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上篇文章：【ARM Cache 系列文章 7.2 – ARMv8/v9 MMU 页表配置详细介绍 03 】

MMU 块描述符与页描述符

在ARMv8/v9架构中，内存管理单元（MMU）使用描述符（Descriptors）来定义内存区域的属性。这些描述符被组织成表格，通常称为转换表（Translation Table）。转换表项（Translation Table Entry，TTE）可以是块描述符（Block Descriptor）或页描述符（Page Descriptor），它们定义了虚拟地址到物理地址的映射及其相关属性。

Block Descriptor

块描述符用于定义较大的内存区域的映射。在不同的转换级别（Level）中，块的大小可以不同。例如，在第一级转换（L1）中，ARMv8/v9 允许1GB的块大小，在第二级转换（L2）中，允许2MB大小（取决于具体的配置和实现）。
块描述符不仅仅定义了虚拟地址到物理地址的映射，还定义了访问权限（如读/写权限），是否可以执行，缓存策略（如是否可缓存，缓存类型），以及是否需要地址转换（Non-Secure, Secure）等属性。

Block descriptor formats

下图展示了52-bit输出地址和48-bit输出地址各种颗粒度的blcok descriptor 的格式：

通常我们只使用48-bit 4K的格式。

Block Entry 介绍

“Block Entry” 是指在页表中用来描述一块连续物理内存区域映射的条目。ARMv8/v9 架构支持多级页表结构，这些页表结构用来将虚拟地址空间（VA）映射到物理地址空间（PA）。页表项（PTE）可以是页表描述符，指向另一个页表的地址，或者是块描述符，直接映射到一个物理内存块。

Block Entry 的设定

如何设定一个页表项（PTE）是块描述符还是页描述符见文章 【ARM Cache 系列文章 7.1 – ARMv8/v9 MMU 页表配置详细介绍 02 】

Block Entry 的特点

1. 连续内存映射：Block Entry 映射了一段连续的物理内存区域到虚拟内存中。这可以提高内存访问的效率，因为它减少了页表的层级和相关的内存访问代价。
2. 大小可变：在 ARMv8/v9 架构中，Block Entry 可以表示不同大小的内存块。这取决于页表的层级和配置。例如，在一些配置中，第一级页表（L1）的 Block Entry 可能表示 1GB 的物理内存，而第二级（L2）或更低级别的 Block Entry 可能表示更小的内存块，例如 2MB。
3. 灵活性和效率：使用 Block Entry 可以在保持足够页表粒度的同时减少页表的大小和深度，这提高了内存映射的灵活性和效率。特别是对于大量使用连续物理内存区域的应用场景（如大型数据库或多媒体处理），这种方法非常有利。

Block Entry 使用场景

• 大型内存映射：对于需要映射大块连续物理内存的场景，使用 Block Entry 比传统的页映射更有效率，因为它减少了页表遍历的开销。
• 性能敏感的应用：对于对内存访问性能有高要求的应用，例如高性能计算（HPC）或游戏，使用 Block Entry 可以优化内存访问速度。
• 系统启动和初始化：在系统启动和初始化阶段，操作系统可能使用 Block Entry 来设置初始的内存映射，确保快速访问关键内存区域。

Page Descriptor

页描述符用于定义较小内存区域的映射，通常是4KB大小的页面。页描述符在第三级转换（L3）中使用，它提供了更细粒度的内存管理能力。与块描述符类似，页描述符也定义了虚拟地址到物理地址的映射及相关的内存属性，如访问权限、执行权限、缓存策略等。

Page Descriptor 格式

下图展示了各种格式的页描述符的格式：

Block descriptors 和 Page descriptors 属性

下图展示了stage1 translation Block descriptors 和 Page descriptors 属性域：

见文章：【ARM Cache 系列文章 7 – ARMv8/v9 MMU 页表配置 01 】

下图展示了stage2 translation Block descriptors 和 Page descriptors 属性域：

bit[63]: 对于stage 1 translations没有使用，对于 stage 2 translations 该 bit 留给 SMMU 使用（后面文章会介绍SMMU）；
bits[62:59]：对于stage 1 translations没有使用，对于 stage 2 translations Bits[62:60] 留给 SMMU 使用，Bit[59] 没有使用；
TODO

Block descriptors 和 Page descriptors 使用场景

• 块描述符主要用于映射较大的、属性统一的内存区域。使用块描述符可以减少转换表的大小和复杂度，提高地址转换的效率。
• 页描述符则用于映射需要细粒度控制的小内存区域。例如，操作系统内核通常需要对特定内存区域（如设备映射内存、内核代码和数据等）进行精确的权限和属性控制。

在设计操作系统或底层驱动时，合理利用块描述符和页描述符，可以有效地控制内存访问权限，提高系统的安全性和效率。