CPU復(fù)位

本文檔描述了在Trusted Firmware-A（TF-A）中處理CPU重置的框架的高級(jí)設(shè)計(jì)。它還描述了平臺(tái)集成商如何在一定程度上根據(jù)系統(tǒng)配置定制此代碼，從而簡(jiǎn)化和優(yōu)化引導(dǎo)流程。

本文檔應(yīng)與固件設(shè)計(jì)文檔一起使用，該文檔提供了有關(guān)重置代碼的更多實(shí)施細(xì)節(jié)，特別是針對(duì)冷啟動(dòng)路徑。

（搓搓小手一起來(lái)看看）

1.一般重置代碼流程

默認(rèn)情況下，TF-A重置代碼在BL1中實(shí)現(xiàn)。下圖說明了這一點(diǎn)：

此圖顯示了未優(yōu)化的默認(rèn)重置流程。根據(jù)系統(tǒng)配置，這些步驟中的一些可能是不必要的。以下各節(jié)通過指示哪些構(gòu)建選項(xiàng)排除哪些步驟來(lái)指導(dǎo)平臺(tái)集成商，具體取決于平臺(tái)的能力。

Note

如果將BL31用作TF-A入口點(diǎn)而不是BL1，則上圖仍然相關(guān)，因?yàn)樵谶@種情況下，所有這些操作都將發(fā)生在BL31中。

2.可編程CPU復(fù)位地址

默認(rèn)情況下，TF-A假定CPU重置地址不可編程。因此，無(wú)論何時(shí)重置，所有CPU都從同一地址（通常為地址0）開始。然后需要進(jìn)一步的邏輯來(lái)確定是冷啟動(dòng)還是熱啟動(dòng)以將CPU引導(dǎo)到正確的執(zhí)行路徑。

如果重置向量地址（反映在重置向量基地址寄存器RVBAR_EL3中）是可編程的，則可以使每個(gè)CPU在冷重置和熱重置時(shí)直接從正確的地址啟動(dòng)。因此，可以跳過啟動(dòng)類型檢測(cè)，導(dǎo)致以下啟動(dòng)流程：

要啟用此引導(dǎo)流，請(qǐng)使用PROGRAMMABLE_RESET_ADDRESS=1編譯TF-A。此選項(xiàng)僅影響TF-A重置圖像，默認(rèn)情況下為BL1，如果reset_TO_BL31=1，則為BL31。

在FVP和Juno平臺(tái)上，重置向量地址都是不可編程的，因此兩個(gè)端口都使用PROGRAMABLE_reset_ADRESS=0。

3.在單個(gè)CPU上冷啟動(dòng)

默認(rèn)情況下，TF-A假設(shè)可能會(huì)釋放幾個(gè)CPU而不進(jìn)行重置。因此，冷啟動(dòng)代碼必須仲裁對(duì)CPU之間共享的硬件資源的訪問。?這是通過將其中一個(gè)CPU指定為主CPU來(lái)完成的，主CPU負(fù)責(zé)初始化共享硬件并與其他CPU協(xié)調(diào)引導(dǎo)流程。

如果平臺(tái)保證只啟動(dòng)一個(gè)CPU，則不需要仲裁。主/輔CPU本身的概念不再適用。這將導(dǎo)致以下引導(dǎo)流：

要啟用此引導(dǎo)流，請(qǐng)使用COLD_BOOT_SINGLE_CPU=1 Compile TF-A。此選項(xiàng)僅影響TF-A重置圖像，默認(rèn)情況下為BL1。如果RESET_TO_BL31=1，則為BL31。

在FVP和Juno平臺(tái)上，雖然默認(rèn)情況下只有一個(gè)內(nèi)核啟動(dòng)，但有一些特定于平臺(tái)的方法可以釋放任意數(shù)量的內(nèi)核。因此，COLD用于兩個(gè)平臺(tái)端口_BOOT_SINGLE_CPU=0

4.可編程CPU重置地址，單CPU冷啟動(dòng)

顯然，在具有可編程CPU重置地址并釋放單個(gè)CPU重置的平臺(tái)上，可以將兩種優(yōu)化結(jié)合起來(lái)。這將導(dǎo)致以下引導(dǎo)流：

