ARM架构（五）——MMU①

1.MMU基础

1.1 为什么要用MMU，为什么要用虚拟地址？

MMU的作用，主要是完成地址的翻译，即虚拟地址到物理地址的转换，无论是main-memory地址(DDR地址)，还是IO地址(设备device地址)，在开启了MMU的系统中，CPU发起的指令读取、数据读写都是虚拟地址，在ARM Core内部，会先经过MMU将该虚拟地址自动转换成物理地址，然后在将物理地址发送到AXI总线上，完成真正的物理内存、物理设备的读写访问。
可以让系统中的多个程序跑在自己独立的虚拟地址空间中，相互不会影响。程序可以对底层的物理内存一无所知，物理地址可以是不连续的，但是不妨碍映射连续的虚拟地址空间

• 多个程序独立执行(不需要知道具体物理地址)
• 虚拟地址是连续的(程序可以在多个分段的物理内存运行)
• 允许操作系统管理内存(哪些是可见的，哪些是允许读写的，哪些是cacheable的…)

1.2 MMU作用

MMU负责地址转换，包括：

1）table walk unit，负责从内存中读取页表；

2）TLBs，负责缓存最近使用的页表项；

需要强调的是，应用程序发起的任何内存地址访问都是虚拟地址。虚拟地址被发送给MMU，MMU首先在TLBs中查找是否有对应的页表项，如果没有找到对应的页表项，那么table walk unit会从内存中读取合适的页表项（table entry）

2.地址空间