Таблица трансляции адресов🔗

Общие сведения🔗

MMU в ARMv7 поддерживает одноуровневое и двухуровневое преобразование адресов, соответственно для каждого уровня существует своя отдельная таблица. Таблица первого уровня имеет размер 16kB (и должна быть размещена в памяти по адресу, выровненному на границу 16kB). Если преобразование одноуровневое, то таблица второго уровня не нужна. Таблица первого уровня нужна всегда, когда MMU включено.

Таблица трансляции первого уровня🔗

Таблица трансляции адресов инициализирована значениями, соответствующими кодированию 1М секций. Назначение таблицы в данном случае - задание атрибутов различных регионов адресного пространства.

Ниже приведено распределение значений атрибутов по адресам секции. В столбце Address указаны смещения, т.е реальный физический адрес элемента таблицы получается получается путём прибавления смещения к базовому адресу таблицы. SA - Section Address, адрес секции, у каждого последующего элемента таблицы SA равен адресу из предыдущего элемента + 0x100000 (1MB - т.е. на размер секции).

Entry Address Offset	Sections	Value	Destination Address	Device	Description
0x00000000-0x00000fff	1024	SA + 0x15de6	0x00000000-0x3fffffff	OCRAM/DDR	S=b1 TEX=b101 AP=b11, Domain=b1111, C=b0, B=b1
0x00001000-0x00001fff	1024	SA + 0x00с02	0x40000000-0x7fffffff	FPGA Slave0	S=b0 TEX=b000 AP=b11, Domain=b0, C=b0, B=b0
0x00002000-0x00002fff	1024	SA + 0x00с02	0x80000000-0xbfffffff	FPGA Slave1	S=b0 TEX=b000 AP=b11, Domain=b0, C=b0, B=b0
0x00003000-0x000037ff	512	SA + 0x00000	0xc0000000-0xdfffffff	Reserved	S=b0 TEX=b000 AP=b00, Domain=b0, C=b0, B=b0
0x00003800-0x0000380b	3	SA + 0x00c06	0xe0000000-0xe02fffff	MMRs	S=b0 TEX=b000 AP=b11, Domain=b0, C=b0, B=b1
0x0000380c-0x0000383f	13	SA + 0x00000	0xe0300000-0xe0ffffff	Reserved	S=b0 TEX=b000 AP=b00, Domain=b0, C=b0, B=b0
0x00003840-0x0000387f	16	SA + 0x00c06	0xe1000000-0xe1ffffff	NAND	S=b0 TEX=b000 AP=b11, Domain=b0, C=b0, B=b1
0x00003880-0x000038ff	32	SA + 0x00c06	0xe2000000-0xe3ffffff	NOR	S=b0 TEX=b000 AP=b11, Domain=b0, C=b0, B=b1
0x00003900-0x0000397f	32	SA + 0x00c06	0xe4000000-0xe5ffffff	SRAM	S=b0 TEX=b000 AP=b11, Domain=b0, C=b0, B=b1
0x00003980-0x00003dff	288	SA + 0x00000	0xe6000000-0xf7ffffff	Reserved	S=b0 TEX=b000 AP=b00, Domain=b0, C=b0, B=b0
0x00003e00-0x00003e3f	16	SA + 0x00c06	0xf8000000-0xf8ffffff	APB Peripherals	S=b0 TEX=b000 AP=b11, Domain=b0, C=b0, B=b1
0x00003e40-0x00003eff	48	SA + 0x00000	0xf9000000-0xfbffffff	Reserved	S=b0 TEX=b000 AP=b00, Domain=b0, C=b0, B=b0
0x00003f00-0x00003f7f	32	SA + 0x00c0a	0xfc000000 - 0xfdffffff	Linear QSPI	S=b0 TEX=b000 AP=b11, Domain=b0, C=b1, B=b0
0x00003f80-0x00003ffb	31	SA + 0x00000	0xfe000000-0xffefffff	Reserved	S=b0 TEX=b000 AP=b00, Domain=b0, C=b0, B=b0
0x00003ffc-0x00003fff	1	SA + 0x04c0e	0xfff00000-0xffffffff	256K OCM	S=b0 TEX=b100 AP=b11, Domain=b0, C=b1, B=b1

