ARM MMU介绍

上周介绍了arm mmu的部分知识，主要是内存映射方面的一些知识，由于arm对内存映射的处理比较灵活，但是总的原来和x86内存映射的机制原来是一样的。《linux内核情景分析》等书籍中有关于内存映射内核方面详细的介绍，可以触类旁通。本节要补充介绍一些arm mmu的一些内容

Mmu访问权限控制
Linux内核采用了虚拟内存技术，很大一部分作用就是安全作用，隔离各个进程之间的地址空间，防止用户空间的代码随意访问内核地址区域。Mmu支持对内存访问的权限控制，使得上述的安全功能得以实现。

内存域控制
Arm mmu协处理器cp15的c3寄存器是域访问控制寄存器。该寄存器总共32位，每2位控制一个域的访问方式，能够总共控制16个域。

访问控制的定义如下：
00表示不能访问该域
01表示检查页表项中的访问控制位
10表示保留值
11表示不需要检查页表项中的访问控制位
从上篇文章中，我们知道一级页表项中有一个domain域，这个域为4位，它的数值表示采用16个域中的其中一个域控制策略。

如果一级页表项中的domain域选择了需要进行访问权限检查，那么mmu会根据页表项的ap，cp15中的S、R位来决定cpu对内存的访问权限。

Cache 相关的内容
Cpu中引入cache的作用主要是提高cpu对内存的访问速度。Cache种类比较多，主要有全相连cache、直接cache、和组相连cache。ARM920T有16K的数据cache和指令cache。采用的组相连形式，每条cache line为32字节，一个cache有512条cache line，总共分为64组。

组相连cache，当cpu访问内存的时候，首先在cache中查找，查找的过程是，首先根据地址的组号，咋回到相应的cache组，然后将cache组中的cache line的区号和块号和地址的区号、块号做比对，如果有命中，就根据块内偏移地址读取cache line中的数据。

Cache写回内存的问题
Cache写回内存的方式有两种，一种是write back方式，也就是cache中的数据被修改后并不是立即写回入内存，而是当这个cache line被替换掉时，才会将原来的内容写回内存中去。另外一种方式是write through的方式，这种方式下，如果cache的内容被修改过后，会被立即回写到内存中。

我们说了这么多cache的东西，这对我们学习内核架构和写程序有什么好处内。当然有好处！记住这是内功，内功能让你练习其它武功是事半功倍。内功就是手中无剑但心中有剑，内功是一句口诀解万千变化！好了，不胡扯了。举个例子，arm芯片是没有IO空间的，寄存器的地址在和主存一样在地址空间中，但是寄存器的虚拟地址对应的页表项是绝对不能允许cache的。另外，当进程切换时，会更换页目录表，更换之后立即清除掉cache缓冲。