}

上面的這段段代碼把虛擬空間0x3000 0000~0x33FF FFFF映射到物理空間0x3000 0000~0x33FF FFFF，由于虛擬空間與物理空間空間相吻合，所以虛擬地址與他們各自對(duì)應(yīng)的物理地址在值上是一致的。當(dāng)初始完Translation Table之后，記得要把Translation Table的首地址(第0號(hào)描述符的地址)加載進(jìn)協(xié)處理器CP15的Control Register2(2號(hào)控制寄存器)中,該控制寄存器的名稱叫做Translation table base (TTB) register。

以上討論的是descriptor中的Section Base Address以及虛擬地址和物理地址的映射關(guān)系,然而MMU還有一個(gè)重要的功能，那就是訪問控制機(jī)制(Access Permission )。

簡(jiǎn)單說訪問控制機(jī)制就是CPU通過某種方法判斷當(dāng)前程序?qū)?nèi)存的訪問是否合法(是否有權(quán)限對(duì)該內(nèi)存進(jìn)行訪問)，如果當(dāng)前的程序并沒有權(quán)限對(duì)即將訪問的內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行操作，則CPU將引發(fā)一個(gè)異常，s3c2410稱該異常為Permission fault，x86架構(gòu)則把這種異常稱之為通用保護(hù)異常(General Protection)，什么情況會(huì)引起Permission fault呢?比如處于User級(jí)別的程序要對(duì)一個(gè)System級(jí)別的內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行寫操作，這種操作是越權(quán)的，應(yīng)該引起一個(gè)Permission fault，搞過x86架構(gòu)的朋友應(yīng)該聽過保護(hù)模式(Protection Mode),保護(hù)模式就是基于這種思想進(jìn)行工作的，于是我們也可以這么說：s3c2410的訪問控制機(jī)制其實(shí)就是一種保護(hù)機(jī)制。那s3c2410的訪問控制機(jī)制到底是由什么元素去參與完成的呢?它們間是怎么協(xié)調(diào)工作的呢?這些元素總共有：

1.協(xié)處理器CP15中Control Register3：DOMAIN ACCESS CONTROL REGISTER

2.段描述符中的AP位和Domain位

3.協(xié)處理器CP15中Control Register1(控制寄存器1)中的S bit和R bit

4.協(xié)處理器CP15中Control Register5(控制寄存器5)

5.協(xié)處理器CP15中Control Register6(控制寄存器6)

DOMAIN ACCESS CONTROL REGISTER 是訪問控制寄存器，該寄存器有效位為32，被分成16個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域由兩個(gè)位組成，他們說明了當(dāng)前內(nèi)存的訪問權(quán)限檢查的級(jí)別，如下圖所示：

每區(qū)域可以填寫的值有4個(gè)，分別為00,01,10,11(二進(jìn)制)，他們的意義如下所示：

00：當(dāng)前級(jí)別下，該內(nèi)存區(qū)域不允許被訪問，任何的訪問都會(huì)引起一個(gè)domain fault

01：當(dāng)前級(jí)別下，該內(nèi)存區(qū)域的訪問必須配合該內(nèi)存區(qū)域的段描述符中AP位進(jìn)行權(quán)檢查

10：保留狀態(tài)(我們最好不要填寫該值，以免引起不能確定的問題)

11：當(dāng)前級(jí)別下，對(duì)該內(nèi)存區(qū)域的訪問都不進(jìn)行權(quán)限檢查。

我們?cè)賮砜纯磀iscriptor中的Domain區(qū)域，該區(qū)域總共有4個(gè)bit,里面的值是對(duì)DOMAIN ACCESS CONTROL REGISTER中16個(gè)區(qū)域的索引.而AP位配合S bit和A bit對(duì)當(dāng)前描述符描述的內(nèi)存區(qū)域被訪問權(quán)限的說明,他們的配合關(guān)系如下圖所示:

AP位也是有四個(gè)值,我結(jié)合實(shí)例對(duì)其進(jìn)行說明.

在下面的例子中，我們的DOMAIN ACCESS CONTROL REGISTER都被初始化成0xFFFF BDCF,如下圖所示：

例1：

Discriptor 中的domain=4,AP=10(這種情況下S bit ,A bit 被忽略)

假設(shè)現(xiàn)在我要對(duì)該描述符描述的內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行訪問：

由于domain=4,而DOMAIN ACCESS CONTROL REGISTER中field 4的值是01，系統(tǒng)會(huì)對(duì)該訪問進(jìn)行訪問權(quán)限的檢查。

假設(shè)當(dāng)前CPU處于Supervisor模式下，則程序可以對(duì)該描述符描述的內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行讀寫操作。

假設(shè)當(dāng)前CPU處于User模式下，則程序可以對(duì)該描述符描述的內(nèi)存進(jìn)行讀訪問，若對(duì)其進(jìn)行寫操作則引起一個(gè)permission fault.

例2：

Discriptor 中的domain=0,AP=10(這種情況下S bit ,A bit 被忽略)

domain=0,而DOMAIN ACCESS CONTROL REGISTER中field 0的值是11，系統(tǒng)對(duì)任何內(nèi)存區(qū)域的訪問都不進(jìn)行訪問權(quán)限的檢查。

由于統(tǒng)對(duì)任何內(nèi)存區(qū)域的訪問都不進(jìn)行訪問權(quán)限的檢查，所以無論CPU處于合種模式下(Supervisor模式或是User模式)，程序?qū)υ撁枋龇枋龅膬?nèi)存都可以順利地進(jìn)行讀寫操作

例3：Discriptor 中的domain=4,AP=11(這種情況下S bit ,A bit 被忽略)

由于domain=4,而DOMAIN ACCESS CONTROL REGISTER中field 4的值是01，系統(tǒng)會(huì)對(duì)該訪問進(jìn)行訪問權(quán)限的檢查。

由于AP=11，所以無論CPU處于合種模式下(Supervisor模式或是User模式)，程序?qū)υ撁枋龇枋龅膬?nèi)存都可以順利地進(jìn)行讀寫操作

例4：

Discriptor 中的domain=4,AP=00, S bit=0,A bit=0

由于domain=4,而DOMAIN ACCESS CONTROL REGISTER中field 4的值是01，系統(tǒng)會(huì)對(duì)該訪問進(jìn)行訪問權(quán)限的檢查。

由于AP=00，S bit=0,A bit=0,所以無論CPU處于合種模式下(Supervisor模式或是User模式)，程序?qū)υ撁枋龇枋龅膬?nèi)存都只能進(jìn)行讀操作，否則引起permission fault.

通過以上4個(gè)例子我們得出兩個(gè)結(jié)論：

1.對(duì)某個(gè)內(nèi)存區(qū)域的訪問是否需要進(jìn)行權(quán)限檢查是由該內(nèi)存區(qū)域的描述符中的Domain域決定的。

2.某個(gè)內(nèi)存區(qū)域的訪問權(quán)限是由該內(nèi)存區(qū)域的描述符中的AP位和協(xié)處理器CP15中Control Register1(控制寄存器1)中的S bit和R bit所決定的。

關(guān)于訪問控制機(jī)制我們就講到這里.