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驱动内存保护与兼容适配：MMU隔离与设备移植实践

共计 30 章节

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MMU在现代操作系统中的核心作用 · 内存保护与设备移植的挑战与机遇

课程导论MMU

ARMv8-A MMU架构基础

页表层级 · 转换粒度 · 地址空间划分（TTBR0/TTBR1…

页表描述符详解

Stage 1 页表描述符格式 · 属性域（XN · PXN

页表描述符详解Stage

转换表查找过程

多级页表遍历算法 · TLB缓存机制与失效策略

转换表查找过程多级页表遍历算法

内存属性与排序模型

Normal/Device内存类型 · Gathering/Reorderi…

内存属性排序模型

MMU初始化与配置

系统寄存器编程（SCTLR · TCR · MAIR

页表创建与维护

动态页表分配 · 映射/取消映射操作 · 修改页表属性（set/clear b…

页表创建维护

TLB管理与维护

TLB失效指令（TLBI） · 广播失效与本地失效 · ASID与VMID的作用

内存保护机制

特权级隔离（EL0/EL1/EL2/… · 域（Domain）与权限检查

内存保护机制EL0/EL1/EL2

Stage 2 地址转换

虚拟化场景下的Stage 2 转换 · VTTBR与VTCR配置

SMMU（System MMU）基础

SMMU与MMU的区别 · Stream ID与Context…

SMMU设备直通与隔离

配置SMMU实现设备DMA隔离 · Stream Table配置

SMMU设备直通

IOMMU框架在Linux中的实现

Linux IOMMU API · iommu_ops结构体 · 设备与IOMMU的绑定

DMA API与IOMMU交互

dma_alloc_coherent…

设备树中的MMU/IOMMU描述

iommus属性 · iommu-map · iommu-reserved-reg…

MMU/IOMMU设备树

内存屏障与一致性

DMA一致性 · Cache Coherency协议（… · dma_coherent属性

内存屏障一致性

设备移植基础

从裸机到Linux内核的驱动适配 · 寄存器映射与ioremap

设备移植基础Linux

MMU对设备驱动的影响

虚拟地址与物理地址转换 · DMA缓冲区映射策略

MMU对设备驱动的影响

设备内存区域保护

使用memblock/CMA预留内存 · ioremap_wc/iounmap

设备内存区域保护memblock/CMA

多核系统中的MMU同步

跨核页表更新 · TLB shootdown机制

MMU多核系统

MMU调试与故障排查

页表转储 · Translation Fault分… · memtool/IOMMU调试fs

安全世界与MMU

TrustZone下的MMU隔离 · Secure/Non-Secure页…

MMU安全世界

虚拟化场景下的MMU

KVM Stage 2 转换 · Guest物理地址与Host物理地址…

MMU虚拟化场景下的

MMU性能优化

大页（HugePage）支持 · TLB预取 · 页表缓存（PTW Caches）

MMU性能优化

设备移植实战

网卡驱动DMA内存保护配置 · IOMMU域分配

设备移植实战DMA

设备移植实战

GPU驱动显存映射与MMU隔离 · SMMU Context Bank分…

设备移植实战GPU

设备移植实战

FPGA加速器MMU直通与地址翻译服…

设备移植实战FPGA

MMU与电源管理

系统挂起/恢复时的MMU状态保存与恢… · TLB上下文保存

MMU电源管理

MMU隔离在功能安全中的应用

ASIL-D系统下的内存分区 · MPU与MMU协同

课程总结与展望

未来MMU发展趋势（CHI总线 · CXL内存池化 · IOMMU硬件加速）

课程总结MMU