ARMv8之Observability

作者:linuxer 发布于:2016-5-25 18:22 分类:ARMv8A Arch

在ARMv8关于memory order描述章节中,大量使用了observer、observed、completion等术语,本文主要是澄清这些术语,为后续描述memory order和memory barrier相关指令打下基础。另外,在几个星期前,和codingbelief同学讨论DMB指令的时候,他提出了一个尖锐的问题:什么是PE observes memory access,是指 cpu 执行了 memory access 指令么?当时我对这些概念也比较模糊,未能回答他的疑问,现在希望这份文档可以解决这个问题。

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标签: ARMv8 observer observed

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ARMv8之memory model

作者:linuxer 发布于:2016-5-18 12:09 分类:ARMv8A Arch

从阅读ARMv8手册的第一天起,我就饱受memory order、memory barrier、coherent、consistency等概念的残害,各种痛苦,各种迷茫,各种试图放弃,各种欲罢不能……,现在,终于收拾心情,再 次出发,希望这次能把近期关于ARMv8上的memory model相关的知识点整理出来,让自己更清楚一些,也顺便希望能够和大家一起探讨。

本文主要关注shared-memory system,其他的系统不在本文的考虑范围。

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标签: Model ARMv8 sequential consistency relaxed

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ARMv8之Atomicity

作者:linuxer 发布于:2016-5-13 19:18 分类:ARMv8A Arch

本文主要解析ARMv8手册中的Atomicity这个概念。首先给出为何定义这样的概念,定义这个概念的作用为何?然后介绍Atomicity相关的概 念,很多时候我们引用了手册的原文,但是由于这些原文象天书一样难懂(可读性比较差),因此,我们使用程序员可理解的一些语言来描述这些概念。最后给出 ARMv8上,各种内存操作指令,针对各种memory type,其Atomicity的特性为何。

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标签: Coherent Single-copy atomicity Multi-copy

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ARM64的启动过程之(六):异常向量表的设定

作者:linuxer 发布于:2015-11-24 18:22 分类:ARMv8A Arch

本文主要描述了4.1.10内核初始化过程中如何初始化异常向量表。当然,首先需要准备一些异常的基础知识,这主要在第二章,如果你非常熟悉 ARM64的异常,那么可以忽略这个章节。 第三章描述了ARM64上各种形形色色的异常,第四章描述了ARM64上硬件提供的协助,最后一章描述了代码过程。

为了简化,本文对所描述的异常进行了限制:

1、所有的exception level的运行状态都是AArch64,不考虑异常发生在AArch32 excution state的时候

2、不考虑支持security extension,也就是说EL3状态的异常处理也不在本文描述

3、不考虑virtualization的支持,也就是说EL2的异常处理不会在本文描述

一句话总结,本文主要描述EL0和EL1这两个exception level下的异常向量表的设定。

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标签: arm64 exception

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ARM64的启动过程之(五):UEFI

作者:linuxer 发布于:2015-10-30 19:27 分类:ARMv8A Arch

在准备大刀阔斧进入start_kernel之际,我又重新review了一下head.S文件,看看是否有一些遗漏的知识点,很不幸,看到了 CONFIG_EFI这个配置项。当然,在一年前阅读kernel代码的时候就了解过相关的内容,但是,做为一个嵌入式工程师总是或多或少对其有些排斥, 因此习惯性的忽略掉CONFIG_EFI相关的代码,逃避总不是办法,在本文中,我们一起来探讨ARM64平台上UEFI相关的内容。

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标签: arm64 UEFI

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ARM64的启动过程之(四):打开MMU

作者:linuxer 发布于:2015-10-24 12:35 分类:ARMv8A Arch

经过漫长的前戏,我们终于迎来了打开MMU的时刻,本文主要描述打开MMU以及跳转到start_kernel之前的代码逻辑。这一节完成之后,我们就会离开痛苦的汇编,进入人民群众喜闻乐见的c代码了。

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标签: 打开MMU

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ARM64的启动过程之(三):为打开MMU而进行的CPU初始化

作者:linuxer 发布于:2015-10-21 19:32 分类:ARMv8A Arch

上一节主要描述了为了打开MMU而进行的Translation table的建立,本文延续之前的话题,主要是进行CPU的初始化(注:该初始化仅仅为是为了turn on MMU)。

本文主要分析ARM64初始化过程中的__cpu_setup函数,代码位于arch/arm64/mm/proc.S中。主要的内容包括:

1、cache和TLB的处理

2、Memory attributes lookup table的构建

3、SCTLR_EL1、TCR_EL1的设定

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标签: ARM64启动过程 MMU

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ARM64的启动过程之(二):创建启动阶段的页表

作者:linuxer 发布于:2015-10-13 18:18 分类:ARMv8A Arch

本文主要描述了ARM64启动过程中,如何建立初始化阶段页表的过程。我们知道,从bootloader到kernel的时候,MMU是off的 (顺带的负作用是无法打开data cache),为了提高性能,加快初始化速度,我们必须某个阶段(越早越好)打开MMU和cache,而在此之前,我们必须要设定好页表。

在 初始化阶段,我们mapping三段地址,一段是identity mapping,其实就是把物理地址mapping到物理地址上去,在打开MMU的时候需要这样的mapping(ARM ARCH强烈推荐这么做的)。第二段是kernel image mapping,内核代码欢快的执行当然需要将kernel running需要的地址(kernel txt、dernel rodata、data、bss等等)进行映射了,第三段是blob memory对应的mapping。

在本文中,我们会混用下面的概念:page table和translation table、PGD和Level 0 translation table、PUD和Level 1 translation table、PMD和Level 2 translation table、Page Table和Level 3 translation table。最后,还是说明一下,本文来自4.4.6内核,有兴趣的读者可以下载来对照阅读本文。


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标签: __create_page_tables

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ARM64的启动过程之(一):内核第一个脚印

作者:linuxer 发布于:2015-10-10 15:06 分类:ARMv8A Arch

kernel的整个启动过程涉及的内容很多,不可能每一个细节都描述清楚,因此我打算针对部分和ARM64相关的启动步骤进行学习、 整理,并方便后续查阅。本文实际上描述在系统启动最开始的时候,bootloader和kernel的交互以及kernel如何保存bootloader 传递的参数并进行校验,此外,还有一些最基础的硬件初始化的内容。

本文中的source来自4.1.10内核,这是一个long term的版本,后续一段时间的文章都会基于这个long term版本进行。

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标签: arm64 初始化

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ARMv8-a架构简介

作者:wowo 发布于:2015-7-7 22:31 分类:ARMv8A Arch

ARMv8(当前只有A系列,即ARMv8-A)架构,是ARM公司为满足新需求而重新设计的一个架构,是近20年来,ARM架构变动最大的一次。它引入的Execution State、Exception Level、Security State等新特性,已经和我们对旧的ARM架构的认知,有很大差距了。

因此,本文从ARMv8-A产生的背景开始,对它进行一个简单的介绍,使大家从整体上,对ARMv8有一个简单的了解。

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标签: arm64 armv8-a exception_level;security;virtualization

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