armv8虚拟内存架构简述

粗略看了一下armv8的虚拟内存的文档。记录一下，细节留待以后用到时再去细究。

程序在运行的时候使用的内存一般是虚拟内存，需要经过转换才能接触到物理内存。其中的底层支持就是硬件架构，现代架构都是支持硬件虚拟内存转换的，一般就是说提供MMU。armv8架构作为现代架构也不例外，但是不太一样的是armv8架构支持两级转换：stage 1 和stage 2.

上图包含了安全世界和非安全世界的东西，由于安全世界的东西过于复杂（主要是我也不懂），下面我们就忽略掉安全世界的东西。从上图的第四条：VA->IPA->PA.很明显，VA到PA可以最多经过两次转换，当然每个stage都是可以取消的，比如只有stage1 或只有stage2. 为什么需要两级转换呢？这是为支持虚拟化而设置的，对于虚拟机内的程序一般需要经过两级转换才能访问到主机的物理地址。所以一般地可以认为，对于主机上跑的应用程序只需要一级转换，而在虚拟机中的程序要经过两级转换。那怎样控制这些内存转换机制呢？

控制虚拟内存转换的接口就是一系列寄存器，主要有：SCTLR_EL1，TCR_EL1, TCR_EL2, HCR_EL2，TTBR0_EL1, TTBR1_EL1, VTTBR_EL2。下面分别介绍一下。

SCTLR_EL1：顶级系统控制寄存器,其中Mbit控制MMU 对EL0和EL1的stage 1的使能，一旦置位1，第一级虚拟内存转换就启动了。次要一点的EEbit用来控制大小端控制。

SCTLR_EL2: Mbit控制MMU对EL2的stage1使能。

HCR_EL2: VMbit控制MMU对EL0和EL1的stage2转换使能。

TCR_EL1: 转换控制寄存器。 这个寄存器直接控制EL0和EL1的第一级虚拟内存转换。

        TG1, 控制TTBR1_EL1的转换颗粒