原文：https://www.cnblogs.com/chd-zhangbo/p/5284966.html

首先，我們要分清ARM CPU上的三個地址：虛擬地址(VA,Virtual Address)、變換後的虛擬地址(MVA,Modified Virtual Address)、實體地址(PA,Physical Address)

啟動MMU後，CPU核對外發出虛擬地址VA，VA被轉換為MVA供MMU使用，在這裡MVA被轉換為PA；最後通過PA讀寫實際裝置

MMU的作用就是負責虛擬地址（virtual address）轉化成實體地址（physical address）。 32位的CPU的虛擬地址空間達到4GB，在一級頁表中使用4096個描述符來表示這4GB的空間，每個描述符代表1M的虛擬地址，要麼儲存了它的對應實體地址的起始地址，要麼儲存了下一級頁表的地址。使用MVA[31:20]來索引一級頁表（4096個描述符）（因為全用MVA的高12位來索引，因此大小為 2^12 = 4096）

由協處理器CP15中的暫存器C2（高18位，即[31：14]為轉換表基地址，低14位為0）為一級轉換表基地址，指向2^14=16KB整除的儲存器即16K對齊，這個儲存區稱為一級轉換表；MVA的高12位，即位[31:20]作為一級轉換表的地址索引，因此一級轉換表具有2^12=4096項，每一項的地址為32位，最高的18位[31：14]為暫存器C2的高18位，中間12位為MVA的高12位[31:20]，最低2位為0b00。每一項的內容稱為一個描述符，在段（Section）下，一級描述符的高12位為大小為1MB的段基地址，段內地址（偏移地址）為MVA的低20位，即段內每個儲存器的地址是這樣組成：高12位為一級描述符的高12位，低20位MVA的低20位。這樣，藉助於暫存器C2和一級描述符，將一個MVA轉換成一個PA。（在這裡一定要注意：MVA的高12位是用來索引4096個項的，然後使用項的內容（即描述符）的高12位為段的高12位，類似於指標裡面存放地址，4096項類似指標，描述符類似指標裡面的內容

虛擬地址（注意：是一個確定的地址，不是一個空間）被MMU分成2個部分，第一部分是4096頁號索引（descriptor index）即用選擇4096（2^12）個號中的某個頁號，比喻description index為768，頁號768中儲存的是實體地址的某個頁框的起始地址（0x300），第二部分則是相對於section base（0x300）為起始地址空間為1M的偏移量（offset）（如下圖）例如： 假設現在執行指令MOV REG, 0x30100013，虛擬地址的二進位制碼為00110000 00010000 00000000 00010011，前12位是Descriptor Index= 2^9+2^8+1 = 769，找到769項對應的內容0x301，偏移量為0000 00000000 00010011=13，那麼段地址為0x3000000D。

5.地址轉換的總體流程：
第一階段：
（1）從虛擬地址取出前面的31-20位，作為索引。
（2）根據索引在translation table（一級頁表）中找到相應的表項。
（3）根據表項最低兩位的值決定第二階段的轉換方式。
00：轉換無效
01：粗頁轉換
10：段轉換
11：細頁轉換
（4）linux系統一般用細頁轉換，也有一定的處理器和作業系統用段轉換，很少用粗頁轉換。。


6.關於TTB（translation table base）
（1）translation table存放在記憶體中。
（2）由程式設計師製造，故程式設計師知道其基地址（TTB）。
（3）程式設計師將TTB寫入cp15的c2暫存器（TTB暫存器）。
（4）MMU工作的時候從c2暫存器去到TTB，從而找到translation table，進而利用虛擬地址的31-20位可以在該表中找到相應的表項，開始虛擬地址到實體地址的轉換。。

範例程式碼：

#define GPKCON (volatile unsigned long*)0xA0008820
#define GPKDAT (volatile unsigned long*)0xA0008824

/* 
 * 用於段描述符的一些巨集定義
 */ 
#define MMU_FULL_ACCESS     (3 << 10)   /* 段的訪問許可權 AP*/
#define MMU_DOMAIN          (0 << 5)    /* 屬於哪個域 */
#define MMU_SPECIAL         (1 << 4)    /* 必須是1 */
#define MMU_CACHEABLE       (1 << 3)    /* cacheable 快速訪問*/
#define MMU_BUFFERABLE      (1 << 2)    /* bufferable 緩衝區 */
#define MMU_SECTION         (2)         /* 表示這是段描述符 */
#define MMU_SECDESC         (MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL | MMU_SECTION)
#define MMU_SECDESC_WB      (MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL | MMU_CACHEABLE | MMU_BUFFERABLE | MMU_SECTION)


void create_page_table(void) 
/*
1. 建立頁表
2. 寫入TTB （cp15 c2）
3. 使能MMU 
*/
{
    unsigned long *ttb = (unsigned long *)0x50000000;
    unsigned long vaddr, paddr;

    vaddr = 0xA0000000;
    paddr = 0x7f000000;
    *(ttb + (vaddr >> 20)) = (paddr & 0xFFF00000) | MMU_SECDESC;

    vaddr = 0x50000000; /* 對映記憶體 */
    paddr = 0x50000000;
    while (vaddr < 0x54000000)
    {
        *(ttb + (vaddr >> 20)) = (paddr & 0xFFF00000) | MMU_SECDESC_WB;
        vaddr += 0x100000;  /* 每一個表項只能對映1M */
        paddr += 0x100000;
    }
    
}


void mmu_init()
{
   __asm__(
    
    /*設定TTB 寫入cp15的c2中*/
    "ldr    r0, =0x50000000\n"                  
    "mcr    p15, 0, r0, c2, c0, 0\n"    
    
    /*不進行許可權檢查 域的訪問許可權取決於cp15的c3暫存器*/
    "mvn    r0, #0\n"                   
    "mcr    p15, 0, r0, c3, c0, 0\n"    
    
    
   /*使能MMU*/
    "mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 0\n"    
    "orr    r0, r0, #0x0001\n"          
    "mcr    p15, 0, r0, c1, c0, 0\n"    
    : 
    : 
  );
}

int gboot_main()
{
    create_page_table();
    mmu_init();
    
    *(GPKCON) = 0x1111;
    *(GPKDAT) = 0xe;
    
    return 0;    
}