启用 ARMv7 VMSA 内存管理单元？

Posted 2023-02-16

【中文标题】启用 ARMv7 VMSA 内存管理单元？

【英文标题】：Enabling the ARMv7 VMSA memory management unit?

【发布时间】：2012-12-02 12:59:25

【问题描述】：

所以，基本上，我想在 ARMv7 内核上启用内存管理单元。实际过程非常简单。我只需要将转换表的地址加载到TTBR0 并使用控制寄存器启用MMU。

/* enable mmu */
mcr p15, 0, r0, c2, c0, 0
mrc p15, 0, r12, c1, c0, 0
orr r12, r12, #0x1
mcr p15, 0, r12, c1, c0, 0

现在，一旦启用 MMU，问题就会出现，因为在 ARMv7 上（与 ARM 架构的某些其他版本不同），CPU 立即开始从虚拟地址获取。因此，如果引导加载程序在 0x10000000 运行，然后启用 MMU，除非它首先进入身份映射，否则在 0x10000004 的下一次提取将导致预取中止。现在，我知道在 MMU 的初始启用期间可以使用身份映射来执行此操作。但是，在切换翻译表（将新值加载到TTBR0）时也会出现同样的问题。

因此，本质上，我正在寻找一种或多或少直接的方式将新值加载到 TTBR0（或只是打开 MMU）然后，立即跳转到新地址，这将在新地图中有效。这在早期架构上是可能的，因为在启用 MMU 或更改状态的指令之后至少有 4 条指令是从旧地址获取的。理想情况下，我希望能够做到这一点，而无需依赖极其丑陋的 hack，每次您想要切换页表或打开 MMU 时都必须创建一个身份映射。

为了澄清我在谈论旧架构时的意思，这里有一个指向 ARM 信息中心页面的链接，该页面解释了如何在 ARM720T 上打开 MMU：7.16.1. Enabling the MMU

【问题讨论】：

我不知道您为什么将身份映射描述为丑陋的 hack，它是启用 MMU 的体系结构指定的方法，并且相当容易实现。

@VariableLengthCoder 好吧，最初启用 MMU 并没有那么糟糕。但是在映射之间切换很烦人，因为它需要在每个映射中都有一个具有相同 VA 的页面。

【参考方案1】：

简短的回答是，没有办法完全按照您在 ARMv7-A 中的要求进行操作。 ARM720T 示例是一个极其微架构特定的 hack，永远无法保证在不同处理器之间可移植。

对于 ARMv7-A 没有可移植的方式不使用身份映射来打开/关闭 MMU，但对于更新转换表： 您可以做的（在 ARM720T 中不可用）是使用 TTBR1/TTBR0 的组合来保存您的描述符。 TTBCR 中的 N 字段配置覆盖 TTBR1 的 TTBR0 表的大小。这样一来，只要您的 TTB 切换代码位于通过与您正在更新的不同的 TTBR 描述的区域中，就不会出现地图冲突。

另一种选择是重写 TTBR0 描述的转换表，而不是切换。