16.2 平台初始化定制

16.2.1 平台初始化概述

ARM Trusted Firmware-A的移植核心在于平台初始化定制，主要包括以下关键环节：

• 硬件抽象层(HAL)实现：提供与具体SoC相关的底层操作接口
• 启动时序控制：按照BL1→BL2→BL31→BL33的启动链要求初始化各阶段
• 安全关键资源初始化：包括TrustZone控制器、内存控制器、加密模块等
• 平台特定数据(Platform Data)配置：如拓扑结构、电源域划分等

// 典型平台初始化函数结构示例（bl1_plat_setup.c）
void bl1_early_platform_setup(void)
{
    /* 阶段1：必须最先执行的硬件初始化 */
    init_console();          // 调试串口初始化
    init_security_controller(); // TZASC/TZPC配置
    enable_mmu_el3();        // MMU初始映射
}

16.2.2 关键初始化组件

1. 内存控制器初始化

初始化步骤	典型操作
DDR参数配置	设置时序参数、PHY校准值
内存映射建立	定义NS/S内存区域，配置TZASC区域划分
内存测试	可选的上电自检(POST)
一致性总线配置	设置ACE/CHI总线参数，多核一致性维护

2. 时钟系统初始化

// 时钟树配置示例
void plat_clock_init(void)
{
    configure_cpu_cluster(CLUSTER0, 2000MHz);
    configure_interconnect(600MHz);
    init_peripheral_clocks(UART_CLK, SPI_CLK, I2C_CLK);
}

3. 电源管理初始化

• 电源域划分与状态定义
• PSCI电源状态映射表配置
• 系统级PMIC通信接口初始化

16.2.3 安全关键初始化

1. TrustZone配置

void configure_trustzone(void)
{
    /* 安全外设划分 */
    tzpc_configure_periph(TZPC_PERIPH_UART0, TZPC_SECURE);
    tzpc_configure_periph(TZPC_PERIPH_GPIO, TZPC_NONSECURE);
    
    /* 内存区域保护 */
    tzasc_configure_region(0, 0x80000000, TZASC_REGION_SECURE);
}

2. 安全启动配置

配置项	说明
根密钥烧录	熔丝(eFuse)或OTP编程
证书链格式定义	定义X.509证书层级结构
镜像签名策略	设置BL2/BL31/BL32的强制签名要求
防回滚计数器	实现安全版本号管理机制

16.2.4 平台特定数据配置

1. 拓扑结构描述

const unsigned char plat_power_domain_tree_desc[] = {
    /* 两级拓扑：系统级 + 集群级 */
    PLAT_MAX_PWR_LVL,      /* 系统级 */
    PLAT_CLUSTER_COUNT,    /* 集群数量 */
    PLAT_CORE_COUNT_CLUSTER0,
    PLAT_CORE_COUNT_CLUSTER1
};

2. 平台信息结构体

plat_psci_ops_t plat_psci_ops = {
    .cpu_standby = custom_cpu_standby,
    .pwr_domain_on = custom_power_on,
    .pwr_domain_off = custom_power_off,
    .get_sys_suspend_power_state = custom_suspend_state
};

16.2.5 调试支持定制

1. 串口调试初始化

void plat_console_init(void)
{
    /* 配置UART参数 */
    uart_base = PLAT_UART_BASE;
    uart_clk = PLAT_UART_CLK_HZ;
    uart_baud = 115200;
    
    /* 注册控制台 */
    console_register(uart_base, uart_clk, uart_baud);
}

2. 异常调试支持

• 实现plat_crash_console_init()用于崩溃信息输出
• 配置硬件断点监视器
• 实现平台特定的assert()处理

16.2.6 验证与测试

1. 启动流程验证：

   • 使用JTAG调试器单步跟踪BL1/BL2执行
   • 检查各阶段跳转地址和寄存器状态

2. 内存配置验证：

   # 通过TF-A日志检查MMU配置
   NOTICE:  BL1: MMU enabled with TCR_EL3.IPS = 0x2
   NOTICE:  BL1: Memory layout:
   NOTICE:  BL1:  [0x00000000 - 0x0001ffff] Secure ROM
   

3. 安全配置测试：

   • 尝试从非安全世界访问安全资源
   • 验证TZASC/TZPC拦截功能

16.2.7 常见问题解决

问题1：BL2镜像加载失败

• 检查BL2_BASE和BL2_LIMIT定义是否与链接脚本一致
• 验证BL1到BL2的跳转指令（通常为ERET）

问题2：MMU配置导致崩溃

• 确认内存区域属性设置（MT_DEVICE/MT_MEMORY）
• 检查页表基地址对齐要求（通常需16KB对齐）

问题3：PSCI调用无响应

• 验证平台电源操作函数是否正确注册
• 检查SMC处理函数的路由逻辑

16.2.8 最佳实践建议

1. 模块化设计：

   /* 推荐的文件组织结构 */
   plat/
   ├── bl1_plat_setup.c    // BL1平台初始化
   ├── bl2_plat_setup.c    // BL2平台初始化
   ├── plat_psci.c         // PSCI实现
   └── include/plat.h      // 平台公共定义
   

2. 版本控制策略：

   • 使用宏区分不同SoC版本

   #ifdef SOC_V2
   #define DDR_BASE 0x80000000
   #else
   #define DDR_BASE 0x40000000
   #endif
   

3. 安全关键代码保护：

   • 将安全初始化代码放在独立的.section
   • 使用编译器属性标记关键函数：

   __attribute__((section(".secure_text"))) void secure_init(void);
   

4. 性能优化：

   • 对启动关键路径进行时间测量

   uint64_t t0 = read_cntpct();
   init_ddr_controller();
   uint64_t t1 = read_cntpct();
   NOTICE("DDR init time: %d us\n", (t1-t0)/cntfrq*1000000);
   

注意：平台初始化代码应遵循TF-A的"最小权限原则"，每个启动阶段只初始化必要的硬件资源，后续阶段的初始化应通过运行时服务完成。