[trustzone]-ARM trustzone的安全扩展介绍-一篇就够了

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说明：

在默认情况下，本文讲述的都是ARMV8-aarch64架构，linux kernel 64位

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自制ARM Trustzone学习视频（17min）:

文章目录

• • • • 1、ARM Trustzone的安全扩展简介
      • 2、ARM Trustzone技术下的软件框图

1、ARM Trustzone的安全扩展简介

ARM Trustzone是什么？ ARM Trustzone不具体指一个硬件，也不是一个软件，而是一套技术一套标志，在支持ARM Trustzone的SOC中，需按照ARM Trustzone技术对各个子模块进行设计。

• (1)、AMBA-AXI总线的扩展, 增加了标志secure读和写地址线：AWPROT[1]和ARPROT[1]
• (2)、processor的扩展(或者说master的扩展)，在ARM Core内部增加了SCR.NS比特位，这样ARM Core发起的操作就可以被标记“是以secure身份发起的访问，还是以non-secure身份发起的访问”
• (3)、TZPC扩展，在AXI-TO-APB端增加了TZPC，用于配置apb controller的权限(或者叫secure controller)，例如将efuse(OTP Fuse)配置成安全属性后，那么processor以non-secure发起的访问将会被拒绝，非法的访问将会返回给AXI总线一个错误。
• (4)、TZASC扩展，在DDRC(DMC)之上增加一个memory filter，现在一般都是使用TZC400，或由SOC厂商自己设计一个这样的IP，或叫MPU，或集成在DMC内部，它的作用一般就是配置DDR的权限。 如果配置了DDR中某块region为安全属性，那么processor以non-secure发起的访问将会被拒绝。

• (5)、MMU对安全扩展的支持

  TTBRx_EL0、TTBRx_EL1的扩展：在armv7上，这两个寄存器对于secure和non-secure属性是banked的，也就是说在安全世界和非安全世界各有一组这样的寄存器，所以在linux和tee中可以各自维护一张自己的内存页表.

  cache的扩展：其实cache指令(寄存器)并没有什么扩展，而是在MMU页表的entry的属性中，增加了NS的属性，当非安全世界使用MMU进行翻译地址时，检查到该entry的属性为secure，将会miss掉。

• (6)、gic对安全扩展的支持，在gicv2、gicv3的版本中，都增加了对安全扩展的支持. 以gicv3为例，将中断划分成了group0、secure group1和non-secure group1. 在软件的配置下，group0和secure group1的中断将不会target到REE(linux)中处理

2、ARM Trustzone技术下的软件框图

EL3 is AArch64：

EL3 is AArch32：

AArch32和AArch64 secure monitor的理解：

• 如果secureos和monitor都是64位，secureos跑在el1, monitor跑在el3;
• 如果secureos和monitor都是32位，secureos和monitor都跑在EL3（secureos在svc模式、monitor在svc模式），它俩共用页表；
• 如果monitor是64位，secureos是32位，那么secureos跑在svc模式(el1)，monitor跑在el3，他俩不共用页表

armv7：

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