manhuami2007 发表于 2023-1-7 09:21

[ ST NUCLEO-U575ZI-Q 测评] 6-TrustZone工程的启动流程

<div class='showpostmsg'><p>TrustZone的工程中是包含2个工程文件的，安全区的工程和非安全区的工程。这两个工程是下载到不同的flash地址的。</p>

<p><strong>TrustZone的工程要求从安全区的工程启动，然后在跳转到非安全区执行的。</strong></p>

<p>这是因为需要在启动的时候设置安全属性，比如SAU、GTZC之类的安全外设，这些安全属性只能在安全区进行设置。因此安全区的工程下载到Flash的起始地址，0x08000000，但因为这是安全区的代码，因此实际上用的是0x08000000的别名地址0x0C000000，这2个地址实际上是同一个地址。别名区的概念在STM32F1时就出现过，当时的位带区也是别名区的一种。当安全区的工程配置好安全属性之后，就要跳转到非安全区了。非安全区的代码下载到另一个地址，比如0x08100000。当然这个地址取决于用户是如何划分Flash的区域的，这个地址是可以更改的。</p>

<pre>
<code>int main(void)
{
/* SAU/IDAU, FPU and interrupts secure/non-secure allocation setup done */
/* in SystemInit() based on partition_stm32u575xx.h file's definitions. */
/* USER CODE BEGIN 1 */

/* Enable SecureFault handler (HardFault is default) */
SCB-&gt;SHCSR |= SCB_SHCSR_SECUREFAULTENA_Msk;

/* STM32U5xx **SECURE** HAL library initialization:
       - Configure the Flash prefetch
       - Configure the Systick to generate an interrupt each 1 msec
       - Set NVIC Group Priority to 3
       - Low Level Initialization
   */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* Configure the System Power */
SystemPower_Config();
/* GTZC initialisation */
MX_GTZC_S_Init();
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_ICACHE_Init();
/* All IOs are by default allocated to secure */
/* Release them all to non-secure except PC.07 (LED1) kept as secure */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
HAL_GPIO_ConfigPinAttributes(GPIOA, GPIO_PIN_ALL, GPIO_PIN_NSEC);
HAL_GPIO_ConfigPinAttributes(GPIOB, GPIO_PIN_ALL, GPIO_PIN_NSEC);
HAL_GPIO_ConfigPinAttributes(GPIOC, (GPIO_PIN_ALL &amp; ~(GPIO_PIN_7)), GPIO_PIN_NSEC);
HAL_GPIO_ConfigPinAttributes(GPIOD, GPIO_PIN_ALL, GPIO_PIN_NSEC);
HAL_GPIO_ConfigPinAttributes(GPIOE, GPIO_PIN_ALL, GPIO_PIN_NSEC);
HAL_GPIO_ConfigPinAttributes(GPIOF, GPIO_PIN_ALL, GPIO_PIN_NSEC);
HAL_GPIO_ConfigPinAttributes(GPIOG, GPIO_PIN_ALL, GPIO_PIN_NSEC);
HAL_GPIO_ConfigPinAttributes(GPIOH, GPIO_PIN_ALL, GPIO_PIN_NSEC);
/* Secure SysTick should rather be suspended before calling non-secure*/
/* in order to avoid wake-up from sleep mode entered by non-secure      */
/* The Secure SysTick shall be resumed on non-secure callable functions */
/* For the purpose of this example, however the Secure SysTick is kept*/
/* running to toggle the secure IO and the following is commented:      */
/* HAL_SuspendTick(); */
/*************** Setup and jump to non-secure *******************************/
NonSecure_Init();

/* Non-secure software does not return, this code is not executed */
/* Infinite loop */
while (1)；
}</code></pre>

<p data-line="61" dir="auto">上面的代码是位于安全区的工程main函数，从中可以看出其启动流程是：</p>

<ol data-line="62" dir="auto">
        <li data-line="62" dir="auto">设置安全属性，包括SAU、GTZC。在GTZC中要设置SRAM的安全区地址和非安全区地址，为外设分配安全属性。</li>
        <li data-line="63" dir="auto">为非安全区分配资源，包括GPIO、中断和DMA。从下图中，可以看出在复位之后，有的外设是安全区，有的外设是非安全的。如果要在非安全的工程中使用处于安全区的外设，就要进行配置，将其分配到非安全区。例如GPIO全部位于安全区，如果在非安全区要用到UART或者GPIO，那么就要将对应的引脚分配到非安全区。</li>
        <li data-line="65" dir="auto">安全区外设的初始化，初始化在安全区使用的外设。</li>
        <li data-line="66" dir="auto">跳转到非安全区，那么如何从安全区跳转到非安全区呢？跳转函数如下所示。</li>
</ol>

<pre>
<code>#define VTOR_TABLE_NS_START_ADDR0x08100000UL

static void NonSecure_Init(void)
{
funcptr_NS NonSecure_ResetHandler;
SCB_NS-&gt;VTOR = VTOR_TABLE_NS_START_ADDR;
/* Set non-secure main stack (MSP_NS) */
__TZ_set_MSP_NS((*(uint32_t *)VTOR_TABLE_NS_START_ADDR));
/* Get non-secure reset handler */
NonSecure_ResetHandler = (funcptr_NS)(*((uint32_t *)((VTOR_TABLE_NS_START_ADDR) + 4U)));
/* Start non-secure state software application */
NonSecure_ResetHandler();
}</code></pre>

<p data-line="83" dir="auto">这个代码和IAP的代码挺像的，都是实现了程序区的跳转。步骤如下：</p>

<ol data-line="62" dir="auto">
        <li data-line="84" dir="ltr">将非安全区的中断向量表赋值给程序控制块。</li>
        <li data-line="85" dir="ltr">设置使用的栈顶地址，需要注意的是内核的SP寄存器（栈顶指针寄存器）是有2个的，分别用于安全区和非安全区，所以这个实际上设置的是非安全区的栈顶指针。</li>
        <li data-line="86" dir="ltr">最后跳转到非安全区的重启函数出。</li>
</ol>

<p>从上面的内容中，可以看出STM32启动的时候先运行安全区的代码，将安全属性、外设资源等分配好，就会跳转到非安全区的main函数执行。因此代码主要执行非安全区的代码，非安全区的代码可以通过NSC函数调用安全区的函数实现两个区域的交互。</p>
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lugl4313820 发表于 2023-1-7 11:29

感谢分享

Jacktang 发表于 2023-1-8 09:10

<p>STM32启动的时候先运行安全区的代码确实这样，最后的总结写的好，谢谢</p>

okhxyyo 发表于 2023-1-12 09:22

<p>测评汇总：免费申请|ST NUCLEO-U575ZI-Q https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1228653-1-1.html</p>
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