嵌入式linux学习笔记1—内存管理MMU之虚拟地址到物理地址的转化
一.內存管理基本知識
1.S3C2440最多會用到兩級頁表：以段的方式進行轉換時只用到一級頁表，以頁的方式進行轉換時用到兩級頁表。頁的大小有三種：大頁（64KB），小頁（4KB），極小頁（1KB）。條目也稱為"描述符"，有：段描述符，大頁描述符，小頁描述符，極小頁描述符——他們保存大頁，小頁，極小頁的起始物理地址；粗頁表描述符，細頁表描述符——他們保存二級頁表的物理地址。
2.一級頁表描述符的最低兩位，可分為以下四種情況：
（1）.0b00：無效。
（2）.0b01：粗頁表。
（3）.0b10：段。
（4）.0b11：細頁表。
3.二級頁表描述符的最低兩位，可分為以下四種情況：
（1）.0b00：無效。
（2）.0b01：大頁描述符。
（3）.0b10：小頁描述符。
（4）.0b11：極小頁描述符。
4.一級頁表地址，將它寫入協處理器CP15的寄存器C2（稱為頁表基址寄存器）
二.地址轉化過程（基址+變址的形式）
1.段的地址轉化過程
NO1.一級頁表基址C2[31：14]+MVA[31：20]+低兩位為0構成一個32位的物理地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b10，稱為段描述符；
NO2.段描述符[31：20]+MVA[19：0]構成一個32位的物理地址——這就是MVA對應的PA。
2.大頁的地址轉化過程
（1）.大頁描述符保存在粗頁表中
? NO1.一級頁表基址C2[31：14]+MVA[31：20]+低兩位為0構成一個32位的物理地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b01，稱為粗頁表描述符；
? NO2.粗頁表描述符[31：10]+MVA[19:12]+低兩位為0構成一個新的32位地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b01,稱為大頁描述符；
? NO3.大頁描述符[31：16]+MVA[15：0]構成一個32位的物理地址——這就是MVA對應的PA。
（2）.大頁描述符保存在細頁表中
??NO1.一級頁表基址C2[31：14]+MVA[31：20]+低兩位為0構成一個32位的物理地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b11，稱為細頁表描述符；
? NO2.細頁表描述符[31：12]+MVA[19:10]+低兩位為0構成一個新的32位地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b01,稱為大頁描述符；
? NO3.大頁描述符[31：16]+MVA[15：0]構成一個32位的物理地址——這就是MVA對應的PA。
3.小頁的地址轉化過程?
（1）.小頁描述符保存在粗頁表中
? NO1.一級頁表基址C2[31：14]+MVA[31：20]+低兩位為0構成一個32位的物理地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b01，稱為粗頁表描述符；
? NO2.粗頁表描述符[31：10]+MVA[19:12]+低兩位為0構成一個新的32位地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b10,稱為小頁描述符；
? NO3.小頁描述符[31：16]+MVA[15：0]構成一個32位的物理地址——這就是MVA對應的PA。
（2）.小頁描述符保存在細頁表中
??NO1.一級頁表基址C2[31：14]+MVA[31：20]+低兩位為0構成一個32位的物理地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b11，稱為細頁表描述符；
? NO2.細頁表描述符[31：12]+MVA[19:10]+低兩位為0構成一個新的32位地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b10,稱為小頁描述符；
? NO3.小頁描述符[31：16]+MVA[15：0]構成一個32位的物理地址——這就是MVA對應的PA。
4.極小頁的地址轉化過程
? NO1.一級頁表基址C2[31：14]+MVA[31：20]+低兩位為0構成一個32位的物理地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b11，稱為細頁表描述符；
? NO2.細頁表描述符[31：12]+MVA[19:10]+低兩位為0構成一個新的32位地址，找到其中存儲的描述符，此描述符最低兩位為0b11,稱為極小頁描述符；
? NO3.極小頁描述符[31：16]+MVA[15：0]構成一個32位的物理地址——這就是MVA對應的PA。
三.粗頁表細頁表每個條目表示的物理空間的由來
1.粗頁表中連續16個條目都保存同一大頁描述符
? 用于粗頁表索引的MVA[19：12]與用于大頁內尋址的MVA[15：0]有重合的位，粗頁表中保存的描述符[31：16]作為物理地址的基址，為了保證基址相同，變址變化，即描述符 ? 不變，MVA[15：0]變化，當MVA[15：12]由0b0000變化到0b1111時，里面存儲的描述符應該相同——所以，粗頁表中連續16個條目都保存同一大頁描述符。
2.細頁表中連續4個條目保存同一小頁描述符
???用于細頁表索引的MVA[19：10]與用于小頁內尋址的MVA[11：0]有重合的位，粗頁表中保存的描述符[31：12]作為物理地址的基址，為了保證基址相同，變址變化，即描述符 ? ?不變，MVA[11：0]變化，當MVA[11：10]由0b00變化到0b11時，里面存儲的描述符應該相同——所以，粗頁表中連續4個條目都保存同一小頁描述符。
四.為什么極小頁描述符只能保存在細頁表中
? ?MVA[31：20]索引一級頁表，MVA[19：12]索引二級頁表中的粗頁表，MVA[19：10]索引二級頁表中的細頁表，MVA[9：0]表示極小頁的尋址空間。又每一個MVA對應一個 ? 不同的物理地址PA，當極小頁的描述符保存在粗頁表中時，MVA[11：10]變化時，其對應的物理地址全部相同，故不能保存在粗頁表中。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式linux学习笔记1—内存管理MMU之虚拟地址到物理地址的转化的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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