MIPS架构培训之MMU原理
来源:互联网 发布:百度关键词挖掘软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 05:06
源自培训讲稿,并隐去公司系统软件的内容。
Cache相对独立,比较容易明白。但MMU和OS关联很紧密,难度系数比Cache要大。
1、为什么会有MMU
a)安全性考虑:
没有利用MMU来做虚拟空间管理的系统,程序可以互相访问对方的数据和代码。随便一个程序出问题可能导致系统崩溃,特别是第三方程序。
利用MMU建立虚拟地址空间管理,每个程序(后面称之为进程)有独立的地址空间,程序之前不能随便访问到对方的地址空间。
建立一个内核进程来管理普通进程(内核进程之前的其它进程),包括普通进程的创建、删除和资源回收。当普通进程出问题的时候,
内核进程将其kill掉,并将其资源回收利用。
b)多用户系统,虚拟化
从应用程序角度看,每个程序都拥有这个系统资源,包括CPU、内存以及其它外设。应用程序本身不知到被分时了,哈。
2、MIPS32地址空间
kuseg、kseg0、kseg1、kseg2、kseg3(附图说明)
mapped与unmapped概念
哪几个unmapped的?内核进程必须运行在unmapped空间
3、Modes of operation
User、Supervisor、Kernel、Debug
各mode都拥有哪些seg的访问权限。
4、TLB的结构
TLB这个奇怪名字的由来,如同a.out一样。
Tag Entry和Data Entries(附图说明)。
Tag Entry字段:PageMask、VPN2、G、ASID。
Data Entry字段:PFN、C、D、V。
问题1:为什么一个Tag Entry会有两个Data Entries呢?
5、虚拟地址到物理地址过程(附图说明)
CPU给出虚拟地址 -> 匹配Tag Entry-> 检查Data Entry是否有效 -> 得到有效的物理地址。
6、TLB miss、invalid处理
结合页表管理介绍一下。
7、TLB指令介绍
8、Some Fixed Mapping MMU。
Homework:
1)在单进程/单地址空间的RTOS中实现0地址保护。
2)上述系统中实现代码段保护。
A bigger homework:
参考Minix或者Linux代码,完成一个进程原型。
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