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[專欄目錄]-ATF/FF-A/specification學習

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7.固件更新 (FWU)

7.1。介紹

本文檔描述了固件更新 (FWU) 功能的設計，該功能使經過身份驗證的固件能夠將固件映像從外部接口（例如 USB、UART、SD-eMMC、NAND、NOR 或以太網）更新到 SoC 非易失性存儲器（例如 NAND 閃存） , LPDDR2-NVM 或平臺決定的任何內存。即使系統中的當前固件損壞或丟失，此功能仍然有效；因此，它可以用作恢復模式。它也可以由其他更高級別的固件更新軟件來補充。

FWU 實現了受信任板引導要求 (TBBR) 規范 Arm DEN0006C-1 的特定部分。它應該與 Trusted Board Boot設計文檔結合使用，該文檔描述了 Trusted Firmware-A (TF-A) TBBR 實現的映像認證部分。

7.1.1. 范圍

本文檔描述了安全世界 FWU 設計。描述正常的世界 FWU 圖像應該如何操作超出了它的范圍。要實現普通世界的 FWU 映像，請參閱 TBBR 中的“非可信固件更新程序”要求。

7.2. FWU 概述

FWU 引導流程主要由 BL1 調節。由于 BL1 在 ROM 中執行，并且通常希望最大限度地減少 ROM 代碼的數量，因此該設計允許 FWU 的某些部分在其他安全和正常的世界映像中實現。平臺代碼可以選擇在哪些圖像中實現哪些部分，但一般期望是：

• BL1 handles：
  檢測和啟動 FWU 引導流程。
  將圖像從非安全內存復制到安全內存
  FWU 圖像認證
  FWU 過程中正常世界和安全世界之間的上下文切換。

• 其他安全世界 FWU 映像處理 FWU 進程所需的平臺初始化。

• 正常世界的 FWU 映像處理將固件映像從外部接口加載到非安全內存。

FWU 功能的主要要求是：

• （1）導出 BL1 SMC 接口以與在其他異常級別執行的其他 FWU 映像進行互操作。
• （2）導出平臺接口以向 FWU 通用代碼提供所需的信息，并啟用平臺特定的 FWU 功能。有關此接口的詳細信息，請參閱 移植指南。

與其他 TF-A 圖像一樣，TF-A 對 FWU 圖像使用縮寫圖像術語。有關這些術語的解釋，請參閱圖像術語文檔。

下圖顯示了 Arm 開發平臺的 FWU 引導流程。像 Juno 這樣的 Arm CSS 平臺有一個系統控制處理器 (SCP)，這些平臺使用所有定義的 FWU 圖像。其他平臺可能會使用其中的一個子集。

7.3. 鏡像識別

每個 FWU 圖像和證書都由平臺定義的唯一 ID 標識，BL1 使用該 IDimage_desc_t通過調用bl1_plat_get_image_desc(). 相同的 ID 還用于準備信任鏈（有關更多信息，請參閱身份驗證框架和信任鏈 文檔）。

鏡像描述符包括以下信息：

• 可執行或不可執行的圖像。這表示是否允許普通世界請求執行安全世界 FWU 映像（在認證之后）。安全世界證書和非 AP 映像是不可執行映像的示例。

• 安全或非安全圖像。這指示圖像是否在安全或非安全內存中進行身份驗證/執行。

• 圖像基址和大小。

• 圖像入口點配置 (an entry_point_info_t)。

• FWU 圖像狀態。

BL1 使用 FWU 圖像描述符來：

• 驗證 FWU SMC 的論點

• 管理 FWU 進程的狀態

• 初始化下一個 FWU 鏡像的執行狀態。

7.4. FWU 狀態機

BL1 在 FWU 執行期間維護每個 FWU 映像的狀態。較低異常級別的 FWU 映像會引發 SMC 以調用 BL1 中的 FWU 功能，這會導致 BL1 更新其 FWU 映像狀態。BL1 圖像狀態和有效狀態轉換如下圖所示。請注意，安全圖像比非安全圖像具有更復雜的狀態機。

以下是支持的狀態的簡要說明：

• RESET：這是 FWU 開始時每個圖像的初始狀態。身份驗證失敗也會導致此狀態。如果安全映像已完成執行，則它可能會屈服于此狀態。也可以使用FWU_SMC_IMAGE_RESET.

