SkyEye硬件模拟平台，硬件仿真实现之三

1. MMU和Memory系统结构

　　图 0-1 ARM系统中MMU和Memory的系统结构

　　

　　
　　ARM系统中MMU和Memory的系统结构如图 0 1所示。不过具体的CPU在实现MMU时差别较大，可能对其做简化和扩展, SkyEye的MMU模拟实现基于此，在提供一个标准的接口基础上,分成与具体CPU类型无关的MMU模拟子模块和与具体CPU类型相关的MMU模拟子模块两个主要部分。

　　2. ARM 数据访问的基本流程图

　　ARM CPU进行数据访问的基本流程如图 0 2所示。

　　图 0-2 ARM CPU进行数据访问的基本流程

　　

　　
　　3. MMU的统一接口

　　数据结构

　　typedef struct mmu_state_t {

　　ARMword control; //CP15 control register

　　ARMword translation_table_base; //CP15 translation table base register

　　ARMword domain_access_control; //CP15 domain access control

　　register

　　ARMword fault_status; //CP15 fault status register

　　ARMword fault_address; //CP15 fault address register

　　ARMword last_domain;

　　 //last access domain

　　ARMword process_id;

　　 //CP15 process id register

　　mmu_ops_t ops;

　　union{

　　sa_mmu_t sa_mmu;

　　arm7100_mmu_t

　　arm7100_mmu;

　　}u;

　　} mmu_state_t;

　　typedef struct mmu_ops_s{

　　int (*init)(ARMul_State *state);/*initilization*/

　　void (*exit)(ARMul_State *state);/*free on exit*/

　　fault_t (*read_byte)(ARMul_State *state, ARMword va, ARMword *data);

　　fault_t (*write_byte)(ARMul_State *state, ARMword va, ARMword data);

　　fault_t (*read_halfword)(ARMul_State *state, ARMword va, ARMword *data);

　　fault_t (*write_halfword)(ARMul_State *state, ARMword va,ARMword data);

　　fault_t (*read_word)(ARMul_State *state, ARMword va,ARMword *data);

　　fault_t (*write_word)(ARMul_State *state, ARMword va,ARMword data);

　　fault_t (*load_instr)(ARMul_State *state, ARMword va, ARMword *instr);

　　void (*mcr)(ARMul_State *state, ARMword instr, ARMword val);

　　ARMword (*mrc)(ARMul_State *state, ARMword instr);

　　}mmu_ops_t;

　　数据结构ARMul_State中类型为mmu_state_t的mmu代表模拟中MMU的状态。mmu_state_t中的ops提供具体mmu的接口函数，同时包括一个联合结构u用于具体mmu实现的数据结构。

　　4. 与具体CPU类型无关的MMU模拟子模块

　　与具体CPU类型无关的MMU模拟子模块是实现MMU模拟的基础，它实现了TLB，TTW, 访问控制，CACHE, Write Buffer，Read Buffer等MMU要素的模拟,并且提供了较统一的接口，可以较灵活地组合实现具体MMU模拟。

　　TLB的实现（mmu/tlb.[ch]）

　　TLB是一个表，它的表项包含地址映射信息和访问控制信息，地址转换信息只有在该表中查询不到时，才通过TTW在内存中查找。