虚拟内存管理

对于带MMU的目标板，VxWorks提供虚拟内存的支持，VxWorks提供了两种虚拟内存管理单元(MMU)的支持: 基本MMU和VxVMI

基本MMU邦定于VxWorks中，可以通过config.h中宏定义INCLUDE MMU BASIC或Tornado工程配置中包含基本MMU组件

VxVMI是wind River公司推出的一个可选软件模块，实现了MMU的全部功能

VxWorks中有关MMU的配置包括以下内容INCLUDE MMU BASIC: 基本MMU的支持。

        INCLUDE MMU FULL: 完整MMU的支持(需要VxVMD

        INCLUDE PROTECT TEXT: 代码段写保护支持(需要VVMD

        INCLUDE PROTECT VEC TABLE: 中断向量表写保护支持需要VxVMI

虚拟内存几个名词:

1. 虚拟地址空间：由程序计数器的寻址能力来决定其大小，如32位的i86虚拟地址空间=4GB
2. 物理地址：用于内存芯片级的单元寻址，与处理器连接的地址总线相对应(与地址总线相对应 )
3. 虚拟地址：虚拟地址空间中的地址，程序中使用的都是虚拟地址

1. 内存映射：建立虚拟地址与物理地址之间的对应关系一-处理器中MMU可以完成此功能

基本MMU与VxWorks捆绑在一起，可以指定基于页的内存区域为不可缓存，该特性能够使直接内存访问(DMA)和处理其内部通信更为有效、迅速。如当其它处理器或DMA设备访问同一段地址空间时，可以保证这些数据不被缓存。

如果系统不具备这样的不可缓存特性，那么在访问这些地址空间时，必须从全局上关闭高速缓存Cache或者手工清洗缓冲区(flush)或使缓冲区无效(invalidate)。

1. 基本MMU使用物理内存描述来建立一种地址映射关系，这种方式是平面型的，实地址和虚地址一一对应
2. BSP负责提供物理内存描述的支持:

1：sysLib.c中定义PHYS MEM DESC 结构体类型的数组sysPhysMemDesc[]。

2：sysPhysMemdesc[]描述了虚拟地址和实地址之间的对应关系及内存页的初始状态

3：定义的内存区必须是页对齐的，并且必须跨越完整的页

4：页面大小VM PAGE SIZE在config.h中定义，一般为4KB或8KB

·PHYS MEM DESC 数据结构定义如下( vmLib.h) :

typedef struct phys_mem_desc{void *virtualAddr;void *physicalAddr;UNIT len;UNIT initialStateMask;UNIT initialState;} PHYS MEM DESC;

virtualAddr和physicalAddr通常是相等的.

sysPhysMemDesc [] 中可能包含的映射空间有内存、flash、rom、I/O设备和外部总线地址空间等·

下面是多cpu嵌入式系统中使用共享内存网络时各目标板的MMU配置示例:

{(void *) 0x4000000,/* virtual address */(void *) 0x4000000,/* physical address */0x20000,/* length *//* initial state mask */VM_STATE_MASK_VALID | VM_STATE_MASK_WRITABLE | VM_STATE_CACHEABLE,/* initial state */VM_STATE_VALID | VM_STATE_WRITABLE | VM_STATE_CACHEABLE_NOT,……}

虚拟内存状态标志:

VM_STATE_VALIDVM_STATE_VALID_NOTVM_STATE_WRITABLEVM_STATE_WRITABLE_NOTVM_STATE_CACHEABLEVM_STATE_CACHEABLE_NOT

有效性: 有效状态指示虚到实转换是正确的。当转换表被初始化时，全局虚内存被标记为有效的，所有其他虚内存被初始化为无效的.

可写性:通过设置状态为不可写，也可以被设置为只读。这被VxWorks用于写保护所有text段.

可cache: 内存页的cache可以通过设置状态标志为cache被禁止。这对处理器间共享的内存及DMA设备是有用的.

屏蔽标志：描述哪一标志可以被改变

VM_STATE_MASK_VALIDVM_STATE_MASK WRITABLEVM_STATE_MASK_CACHEABLE

有两种方法可以修改虚地址和实地址之间的映射关系;

        静态方式:通过修改结构体sysPhyMemDesc的内容

        动态方式:通过调用vmBaseStateSet函数来修改一块虚拟内存空间的状态

        所有可能会在应用程序中被访问的物理内存(包括内存映射设备，比如以太网设备、PCI设备、SCSI设备等) 都应该被映射到不同的虚拟内存空间.

在MMU使能的情况下，如果某一段物理地址没有被映射，而试图对这样的地址进行些操作时，将会引起总线错误.

        一个较完整的内存映射实例, 此实例是一款基于mpc860开发板的内存映射表。这款开发板上的器件有mpc860, mpc860内嵌64K存储器, 外挂内存(SDRAM) 、Boot flash、版本fIash.

PHYS MEM_DESC sysPhysMemDesc [] =
{{(void*)LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS,(void*)LOCAL_MEM_LOCAL ADRS,LOCAL_MEM_SIZE, /*SDRAM*/VM_STATE_MASK_VALID | VM_STATE_MASK_ WRITABLE |VM_STATE_MASK_CACHEABLE |VW_STATE_VALID | VM_STATE_WRITABLE | VM_STATE_CACHEABLE},……}