新闻中心

EEPW首页 > 嵌入式系统 > 设计应用 > S3C2440之MMU操作(MDK4.22)

S3C2440之MMU操作(MDK4.22)

作者:时间:2016-11-19来源:网络收藏
关于MMU知识:

1.ARM CPU上的地址转换过程涉及到了3个概念,虚拟地址VA,变换地址MVA,物理地址PA。当没有启动MMU的时候,CPU核,CACHE,MMU见到的都是PA。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201611/318144.htm

启动MMU之后,CPU核对外发出VA,VA被转换为MVA,供给CACHE和MMU使用,MMU再将MVA转换为PA,最终找到真实的地址。

CPU看见的VA,CACHE和MMU看不见VA,看见的是MVA;设备只看到VA。

转换算法:如果VA<32M,那么使用进程PID来转换,PID通过CP15的C13读取。

if(VA<32M) then

MVA = VA | (PID << 25);

else

MVA = VA; //VA >= 32M

2.协处理器的cp15寄存器c2的31-14位存放一级页表的地址,一级页表有4096项,每项4字节,共16k,所以c2的0到13位不使用

若为段映射,只需要一级页表,每段1M,4096*1M=4G空间;若为页映射就需要二级页表,目标的物理页有大页,小页,极小页。


3.一级页表的描述符和二级页表描述符


注意到一级描述符是用来指引二级描述符的,除了段的直接指引到物理内存,若使用二级页表的话,那么二级页表类型有粗页表,细页表两种。

粗页表256项,每项指引真是内存为4K大小,本身占256*4=1k字节;细页表1024项,每项指引1k大小,本身二级页表占1024*4=4k字节。

所以注意到,若要对应真实物理页的大页的话,怎么办呢?利用粗页的话,需要16个粗页二级描述符;利用细页的话,需要64个二级描述符。


4段的转换举例


5内存访问权限问题

注意到一级页表中的描述符中有domain字段,4位,共16种情况


对应的为cp15中的c3寄存器设置。

00无访问权限,任何访问都会导致domain fault异常

01客户模式,使用段描述符,页描述符进行权限检查

10保留

11管理模式,不进行权限检查,运行任何访问

cp15中的c3 + domain + cp15寄存器c1中的R/S/A位 + 描述符AP共同决定访问权限

6TIB和Cache的作用

TLB是为了减轻页表访问所带来的访问内存负担,利用程序访问的局部性原理,选择高速且容量较小的存储器存储近期使用的页表条目。

一般做法:在启动MMU之前使无效整个TLB;更改页表表项的时候,使无效所涉及到的虚拟地址所对应到的TLB条目。

Cache的作用,在主存和CPU通用寄存器之间设置一个高速,容量相对较小的存储器。把正在执行的指令的附近一部分数据或者指令从主存调入这个

存储器,供CPU在一段时间内使用。Cache的(1)clean操作是将cache或writerbuffer已经脏的数据写入主存(2)invalidate不将数据写入主存,使之不能

再使用而已。

cp15的寄存器1的12位Icr位开启Icaches;第2位写1开启Dcaches;Writterbuffer和Dcache紧密结合,没有专门的控制为开启,停止它。

程序部分:

本程序将0-1M映射为本身,将0xa0000000~0xa000fffff映射为0x56000000~0x560ffffff,将0xb0000000~0xb3ffffff映射为0x30000000~0x3fffffff

涉及到代码文件有s3c2440.s文件,init.c文件,led.c文件,led.sct文件

s3c2440.s主要是调用一些初始化程序,init.c是初始化代码,led.c只是利用新的虚拟地址寻找gpio,点亮led。

编译器MDK4.22a

led.sct文件如下所示:

LR_ROM1 0x00000000 0x00200000 { ; load region size_region
NANDFLASH 0x00000000 0x00200000 { ; load address = execution address
*.o (initcode, +First)
.ANY (+RO)
}
}


LR_ROM2 2048 2048 {
SDRAM 0xb0004000 {
led.o (*)
}
}

存在多个加载域,会产生多个bin,可以参见的另一篇文章讲到如何连接多个bin文件S3C2440开发工具realview MDK4.22使用入门

init.c文件:

//creat page table
void create_page_table(void)
{
#define MMU_FULL_ACCESS(3<<10)
#define MMU_DOMAIN(0<<5)
#define MMU_SPECIAL(1<<4)
#define MMU_CACHEABLE(1<<3)
#define MMU_BUFFERABLE(1<<2)
#define MMU_SECTION(2<<0)
#define MMU_SECDESC(MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL |\
MMU_SECTION)
#define MMU_SECDESC_WB(MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL |\
MMU_SECTION | MMU_CACHEABLE | MMU_BUFFERABLE)
#define MMU_SECTION_SIZE0x00100000

ulong virtualaddr, physicaladdr;
ulong *mmu_tlb_base = (ulong*)0x30000000;

/*<1>0~1M map to 0~1M virtualaddr == physicaladdr*/
virtualaddr = 0;
physicaladdr = 0;


//mmu page table store at 0x30000000
//vritualaddr>>20 is index of mmu page table
*(mmu_tlb_base + (virtualaddr>>20)) = (physicaladdr&0xfff00000) | MMU_SECDESC_WB;

/*<2>0xa0000000~0xa000fffff map to 0x56000000~0x560fffff*/
virtualaddr = 0xa0000000;
physicaladdr = 0x56000000;
*(mmu_tlb_base + (virtualaddr>>20)) = (physicaladdr&0xfff00000) | MMU_SECDESC;


/*<3>0xb0000000~0xb3ffffff map to 0x30000000~0x33fffffff total=64m totaldescs=64*/
virtualaddr = 0xb0000000;
physicaladdr = 0x30000000;

while(virtualaddr < (ulong)0xb4000000)
{
*(mmu_tlb_base + (virtualaddr>>20)) = (physicaladdr&0xfff00000) | MMU_SECDESC_WB;
virtualaddr += MMU_SECTION_SIZE;
physicaladdr += MMU_SECTION_SIZE;
}
}




//init MMU
void mmu_init(void)
{
ulong ttb = 0x30000000;

__asm{
mov r0,#0
mcr p15,0,r0,c7,c7,0 //invalidate Icache Dcache

mcrp15,0,r0,c7,c10,4//drain writer buffer
mcr p15,0,r0,c8,c7,0 //invalidate TLB

mov r4,ttb
mcr p15,0,r4,c2,c0,0 //set page table base-addr

mvn r0,#0 //invert all bits:0x0000000->0xffffffff
mcr p15,0,r0,c3,c0,0 //set domain(all is 0b11)


mrc p15,0,r0,c1,c0,0 //read control register

bic r0,r0,#0x3000
bic r0,r0,#0x0300
bic r0,r0,#0x0087

orr r0,r0,#0x0002
orr r0,r0,#0x0004
orr r0,r0,#0x1000
orr r0,r0,#0x0001

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

};
}



评论


相关推荐

技术专区

关闭