MMUv3 初始化序列

initialize_mmu 宏中的代码以与 MMUv2 固定内存映射相同的方式设置 MMUv3 内存映射。根据 CONFIG_INITIALIZE_XTENSA_MMU_INSIDE_VMLINUX 符号,此代码位于链接的地址(符号未定义)或者不位于(符号已定义),因此它需要是位置无关的。

此代码有以下假设

  • 此代码片段仅在 MMU v3 上运行。

  • TLB 处于复位状态。

  • ITLBCFG 和 DTLBCFG 为零(复位状态)。

  • RASID 为 0x04030201(复位状态)。

  • PS.RING 为零(复位状态)。

  • LITBASE 为零(复位状态,PC 相关文字);需要是 PIC。

TLB 设置按照以下步骤进行。

图例

  • VA = 虚拟地址(它的高两位十六进制数);

  • PA = 物理地址(它的高两位十六进制数);

  • pc = 包含此代码的物理范围;

在步骤 2 之后,我们跳转到 0x40000000..0x5fffffff 或 0x00000000..0x1fffffff 范围内的虚拟地址,具体取决于内核是加载在 0x40000000 以下还是以上。该地址对应于此代码中要执行的下一条指令。在步骤 4 之后,我们跳转到此代码的预期(链接的)地址。以下方案假设内核加载在 0x40000000 以下。

步骤 0

步骤 1

步骤 2

步骤 3

步骤 4

步骤 5

VA

PA

PA

PA

PA

VA

PA

PA

E0..FF

-> E0

-> E0

-> E0

F0..FF

-> F0

-> F0

C0..DF

-> C0

-> C0

-> C0

E0..EF

-> F0

-> F0

A0..BF

-> A0

-> A0

-> A0

D8..DF

-> 00

-> 00

80..9F

-> 80

-> 80

-> 80

D0..D7

-> 00

-> 00

60..7F

-> 60

-> 60

-> 60

40..5F

-> 40

-> pc

-> pc

40..5F

-> pc

20..3F

-> 20

-> 20

-> 20

00..1F

-> 00

-> 00

-> 00

IO 外设的默认位置在 0xf0000000 以上。可以使用设备树简单总线节点中的“ranges”属性来更改此设置。有关简单总线节点的语法和语义的详细信息,请参阅设备树规范的第 4.5 节。以下限制适用

  1. 仅考虑顶层简单总线节点

  2. 仅考虑一个(第一个)简单总线节点

  3. 不支持空的“ranges”属性

  4. 仅考虑“ranges”属性中的第一个三元组

  5. parent-bus-address 值向下舍入到最接近的 256MB 边界

  6. IO 区域覆盖 parent-bus-address 的整个 256MB 段; “ranges”三元组长度字段被忽略

MMUv3 地址空间布局。

默认的 MMUv2 兼容布局

                      Symbol                   VADDR       Size
+------------------+
| Userspace        |                           0x00000000  TASK_SIZE
+------------------+                           0x40000000
+------------------+
| Page table       |  XCHAL_PAGE_TABLE_VADDR   0x80000000  XCHAL_PAGE_TABLE_SIZE
+------------------+
| KASAN shadow map |  KASAN_SHADOW_START       0x80400000  KASAN_SHADOW_SIZE
+------------------+                           0x8e400000
+------------------+
| VMALLOC area     |  VMALLOC_START            0xc0000000  128MB - 64KB
+------------------+  VMALLOC_END
+------------------+
| Cache aliasing   |  TLBTEMP_BASE_1           0xc8000000  DCACHE_WAY_SIZE
| remap area 1     |
+------------------+
| Cache aliasing   |  TLBTEMP_BASE_2                       DCACHE_WAY_SIZE
| remap area 2     |
+------------------+
+------------------+
| KMAP area        |  PKMAP_BASE                           PTRS_PER_PTE *
|                  |                                       DCACHE_N_COLORS *
|                  |                                       PAGE_SIZE
|                  |                                       (4MB * DCACHE_N_COLORS)
+------------------+
| Atomic KMAP area |  FIXADDR_START                        KM_TYPE_NR *
|                  |                                       NR_CPUS *
|                  |                                       DCACHE_N_COLORS *
|                  |                                       PAGE_SIZE
+------------------+  FIXADDR_TOP              0xcffff000
+------------------+
| Cached KSEG      |  XCHAL_KSEG_CACHED_VADDR  0xd0000000  128MB
+------------------+
| Uncached KSEG    |  XCHAL_KSEG_BYPASS_VADDR  0xd8000000  128MB
+------------------+
| Cached KIO       |  XCHAL_KIO_CACHED_VADDR   0xe0000000  256MB
+------------------+
| Uncached KIO     |  XCHAL_KIO_BYPASS_VADDR   0xf0000000  256MB
+------------------+

