ARM存储器之：存储管理单元MMU

作者：时间：2013-09-30 来源：网络

基于细二级页表的地址变换过程如图15.29所示。

（7）基于二级页表的地址变换过程

二级页表有4种可能的页表项：

·定义64KB页帧属性的大（Large）页表项；

·定义4KB页帧属性的小（Small）页表项；

·定义1KB页帧属性的微（tiny）页表项；

·访问中止异常的错误项。

系统通过页表项的最低位[1:0]来确定页表项的类型。二级页表的页表项格式如图15.30所示。

当bits[1:0]=0b01时，该页表项为大页表项，它包含了一个64KB物理存储块的基地址。如果页表是细二级页表，那么大页表项将在表中重复64次；如果页表是粗二级页表，那么大页表项将在表中重复16次。

图15.29基于细二级页表的地址变换过程

图15.30二级页表的页表项格式

当bits[1:0]=0b10时，该页表项为小页表项，它保存一个4KB物理存储块的基地址。如果页表是细二级页表，那么小页表项将在表中重复4次；如果页表是粗二级页表，那么大页表项只需在表中出现1次。

当bits[1:0]=0b11时，该页表项为微页表项，它保存一个1KB物理存储块的基地址。如果页表是细二级页表，那么微页表项只需在表中重复1次；微页表项不会出现在粗二级页表中，如果出现，那么访问结果不可预知。

当bits[1:0]=0b00时，该页表项产生存储页访问错误。错误条件会导致预取指中止或数据中止，这取决于具体的存储器访问类型。

（8）大页表描述符及其地址变换过程

如果二级页表项bits[1:0]=0b01，说明该页表项为大页表项，它不仅包含了一个64KB物理存储块基地址，同时还含有4组权限位域以及页的Cache和写缓存属性。每一组访问权限域代表虚存页的1/4，这些页表项可以看成是16KB子页，以更好的控制64KB页的访问权限。

具体定义如表15.26所示。

表15.26 大页表项中各字段含义

字段	含义
bits[1:0]	大页表项类型标识符
bits[3:2]	Cache和写缓存属性
bits[11:4]	访问权限控制位，具体编码见表15.27。一个大页分为4个子页 AP0子页0的访问权限 AP1子页1的访问权限 AP2子页2的访问权限 AP3子页3的访问权限
bits[15:12]	当前未使用，应为0
bits[31:16]	该大页对应的物理页帧的基地址的高16位

图15.31说明了基于大页表的地址变换过程。

图15.31基于大页表的地址变换过程

（9）小页表描述符及其地址变换过程

如果二级页表项bits[1∶0]=0b10，说明该页表项为小页表项，它不仅包含了一个4KB物理存储块基地址，同时还含有4组权限位域以及页的Cache和写缓存属性。每一组访问权限域代表虚存页的1/4，这些页表项可以看成是1KB子页，以更好的控制4KB页的访问权限。

页表项的具体定义如表15.27所示。

表15.27 小页表项中各字段含义

字段	含义
bits[1:0]	小页表项类型标识符
bits[3:2]	Cache和写缓存属性
bits[11:4]	访问权限控制位，具体编码见表15.22。一个小页分为4个子页 AP0子页0的访问权限 AP1子页1的访问权限 AP2子页2的访问权限 AP3子页3的访问权限
bits[15:12]	当前未使用，应为0
bits[31:16]	该小页对应的物理页帧的基地址的高20位

图15.32说明了基于小页表的地址变换过程。

图15.32基于小页表的地址变换过程

（10）微页表描述符及其地址变换过程

如果二级页表项bits[1∶0]=0b11，该二级页表项是微页表项，它提供了一个1KB物理存储块的基地址，同时含有一个访问权限位域以及页的Cache和写缓存属性。微页表项的具体含义如表15.28所示。

表15.28 微页表项中各字段含义