MMU之Translation Regime介绍

文摘 2024-11-13 07:28 上海

思考:

1、系统里有多少个MMU？MMU在哪里？

2、一个core里有多少个MMU？多少个Translation regime ? MMU和Translation regime有啥关系？

Translation Regime概念总结在当前的ARMV8/ARMV9体系中(暂不考虑armv9的RME扩展), 至少存在以下9类Translation regime（注意是9类，不是9个）：

Secure EL1&0 translation regime, when EL2 is disabled -- one stages，two VA range，使用TTBR0EL1和TTBR1EL1
Non-secure EL1&0 translation regime, when EL2 is disabled -- one stages，two VA range，使用TTBR0EL1和TTBR1EL1
Secure EL1&0 translation regime, when EL2 is enabled -- two stages，two VA range，使用TTBR0EL1和TTBR1EL1
Non-secure EL1&0 translation regime, when EL2 is enabled -- two stages，two VA range，使用TTBR0EL1和TTBR1EL1
Secure EL2&0 translation regime -- two VA range，使用TTBR0EL2和TTBR1EL2
Non-secure EL2&0 translation regime -- two VA range，使用TTBR0EL2和TTBR1EL2
Secure EL2 translation regime -- a single VA range，使用TTBR0_EL2
Non-secure EL2 translation regime -- a single VA range，使用TTBR0_EL2
Secure EL3 translation regime -- a single VA range，使用TTBR0_EL3

相关寄存器的总结

TTBR0_EL1: Translation Table Base Register 0 (EL1) -- 在switch cpucontext by security的时候，会切换该寄存器，所以从软件的视角来看，安全和非安全侧各有一个TTBR0_EL1
TTBR0_EL2: Translation Table Base Register 0 (EL2) -- HCR_EL2.E2H=1时，只有TTBR0，不可以使用TTBR1。另外在switch cpucontext by security的时候，会切换该寄存器，所以从软件的视角来看，安全和非安全侧各有一个TTBR0_EL2
TTBR0_EL3: Translation Table Base Register 0 (EL3) -- 从软件视角来看，只有一个TTBR0_EL3。注意没有TTBR1_EL3寄存器。
TTBR1_EL1: Translation Table Base Register 1 (EL1) -- 在switch cpu_context by security的时候，会切换该寄存器，所以从软件的视角来看，安全和非安全侧各有一个TTBR1_EL1
TTBR1_EL2: Translation Table Base Register 1 (EL2) -- 只有Host Operating System is running in EL2（ HCR_EL2.E2H=1）时，该寄存器才会被使用。另外在switch cpu_context by security的时候，会切换该寄存器，所以从软件的视角来看，安全和非安全侧各有一个TTBR1_EL2
VSTTBR_EL2: Virtualization Secure Translation Table Base Register -- 切换VM的时候会切换
VTCR_EL2: Virtualization Translation Control Register -- 切换VM的时候会切换
VTTBR_EL2: Virtualization Translation Table Base Register -- 切换VM的时候会切换

Translation Regime模型总结

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