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    ARMv8架构特性总结

    ARMv8架构,引入了Execution State、Exception Level、Security State等新特性,是目前ARM架构变动最大的一次,具体来说: 1,A64:对于Large memory的需求也可通过Large Physical Address Extensions (LPAE) 技术,虽然可以支持高达40bits的物理地址空间,但受限于32-bit的指令集,虚拟地址空间依旧只有32bits(4G),定义64-bit的指令集(A64)。向前兼容32-bit指令集(A32和T32)。 2,安全:在ARMv7 security extension的基础上,兼容TrustZone架构,新增security model。它不同于privilege level等软件逻辑上的保护,而是一种物理上的区隔,即不同security状态下,可以访问的物理内存是不同的。在Security状态下,处理器可以访问所有的Secure physical address space以及Non-secure physical address space;在Non-security状态下,只能访问Non-secure physical address space。

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    关于risc-v启动部分思考

    risc-v的架构有着非常鲜明的特点,如果看过arm,aarch64,mips等架构的一些架构手册的基础知识,再看risc-v的芯片的架构设计,就会觉得非常有意思,可以找到一些影子,但是又比这些架构设计简洁的多。当我看完aarch64的芯片手册,再看risc-v的boot时,设计思想竟然可以做一些对比,同样去看risc-v和mips的寄存器,也可看到高度的一致性。对于x86的架构我未曾深入了解,但是在risc-v上应该也可以找到一些设计元素。总体说来,risc-v的架构设计集合了各种架构的设计的优点。我突然觉得这种堆叠即模块的设计思想,在当前iot物联网发展的如火如荼的时代又要被赋予最新的使命了。我十分看好risc-v的设计思想,也期待着与软件界的Linux一样,发展的繁荣昌盛。

    02

    AArch64 是什么

    为了更广泛地向企业领域推进,需要引入 64 位构架。同时也需要在 ARMv8 架构中引入新的 AArch64 执行状态。AArch64 不是一个单纯的 32 位 ARM 构架扩展,而是 ARMv8 内全新的构架,完全使用全新的 A64 指令集。这些都源自于多年对现代构架设计的深入研究。更重要的是, AArch64 作为一个分离出的执行状态,意味着一些未来的处理器可能不支持旧的 AArch32 执行状态。 虽然最初的 64 位 ARM 处理器将会完全向后兼容,但我们大胆且前瞻性地将 AArch64 作为在 ARMv8 处理器中唯一的执行状态。我们在这些系统中将不支持 32 位执行状态, 这将使许多有益的实现得到权衡,如默认情况下,使用一个较大的 64K 大小的页面,并会使得纯净的 64 位 ARM 服务器系统不受遗留代码的影响。立即进行这种划分是很重要的,因为有可能在未来几年内将出现仅支持 64 位的服务器系统。没有必要在新的 64 位架构中去实现一个完整的 32 位流水线,这将会提高未来 ARM 服务器系统的能效。这样回想起来, AArch64 作为在 Fedora ARM 项目中被支持的 ARM 构架是一个很自然的过程: armv5tel、armv7hl、aarch64。新的架构被命名为:aarch64,这同 ARM 自己选择的主线命名方式保持一致,同时也考虑到了 ARM 架构名与 ARM 商标分开的期望。

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    领券