ARM核920T性能優(yōu)化之MMU
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時(shí)間：2016-12-02
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任務(wù)切換需要以下步驟：
1）保存活躍任務(wù)的上下文，并將該任務(wù)置于睡眠態(tài)；
2）清除cache，如果使用回寫(xiě)策略，則需要清理D-cache；
3）清除TLB，從而移除原任務(wù)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；
4）配置MMU，以使用新的頁(yè)表，把虛擬運(yùn)行空間轉(zhuǎn)換為被喚醒任務(wù)在物理存儲(chǔ)器中的位置；
5）恢復(fù)被喚醒任務(wù)的上下文
6）繼續(xù)執(zhí)行恢復(fù)的任務(wù)
二．頁(yè)表
ARM MMU硬件采用2級(jí)頁(yè)表結(jié)構(gòu)：一級(jí)頁(yè)表（L1）和二級(jí)頁(yè)表（L2）。一級(jí)頁(yè)表只有一個(gè)L1主頁(yè)表（L1 master page table）。L1主頁(yè)表包含兩種類(lèi)型的頁(yè)表項(xiàng)：保存指向二級(jí)頁(yè)表起始地址指針的頁(yè)表項(xiàng)和保存用于轉(zhuǎn)換1MB段的頁(yè)表項(xiàng)。L1主頁(yè)表也稱(chēng)為段頁(yè)表（section page table）。L1主頁(yè)表將4GB的地址空間劃分為多個(gè)1MB的段（section），因此L1頁(yè)表包含4096個(gè)頁(yè)表項(xiàng)，L1主頁(yè)表是一個(gè)混合表，可作為L(zhǎng)2頁(yè)表的頁(yè)目錄，也可作為用于轉(zhuǎn)換1MB虛擬空間的L2粗（coarse）頁(yè)表或L2細(xì)（fine）頁(yè)表的指針；當(dāng)L1頁(yè)表用于轉(zhuǎn)換一個(gè)1MB的段時(shí)，其頁(yè)表項(xiàng)（PTE）包含的是物理存儲(chǔ)器中1MB頁(yè)幀（page frame）的首地址。目錄頁(yè)表項(xiàng)和1MB的段頁(yè)表項(xiàng)可以共存于L1主頁(yè)表。
一級(jí)頁(yè)表項(xiàng)：
一級(jí)頁(yè)表支持4種類(lèi)型的頁(yè)表項(xiàng)：
1）1MB段轉(zhuǎn)換項(xiàng)
2）指向L2細(xì)頁(yè)表的目錄項(xiàng)
3）指向L2粗頁(yè)表的目錄項(xiàng)
4）產(chǎn)生中止異常的錯(cuò)誤項(xiàng)
二級(jí)頁(yè)表項(xiàng)：
L2頁(yè)表有4種可能的頁(yè)表項(xiàng)：
1）定義64KB頁(yè)幀屬性的大（large）頁(yè)表項(xiàng)；
2）定義4KB頁(yè)幀的?。╯mall）頁(yè)表項(xiàng)；
3）定義1KB頁(yè)幀的微（tiny）頁(yè)表項(xiàng)；
4）訪問(wèn)時(shí)產(chǎn)生頁(yè)錯(cuò)誤中止異常的錯(cuò)誤頁(yè)表項(xiàng)；
L1轉(zhuǎn)換表基址
CP15：c2寄存器保存轉(zhuǎn)換表基地址TTB（Translation Table Base address）-指向L1主頁(yè)表在虛存中的位置。CP15:c2寄存器的格式如圖：
三．轉(zhuǎn)換旁路緩沖器（TLB）
單步頁(yè)表搜索：
如果MMU搜索的是1MB大小的段頁(yè)，則硬件能用單步搜索找到所要的頁(yè)表項(xiàng)，因?yàn)?MB的頁(yè)表項(xiàng)是存放在L1主頁(yè)表里的。
評(píng)論