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MMU如何知道頁表在內存中的具體地址

麥辣雞腿堡 ? 來源:嵌入式Linux充電站 ? 作者:Vincent ? 2023-10-08 11:52 ? 次閱讀

MMU怎么知道這個頁表在內存中的具體地址呢?

通常CPU會提供一個頁表基址寄存器操作系統使用,用于給MMU指示頁表的基地址。不同處理器架構對應的寄存器也不一樣:

x86:CR3(Control Register 3)

ARM-v8:系統寄存器TTBR(Translation Table Base egister)

RISC-V:SATP(Supervisor Address Translation and Protection)

圖片

頁表基址寄存器存儲了第一級頁表的基地址,通過訪問該寄存器,就能知道頁表在那個位置。

多級頁表轉換過程

實際使用中,都是用多級頁表來存儲虛擬地址和物理地址的映射關系,

以二級頁表為例(假設是32位系統),其虛擬地址轉換為物理地址的過程如圖所示:

圖片

PGD:Pgea Global Directory,全局頁目錄,存儲了下一級頁表的基地址

PTE:Page Table Entrys,頁表入口,PTE才是真正存儲了物理地址的頁表

VA到PA的轉換過程:

MMU通過訪問頁表基址寄存器,得到一級頁表PGD的基地址,再結合虛擬地址中的PGD index找到了下一級頁表PTE的基地址;得到了PTE的基址,再結合虛擬地址中的PTE index找到PFN,然后再和VA相加得到物理地址。

這里需要注意,使用多少級的頁表、以及虛擬地址、物理地址的格式、PTE的格式等等,與32系統還是64位系統有關,也與處理器的架構有關,需要根據不同系統、不同處理器架構分析。

但是MMU工作原理都是一樣的,不管是二級頁表、三級頁表還是四級頁表,都是通過第一級頁表找到第二級頁表,通過第二級頁表找到第三級頁表。最終找到物理地址。只要明白了MMU的工作原理,分析其他的頁表也是大同小異。

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