ARM Linux 的TLB miss和page fault的异常解决
发布时间：2021-11-22 11:15:59 所属栏目：PHP教程 来源：互联网
导读：ARMLinux的TLB miss处理过程Heron（2012.11.23） 在ARM架构下，TLB miss后的工作绝大多数情况是由hardwarepage table walk完成，特殊情况下hardware page table walk可以被关闭，此时发生TLB miss后CPU就会产生一个translationfault，剩下的工作由OS接管，完
|
ARMLinux的TLB miss处理过程——Heron（2012.11.23） 在ARM架构下，TLB miss后的工作绝大多数情况是由hardwarepage table walk完成，特殊情况下hardware page table walk可以被关闭，此时发生TLB miss后CPU就会产生一个translationfault，剩下的工作由OS接管，完成对于translation fault的异常处理。 默认情况下，发生TLB miss后，hardware page table walk自动启动开始扫描内存中的pagetable，若找到相应PTE（page table entry），则自动完成TLB entry的重填工作；如果找不到，则发出一个page fault异常，然后OS接管处理page fault。内核中有do_page_fault函数，该函数从硬盘中调换页面进内存，更新页表，然后重新执行发生TLB miss的那条指令，hardware page table walk重新执行，完成TLB重填的工作。 这里关心的是关闭hardware pagetable walk后，再发生TLB miss后的处理例程。如果发生这种情况，ARM CPU会发出一个translation fault（If translation table walksare disabled, for example, PD0 or EPD0 is set to 1 for TTBR0, or PD1 or EPD1 isset to 1 for TTBR1, the processor returns a Translation fault.见cortex-A15TRM p 5-5）。OS处理该异常的流程如下。 首先发生translation fault后，CPU会发出一个abort异常，然后跳转到该异常地址处（以发生指令预取中止异常为例，跳转到0x00000010）去执行，该地址处存放的是一个跳转指令 （W(b) vector_pabt +stubs_offset），然后，通过判断，若发生该异常的指令处于usr模式，则跳转到__pabt_usr函数去执行，该函数中有条跳转指令bl CPU_PABORT_HANDLER，CPU_PABORT_HANDLER是个宏定义，对于ARMv7，该定义是：# define CPU_PABORT_HANDLER v7_pabort， v7_pabort函数中就读取了IFSR和IFAR两个寄存器的值： //pabort-v7.S /* *Function: v6_pabort * *Params : r0 = address of aborted instruction * *Returns : r0 = address of abort * : r1 = IFSR * *Purpose : obtain information about current prefetch abort. */ .align 5 ENTRY(v7_pabort) mrc p15,0, r0, c6, c0, 2 @ get IFAR mrc p15,0, r1, c5, c0, 1 @ get IFSR mov pc,lr ENDPROC(v7_pabort) IFAR中存储了发生异常的指令地址，IFSR中存储的是一个32位数，其中某些位表明异常类型等（参考Cortex-A15TRM p4-76） 剩余的工作就是根据以上两个寄存器提取出来的信息，调用相应函数（do_PrefetchAbort——>do_translation_fault）进行处理。OS接管后的操作是（do_translation_fault函数），首先判断发生TLBmiss的那条指令是用户指令还是系统指令，如果是系统指令则剩余工作是对页全局目录（pgd）,页上级目录（pud），页中间目录（pmd）进行操作；如果是用户指令，则调用do_page_fault函数，剩下的工作就是page fault的处理过程，根据不同情况判断，包括权限检查，分配页面，发送SIGSEGV信号给进程，直接杀死进程等。不管哪种操作，OS都没有对TLB进行重填。 对于page fault的处理过程如下：在取数或者取指令时，发生指令或者数据的地址不存在的情况，则发生中止异常。 以取指发生异常为例。发生指令预取中止异常后，CPU自动跳转到0x0000000C（可配置成0xfffffffc，这里不考虑）去执行，该地址处是一个跳转指令 （W(b) vector_pabt + stubs_offset），然后，通过判断，若发生该异常的指令处于usr模式，则跳转到__pabt_usr函数去执行，该函数中有条跳转指令bl CPU_PABORT_HANDLER，CPU_PABORT_HANDLER是个宏定义，对于ARMv7，该定义是：# defineCPU_PABORT_HANDLER v7_pabort，v7_pabort函数中就读取了IFSR和IFAR两个寄存器的值： //pabort-v7.S /* * Function: v6_pabort * * Params : r0 = address ofaborted instruction * * Returns : r0 = address of abort * : r1 = IFSR * * Purpose : obtain information aboutcurrent prefetch abort. */ .align 5 ENTRY(v7_pabort) mrc p15, 0, r0, c6, c0, 2 @ get IFAR mrc p15, 0, r1, c5, c0, 1 @ get IFSR mov pc, lr ENDPROC(v7_pabort) IFAR中存储了发生异常的指令地址，IFSR中存储的是一个32位数，其中某些位表明异常类型等（参考Cortex-A15 TRM p4-76） 剩余的工作就是根据以上两个寄存器提取出来的信息，调用相应函数（do_PrefetchAbort——>do_page_fault）进行处理。  （编辑：云计算网_泰州站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
浙公网安备 33038102330476号