ARM TTBR0，TTBR1寄存器与ARM32页表复制

最新推荐文章于 2025-04-02 08:53:45 发布

a372048518

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本文详细对比了ARM32与ARM64架构下页表机制的不同，ARM32因硬件限制未使用TTBR1寄存器，用户与内核空间共用同一页表，通过复制内核页表实现进程隔离。而ARM64利用TTBR0与TTBR1寄存器，分别管理用户与内核空间，避免了页表复制，提高了效率。

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一，ARM TTBR0，TTBR1寄存器；
从ARMV6开始增加了TTBR1寄存器，但是在ARM32的时候，TTBR1寄存器未使用，原因如下：
TTBR0和TTBR1寄存器只支持2G，1G，512M等，但是ARM32虚拟地址空间的划分比例为1:3，用户空间是3G，内核空间是1G，所以上述寄存器硬件限制无法满足这种通用配置，所以ARM32未使用TTBR1寄存器；
在这里插入图片描述
二，ARM32页表复制
ARM32：由于ARM32未使用TTBR1寄存器，也就是MMU只使用了一个页表基址寄存器，同时，为了避免在用户空间和内核空间切换时，切换页表带来的性能损耗，所以，用户空间和内核空间共用一个页表，即用户空间和内核空间具有相同的页表基地址TTBR0，为了实现这种机制，内核在每次fork一个新的进程的时候，都会把内核页表的一级页表复制到新的进程的一级页表中，代码如下：
在这里插入图片描述
ARM64：ARM64使用了TTBR0和TTBR1寄存器，用户虚拟地址空间和内核虚拟地址空间都是256TB，用户虚拟地址的高位都是0，内核虚拟地址的高位都是1，MMU会自动根据高位是否为1来判断该虚拟地址是否为内核虚拟地址，所以用户虚拟地址空间和内核虚拟地址空间采用了不同的页表，即用户空间和内核空间具有不同的页表基地址，所以ARM64在fork每一个新的进程的时候不会把内核页表的一级页表复制到每一个新进程的一级页表中，代码如下：
在这里插入图片描述