ARMV8启动

ARMV8启动

reference:
聊聊SOC启动 armv8:https://zhuanlan.zhihu.com/p/519995589

BL1  (ROM code)
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BL2  (SPL running use sam，initialize DDR)
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BL31 (secure monitor)
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BL32(trust os)   BL33(uboot)
                 |
                 linux kernel

ATF

固件层级的“安全世界总管”
定位： 运行在最高特权等级 EL3 的固件。
核心职责：
系统启动： 负责最初始的硬件初始化（BL1, BL2），加载并跳转到下一阶段的固件或操作系统（BL31 -> BL32/BL33）。
安全监控： 作为“看门人”，处理从非安全世界（Normal World，运行普通操作系统如 Linux）到安全世界（Secure World）的切换请求（通过 SMC/HVC 指令）。PSCI 调用就是最重要的例子之一。
平台安全服务： 提供标准化的安全服务接口（如 PSCI），并管理 EL3 级别的安全资源。
可信操作系统调度： 负责加载、启动和上下文切换运行在 S-EL1 的可信操作系统（TEE OS），如 OP-TEE。
ATF 与 PSCI： 如之前所述，ATF 是 PSCI 服务的主要实现者和提供者。当 OS 调用 PSCI 功能时，SMC 指令会陷入到运行在 EL3 的 ATF（具体是 BL31 阶段），由 ATF 执行实际的硬件操作。

OP-TEE

运行在安全世界的“可信操作系统”
定位： 一个开源的、运行在 S-EL1（Secure EL1）的可信执行环境操作系统。

核心职责：
提供 TEE 环境： 为 S-EL0（Secure EL0）的 可信应用程序 提供一个隔离的、安全的执行环境。
管理 TA： 加载、验证、执行和隔离多个可信应用程序。
提供安全服务： 实现密码学操作（加解密、签名验签）、安全存储、密钥管理等安全服务，供 TA 或通过 TEE Client API 供非安全世界的普通应用程序调用。
与 REE 通信： 提供标准的机制（如 GP TEE Internal Core API / Client API）与非安全世界的富执行环境通信。
依赖 ATF： OP-TEE 本身不直接运行在 EL3。它需要依赖运行在 EL3 的软件（通常是 ATF 的 BL31）来：
加载和启动： ATF 在启动流程中负责将 OP-TEE OS 镜像（作为 BL32）加载到安全内存并跳转到其入口点。
世界切换： 当普通世界应用程序需要调用 TEE 中的服务时，它会通过 SMC 指令发起请求。这个请求首先会被 EL3 的 ATF 捕获。ATF 负责保存非安全世界的上下文，然后切换到 S-EL1 的 OP-TEE 环境，并将请求传递给 OP-TEE。当 OP-TEE 处理完请求后，同样需要通过 ATF 切换回非安全世界。

底层硬件访问： OP-TEE OS 可能需要访问某些受保护的硬件资源（如特定的安全外设寄存器），这些访问有时需要通过调用 ATF 提供的底层服务（也是通过 SMC）来完成。ATF 充当了 OP-TEE 与最底层硬件（尤其是需要 EL3 权限的操作）之间的桥梁。

层级关系：

ATF 运行在最高特权 EL3，是安全世界的“基础平台”和“调度员”。
OP-TEE 运行在 S-EL1，是由 ATF 加载、启动和管理的一个“租户”（可信操作系统）。

分工协作：

ATF: 负责底层硬件初始化、安全监控、处理 SMC 陷阱、实现 PSCI 等平台级安全服务、加载和调度 OP-TEE。
OP-TEE: 负责在安全世界提供一个完整的、隔离的运行时环境，用于执行敏感的可信应用程序和安全服务。

协同工作流：

普通 App -> SMC 请求访问 TEE -> ATF (EL3) 捕获、切换世界 -> OP-TEE (S-EL1) 处理请求 -> ATF (EL3) 切换回普通世界 -> 返回结果给普通 App。
系统启动：BootROM -> ATF BL1/BL2 -> ATF BL31 (EL3) -> 加载并跳转到 OP-TEE OS (BL32, S-EL1) -> OP-TEE 初始化 -> ATF BL31 -> 加载并跳转到 Non-Secure OS (BL33, NS-EL2/EL1)。
依赖关系： OP-TEE 依赖于 ATF 来提供其运行所需的基础设施（加载、启动、世界切换、底层服务）。ATF 可以独立存在（即使不用 OP-TEE，它也能提供 PSCI 等服务），但 OP-TEE 需要 ATF 或类似功能的 EL3 固件才能正常工作。
目标不同： ATF 的目标是实现 ARM 平台固件的标准化和安全性，提供基础安全服务。OP-TEE 的目标是实现一个标准化的、安全的、用于运行可信应用的执行环境。

ATF,OP-TEE

ATF 是的“底层支撑平台”和“调度协调者”。

OP-TEE 是运行在由 ATF 管理的安全世界（S-EL1）中的一个具体的、重要的“租户”和“服务提供者”（TEE OS）。
它们共同协作，利用 ARM TrustZone 技术，在 ARM 平台上构建起完整的硬件强制隔离的可信执行环境解决方案。
在典型的基于 ARMv8-A 的系统中（如许多手机、嵌入式设备），你经常会看到 ATF 和 OP-TEE 一起部署，共同实现从底层固件安全到上层应用安全的完整链条。