ARM存儲器之：存儲管理單元MMU
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（4）段描述符及其地址變換過程
如果一級頁表頁表項(xiàng)的bits[1∶0]=0b10，說明此頁表項(xiàng)指向一個(gè)1MB的存儲段。頁表項(xiàng)的高12位代替虛擬地址的高12位來產(chǎn)生物理地址。該頁表項(xiàng)還包含域?qū)傩?、Cahche屬性、緩沖器屬性和訪問權(quán)限屬性。具體定義如表15.22所示。
表15.22 段頁表項(xiàng)中各字段含義
字段 | 含義 |
bits[1:0] | 段頁表項(xiàng)標(biāo)識 |
bits[3:2] | 定義段的Cache和寫緩存屬性 |
bit[4] | 生產(chǎn)商定義 |
bits[8:5] | 本段所在的域 |
bit[9] | 當(dāng)前未被使用，設(shè)置成0 |
bits[11:10] | 訪問權(quán)限控制AP位，見表15.23 |
bits[19:12] | 當(dāng)前未被使用，設(shè)置成0 |
bits[31:20] | 該段對應(yīng)的物理空間基地址的高12位 |
表15.23 訪問權(quán)限控制位的編碼及其含義
訪問權(quán)限控制AP | S | R | 特權(quán)模式 | 用戶模式 |
0b00 | 0 | 0 | 不可訪問 | 不可訪問 |
0b00 | 1 | 0 | 只讀 | 不可訪問 |
0b00 | 0 | 1 | 只讀 | 只讀 |
0b00 | 1 | 1 | 不可預(yù)知 | 不可預(yù)知 |
0b01 | X | X | 讀/寫 | 無訪問 |
0b10 | X | X | 讀/寫 | 只讀 |
0b11 | X | X | 讀/寫 | 讀/寫 |
表中S和R位是CP15寄存器c1中的控制位，它們分別對應(yīng)系統(tǒng)（S）和ROM（R）位。這兩位用來在不同模式加速系統(tǒng)中訪問大的存儲塊。
設(shè)置S位使得所有頁具有不可訪問權(quán)限，從而允許特權(quán)模式任務(wù)對頁有讀訪問權(quán)限。因此通過改變CP15寄存器c1中的一位，所有標(biāo)識為不可訪問的空間一下子變?yōu)榭捎?，而不需要改變每個(gè)頁表項(xiàng)的AP位，節(jié)省了開銷。
改變R位使得所有頁具有不可訪問權(quán)限，因而特權(quán)模式任務(wù)和用戶模式任務(wù)對頁都有讀訪問權(quán)限。同樣，這一位可以加速對大塊存儲塊的訪問，而不需要修改許多頁表項(xiàng)的值。
| 注意 | 地址轉(zhuǎn)換過程中，在物理地址產(chǎn)生之前，將會(huì)按表2.22的編碼對訪問地址的權(quán)限進(jìn)行檢測。 |
基于段的地址變換過程如圖15.27所示。
圖15.27基于段的地址變換過程
（5）粗二級頁表描述符及其地址變換過程
如果一級頁表項(xiàng)的bits[1∶0]=0b01，說明此頁表項(xiàng)包含一個(gè)粗二級頁表首地址指針，同時(shí)還包含一級頁表項(xiàng)代表的1MB虛存段的域信息。粗頁表必須與1KB的倍數(shù)地址對齊。頁表項(xiàng)具體定義見表15.24。
表15.24 粗二級頁表項(xiàng)中各字段含義
字段 | 含義 |
bits[1:0] | 粗二級頁表描述符標(biāo)識 |
bits[4:2] | 生產(chǎn)商定義 |
bits[8:5] | 域標(biāo)識符 |
bit[9] | 當(dāng)前未被使用，設(shè)置成0 |
bits[31:10] | 粗二級頁表基地址，該地址1KB對齊 |
基于粗二級頁表的地址變換過程如圖15.28所示。
（6）細(xì)二級頁表描述符及其地址變換過程
如果一級頁表項(xiàng)的bits[1:0]=0b11，說明此頁表項(xiàng)包含一個(gè)細(xì)二級頁表首地址指針，同時(shí)還包含一級頁表項(xiàng)代表的1MB虛存段的域信息。細(xì)頁表必須與4KB的倍數(shù)地址對齊。頁表項(xiàng)具體定義如表15.25所示。
圖15.28基于粗二級頁表的地址變換過程
表15.25 細(xì)二級頁表項(xiàng)中各字段含義
字段 | 含義 |
bits[1:0] | 細(xì)二級頁表描述符標(biāo)識 |
bits[4:2] | 生產(chǎn)商定義 |
bits[8:5] | 域標(biāo)識符 |
bits[11:9] | 當(dāng)前未被使用，設(shè)置成0 |
bits[31:12] | 細(xì)二級頁表基地址，該地址4KB對齊 |
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