關(guān)鍵詞: optee、ATF、TF-A、Trustzone、optee3.14、MMU、VMSA、cache、TLB、arm、armv8、armv9、TEE、安全、內(nèi)存管理、頁表…

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說明: 在默認(rèn)的情況下，本文講述的是armv8 aarch64體系，optee 3.14.0代碼

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目錄

• • • • 1、前言
      • 2、頁表基地址，存哪？頁表有多大？
      • • (1)、先看L1 Table
        • (2)、再看L2 Table
        • (3)、再看TA L2 Table

思考：

1、前言

本篇主要講述頁表是如何創(chuàng)建的？頁表放置在哪里的？以及一些代碼的分析和總結(jié)

在前面博文中（11-Memory Management Examples），我們已經(jīng)GET到，構(gòu)建頁表都需要做哪些事情，如下列舉所示

• 設(shè)置頁表基地址VBAR_EL3 (Specify the location of the translation table)
• 初始化MAIR_EL3 (Memory Attribute Indirection Register)
• 配置TCR_EL3 (Configure the translation regime)
• 創(chuàng)建頁表 (Generate the translation tables)
• Enable the MMU

然鵝我們今天只看“創(chuàng)建頁表 (Generate the translation tables)” 的過程

在講述之前，我們也先整體看一下optee os中關(guān)于MMU的整體流程，如下所示，粉色的框框(core_init_mmu())也正是我們今天要講的。

2、頁表基地址，存哪？頁表有多大？

通過之前的文章（OPTEE的內(nèi)存管理 : 將內(nèi)存加入到頁表去管理），其實我們已經(jīng)大概知道頁表的創(chuàng)建流程，就是先構(gòu)造出tee_mmap_region結(jié)構(gòu)體數(shù)組，然后利用該結(jié)構(gòu)體數(shù)組的信息去創(chuàng)建真正的頁表

那么創(chuàng)建頁表的地方在哪里呢？ 沒錯，正是下方紅色框框的。其中default_partition是一個結(jié)構(gòu)體，是靜態(tài)的全局的，結(jié)構(gòu)體中的元素執(zhí)行的正是L1 Table、L2 Table的地址

struct mmu_partition {l1_xlat_tbls_t *l1_tables;xlat_tbl_t *xlat_tables;xlat_tbl_t *l2_ta_tables;unsigned int xlat_tables_used;unsigned int asid; };

那么我們就十分好奇了，l1_tables、xlat_tables、l2_ta_tables的含義：

• l1_tables ：L1 Table基地址
• xlat_tables：L2 Table基地址
• l2_ta_tables：TA的L2 Table基地址

那么這幾值又是如何定義的呢，分別又是多大呢？

l1_xlation_table 是在.nozi.mmu.l1段定義的全局變量

(1)、先看L1 Table

static l1_xlat_tbls_t l1_xlation_table[NUM_L1_TABLES] __aligned(NUM_L1_ENTRIES * XLAT_ENTRY_SIZE) __section(".nozi.mmu.l1");

l1_xlat_tbls_t是一個自定義類型，事實上翻譯一下這段代碼，更好理解:

static uint64_t l1_xlat_tbls_t[CFG_TEE_CORE_NB_CORE][NUM_L1_ENTRIES] l1_xlation_table[NUM_L1_TABLES]__aligned(NUM_L1_ENTRIES * XLAT_ENTRY_SIZE) __section(".nozi.mmu.l1");

然后再做一個簡單的總結(jié)，如下圖所示

所以，L1 Table到底是多大呢？ 和虛擬地址有效位息息相關(guān)，比如我這里是32位有效虛擬地址，那么對應(yīng)的L1 Table entries是4，每個entries占8bytes，所以L1 Table為32bytes，然后我們開了4個core(4張表), user和kernel的頁表又不分開（1張表），那么l1_xlation_table 共計34 * 4 *1 =136bytes

(2)、再看L2 Table

static xlat_tbl_t xlat_tables[MAX_XLAT_TABLES]__aligned(XLAT_TABLE_SIZE) __section(".nozi.mmu.l2");

xlat_tables是一個自定義類型，事實上翻譯一下這段代碼，更好理解:

static uint64_t xlat_tables[XLAT_TABLE_ENTRIES][MAX_XLAT_TABLES]__aligned(XLAT_TABLE_SIZE) __section(".nozi.mmu.l2");

其中：

• XLAT_TABLE_ENTRIES : 為512，也就是每個L2 Table中有512個entries
• MAX_XLAT_TABLES ：一般配置成了5，也就是有5個L2 Table

所以L2是多大呢？ 5 * 512 * 8 = 20K

(3)、再看TA L2 Table

/* MMU L2 table for TAs, one for each thread */static xlat_tbl_t xlat_tables_ul1[CFG_NUM_THREADS]__aligned(XLAT_TABLE_SIZE) __section(".nozi.mmu.l2");

CFG_NUM_THREADS * XLAT_TABLE_ENTRIES * 8 ， 例如我們最大線程數(shù)配置成8 ，那么此處就是 8 * 512 * 8 = 32K

然后我們再結(jié)合輸出的dump文件驗證一下，結(jié)論：md，竟然和上面計算的不一樣！！！

不管實踐和理論分析不一致的情況， 我們最后再總結(jié)一下：
L1 Table 定義在".nozi.mmu.l1"段中，也就幾十字節(jié)；
L2 Tables定義在".nozi.mmu.l2"段中，也就幾十K，L1 Table、L2 Tables在內(nèi)存中是挨著排的
L3 Tables在創(chuàng)建頁表的時候，動態(tài)分配。

最后，再再再小小總結(jié)：
如果是32位有效虛擬地址，entries都填滿的情況下

entriesTable size虛擬地址范圍

L1 Table = 4 entries L2 Table = 4 * 512 entries L3 Table = 4*512*512 entries	L1 Table size = 4*8 = 32bytes L2 Table size = 4*512*8 = 16kb L3 Table size = 4*512*512*8 = 8M	這份配置管理著4*512*512*4K=4GB內(nèi)存

如果是39位有效虛擬地址，entries都填滿的情況下

entriesTable size虛擬地址范圍

L1 Table = 512 entries L2 Table = 512 * 512 entries L3 Table = 512*512*512 entries	L1 Table size = 512*8 = 4kb L2 Table size = 512*512*8 = 2M L3 Table size = 512*512*512*8 = 1G	管理著512*512*512*4K=512GB內(nèi)存

什么？ 一個小小的頁表 就要占1GB內(nèi)存？？ 當(dāng)然不是，在實際使用當(dāng)中，L1 Table的entries不會被填滿的，可能也就填了幾個entries或者幾十個entries

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的OPTEE的内存管理 :页表的创建过程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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