ARM Linux (S3C6410架構/2.6.35內核)的內存映射（五）
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ARM Linux的訪(fǎng)問(wèn)權限控制
ARM1176JZF-S處理器為訪(fǎng)問(wèn)權限控制定義了兩個(gè)層次：第一層是"域"(Domain)的訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)型，第二層是頁(yè)或者段的"讀寫(xiě)權限"(Access Permission)。具體來(lái)說(shuō)，過(guò)程是這樣的：
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201611/317856.htm1.
| Bits | 31, 30 | 29, 28 | 27, 26 | 25, 24 | 23, 22 | 21, 20 | 19, 18 | 17, 16 | 15, 14 | 13, 12 | 11, 10 | 9, 8 | 7, 6 | 5, 4 | 3, 2 | 1, 0 |
| Domain | D15 | D14 | D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
對于每一個(gè)域所對應的兩個(gè)bit，訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)型設置方法如下：
| 值 | 訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)型 | 含義 |
|---|---|---|
| 0b00 | 無(wú)訪(fǎng)問(wèn)權限 | 此時(shí)訪(fǎng)問(wèn)該域將產(chǎn)生訪(fǎng)問(wèn)失效 |
| 0b01 | 用戶(hù)(client) | 根據CP15的C1控制寄存器中的R和S位以及頁(yè)表中地址變換條目中的訪(fǎng)問(wèn)權限控制位AP來(lái)確定是否允許各種系統工作模式的存儲訪(fǎng)問(wèn) |
| 0b10 | 保留 | 使用該值會(huì )產(chǎn)生不可預知的結果 |
| 0b11 | 管理者(Manager) | 不考慮CP15的C1控制寄存器中的R和S位以及頁(yè)表中地址變換條目中的訪(fǎng)問(wèn)權限控制位AP，在這種情況下不管系統工作在特權模式還是用戶(hù)模式都不會(huì )產(chǎn)生訪(fǎng)問(wèn)失效 |
| APX | AP[1:0] | 特權模式訪(fǎng)問(wèn)權限 | 用戶(hù)模式訪(fǎng)問(wèn)權限 |
|---|---|---|---|
| 0 | b00 | 禁止訪(fǎng)問(wèn);S=1,R=0或S=0,R=1時(shí)只讀 | 禁止訪(fǎng)問(wèn);S=1,R=0時(shí)只讀 |
| 0 | b01 | 讀寫(xiě) | 禁止訪(fǎng)問(wèn) |
| 0 | b10 | 讀寫(xiě) | 只讀 |
| 0 | b11 | 讀寫(xiě) | 讀寫(xiě) |
| 1 | b00 | 保留 | 保留 |
| 1 | b01 | 只讀 | 禁止訪(fǎng)問(wèn) |
| 1 | b10 | 只讀 | 只讀 |
| 1 | b11 | 只讀 | 只讀 |
| [8] | |||
[c]struct mem_type {unsigned int prot_pte;unsigned int prot_l1;unsigned int prot_sect;unsigned int domain;};[/c] 其中處成員含義如下：
prot_pte代表頁(yè)表項的訪(fǎng)問(wèn)控制權，pte即第二級映射表項（頁(yè)表項）。
prot_l1代表段表項的訪(fǎng)問(wèn)控制位，l1即第一級映射表項（段表項/主頁(yè)表項）。
prot_sect代表主頁(yè)表（注意，不是主頁(yè)表項）的訪(fǎng)問(wèn)控制位和內存域。
domain代表所屬的內存域。
對于A(yíng)RM處理器，Linux定義了一個(gè)類(lèi)型為struct mem_type的局部靜態(tài)數組(arch/arm/mm/mmu.c)。根據不同的映射類(lèi)型，定義了不同的訪(fǎng)問(wèn)權限。
[c]static struct mem_type mem_types[] = {[MT_DEVICE] = { .prot_pte = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_SHARED |L_PTE_SHARED,.prot_l1 = PMD_TYPE_TABLE,.prot_sect = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_S,.domain = DOMAIN_IO,},[MT_DEVICE_NONSHARED] = { .prot_pte = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_NONSHARED,.prot_l1 = PMD_TYPE_TABLE,.prot_sect = PROT_SECT_DEVICE,.domain = DOMAIN_IO,},[MT_DEVICE_CACHED] = { .prot_pte = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_CACHED,.prot_l1 = PMD_TYPE_TABLE,.prot_sect = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_WB,.domain = DOMAIN_IO,},[MT_DEVICE_WC] = { .prot_pte = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_WC,.prot_l1 = PMD_TYPE_TABLE,.prot_sect = PROT_SECT_DEVICE,.domain = DOMAIN_IO,},[MT_UNCACHED] = {.prot_pte = PROT_PTE_DEVICE,.prot_l1 = PMD_TYPE_TABLE,.prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,.domain = DOMAIN_IO,},[MT_CACHECLEAN] = {.prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,.domain = DOMAIN_KERNEL,},[MT_MINICLEAN] = {.prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN | PMD_SECT_MINICACHE,.domain = DOMAIN_KERNEL,},[MT_LOW_VECTORS] = {.prot_pte = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |L_PTE_EXEC,.prot_l1 = PMD_TYPE_TABLE,.domain = DOMAIN_USER,},[MT_HIGH_VECTORS] = {.prot_pte = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |L_PTE_USER | L_PTE_EXEC,.prot_l1 = PMD_TYPE_TABLE,.domain = DOMAIN_USER,},[MT_MEMORY] = {.prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE,.domain = DOMAIN_KERNEL,},[MT_ROM] = {.prot_sect = PMD_TYPE_SECT,.domain = DOMAIN_KERNEL,},[MT_MEMORY_NONCACHED] = {.prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE,.domain = DOMAIN_KERNEL,},};[/c] 系統中定義了多個(gè)映射類(lèi)型，最常用的是MT_MEMORY，它對應RAM;MT_DEVICE則對應了其他I/O設備，應用于ioremap;MT_ROM對應于ROM;MT_LOW_VECTORS對應0地址開(kāi)始的向量;MT_HIGH_VECTORS對應高地址開(kāi)始的向量，它有vector_base宏決定。
[c]arch/arm/include/asm/io.h#define MT_DEVICE 0#define MT_DEVICE_NONSHARED 1#define MT_DEVICE_CACHED 2#define MT_DEVICE_WC 3arch/arm/include/asm/mach/map.h#define MT_UNCACHED 4#define MT_CACHECLEAN 5#define MT_MINICLEAN 6#define MT_LOW_VECTORS 7#define MT_HIGH_VECTORS 8#define MT_MEMORY 9#define MT_ROM 10[/c]
盡管ARM定義了16種不同的域，但是Linux只使用其中的三種：D0 ~ D2 (arch/arm/include/asm/domain.h)
[c]#define DOMAIN_KERNEL 0#define DOMAIN_TABLE 0#define DOMAIN_USER 1#define DOMAIN_IO 2[/c]
內存空間和三種域的對應關(guān)系如下：
| 內存空間 | 域 |
|---|---|
| 設備空間 | DOMAIN_IO |
| 內部高速SRAM空間/內部MINI Cache空間 | DOMAIN_KERNEL |
| RAM內存空間/ROM內存空間 | DOMAIN_KERNEL |
| 高低端中斷向量空間 | DOMAIN_USER |
ARM處理器為每一個(gè)域定義了四種不兩只的訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)型(0b00 ~ 0x11)，Linux使用其中的三種(0b10不用)，宏定義如下：
arch/arm/include/asm/domain.h
[c]#define DOMAIN_NOACCESS 0#define DOMAIN_CLIENT 1#define DOMAIN_MANAGER 3[/c]
Linux在系統引導設置MMU時(shí)初始化c3寄存器來(lái)實(shí)現對內存域的訪(fǎng)問(wèn)控制。其中對DOMAIN_USER，DOMAIN_KERNEL和DOMAIN_TABLE均設置DOMAIN_MANAGER權限;對DOMAIN_IO設置DOMAIN_CLIENT權限。
arch/arm/include/asm/domain.h
[c]#define domain_val(dom,type) ((type) << (2*(dom)))arch/arm/kernel/head.S......mov r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))mcr p15, 0, r5, c3, c0, 0 @ load domain access registermcr p15, 0, r4, c2, c0, 0 @ load page table pointerb __turn_mmu_onENDPROC(__enable_mmu)[/c]
在系統的引導過(guò)程中對這3個(gè)域的訪(fǎng)問(wèn)控制位并不是一成不變的，它提供了一個(gè)名為modify_domain的宏來(lái)修改域訪(fǎng)問(wèn)控制位。系統在setup_arch中調用early_trap_init后，DOMAIN_USER的權限位將被設置成DOMAIN_CLIENT。
arch/arm/include/asm/domain.h
[c]#define set_domain(x) do { __asm__ __volatile__( "mcr p15, 0, %0, c3, c0 @ set domain" : : "r" (x)); isb(); } while (0)#define modify_domain(dom,type) do { struct thread_info *thread = current_thread_info(); unsigned int domain = thread->cpu_domain; domain &= ~domain_val(dom, DOMAIN_MANAGER); thread->cpu_domain = domain | domain_val(dom, type); set_domain(thread->cpu_domain); } while (0)[/c] 
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