D4.3.1 VMSAv8-64 translation table level 0 level 1 and level 2 descriptor formats

在 VMSAv8-64 的 level 0、level 1 和 level 2 的 translation table descriptor 的格式主要存在以下的差异：

• 是否存在 block entry。
• block entry 所描述的内存块的大小。

在不同的 translation granule 下，不同 level 的差异如下：

4KB granule
Level 0 descriptor 不支持 block translation。 Block entry：

• 在 level 1 table 中，映射 1GB 的 input address range
• 在 level 2 table 中，映射 2MB 的 input address range

16KB granule
Level 0 和 level 1 descriptors 都不支持 block translation 在 Level 2 table 中，block entry 映射 32MB 的 input address range

64KB granule
不支持 Level 0 lookup 操作。 Level 1 descriptor 不支持 block translation 在 Level 2 table 中，block entry 映射 512MB 的 input address range

Figure D4-16 描述了 ARMv8 level 0, level 1, and level 2 descriptor 格式:

Descriptor encodings, ARMv8 level 0, level 1, and level 2 formats

Descriptor 的 bit[0] 指明该 descriptor 是否有效，该 bit 为 1 时，为有效的 descriptor。如果一次 lookup 操作返回一个无效的 descriptor，那么就意味着该 input address 没有进行映射，当访问该 input address 时，会产生 Translation fault。

Descriptor 的 bit[1] 指明该 descriptor 的类型，如下表所示：

有效的 descriptor 中的其他比特位的含义如下：

Block descriptor
Gives the base address and attributes of a block of memory, as follows:
包含一个 memory block 的基地址和属性信息，如下：

4KB translation granule

• 在 level 1 Block descriptor 中，bits[47:30] 为 output address 的 bits[47:30]。此 output address 指向一个 1GB 的 memory block。
• 在 level 2 Block descriptor 中，bits[47:21] 为 output address 的 bits[47:21]。此 output address 指向一个 2MB 的 memory block。

16KB translation granule

• 在 level 2 Block descriptor 中，bits[47:25] 为 output address 的 bits[47:25]。此 output address 指向一个 32MB 的 memory block。

64KB translation granule

• 在 level 2 Block descriptor 中，bits[47:29] 为 output address 的 bits[47:29]。此 output address 指向一个 512MB 的 memory block。

Bits[63:52, 11:2] 包含该 memory block 的属性信息，更多属性相关内容可以参考 Memory attribute fields in the VMSAv8-64 translation table format descriptors 章节。Level 2 block descriptor 和 level 3 page descriptor 中的 Bits[63:52, 11:2] 含义是相同的。

Table descriptor
包含下一级 translation table 的基地址，如下：

4KB translation granule

• bits[47:12] 为 output address 的 bits[47:12]，同时：
  • 在 level 0 Table descriptor 中, output address 为 level 1 table 的基地址。
  • 在 level 1 Table descriptor 中, output address 为 level 2 table 的基地址
  • 在 level 2 Table descriptor 中, output address 为 level 3 table 的基地址
• 基地址的 Bits[11:0] 为 0.

16KB translation granule

• bits[47:14] 为 output address 的 bits[47:14]，同时：
  • 在 level 0 Table descriptor 中, output address 为 level 1 table 的基地址。
  • 在 level 1 Table descriptor 中, output address 为 level 2 table 的基地址
  • 在 level 2 Table descriptor 中, output address 为 level 3 table 的基地址
• 基地址的 Bits[13:0] 为 0.

64KB translation granule

• bits[47:16] 为 output address 的 bits[47:16]，同时：
  • 在 level 1 Table descriptor 中, output address 为 level 2 table 的基地址
  • 在 level 2 Table descriptor 中, output address 为 level 3 table 的基地址
• 基地址的 Bits[15:0] 为 0。

在 stage 1 translation 中， bits[63:59] 包含 next-level lookup 的属性信息，更多信息可以参考 Memory attribute fields in the VMSAv8-64 translation table format descriptors 章节。

如果 translation table 属于 Non-secure EL1&0 stage 1 translation，那么 descriptor 中的 output address 为目标 block 或者 table 的 IPA，如果不属于，那么 output address 为目标 block 或者 table 的 PA。