鴻蒙內(nèi)核源碼分析：虛擬地址與物理地址之間是如何映射的

小嵌

鴻蒙內(nèi)核源碼分析：虛擬地址與物理地址之間是如何映射的,   
MMU的本質(zhì) 虛擬地址（VA）: 就是線性地址, 鴻蒙內(nèi)存部分全是VA的身影, 是由編譯器和鏈接器在定位程序時分配的，每個應(yīng)用程序都使用相同的虛擬內(nèi)存地址空間，而這些虛擬內(nèi)存地址空間實際上分別映射到不同的實際物理內(nèi)存空間上。CPU只知道虛擬地址，向虛擬地址要數(shù)據(jù)，但在其保護模式下很悲催地址信號在路上被MMU攔截了，MMU把虛擬地址換成了物理地址，從而拿到了真正的數(shù)據(jù)。

物理地址（PA）：程序的指令和常量數(shù)據(jù)，全局變量數(shù)據(jù)以及運行時動態(tài)申請內(nèi)存所分配的實際物理內(nèi)存存放位置。

MMU采用頁表（page table）來實現(xiàn)虛實地址轉(zhuǎn)換，頁表項除了描述虛擬頁到物理頁直接的轉(zhuǎn)換外，還提供了頁的訪問權(quán)限（讀，寫，可執(zhí)行）和存儲屬性。 MMU的本質(zhì)是拿虛擬地址的高位（20位）做文章，低12位是頁內(nèi)偏移地址不會變。也就是說虛擬地址和物理地址的低12位是一樣的，本篇詳細(xì)講述MMU是如何變戲法的。

MMU是通過兩級頁表結(jié)構(gòu)：L1和L2來實現(xiàn)映射功能的，鴻蒙內(nèi)核當(dāng)然也實現(xiàn)了這兩級頁表轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)。本篇是系列篇關(guān)于內(nèi)存部分最滿意的一篇，也是最不好理解的一篇, 強烈建議結(jié)合源碼看, 鴻蒙內(nèi)核源碼注釋中文版 【 Gitee倉 | CSDN倉 | Github倉 | Coding倉 】內(nèi)存部分的注釋已經(jīng)基本完成 。


一級頁表L1 L1頁表將全部的4G地址空間劃分為4096個1M的節(jié)，頁表中每一項（頁表項）32位，其內(nèi)容是L2頁表基地址或某個1M物理內(nèi)存的基地址。虛擬地址的高12位用于對頁表項定位，也就是4096個頁面項的索引，L1頁表的基地址，也叫轉(zhuǎn)換表基地址，存放在CP15的C2（TTB）寄存器中，鴻蒙內(nèi)核源碼分析（內(nèi)存匯編篇）中有詳細(xì)的描述，自行翻看。 L1頁表項有三種描述格式，鴻蒙源碼如下：

• /* L1 descriptor type */
  
• #define MMU_DESCRIPTOR_L1_TYPE_INVALID                          （0x0 << 0）
  
• #define MMU_DESCRIPTOR_L1_TYPE_PAGE_TABLE                     （0x1 << 0）
  
• #define MMU_DESCRIPTOR_L1_TYPE_SECtiON                          （0x2 << 0）
  
• #define MMU_DESCRIPTOR_L1_TYPE_MASK                             （0x3 << 0）
    
  

第一種：Fault（INVALID）頁表項，表示對應(yīng)虛擬地址未被映射，訪問將產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)中止異常。 第二種：PAGE_TABLE頁表項，指向L2頁表的頁表項，意思就是把1M分成更多的頁（256*4K） 第三種：SECTION頁表項 ，指向1M節(jié)的頁表項