引流關(guān)鍵詞: 中斷、同步異常、異步異常、irq、fiq、BL1,BL2,BL3,BL31,BL32,BL33,AP_BL1,AP_BL2,AP_BL3,AP_BL31,AP_BL32,AP_BL33,SCP_BL1,SCP_BL2,BL0,BL30, optee、ATF、TF-A、Trustzone、optee3.14、MMU、VMSA、cache、TLB、arm、armv8、armv9、TEE、安全、內(nèi)存管理、頁(yè)表…

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[專欄目錄](méi)-ATF/FF-A/specification學(xué)習(xí)

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20.顆粒保護(hù)表庫(kù)

本文檔描述了 Trusted Firmware-A (TF-A) 使用的顆粒保護(hù)表 (GPT) 庫(kù)的設(shè)計(jì)。該庫(kù)提供基于包含系統(tǒng)內(nèi)存布局信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初始化 GPT、配置系統(tǒng)寄存器以啟用基于這些表的顆粒保護(hù)檢查以及在運(yùn)行時(shí)在不同 PAS（物理地址空間）之間轉(zhuǎn)換顆粒所需的 API .

Arm CCA 添加了兩種新的安全狀態(tài)，總共四種：root、realm、secure 和 non-secure。除了新的安全狀態(tài)外，還添加了相應(yīng)的物理地址空間來(lái)控制每個(gè)狀態(tài)的內(nèi)存訪問(wèn)。下表中可以看到允許對(duì)每個(gè)安全狀態(tài)的 PAS 訪問(wèn)。

GPT 可以用作 1 級(jí)或 2 級(jí)查找，具體取決于 PAS 區(qū)域的配置方式。第一步是0級(jí)表，0級(jí)表中的每個(gè)條目控制對(duì)內(nèi)存中相對(duì)較大的區(qū)域（塊描述符）的訪問(wèn)，當(dāng)使用單步映射時(shí)，整個(gè)區(qū)域可以屬于單個(gè)PAS，或者0 級(jí)條目可以鏈接到 1 級(jí)表，其中相對(duì)較小的內(nèi)存區(qū)域（顆粒）可以通過(guò) 2 步映射分配給不同的 PAS。每個(gè) PAS 使用的映射類型由用戶在設(shè)置配置結(jié)構(gòu)時(shí)確定。

20.1。設(shè)計(jì)概念和界面

本節(jié)介紹 GPT 庫(kù)中使用的一些重要概念和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

決定表的組織方式和功能的三個(gè)主要參數(shù)：PPS（受保護(hù)的物理空間）是系統(tǒng)中受保護(hù)的物理地址空間的總量，PGS（物理顆粒大小）是每個(gè)級(jí)別 1 顆粒的大小是，以及 L0GPTSZ（0 級(jí) GPT 大小），它確定每個(gè) 0 級(jí)條目控制多少物理內(nèi)存。顆粒是可以獨(dú)立分配給 PAS 的最小內(nèi)存單元。

L0GTSZ 由硬件決定，從 GPCCR_EL3 寄存器中讀取。PPS 和 PGS 在運(yùn)行時(shí)傳遞到 API 中，可以通過(guò)某種算法或固件中的硬編碼以最適合給定平臺(tái)的任何方式確定。

GPT 設(shè)置分為兩部分：表創(chuàng)建和運(yùn)行時(shí)初始化。在表創(chuàng)建步驟中，包含有關(guān)所需 PAS 區(qū)域信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被傳遞到庫(kù)中，該庫(kù)驗(yàn)證映射，在內(nèi)存中創(chuàng)建表，并啟用顆粒保護(hù)檢查。在運(yùn)行時(shí)初始化步驟中，運(yùn)行時(shí)固件使用 GPT 寄存器配置定位內(nèi)存中的現(xiàn)有表，并將重要數(shù)據(jù)保存到粒度轉(zhuǎn)換服務(wù)使用的結(jié)構(gòu)中，這將在下面詳細(xì)介紹。

在 FVP 模型的參考實(shí)現(xiàn)中，您可以在文件中找到 PAS 區(qū)域定義的示例include/plat/arm/common/arm_pas_def.h。表創(chuàng)建 API 調(diào)用可以在 中找到plat/arm/common/arm_bl2_setup.c，運(yùn)行時(shí)初始化 API 調(diào)用可以在 中 找到plat/arm/common/arm_bl31_setup.c。

