往期知识点记录:

2、 虚拟映射初始化

在文件kernel/base/vm/los_vm_boot.c中的系统内存初始化函数OsSysMemInit()会调用虚实映射初始化函数OsInitMappingStartUp()。该函数代码定义在文件arch/arm/arm/src/los_arch_mmu.c,代码如下。⑴处函数使TLB失效,清理虚实映射缓存数据,涉及些cp15寄存器和汇编,后续再分析。⑵处函数切换到临时TTB。⑶处设置内核地址空间的映射。下面分别详细这些函数代码。

VOID OsInitMappingStartUp(VOID)
{
⑴   OsArmInvalidateTlbBarrier();

⑵   OsSwitchTmpTTB();

⑶  OsSetKSectionAttr(KERNEL_VMM_BASE, FALSE);
    OsSetKSectionAttr(UNCACHED_VMM_BASE, TRUE);
    OsKSectionNewAttrEnable();
}

2.1 函数OsSwitchTmpTTB

函数OsSwitchTmpTTB申请16KiB的内存存放L1页表项数据,把页表项数据从g_firstPageTable复制到申请的内存区域。⑴处获取内核地址空间。L1页表由4096个页表项组成,每个4 bytes,共需要16KiB大小。所以⑵处代码按16KiB对齐申请16KiB大小的内存区域存放L1页表项。⑶处设置内核虚拟内存地址空间的转换表基地址TTB。⑷处把g_firstPageTable页表数据复制到内核地址空间的转换表区域。如果复制失败,则直接使用g_firstPageTable。⑸处设置内核虚拟地址空间的TTB转换地址对应的物理内存地址,然后调用函数OsArmWriteTtbr0写入MMU寄存器。

STATIC VOID OsSwitchTmpTTB(VOID)
{
    PTE_T *tmpTtbase = NULL;
    errno_t err;
⑴   LosVmSpace *kSpace = LOS_GetKVmSpace();

    /* ttbr address should be 16KByte align */
⑵   tmpTtbase = LOS_MemAllocAlign(m_aucSysMem0, MMU_DESCRIPTOR_L1_SMALL_ENTRY_NUMBERS,
                                  MMU_DESCRIPTOR_L1_SMALL_ENTRY_NUMBERS);
    if (tmpTtbase == NULL) {
        VM_ERR("memory alloc failed");
        return;
    }

⑶  kSpace->archMmu.virtTtb = tmpTtbase;
⑷  err = memcpy_s(kSpace->archMmu.virtTtb, MMU_DESCRIPTOR_L1_SMALL_ENTRY_NUMBERS,
                   g_firstPageTable, MMU_DESCRIPTOR_L1_SMALL_ENTRY_NUMBERS);
    if (err != EOK) {
        (VOID)LOS_MemFree(m_aucSysMem0, tmpTtbase);
        kSpace->archMmu.virtTtb = (VADDR_T *)g_firstPageTable;
        VM_ERR("memcpy failed, errno: %d", err);
        return;
    }
⑸  kSpace->archMmu.physTtb = LOS_PaddrQuery(kSpace->archMmu.virtTtb);
    OsArmWriteTtbr0(kSpace->archMmu.physTtb | MMU_TTBRx_FLAGS);
    ISB;
}

2.2 函数OsSetKSectionAttr

内部函数OsSetKSectionAttr用于设置内核虚拟地址空间的区间属性,分别针对内核虚拟地址空间的内核区间[KERNEL_ASPACE_BASE,KERNEL_ASPACE_BASE+KERNEL_ASPACE_SIZE]和未缓存区间[UNCACHED_VMM_BASE,UNCACHED_VMM_BASE+UNCACHED_VMM_SIZE]进行设置。内核虚拟地址空间是固定映射到物理内存的,内核地址空间的映射包含代码段、数据段、堆栈区间映射,如下示意图所示:

在这里插入图片描述

⑴处计算相对内核虚拟地址空间基地址KERNEL_VMM_BASE的偏移大小。⑵处先计算相对偏移值的text、rodata、data_bss段的虚拟内存地址,然后创建这些段的虚实映射关系数组mmuKernelMappings。⑶处设置内核虚拟地址区间的虚拟转换基地址TTB和物理转换基地址TTB。然后解除虚拟地址virtAddr的虚实映射,解除映射的长度就是代码段、只读数据段、数据BSS段这些内存段的长度。⑷处按指定的标签flags对text代码段之前的内存区间进行虚实映射。⑸处映射text代码段、rodata只读数据段、data_bss数据段的内存区间,并调用函数LOS_VmSpaceReserve在进程空间中预定地址区间。⑹是BSS段后面的heap区、stack区的映射,映射虚拟地址空间的内存堆栈区间到对应的物理内存区间。