要啟用此引導(dǎo)流，請(qǐng)使用COLD_BOOT_SINGLE_CPU=1和PROGRAMMABLE_RESET_ADDRESS=1編譯TF-A。這些選項(xiàng)僅影響TF-A重置圖像，默認(rèn)情況下為BL1，如果RESET_TO_BL31=1，則為BL31。

5.使用BL31入口點(diǎn)作為重置地址

在某些平臺(tái)上，應(yīng)用程序處理器的運(yùn)行時(shí)固件（BL3x映像）由SoC上的安全系統(tǒng)處理器上運(yùn)行的某些固件加載，而不是由主應(yīng)用程序處理器上的BL1和BL2加載。對(duì)于這種類型的SoC，期望應(yīng)用處理器總是復(fù)位到BL31，這消除了對(duì)BL1和BL2的需要。

TF-A提供了一個(gè)構(gòu)建時(shí)選項(xiàng)RESET_TO_BL31，該選項(xiàng)包括BL31入口點(diǎn)中的一些附加邏輯，以支持該用例。在此配置中，平臺(tái)的受信任引導(dǎo)固件必須確保在應(yīng)用程序處理器通電之前，BL31加載到其運(yùn)行時(shí)地址，該地址必須與CPU的RVBAR_EL3重置矢量基地址匹配。此外，平臺(tái)軟件負(fù)責(zé)加載所需的其他BL3x映像，并向BL31提供這些映像的入口點(diǎn)信息。加載這些映像可以通過可信引導(dǎo)固件或BL31中的平臺(tái)代碼完成。

盡管Arm FVP平臺(tái)不支持在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)編程重置基址，但可以在啟動(dòng)時(shí)設(shè)置RVBAR_EL3寄存器的初始值。此功能僅在基本FVP上提供。

它允許Arm FVP端口支持RESET_to_BL31配置，在這種情況下，BL31.bin映像必須加載到Trusted SRAM中的運(yùn)行地址，并且所有CPU重置向量都從默認(rèn)0x0更改為該運(yùn)行地址。有關(guān)以這種方式運(yùn)行FVP模型的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱Arm Fixed Virtual Platforms（FVP）。

雖然從技術(shù)上講，可以在SCP固件中使用正確的支持對(duì)重置基址進(jìn)行編程，但目前尚未實(shí)現(xiàn)，因此Juno端口不支持reset_to_BL31配置。

RESET_TO_BL31配置需要對(duì)BL31功能進(jìn)行一些添加和更改：

5.1.引導(dǎo)路徑的確定

在此配置中，BL31使用與上述BL1相同的重置框架和代碼。因此，它以同樣的方式受到PROGRAMABLE_RESET_ADDRESS和COLD_BOOT_SINGLE_CPU構(gòu)建選項(xiàng)的影響。

在默認(rèn)的、未優(yōu)化的BL31重置流程中，在熱啟動(dòng)時(shí)，CPU通過平臺(tái)定義的機(jī)制被引導(dǎo)到PSCI實(shí)現(xiàn)。在冷啟動(dòng)時(shí)，平臺(tái)必須將任何輔助CPU置于安全狀態(tài)，同時(shí)主CPU執(zhí)行修改的BL31初始化，如下所述。

5.2.平臺(tái)初始化

在這種配置中，當(dāng)CPU復(fù)位到BL31時(shí)，前一個(gè)引導(dǎo)階段應(yīng)該沒有可以在寄存器中傳遞的參數(shù)。相反，BL31中的平臺(tái)代碼需要知道或能夠確定BL32（如果需要）和BL33圖像的位置，并響應(yīng)BL31_plat_get_next_image_ep_info（）函數(shù)提供該信息。

Note

配置RESET_TO_BL31的某些平臺(tái)可能仍然能夠接收寄存器中的參數(shù)，這取決于它們的實(shí)際引導(dǎo)順序。在這些情況下，除了RESET_to_BL31之外，這些平臺(tái)還應(yīng)設(shè)置RESET_to-BL31_WITH_PARAMS，以避免輸入寄存器在進(jìn)入BL31之前歸零。

此外，平臺(tái)軟件負(fù)責(zé)執(zhí)行任何安全初始化，例如編程TrustZone地址空間控制器。這可以通過可信引導(dǎo)固件或BL31中的平臺(tái)代碼完成。

審核編輯：黃飛