[转载]ARM64 内存管理二：创建启动阶段的页表type
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< 上一篇中，已经介绍了 stext 宏的
preserve_boot_args el2_setup set_cpu_boot_mode_flag __vet_fdt函数，其中preserve_boot_args函数主要任务是按 arm64 规范，在 x0-x3 寄存器中存入 dtb pa 还有 0；并初始化 boot_args 地址段
el2_setup：重置 sctlr_elx 寄存器，确定 CPU 处于哪个 exception level, ….. 待补充
set_cpu_boot_mode_flag：保存 exception level 到全局变量__boot_cpu_mode，以便系统启动后使用
__vet_fdt：校验 fdt 是否符合 arm64 规范要求，见 document/boot.txt 要求
本文场景前提：
ARM64，VA 是 48 bit，page size 是 4K===》在地址映射过程中，地址被分成 9(level 0) ＋ 9(level 1) ＋ 9(level 2) ＋ 9(level 3) ＋ 12(page offset)
主要描述 ARM64 启动过程中，如何建立初始化阶段页表，以便在打开 MMU 后能正确执行 linux 内核代码；场景前提：ARM64，VA 是 48 bit，page size 是 4K
在一般程序中，要想内核执行我们的一个程序，我们只要告知内核 2 个东西即可：1. 代码地址及长度；2. 程序参数地址及长度；linux kernel 就是一个特殊的程序，因此在打开 MMU 前，我们得先准备好打开 MMU 后，Linux image 地址及长度，传入 kernel 的参数地址及长度
因此在初始化阶段，我们需要 mapping 三段地址
- identify mapping: 把物理地址直接 mapping 到物理地址上，仅仅为了解决 cpu pipeline 机制对于 MMU 打开前后的冲击，具体可以查看 arm 手册说明
- kernel image mapping: 准备好 MMU 打开后 linux image 地址
- blob memory mapping: 准备好 MMU 打开后 dtb 参数地址
< 以下均以 ARM64, 48bit 为例，位宽由
#define VA_BITS (CONFIG_ARM64_VA_BITS)配置虚拟地址空间布局
参考
linux-4.1.10\Documentation\arm64memory.txt翻译过程
- 通过虚拟地址最高位确定属于 userspace 还是 kernel space，从而分别选择 TTBR0_EL1 或者 TTBR1_EL1；该寄存器保存了 PGD 基地址，PGD 中每个 entry 都是描述符，可能是 table descriptor, block descriptor, page descriptor，可以根据 entry 中标志位确认
- 如果是 block descriptor, 翻译就结束了；否则指向下一节的 translation table(PUD), 同理……
section mapping
ARM64_SWAPPER_USES_SECTION_MAPS宏定义了 swapper/idpmap 是否使用 section map；什么是 section mapping?我们用一个实际的例子来描述。假设 VA 是 48 bit，page size 是 4K，那么，在地址映射过程中，地址被分成 9(level 0) ＋ 9(level 1) ＋ 9(level 2) ＋ 9(level 3) ＋ 12(page offset)，对于 kernel image 这样的 big block memory region，使用 4K 的 page 来 mapping 有点得不偿失，在这种情况下，可以考虑让 level 2 的 Translation table entry 指向一个 2M 的 memory region，而不是下一级的 Translation table。所谓的 section map 就是指使用 2M 的为单位进行映射。
当然，不是什么情况都是可以使用 section map，对于 kernel image，其起始地址是 2M 对齐的，因此 block size 是 2M 的情况下才 OK，对于 PAGE SIZE 是 16K，其 Block descriptor 指向了一个 32M 的内存块，PAGE SIZE 是 64K 的时候，Block descriptor 指向了一个 512M 的内存块，因此，只有 4K page size 的情况下，才可以启用 section map。
代码分析__create_page_tables
以 48bit(9+9+9+9+12)，Page size 为 4K 为例，如果是 seciton map, PGD(Level 0)、PUD(Level 1)、PMD(Level 2) 的 translation table 中的 entry 都是 512 项，每个描述符是 8 个 byte，因此这些 translation table 都是 4KB，恰好是一个 page size; 共 3page size
参考文献
http://www.wowotech.net/armv8a_arch/create_page_tables.html