20.1.1。定義 PAS 區(qū)域

結(jié)構(gòu)是一種pas_region_t表示物理地址空間及其屬性的方法，GPT 庫(kù)可以使用它來(lái)初始化表。

該結(jié)構(gòu)由以下部分組成：

• (1) 基本物理地址

• (2) 區(qū)域大小

• (3) 此內(nèi)存區(qū)域的所需屬性（映射類型、PAS 類型）

請(qǐng)參閱 中的pas_region_t類型include/lib/gpt_rme/gpt_rme.h。

程序員應(yīng)該為 API 提供一個(gè)包含結(jié)構(gòu)的數(shù)組pas_region_t ，然后庫(kù)將檢查所需的內(nèi)存訪問(wèn)布局的有效性并創(chuàng)建表來(lái)實(shí)現(xiàn)它。

pas_region_t是一種公共類型，但是建議使用宏 GPT_MAP_REGION_BLOCK和GPT_MAP_REGION_GRANULE來(lái)填充這些結(jié)構(gòu)，而不是手動(dòng)填充，以減少將來(lái)出現(xiàn)兼容性問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。這些宏將基本物理地址、區(qū)域大小和 PAS 類型作為參數(shù)來(lái)生成 pas_region_t 結(jié)構(gòu)。顧名思義，GPT_MAP_REGION_BLOCK僅使用 L0 映射 GPT_MAP_REGION_GRANULE創(chuàng)建區(qū)域，同時(shí)使用 L0 和 L1 映射創(chuàng)建區(qū)域。

20.1.2. 0 級(jí)和 1 級(jí)表

GPT 初始化 API 需要為要構(gòu)建的表傳入內(nèi)存，gpt_init_l0_tables獲取內(nèi)存地址和大小來(lái)構(gòu)建級(jí)別 0 表，并gpt_init_pas_l1_tables獲取地址和大小來(lái)構(gòu)建從級(jí)別 0 描述符鏈接的級(jí)別 1 表。這些表應(yīng)該具有 PAS 類型GPT_GPI_ROOT，典型的系統(tǒng)可能會(huì)將其 0 級(jí)表放在 SRAM 中，將其 1 級(jí)表放在 DRAM 中。

20.1.3. 顆粒轉(zhuǎn)化服務(wù)

Granule Transition Service 允許使用 SMC 調(diào)用更改使用 GPT_MAP_REGION_GRANULE 所有權(quán)映射的內(nèi)存。非安全顆粒可以轉(zhuǎn)換到領(lǐng)域或安全空間，領(lǐng)域和安全顆粒可以轉(zhuǎn)換回非安全。此庫(kù)僅允許轉(zhuǎn)換為顆粒的內(nèi)存映射，映射為塊的內(nèi)存在表創(chuàng)建后固定其 GPI。

20.2. 庫(kù) API

可以在中找到公共 API 和類型include/lib/gpt_rme/gpt_rme.h，本節(jié)旨在提供更多詳細(xì)信息和說(shuō)明。

要?jiǎng)?chuàng)建 GPT 并啟用粒度保護(hù)檢查，需要在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中以正確的順序和正確的時(shí)間調(diào)用 API。

• (1) 固件必須啟用 MMU。

• (2) 固件必須調(diào)用gpt_init_l0_tables以將 0 級(jí)表初始化為默認(rèn)狀態(tài)，即初始化所有 L0 描述符以允許對(duì)所有內(nèi)存的所有訪問(wèn)。PPS 作為參數(shù)提供給此函數(shù)。

• (3) DDR 由系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和初始化，然后將發(fā)現(xiàn)的 DDR 區(qū)域添加到 L1 PAS 區(qū)域以在下一步中初始化并由 GTSI 在運(yùn)行時(shí)使用。

• (4) 固件必須使用指向包含所需內(nèi)存訪問(wèn)布局的結(jié)構(gòu)gpt_init_pas_l1_tables數(shù)組的指針進(jìn)行 調(diào)用。pas_region_tPGS 作為參數(shù)提供給該函數(shù)。

• (5) 固件必須調(diào)用gpt_enable以通過(guò)設(shè)置正確的寄存器值來(lái)啟用顆粒保護(hù)檢查。

• (6) 在使用粒度轉(zhuǎn)換服務(wù)的系統(tǒng)中，運(yùn)行時(shí)固件必須調(diào)用gpt_runtime_init以設(shè)置 GTSI 所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以查找 PAS 類型之間的表和轉(zhuǎn)換粒度。

