ARM64启动汇编和内存初始化(下) --- (三)

文章代码分析基于linux-5.19.13，架构基于aarch64（ARM64），平台qmenu，物理内存起始地址0x40000000
上文讲了汇编代码__create_page_tables的两个映射(未使能mmu)：
（1）idmap_text段的恒等映射；
（2）内核镜像的线性映射；

1. 恒等映射和内核镜像映射示意图

 

2. 问题

2.1 为什么创建恒等映射？

 为了降低启动代码的复杂性，进入linux内核的时候，MMU是关闭的，这也就意味着不能利用高速缓存的性能，那么内核是如何要打开MMU并使能数据高速缓存呢？

(1) 在关闭MMU的情况下，处理器访问的地址都是物理地址。当MMU打开后，处理器访问地址就变成虚拟地址；
(2) 目前的处理器都是多级流水行架构，处理器会提前预取多条指令到流水线中。当打开MMU后，处理器之前预取的指令就会以虚拟地址来访问，到MMU查找对应的物理地址。

 因此，为了保证处理器在开启MMU后，能完成从物理地址到虚拟地址的平滑过渡，首先会创建VA和PA的相等映射(恒等映射identity mapping))。 建立恒等映射是小范围的，占用的空间通常小于内核映像的大小，也就是几兆字节。

2.2 为什么ARM64要创建两个页表？

arm64处理器中有两个页表基地址存储器TTBR0和TTBR1 。

（1）当虚拟地址的63bit为0的时候，硬件会自动选择TTBR0；
（1）当虚拟地址的63bit为1的时候，硬件会自动选择TTBR1；

 一般SOC的物理地址从0或者某一个地址开始，但是这个地址一般不会超过256TB(0000 FFFF FFFF FFFF)，至少目前不会(因为已经够用，且地址越大soc成本越高)，所以恒等映射要用到TTBR0。
因为内核image的映射一定处于内核空间中，所以映射要用到TTBR1。因此这里必须创建了两个页表。