Linux Stuff

注：本文是参考Kernel的代码并加上个人揣测，欢迎指正 在 X86 MMU Page table entry 中，有三个标志位在ARM 的MMU硬件所规定的Page table entry中不提供。这三个标志位的作用如下： PTE_DIRTY的作用：CPU在写操作的时候，处理器会将改位置位。说明对应的页被写过，是脏的。 PTE_YOUNG 的作用是：MMU 寻址是将该标志置位（在换出的时候，如果此标志位被置位，说明该地址刚刚被使用过，暂时不换出此 pte 对应的页，同时清除该标志位）。 PTE_PRESENT 的作用是： MMU 在访问 PTE 的时候，若 PTE_PRESENT 为 0 ，则将地址放在CR2寄存器中，同时触发Pagefault异常。 下图抓自：《Linux内核情景分析》 由于 Linux 最早是 build 在 X86 平台上的，因此移植到 ARM 后，也需要遵从 X86 的内存管理框架，模拟 ARM MMU 没有提供的 PTE_PRESENT ， PTE_YOUNG 和 PTE_WRITE 。 下面的分析，参考了arch/arm/include/asm/pgtable-2level.h中的注释 Q: 如何模拟 PTE_ DIRTY  ? A: ARM Linux 是通过 dirty 去标识某个页是否是可以 PTE_WRITE 的。 对于新分配的页，如果 Linux 版本的 PTE 没有 dirty 标识，对其进行写操作，会触发 MMU 异常。该异常会被 handle_pte_fault 处理 。 Q: 如何模拟 PTE_YOUNG? A: 这个 PTE_YOUNG 在内存被分配的时候置上，当解除映射的时候，将清掉该位。如果 Linux 版本的 PTE 的 young 位被清除了， MMU 使用的 PTE 版本的value是要清除的，但 TLB 并不刷新。 Q: 如何模拟 present ： A: ARM 的 MMU 在访问的时候，不像 X86 的 MMU 那样 ( 只要看到 *pte 为 0 ，就判断该页压根没有被加载到内存中；若 *pte 不为 0 ， PTE_PRESENT 位为 0 ，就能判断该被 swap out ...

C1 寄存器 -system control register 的功能是起到 control 的作用，因此非常重要。虽然对每一位在 arch/arm/include/asm/system.h 头文件中都有 define ，但是 kernel 大部分并没有采用，而是直接设置了 magic number. 很不容易去看。因此在这里从头开始看 c1 寄存器是如何被设置的。 首先从 arch/arm/boot/compressed/head.S 开始看起, 从 cache_on 开始,  495  * On entry,  496  *  r4 = kernel execution address  497  *  r7 = architecture number  498  *  r8 = atags pointer  499  * On exit,  500  *  r0, r1, r2, r3, r9, r10, r12 corrupted  501  * This routine must preserve:  502  *  r4, r7, r8  503  */  504                 .align  5  505 cache_on:       mov     r3, #8                  @ cache_on function  506   ...