ARM Linux嵌入式开发：MMU理解与应用

"这篇资源是关于MMU（内存管理单元）的学习笔记，主要涉及了在ARM Linux嵌入式系统中的应用。笔记涵盖了对bank的理解，段地址和大小页的概念，协处理器的操作，以及TLB（翻译旁路缓冲区）的工作原理。" 在ARM Linux嵌入式开发中，MMU扮演着至关重要的角色，它负责地址映射和内存管理。"bank"的概念通常用于描述系统内存的不同区域，比如bank0可能用于norflash或nandflash，bank6则用于SDRAM。地址空间的划分使得不同的硬件设备可以拥有独立的内存区域。 段地址和大小页的理解是MMU工作的重要基础。在ARM架构中，虚拟地址（MVA）通过MMU转换为物理地址（PA）。这个过程涉及到页表（TTB，Translation Table Base）的使用，MVA的高阶部分（如31:20位）与页表项相加得到实际页表地址，然后结合MVA的低阶部分完成最终的地址转换。大小页的概念是指可以使用不同大小的页，如4KB或64KB，这影响了地址转换的粒度。 协处理器（如CP15）在ARM体系结构中用于执行特定的内存管理和控制操作，如配置页表、刷新或无效缓存等。例如，CP15可以用来清空TLB条目，确保内存访问的正确性。当MMU的设置发生改变时，可能需要通过CP15指令来更新或无效TLB内容，以保证新的地址映射生效。 TLB是MMU中的关键组成部分，它作为翻译旁路缓冲区，存储最近使用的虚拟到物理地址映射，以提高地址转换速度。当CPU访问内存时，首先会在TLB中查找，如果找到对应的映射，则可以直接使用，否则需要查询页表并更新TLB。当TLB条目满或者映射过期时，会进行替换策略，以保持最佳性能。 此外，笔记中还提到了缓存（cache）与MMU、TLB的关系。缓存在CPU与主内存之间提供更快的数据访问，而MMU和TLB则处理地址映射，确保数据在正确的位置被加载或存储。在某些情况下，如SDRAM这样的动态随机存取内存可能会有特定的刷新需求，以保持数据完整性。 最后，代码片段展示了如何在程序中等待一段时间，可能用于调试或同步操作。`wait`函数利用了无符号长整型变量`dly`进行循环延迟，这是一种简单的静态延迟方法。在嵌入式系统中，这种技巧经常用于确保程序按照预期的时序执行。 总结来说，这篇笔记深入浅出地介绍了MMU在ARM Linux嵌入式系统中的核心功能，包括地址映射、内存分段、协处理器操作、TLB的工作机制以及缓存管理。对于理解嵌入式系统的内存管理机制非常有帮助。