1、MMU介绍

在uboot阶段并不是必须要开启MMU(内存管理单元)，在没开启MMU前使用的是物理地址，开启MMU后使用的是虚拟地址。
MMU就是在物理内存和应用程序之间添加了一个层次，专门用来管理内存，这样写应用程序的人就不用关心物理内存的细节。
比如32位的机器理论上最大内存为4G，运行的程序以进程为单位，每个进程都认为自己拥有4G的内存，其实分配给该进程的物理内存肯定是没有4G的，进程的虚拟内存有4G。虚拟内存和物理内存都按照相同大小的划分页，虚拟内存的页和物理内存的页建立映射关系，当程序要访问的页不在内存时就会发生缺页异常，然后将磁盘里的页加载到内存中，如果此时物理内存没有空闲的页则还涉及页面置换。使用虚拟内存的好处：访问控制、内存分配和释放提供方便(比如malloc实际可能不是连续的)、运行超过物理内存大小的程序等。

2、虚拟地址和物理地址的转换

虚拟地址和物理地址的转换是依靠转换表，宏观上理解转换表：整个转换表可以看作是一个int类型的数组，数组中的一个元素就是一个表索引和表项的单元。数组中的元素值就是表项，这个元素的数组下标就是表索引。把虚拟地址按照一定规则进行查表，根据表的内容就可以知道对应的物理地址。映射分为段映射和页映射，这里是按照段映射(1M)进行讲解的，就是把内存按照1M为单位进行划分，4G的内存就分为4096个段，每个段对应一个页表项，每个页表项占4字节，页表总共占16KB。只需要构建好页表然后设置TTB，硬件会自动去查询页表进行转换。

3、开启MMU的步骤

(1)使能域访问，域访问是和MMU的访问控制有关的。
(2)构建虚拟地址转换表，并将转换表的基地址赋值到cp15协处理器的c2；
(3)使能MMU；

4、开启MMU的代码

 #if defined(CONFIG_ENABLE_MMU)enable_mmu:/* 使能域访问，将cp15的c3寄存器设置成0x0000ffff*/ldr  r5, =0x0000ffffmcr p15, 0, r5, c3, c0, 0       @load domain access register/* 设置转换表基地址,_mmu_table_base就是转换表的基地址*/ldr  r0, _mmu_table_baseldr  r1, =CFG_PHY_UBOOT_BASE    //CFG_PHY_UBOOT_BASE是uboot的链接地址ldr  r2, =0xfff00000bic r0, r0, r2  //将r0的bit20-bit31清零orr  r1, r0, r1  //将r0的值与r1进行或操作，并将结果保存在r1中mcr    p15, 0, r1, c2, c0, 0   //将r1的值写到cp15协处理器的c2寄存器中mmu_on:/* 开启MMU：cp15的c1寄存器的bit0控制MMU的开关。只要将这一个bit置1即可开启MMU。*/mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0orr    r0, r0, #1mcr   p15, 0, r0, c1, c0, 0#endif#if defined(CONFIG_ENABLE_MMU)_mmu_table_base:.word mmu_table //mmu_table就是构建虚拟地址映射表#endif

5、构建虚拟映射表的代码

 /* form a first-level section entry */.macro FL_SECTION_ENTRY base,ap,d,c,b.word (\base << 20) | (\ap << 10) | \(\d << 5) | (1<<4) | (\c << 3) | (\b << 2) | (1<<1).endm.section .mmudata, "a".align 14// the following alignment creates the mmu table at address 0x4000..globl mmu_tablemmu_table:.set __base,0// Access for iRAM.rept 0x100FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,0,0.set __base,__base+1.endr// Not Allowed.rept 0x200 - 0x100.word 0x00000000.endr.set __base,0x200// should be accessed.rept 0x600 - 0x200FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,1,1.set __base,__base+1.endr.rept 0x800 - 0x600.word 0x00000000.endr.set __base,0x800// should be accessed.rept 0xb00 - 0x800FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,0,0.set __base,__base+1.endr.set __base,0xB00.rept 0xc00 - 0xb00FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,0,0.set __base,__base+1.endr.set __base,0x300.rept 0xD00 - 0xC00FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,1,1.set __base,__base+1.endr.set __base,0xD00.rept 0x1000 - 0xD00FL_SECTION_ENTRY __base,3,0,0,0.set __base,__base+1.endr

构建页表就是通过多个循环，构建满足特定规则的int型数，因为一个页表项就刚好是4个字节，页表的每个位都有特定含义。
(1)FL_SECTION_ENTRY：这个宏就是用来构建页表项的，具体含义参考一级页表的页表项含义，实际效果就是定义一个特定的word类型数；
(2).rept和.end构成循环语句，比如.rept 0xD00 - 0xC00和.endr，就是循环(0xD00-0xC00)次。

6、一级页表的页表项含义

（1）段基址：在设计地址映射时，从20bit开始的目的是要映射的物理地址要 1MB 对齐，段基址就是这段1MB 物理地址起始地址的高[31:20]位，每个条目中的描述符的段基址都不一样（以段来说，相差 1MB）。
（2） AP： AP 是用来设置权限的，与 C1 的 R/S 位结合使用。
（3） Domain 域：不管是段模式还是页模式，系统都把 4GB 空间分为 16 个域，每个域有相同的权限检查（在 C3 设置），这里的 Domain 是用来标识本段所在的域
（4） C/B： C/B 位是控制位，与本条目（描述符）所在域的 Cache 和 Buffer 有关（是否允许本域开启 Cache 和 Buffer）
（5） [1:0]=0b10：表示本描述符是表示段模式（段描述符标识）

7、最终得到的虚拟地址映射表

转换得到的虚拟地址映射表：VA                   PA                  length0-10000000            0-10000000          256MB10000000-20000000  0                   256MB20000000-60000000  20000000-60000000   1GB     512-1.5G60000000-80000000   0                   512MB   1.5G-2G80000000-b0000000    80000000-b0000000   768MB   2G-2.75Gb0000000-c0000000   b0000000-c0000000   256MB   2.75G-3Gc0000000-d0000000   30000000-40000000   256MB   3G-3.25Gd-完             d-完             768MB   3.25G-4G

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嵌入式开发(S5PV210)——u-boot中开启MMU

1、MMU介绍

2、虚拟地址和物理地址的转换

3、开启MMU的步骤

4、开启MMU的代码

5、构建虚拟映射表的代码

6、一级页表的页表项含义

7、最终得到的虚拟地址映射表

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