• COPYING：這是安全映像的狀態，而 BL1 將其以塊的形式從非安全內存復制到安全內存。

• COPIED：這是當 BL1 完成將其復制到安全內存時安全映像的狀態。

• AUTHENTICATED：這是 BL1 成功驗證圖像時的狀態。

• EXECUTED：當 BL1 將執行控制權交給它時，這是一個安全的可執行映像的狀態。

• INTERRUPTED：這是一個安全的可執行映像在請求 BL1 恢復正常世界執行后的狀態。

7.5。BL1 SMC 接口

7.5.1. BL1_SMC_CALL_COUNT

Arguments:uint32_t function ID : 0x0Return:uint32_t

此 SMC 返回 BL1 支持的 SMC 數量。

7.5.2. BL1_SMC_UID?

Arguments:uint32_t function ID : 0x1Return:UUID : 32 bits in each of w0-w3 (or r0-r3 for AArch32 callers)

此 SMC 返回 BL1 SMC 服務的 128 位通用唯一標識符。

7.5.3. BL1_SMC_VERSION

Argument:uint32_t function ID : 0x3Return:uint32_t : Bits [31:16] Major VersionBits [15:0] Minor Version

此 SMC 返回 BL1 SMC 服務的當前版本。

7.5.4. BL1_SMC_RUN_IMAGE

Arguments:uint32_t function ID : 0x4entry_point_info_t *ep_infoReturn:voidPre-conditions:if (normal world caller) synchronous exceptionif (ep_info not EL3) synchronous exception

此 SMC 將執行控制傳遞給由提供的 entry_point_info_t結構描述的 EL3 映像。在正常的 TF-A 引導流程中，BL2 為 BL1 調用此 SMC 以將執行控制權傳遞給 BL31。

7.5.5。FWU_SMC_IMAGE_COPY

Arguments:uint32_t function ID : 0x10unsigned int image_iduintptr_t image_addrunsigned int block_sizeunsigned int image_sizeReturn:int : 0 (Success): -ENOMEM: -EPERMPre-conditions:if (image_id is invalid) return -EPERMif (image_id is non-secure image) return -EPERMif (image_id state is not (RESET or COPYING)) return -EPERMif (secure world caller) return -EPERMif (image_addr + block_size overflows) return -ENOMEMif (image destination address + image_size overflows) return -ENOMEMif (source block is in secure memory) return -ENOMEMif (source block is not mapped into BL1) return -ENOMEMif (image_size > free secure memory) return -ENOMEMif (image overlaps another image) return -EPERM

此 SMC 將指示的安全映像image_id從非安全內存復制到安全內存以供以后驗證。可以將圖像復制到單個塊或多個塊中。image_size在任何一種情況下，第一次為每個圖像調用此 SMC 時都必須提供圖像的總大小；在后續調用（如果有）相同圖像時會忽略它。

image_addr并指定要從中復制的block_size源內存塊。目標地址由平臺代碼提供。

如果block_size大于此圖像要復制的剩余字節數，則前者將被截斷為后者。然后認為復制操作完成，并且 FWU 狀態機轉換到“COPIED”狀態。如果還有更多要復制，則 FWU 狀態機保持或轉換到 COPYING 狀態（取決于先前的狀態）。