STATIC VOID OsSetKSectionAttr(UINTPTR virtAddr, BOOL uncached)
{
⑴  UINT32 offset = virtAddr - KERNEL_VMM_BASE;
    /* every section should be page aligned */
⑵  UINTPTR textStart = (UINTPTR)&__text_start + offset;
    UINTPTR textEnd = (UINTPTR)&__text_end + offset;
    UINTPTR rodataStart = (UINTPTR)&__rodata_start + offset;
    UINTPTR rodataEnd = (UINTPTR)&__rodata_end + offset;
    UINTPTR ramDataStart = (UINTPTR)&__ram_data_start + offset;
    UINTPTR bssEnd = (UINTPTR)&__bss_end + offset;
    UINT32 bssEndBoundary = ROUNDUP(bssEnd, MB);
    LosArchMmuInitMapping mmuKernelMappings[] = {
        {
            .phys = SYS_MEM_BASE + textStart - virtAddr,
            .virt = textStart,
            .size = ROUNDUP(textEnd - textStart, MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SIZE),
            .flags = VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_READ | VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_EXECUTE,
            .name = "kernel_text"
        },
        {
            .phys = SYS_MEM_BASE + rodataStart - virtAddr,
            .virt = rodataStart,
            .size = ROUNDUP(rodataEnd - rodataStart, MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SIZE),
            .flags = VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_READ,
            .name = "kernel_rodata"
        },
        {
            .phys = SYS_MEM_BASE + ramDataStart - virtAddr,
            .virt = ramDataStart,
            .size = ROUNDUP(bssEndBoundary - ramDataStart, MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SIZE),
            .flags = VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_READ | VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_WRITE,
            .name = "kernel_data_bss"
        }
    };
    LosVmSpace *kSpace = LOS_GetKVmSpace();
    status_t status;
    UINT32 length;
    int i;
    LosArchMmuInitMapping *kernelMap = NULL;
    UINT32 kmallocLength;
    UINT32 flags;

    /* use second-level mapping of default READ and WRITE */
⑶  kSpace->archMmu.virtTtb = (PTE_T *)g_firstPageTable;
    kSpace->archMmu.physTtb = LOS_PaddrQuery(kSpace->archMmu.virtTtb);
    status = LOS_ArchMmuUnmap(&kSpace->archMmu, virtAddr,
                              (bssEndBoundary - virtAddr) >> MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SHIFT);
    if (status != ((bssEndBoundary - virtAddr) >> MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SHIFT)) {
        VM_ERR("unmap failed, status: %d", status);
        return;
    }

    flags = VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_READ | VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_WRITE | VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_EXECUTE;
    if (uncached) {
        flags |= VM_MAP_REGION_FLAG_UNCACHED;
    }
⑷  status = LOS_ArchMmuMap(&kSpace->archMmu, virtAddr, SYS_MEM_BASE,
                            (textStart - virtAddr) >> MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SHIFT,
                            flags);
    if (status != ((textStart - virtAddr) >> MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SHIFT)) {
        VM_ERR("mmap failed, status: %d", status);
        return;
    }

⑸  length = sizeof(mmuKernelMappings) / sizeof(LosArchMmuInitMapping);
    for (i = 0; i < length; i++) {
        kernelMap = &mmuKernelMappings[i];
        if (uncached) {
            kernelMap->flags |= VM_MAP_REGION_FLAG_UNCACHED;
        }
        status = LOS_ArchMmuMap(&kSpace->archMmu, kernelMap->virt, kernelMap->phys,
                                 kernelMap->size >> MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SHIFT, kernelMap->flags);
        if (status != (kernelMap->size >> MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SHIFT)) {
            VM_ERR("mmap failed, status: %d", status);
            return;
        }
        LOS_VmSpaceReserve(kSpace, kernelMap->size, kernelMap->virt);
    }

⑹   kmallocLength = virtAddr + SYS_MEM_SIZE_DEFAULT - bssEndBoundary;
    flags = VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_READ | VM_MAP_REGION_FLAG_PERM_WRITE;
    if (uncached) {
        flags |= VM_MAP_REGION_FLAG_UNCACHED;
    }
    status = LOS_ArchMmuMap(&kSpace->archMmu, bssEndBoundary,
                            SYS_MEM_BASE + bssEndBoundary - virtAddr,
                            kmallocLength >> MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SHIFT,
                            flags);
    if (status != (kmallocLength >> MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_SHIFT)) {
        VM_ERR("mmap failed, status: %d", status);
        return;
    }
    LOS_VmSpaceReserve(kSpace, kmallocLength, bssEndBoundary);
}

