页表中的 1 Mb 部分是什么？答案

【问题标题】：What is 1 Mb section in Page table?页表中的 1 Mb 部分是什么？
【发布时间】：2015-10-02 19:49:56
【问题描述】：

我对 ARM MMU 的理解比较低，想了解一下 ARM MMU 中页表是如何组织的。

页表是在系统启动时创建的，可以认为是线性一维数组，其中每个条目长 4 字节，但我不明白页表中 1 MB SECTION 对应的是什么？

如果我们有三级页表，我们的第一级页表（PGD）包含这个 1 MB 部分还是它（1 MB 部分）只是第三级页表 (PTE) 的一部分？

以下语句的含义：

页表的开始是 0x40200000，每个条目是 4 字节长，每个条目对应一个 1MB 的内存段。页表中的第一个条目（0x40200000）表示当您尝试访问 0x00000000 到 0x00100000 范围之间的内存时会发生什么，第二个条目（表中 0x40200004 处的 4 个字节）表示内存范围 0x00100000 到 0x00200000 等。

因此，要找到与内存区域 0x40200000 到 0x40200000+1MB（即第 402 MB 内存）相关联的页表 – 您需要遍历页表列表 402 个条目 – 但每个条目有 4 个字节长，因此您需要将此数字计时 4。

【问题讨论】：

从技术上讲，3 级页表根本不会有 1MB 段 - 1MB 段意味着“经典”的 2 级短描述符格式，而 3 级意味着 LPAE 长描述符格式，其中块大小为 2MB 和 1GB。关于“节”是在更一般意义上的“区域”中使用，还是在“1 级块条目”的特定 ARM 术语中使用，这里也可能存在一些歧义——1 级表条目仍然描述 1MB 区域内存，但指向一个 2 级表，该表将 1MB 进一步划分为 4KB 页面。
感谢您的 cmets，正确地说，在 1 级 PT 中，您可以将 1 GB 块/部分作为映射到物理地址的 PT 条目，在这种情况下，可以跳过第 2 级和第 3 级还是在 1 级 PT 中，我们可以将指针作为指向 2 级表的条目？
这是一个相关问题； How does ARM emulate the dirty bit... 和 Page table entry (PTE) descriptor in Linux kernel for ARM。您需要指定哪个 PTE（Linux 或 ARM）以及是否使用 LPAE（大地址空间）以及可能的特定架构。您标记了 linux-kernel，而信息的来源可能使其具有不同的含义。
感谢@artlessnoise 调查，我不知道 Linux 和 ARM PTE 之间的区别？所以不确定这些标签。

标签： arm64 mmu

【解决方案1】：

首先，在 ram 中的已知位置有一个表，使用驱动 mmu 的物理地址。我更喜欢文档的图表版本而不是表格。

当 mmu 被启用并且有来自处理器的访问、获取或数据、读取或写入时，将从该虚拟地址中提取一些位并将其添加到上述 mmu 表的基地址中。 mmu 表中内存位置的内容告诉 mmu 如何处理该访问。有些条目是唯一的访问，有些则必须再次进行第二次 mmu 表访问，从一级访问中获取一些位并将这些位添加到上述 mmu 表基地址以获得第二个条目。

在一天结束时，您将拥有这个带有基地址的 mmu 表（必须在某个边界上对齐）。来自处理器访问的虚拟地址中的位用于索引该表。表中的最终值表示将虚拟地址转换为物理地址的替换地址位，以及一些指示可缓存与否的控制位，以及权限等。他们将术语应用于 1MB 或任何理想情况下基于表中一个条目控制的 ram 数量的术语。但是当然 16MB 功能具有误导性，因为您需要 16 个 1MB 条目才能使用它（但是如果您忽略 16mb 术语并严格查看地址位以及它们来自哪里或去哪里，您就会知道控制了多少 ram通过每个 mmu 表条目）。

所以他们说的是某人在某个时间点创建的某些表。表位置的物理地址是 0x40200000。 1MB 大小的条目（对于 arm，我认为您可以查看条目的低两位以确定它是什么类型，但我必须查看，并且不同的架构添加了不同的功能，因此没有一个适合所有人的规则，您必须查看您的核心文档）是 4 个字节或一个字宽，并且 AFAIK mmu 表中的所有条目都是一个字宽。所以他们说一个特定的条目是虚拟地址空间中从 0x00000000 到 0x000FFFFF 的 1MB 内存，并且 mmu 表将其映射到某个物理地址。他们显示的下一个条目可能是 1MB 虚拟地址空间 0x00100000 到 0x001FFFFF 等等。

【讨论】：

好的，感谢您的回答。我认为每个单词（32 位）条目都包含一个指向主内存中 1 MB 部分的指针（物理地址）。如果 CPU 生成虚拟地址 0x00000100 ，它映射在主内存中的 1 MB 部分中，并且可以从页表的第一个条目中引用？
所以随机选择一个 armv6 trm VA[31:20] 来确定单词大小的一级页表的索引。对于地址 0x00000100 VA[31:20] 全为零，因此表中的第一个条目用于该 1MB 地址空间。我正在查看的低两位和位 18 确定从那里做什么。如果 mmu 表中条目中数据的低两位是 2'b10 并且第 18 位是 0，那么它是一个 1MB 页面，如果 18 是 1 那么它是一个 16mb 页面，但您需要 16 个条目。无论如何，对于较低位的 2b10，物理位和控制来自该字
对于地址 0x001xxxxx 那么 VA[31:20] 是 0x001 所以这是 mmu 表中的第二个条目（偏移量 VA[31:20]*4 = 0x4）
如果您将 mmu 表视为（32 位）字数组，那么 VA[31:20] 是该数组的索引，0x000 是索引 0 或 word[0] 第一个一，索引 1 是 word[1] 或第二个等等...
例如，如果使用我正在查看的 trm（它们确实有所不同并且是传统模式），如果 VA[31:20] 第一个查找条目的低两个数据位是 2b01 那么你有查看粗页表，您从第一次查找中获取数据位 [31:10]，这些是 mmu 表的偏移量，您添加到该偏移量 VA[19:12] 和低两位第二个条目告诉你页面的大小，有替换物理地址位等等。