當使用多個塊時，源塊不一定需要在連續的內存中。

一旦 SMC 被處理，BL1 從異常返回到正常的世界調用者。

7.5.6。FWU_SMC_IMAGE_AUTH

Arguments:uint32_t function ID : 0x11unsigned int image_iduintptr_t image_addrunsigned int image_sizeReturn:int : 0 (Success): -ENOMEM: -EPERM: -EAUTHPre-conditions:if (image_id is invalid) return -EPERMif (secure world caller)if (image_id state is not RESET) return -EPERMif (image_addr/image_size is not mapped into BL1) return -ENOMEMelse // normal world callerif (image_id is secure image)if (image_id state is not COPIED) return -EPERMelse // image_id is non-secure imageif (image_id state is not RESET) return -EPERMif (image_addr/image_size is in secure memory) return -ENOMEMif (image_addr/image_size not mapped into BL1) return -ENOMEM

此 SMC 對 指定的圖像進行身份驗證image_id。如果圖像處于 RESET 狀態，則 BL1 使用提供的 image_addr和對圖像進行就地身份驗證image_size。如果圖像是處于復制狀態的安全圖像，則 BL1 從 BL1 先前將圖像復制到的安全存儲器中驗證圖像。

BL1 從異常返回給調用者。如果驗證成功，則 BL1 將圖像狀態設置為 AUTHENTICATED。如果身份驗證失敗，則 BL1 返回 -EAUTH 錯誤并將圖像狀態設置回 RESET。

7.5.7。FWU_SMC_IMAGE_EXECUTE

Arguments:uint32_t function ID : 0x12unsigned int image_idReturn:int : 0 (Success): -EPERMPre-conditions:if (image_id is invalid) return -EPERMif (secure world caller) return -EPERMif (image_id is non-secure image) return -EPERMif (image_id is non-executable image) return -EPERMif (image_id state is not AUTHENTICATED) return -EPERM

image_id此 SMC在另一個安全世界中向調用者啟動執行由 指定的先前經過身份驗證的映像 。當前實現僅支持普通世界調用者啟動安全世界圖像的執行。

BL1 保存普通世界調用者的上下文，將安全映像狀態設置為 EXECUTED，并從異常返回到安全映像。

7.5.8。FWU_SMC_IMAGE_RESUME

Arguments:uint32_t function ID : 0x13register_t image_paramReturn:register_t : image_param (Success): -EPERMPre-conditions:if (normal world caller and no INTERRUPTED secure image) return -EPERM

當安全映像處于 EXECUTED/INTERRUPTED 狀態時，此 SMC 將在另一個安全世界中恢復執行。

對于普通世界調用者，BL1 將先前中斷的安全映像狀態設置為 EXECUTED。對于安全世界調用者，BL1 將先前執行的安全映像狀態設置為 INTERRUPTED。在任何一種情況下，BL1 都會保存調用世界的上下文，恢復正在恢復的世界的上下文并從異常返回到正在恢復的世界。如果調用成功，則將提供的調用者 image_param返回到恢復的世界，否則將錯誤代碼返回給調用者。

7.5.9。FWU_SMC_SEC_IMAGE_DONE

Arguments:uint32_t function ID : 0x14Return:int : 0 (Success): -EPERMPre-conditions:if (normal world caller) return -EPERM

此 SMC 指示先前執行的安全映像的完成。

BL1 將先前執行的安全映像狀態設置為 RESET 狀態，恢復正常世界上下文并從異常返回到正常世界。

7.5.10。FWU_SMC_UPDATE_DONE

Arguments:
uint32_t function ID : 0x15
register_t client_cookie

Return:
N/A
此 SMC 完成固件更新過程。BL1 調用平臺特定函數bl1_plat_fwu_done，將可選參數client_cookie作為. SMC 不返回。void *

7.5.11。FWU_SMC_IMAGE_RESET

Arguments:uint32_t function ID : 0x16unsigned int image_idReturn:int : 0 (Success): -EPERMPre-conditions:if (secure world caller) return -EPERMif (image in EXECUTED) return -EPERM

此 SMC 將圖像的狀態設置為 RESET 并將其使用的內存歸零。

僅當未執行圖像時才允許這樣做。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的07- Firmware Update (FWU)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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