Расшифровка атрибутов🔗

ID	Name	Description
S	Shareable	Регион доступен не только ядру, но и другим агентам (например, другому ядру). 1: Shareable 0: Non-shareable
C	Cacheable	Регион кэшируем. В сочетании со значением атрибута TEX относится к внутреннему или внешнему кэшу (Inner-Cacheable, Outer-Cacheable). 1: Cacheable 0: Non-сacheable
B	Bufferable	Регион буферируем. Имеет смысл при запросах ядра на запись. 1: Bufferable 0: Non-bufferable
TEX	Type extension	Атрибут (вместе с атрибутами C, B и частично S) задаёт модель памяти (Memory Ordering). Полный перечень вариантов описан в документации, тут приведено описание только используемых случаев. 0b000: C= 0; B = 0: Strong-ordered. C= 0; B = 1: Shareable Device. C= 1; B = 0: Normal, Outer and Inner Write-Through, no Write-Allocate. C= 1; B = 1: Normal, Outer and Inner Write-Back, no Write-Allocate. 0b1xx: 0bxx определяет Outer cacheable attribute, C и B определяют Inner cacheable attribute. Кодировка 0bxx: 0b00: Non-cacheable. 0b01: Write-Back, Write-Allocate. 0b10: Write-Through, no Write-Allocate. 0b11: Write-Back, no Write-Allocate.
AP	Access permissions	Опции доступа к региону памяти. Если APX == 0, а это именно рассматриваемый случай, то кодировка атрибута AP для привилегированного режима (PL1) следующая: 0b00: No access. 0b01, 0b10, 0b11: Read/Write.
Domain	Domain field	Дескриптор домена памяти. Всего существует 16 доменов, каждый домен характеризуется правами доступа, определяемыми в DACR – Domain Access Control Register. Этот регистр является 32-разрядным, и поделён на 2-битные поля, полей 16 штук - по числу доменов. Младшие 2 бита относятся к домену 0, следующие 2 - к домену 1 и т.д. Это двухбитное поле кодирует права доступа к домену следующим образом: 0b00: No access. Any access to the domain generates a Domain fault. 0b01: Client. Accesses are checked against the permission bits in the translation tables. 0b10: Reserved, effect is UNPREDICTABLE. 0b11: Manager. Accesses are not checked against the permission bits in the translation tables.
nG	Non-Global	Имеет смысл в многопроцессной ОС. Если если значение равно 0, то регион доступен всем процессам, если значение равно 1, то регион доступен только одному процессу - в этом случае дополнительно используется Address Space ID (ASID)
xN	Execute Never	Будучи установленным, предотвращает спекулятивное чтение инструкций из региона памяти. Типовое применение – обозначить device memory regions для защиты от случайной попытки выполнения программы из этих регионов.

Резюме🔗

Все домены в данной программе установлены в режим Manager, поэтому доступ к ним разрешён безотносительно к значениям атрибутов AP, указанных в дескрипторах секций.

В вышеописанной таблице все регионы (секции) памяти описаны с использованием следующего набора значений (приведена только часть, описывающая свойства секции, без адреса:

Value	Attributes	Description	Device
0x15de6	S=b1 TEX=b101 AP=b11 Domain=b1111 C=b1 B=b1	Память является: Normal Inner: Write-Back, no Write-Allocate Outer: Write-Back, Write-Allocate	OCR/DDR
0x00000	S=b0 TEX=b000 AP=b00 Domain=b0 C=b0 B=b0	Память является Strongly-ordered	Reserved
0x00c02	S=b0 TEX=b000 AP=b11 Domain=b0 C=b0 B=b0	Память является Strongly-ordered	FPGA: Slave 0 Slave 1
0x00c06	S=b0 TEX=b000 AP=b11 Domain=b0 C=b0 B=b1	Память является Device	Memory mapped devices: UART USB IIC SPI CAN GEM GPIO QSPI SD NAND NOR APB Peripherals
0x00c0a	S=b0 TEX=b000 AP=b11 Domain=b0 C=b1 B=b0	Память является: Normal Inner: Write-Through, no Write-Allocate Outer: Write-Through, no Write-Allocate	Linear QSPI - XIP
0x04c0e	S=b0 TEX=b100 AP=b11 Domain=b0 C=b1 B=b1	Память является: Normal Inner: Write-Back, no Write-Allocate Outer: Non-cacheable	OCM когда отображена на старшие адреса