CPU復位

本文檔描述了在Trusted Firmware-A（TF-A）中處理CPU重置的框架的高級設計。它還描述了平臺集成商如何在一定程度上根據系統配置定制此代碼，從而簡化和優化引導流程。

本文檔應與固件設計文檔一起使用，該文檔提供了有關重置代碼的更多實施細節，特別是針對冷啟動路徑。

（搓搓小手一起來看看）

1.一般重置代碼流程

默認情況下，TF-A重置代碼在BL1中實現。下圖說明了這一點：

此圖顯示了未優化的默認重置流程。根據系統配置，這些步驟中的一些可能是不必要的。以下各節通過指示哪些構建選項排除哪些步驟來指導平臺集成商，具體取決于平臺的能力。

Note

如果將BL31用作TF-A入口點而不是BL1，則上圖仍然相關，因為在這種情況下，所有這些操作都將發生在BL31中。

2.可編程CPU復位地址

默認情況下，TF-A假定CPU重置地址不可編程。因此，無論何時重置，所有CPU都從同一地址（通常為地址0）開始。然后需要進一步的邏輯來確定是冷啟動還是熱啟動以將CPU引導到正確的執行路徑。

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CPU在冷重置和熱重置時直接從正確的地址啟動。因此，可以跳過啟動類型檢測，導致以下啟動流程：

要啟用此引導流，請使用PROGRAMMABLE_RESET_ADDRESS=1編譯TF-A。此選項僅影響TF-A重置圖像，默認情況下為BL1，如果reset_TO_BL31=1，則為BL31。

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

3.在單個CPU上冷啟動

默認情況下，TF-A假設可能會釋放幾個CPU而不進行重置。因此，冷啟動代碼必須仲裁對CPU之間共享的硬件資源的訪問。?這是通過將其中一個CPU指定為主CPU來完成的，主CPU負責初始化共享硬件并與其他CPU協調引導流程。

如果平臺保證只啟動一個CPU，則不需要仲裁。主/輔CPU本身的概念不再適用。這將導致以下引導流：

要啟用此引導流，請使用COLD_BOOT_SINGLE_CPU=1 Compile TF-A。此選項僅影響TF-A重置圖像，默認情況下為BL1。如果RESET_TO_BL31=1，則為BL31。

在FVP和Juno平臺上，雖然默認情況下只有一個內核啟動，但有一些特定于平臺的方法可以釋放任意數量的內核。因此，COLD用于兩個平臺端口_BOOT_SINGLE_CPU=0

4.可編程CPU重置地址，單CPU冷啟動

顯然，在具有可編程CPU重置地址并釋放單個CPU重置的平臺上，可以將兩種優化結合起來。這將導致以下引導流：

要啟用此引導流，請使用COLD_BOOT_SINGLE_CPU=1和PROGRAMMABLE_RESET_ADDRESS=1編譯TF-A。這些選項僅影響TF-A重置圖像，默認情況下為BL1，如果RESET_TO_BL31=1，則為BL31。

5.使用BL31入口點作為重置地址

在某些平臺上，應用程序處理器的運行時固件（BL3x映像）由SoC上的安全系統處理器上運行的某些固件加載，而不是由主應用程序處理器上的BL1和BL2加載。對于這種類型的SoC，期望應用處理器總是復位到BL31，這消除了對BL1和BL2的需要。

TF-A提供了一個構建時選項RESET_TO_BL31，該選項包括BL31入口點中的一些附加邏輯，以支持該用例。在此配置中，平臺的受信任引導固件必須確保在應用程序處理器通電之前，BL31加載到其運行時地址，該地址必須與CPU的RVBAR_EL3重置矢量基地址匹配。此外，平臺軟件負責加載所需的其他BL3x映像，并向BL31提供這些映像的入口點信息。加載這些映像可以通過可信引導固件或BL31中的平臺代碼完成。

盡管Arm FVP平臺不支持在運行時動態編程重置基址，但可以在啟動時設置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中的運行地址，并且所有CPU重置向量都從默認0x0更改為該運行地址。有關以這種方式運行FVP模型的詳細信息，請參閱Arm Fixed Virtual Platforms（FVP）。

雖然從技術上講，可以在SCP固件中使用正確的支持對重置基址進行編程，但目前尚未實現，因此Juno端口不支持reset_to_BL31配置。

RESET_TO_BL31配置需要對BL31功能進行一些添加和更改：

5.1.引導路徑的確定

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構建選項的影響。

在默認的、未優化的BL31重置流程中，在熱啟動時，CPU通過平臺定義的機制被引導到PSCI實現。在冷啟動時，平臺必須將任何輔助CPU置于安全狀態，同時主CPU執行修改的BL31初始化，如下所述。

5.2.平臺初始化

在這種配置中，當CPU復位到BL31時，前一個引導階段應該沒有可以在寄存器中傳遞的參數。相反，BL31中的平臺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BL31_plat_get_next_image_ep_info（）函數提供該信息。

Note

配置RESET_TO_BL31的某些平臺可能仍然能夠接收寄存器中的參數，這取決于它們的實際引導順序。在這些情況下，除了RESET_to_BL31之外，這些平臺還應設置RESET_to-BL31_WITH_PARAMS，以避免輸入寄存器在進入BL31之前歸零。

此外，平臺軟件負責執行任何安全初始化，例如編程TrustZone地址空間控制器。這可以通過可信引導固件或BL31中的平臺代碼完成。

審核編輯：黃飛