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多级页表地址映射设计与ARM硬件MMU兼容性适配

共计 30 章节

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MMU基础概念

MMU的作用 · 虚拟地址与物理地址 · 地址转换的基本流程

MMU基础概念

页表与页表项

页表定义 · 页表项结构 · 权限位与属性位

页表页表项

单级页表设计

单级页表原理 · 线性映射 · 优缺点分析

单级页表设计单级页表原理

多级页表引入

为什么需要多级页表 · 节省内存的原理 · 层级结构概览

多级页表引入为什么需要多级页…

二级页表结构

页目录与页表 · 地址拆分 · 索引过程

二级页表结构页目录

三级页表结构

页全局目录 · 页上级目录 · 页表层级

三级页表结构页全局目录

四级页表结构

PML4 · PDPT · PD

四级页表结构PML4

ARMv7-A MMU架构

短描述符格式 · 长描述符格式 · TTBR寄存器

ARMv8-A MMU架构

AArch64地址转换 · TCR寄存器 · MAIR寄存器

页表粒度与页面大小

4KB · 16KB · 64KB页面

页表粒度页面大小

地址空间划分

用户空间与内核空间 · ASID机制 · 地址空间标识

地址空间划分用户空间

TLB原理与结构

TLB作用 · 全相联与组相联 · TLB缺失处理

TLB一致性维护

TLB无效化指令 · TLB锁定 · 上下文切换时的TLB管理

TLB一致性维护

页表缓存与walk cache

MMU内部缓存 · 页表遍历加速

内存属性与缓存策略

Normal与Device内存 · Cache策略 · 共享属性

内存属性缓存策略

权限检查与保护

访问权限位 · 域管理 · 特权级检查

权限检查保护

系统MMU原理 · 设备地址转换 · 与CPU MMU的协同

多级页表建立流程

内核初始化页表 · 动态分配页表页 · 页表填充

多级页表建立流程内核初始化页表

页表遍历算法

软件模拟页表遍历 · 硬件自动遍历 · 异常处理

页表遍历算法软件模拟页表遍历

缺页异常处理

缺页中断流程 · 页面分配 · 页表更新

缺页异常处理缺页

大页与透明巨页

hugetlbfs · 透明巨页机制 · ARM Contiguous Bit

大页透明巨页

页表回收与交换

页面置换算法 · 页表页回收 · swap机制

页表回收交换

多核系统中的页表同步

TLB shootdown · 跨核同步 · 原子操作

多核系统页表同步

虚拟化中的页表

Stage-2转换 · 嵌套页表 · KVM与ARM Hyp模式

虚拟化页表

ARM TrustZone与页表

安全世界与普通世界 · 页表隔离 · TZASC

页表调试与诊断

页表dump · 内核调试接口 · QEMU模拟

页表调试诊断

TLB预取 · 页表缓存 · 减少页表层级

性能优化TLB

与Linux内核的集成

Linux页表管理 · pgd/pmd/pte操作 · ARM特定代码

Linux内核的集成

与RTOS的集成

FreeRTOS MPU与MMU · Zephyr页表管理

综合项目实战

在QEMU上实现自定义多级页表 · 验证地址映射 · 测试TLB行为

综合项目实战QEMU