2.3 函数OsKSectionNewAttrEnable

函数OsKSectionNewAttrEnable设置虚实地址的转换表基地址TTB并清楚TLB缓存。⑴处获取内核虚拟进程空间,⑵处设置进程空间MMU的虚拟地址转换表基地址TTB,然后查询到物理内存地址并设置物理内存地址转换表基地址。⑶处从CP15 C2寄存器读取TTB地址,取高20位。⑷处将内核物理内存页表基地址写入CP15 c2 TTB寄存器。⑸处清空TLB缓冲区,然后释放内存。涉及到了MMU寄存器,后续系列会专门详细讲解。

STATIC VOID OsKSectionNewAttrEnable(VOID)
{
⑴  LosVmSpace *kSpace = LOS_GetKVmSpace();
    paddr_t oldTtPhyBase;

⑵  kSpace->archMmu.virtTtb = (PTE_T *)g_firstPageTable;
    kSpace->archMmu.physTtb = LOS_PaddrQuery(kSpace->archMmu.virtTtb);

    /* we need free tmp ttbase */
⑶  oldTtPhyBase = OsArmReadTtbr0();
    oldTtPhyBase = oldTtPhyBase & MMU_DESCRIPTOR_L2_SMALL_FRAME;
⑷  OsArmWriteTtbr0(kSpace->archMmu.physTtb | MMU_TTBRx_FLAGS);
    ISB;

    /* we changed page table entry, so we need to clean TLB here */
⑸  OsCleanTLB();

    (VOID)LOS_MemFree(m_aucSysMem0, (VOID *)(UINTPTR)(oldTtPhyBase - SYS_MEM_BASE + KERNEL_VMM_BASE));
}

经常有很多小伙伴抱怨说:不知道学习鸿蒙开发哪些技术?不知道需要重点掌握哪些鸿蒙应用开发知识点?

为了能够帮助到大家能够有规划的学习,这里特别整理了一套纯血版鸿蒙(HarmonyOS Next)全栈开发技术的学习路线,包含了鸿蒙开发必掌握的核心知识要点,内容有(ArkTS、ArkUI开发组件、Stage模型、多端部署、分布式应用开发、WebGL、元服务、OpenHarmony多媒体技术、Napi组件、OpenHarmony内核、OpenHarmony驱动开发、系统定制移植等等)鸿蒙(HarmonyOS NEXT)技术知识点。

在这里插入图片描述

《鸿蒙 (Harmony OS)开发学习手册》(共计892页):https://gitcode.com/HarmonyOS_MN/733GH/overview

如何快速入门?

1.基本概念
2.构建第一个ArkTS应用
3.……

开发基础知识:

1.应用基础知识
2.配置文件
3.应用数据管理
4.应用安全管理
5.应用隐私保护
6.三方应用调用管控机制
7.资源分类与访问
8.学习ArkTS语言
9.……

在这里插入图片描述

基于ArkTS 开发

1.Ability开发
2.UI开发
3.公共事件与通知
4.窗口管理
5.媒体
6.安全
7.网络与链接
8.电话服务
9.数据管理
10.后台任务(Background Task)管理
11.设备管理
12.设备使用信息统计
13.DFX
14.国际化开发
15.折叠屏系列
16.……

在这里插入图片描述

鸿蒙开发面试真题(含参考答案):https://gitcode.com/HarmonyOS_MN/733GH/overview

在这里插入图片描述

OpenHarmony 开发环境搭建

图片

《OpenHarmony源码解析》:https://gitcode.com/HarmonyOS_MN/733GH/overview

  • 搭建开发环境
  • Windows 开发环境的搭建
  • Ubuntu 开发环境搭建
  • Linux 与 Windows 之间的文件共享
  • ……
  • 系统架构分析
  • 构建子系统
  • 启动流程
  • 子系统
  • 分布式任务调度子系统
  • 分布式通信子系统
  • 驱动子系统
  • ……

图片

OpenHarmony 设备开发学习手册:https://gitcode.com/HarmonyOS_MN/733GH/overview

图片
在这里插入图片描述

Logo

讨论HarmonyOS开发技术,专注于API与组件、DevEco Studio、测试、元服务和应用上架分发等。

更多推荐