20.2.1. API 約束

API 允許的 PPS 和 PGS 值是文件中定義的枚舉類型include/lib/gpt_rme/gpt_rme.h。

PPS 的允許值及其相應(yīng)的大小。

• GPCCR_PPS_4GB（4GB 保護(hù)空間，0x100000000 字節(jié)）
• GPCCR_PPS_64GB（64GB 保護(hù)空間，0x1000000000 字節(jié)）
• GPCCR_PPS_1TB（1TB 保護(hù)空間，0x10000000000 字節(jié)）
• GPCCR_PPS_4TB（4TB 保護(hù)空間，0x40000000000 字節(jié)）
• GPCCR_PPS_16TB（16TB 保護(hù)空間，0x100000000000 字節(jié)）
• GPCCR_PPS_256TB（256TB 保護(hù)空間，0x1000000000000 字節(jié)）
• GPCCR_PPS_4PB（4PB 保護(hù)空間，0x10000000000000 字節(jié)）

PGS 的允許值及其相應(yīng)的大小。

• GPCCR_PGS_4K（4KB 顆粒，0x1000 字節(jié)）
• GPCCR_PGS_16K（16KB 顆粒，0x4000 字節(jié)）
• GPCCR_PGS_64K（64KB 顆粒，0x10000 字節(jié)）

L0GPTSZ 的允許值以及相應(yīng)的大小。

• GPCCR_L0GPTSZ_30BITS（1GB 區(qū)域，0x40000000 字節(jié)）
• GPCCR_L0GPTSZ_34BITS（16GB 區(qū)域，0x400000000 字節(jié)）
• GPCCR_L0GPTSZ_36BITS（64GB 區(qū)域，0x1000000000 字節(jié)）
• GPCCR_L0GPTSZ_39BITS（512GB 區(qū)域，0x8000000000 字節(jié)）

請(qǐng)注意，PPS、PGS 和 L0GPTSZ 定義的值是與大小相對(duì)應(yīng)的編碼值，而不是大小本身。為方便起見(jiàn)，提供了大小的解碼十六進(jìn)制表示。

L0 表內(nèi)存有一些必須考慮的約束。

• L0 表必須與表大小或 4096 字節(jié)對(duì)齊，以較大者為準(zhǔn)。L0 表大小是總保護(hù)空間 (PPS) 除以每個(gè) L0 區(qū)域 (L0GPTSZ) 的大小乘以每個(gè) L0 描述符的大小（8 字節(jié)）。((PPS / L0GPTSZ) * 8)

• L0 內(nèi)存大小必須大于或等于表大小。

• L0 內(nèi)存必須屬于 GPT_GPI_ROOT 類型的 PAS。

L1 內(nèi)存也有一些限制。

• L1 表必須與其大小對(duì)齊。每個(gè) L1 表的大小是每個(gè) L0 區(qū)域的大小 (L0GPTSZ) 除以顆粒大小 (PGS) 除以每個(gè)字節(jié)中控制的顆粒 (2)。((L0GPTSZ / PGS) / 2)

• 必須提供足夠的 L1 內(nèi)存來(lái)構(gòu)建所有請(qǐng)求的 L1 表。

• L1 內(nèi)存必須屬于 GPT_GPI_ROOT 類型的 PAS。

如果提供了無(wú)效的參數(shù)組合，API 將打印錯(cuò)誤消息并返回負(fù)值。應(yīng)檢查 API 的返回值以確保配置成功。

20.2.2. L0 內(nèi)存大小和對(duì)齊的示例計(jì)算

讓 PPS=GPCCR_PPS_4GB 和 L0GPTSZ=GPCCR_L0GPTSZ_30BITS

我們可以用 ((PPS / L0GPTSZ) * 8) 找到總 L0 表大小

替換值得到這個(gè)：((0x100000000 / 0x40000000) * 8)

并求解得到 32 個(gè)字節(jié)。在這種情況下，4096 大于 32，因此 L0 表必須對(duì)齊到 4096 字節(jié)。

20.2.3. L1 表大小和對(duì)齊的示例計(jì)算

設(shè) PGS=GPCCR_PGS_4K 和 L0GPTSZ=GPCCR_L0GPTSZ_30BITS

我們可以用 ((L0GPTSZ / PGS) / 2) 找到每個(gè) L1 表的大小。

替代值：((0x40000000 / 0x1000) / 2)

并解決每個(gè) L1 表獲得 0x20000 字節(jié)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的20-Granule Protection Tables Library的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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