256MB 缓存 + 256MB 非缓存布局

                      Symbol                   VADDR       Size
+------------------+
| Userspace        |                           0x00000000  TASK_SIZE
+------------------+                           0x40000000
+------------------+
| Page table       |  XCHAL_PAGE_TABLE_VADDR   0x80000000  XCHAL_PAGE_TABLE_SIZE
+------------------+
| KASAN shadow map |  KASAN_SHADOW_START       0x80400000  KASAN_SHADOW_SIZE
+------------------+                           0x8e400000
+------------------+
| VMALLOC area     |  VMALLOC_START            0xa0000000  128MB - 64KB
+------------------+  VMALLOC_END
+------------------+
| Cache aliasing   |  TLBTEMP_BASE_1           0xa8000000  DCACHE_WAY_SIZE
| remap area 1     |
+------------------+
| Cache aliasing   |  TLBTEMP_BASE_2                       DCACHE_WAY_SIZE
| remap area 2     |
+------------------+
+------------------+
| KMAP area        |  PKMAP_BASE                           PTRS_PER_PTE *
|                  |                                       DCACHE_N_COLORS *
|                  |                                       PAGE_SIZE
|                  |                                       (4MB * DCACHE_N_COLORS)
+------------------+
| Atomic KMAP area |  FIXADDR_START                        KM_TYPE_NR *
|                  |                                       NR_CPUS *
|                  |                                       DCACHE_N_COLORS *
|                  |                                       PAGE_SIZE
+------------------+  FIXADDR_TOP              0xaffff000
+------------------+
| Cached KSEG      |  XCHAL_KSEG_CACHED_VADDR  0xb0000000  256MB
+------------------+
| Uncached KSEG    |  XCHAL_KSEG_BYPASS_VADDR  0xc0000000  256MB
+------------------+
+------------------+
| Cached KIO       |  XCHAL_KIO_CACHED_VADDR   0xe0000000  256MB
+------------------+
| Uncached KIO     |  XCHAL_KIO_BYPASS_VADDR   0xf0000000  256MB
+------------------+

512MB 缓存 + 512MB 非缓存布局

                      Symbol                   VADDR       Size
+------------------+
| Userspace        |                           0x00000000  TASK_SIZE
+------------------+                           0x40000000
+------------------+
| Page table       |  XCHAL_PAGE_TABLE_VADDR   0x80000000  XCHAL_PAGE_TABLE_SIZE
+------------------+
| KASAN shadow map |  KASAN_SHADOW_START       0x80400000  KASAN_SHADOW_SIZE
+------------------+                           0x8e400000
+------------------+
| VMALLOC area     |  VMALLOC_START            0x90000000  128MB - 64KB
+------------------+  VMALLOC_END
+------------------+
| Cache aliasing   |  TLBTEMP_BASE_1           0x98000000  DCACHE_WAY_SIZE
| remap area 1     |
+------------------+
| Cache aliasing   |  TLBTEMP_BASE_2                       DCACHE_WAY_SIZE
| remap area 2     |
+------------------+
+------------------+
| KMAP area        |  PKMAP_BASE                           PTRS_PER_PTE *
|                  |                                       DCACHE_N_COLORS *
|                  |                                       PAGE_SIZE
|                  |                                       (4MB * DCACHE_N_COLORS)
+------------------+
| Atomic KMAP area |  FIXADDR_START                        KM_TYPE_NR *
|                  |                                       NR_CPUS *
|                  |                                       DCACHE_N_COLORS *
|                  |                                       PAGE_SIZE
+------------------+  FIXADDR_TOP              0x9ffff000
+------------------+
| Cached KSEG      |  XCHAL_KSEG_CACHED_VADDR  0xa0000000  512MB
+------------------+
| Uncached KSEG    |  XCHAL_KSEG_BYPASS_VADDR  0xc0000000  512MB
+------------------+
| Cached KIO       |  XCHAL_KIO_CACHED_VADDR   0xe0000000  256MB
+------------------+
| Uncached KIO     |  XCHAL_KIO_BYPASS_VADDR   0xf0000000  256MB
+------------------+