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我不确定我是否了解 ARM 处理器中 CPU 直接访问内存的完整流程，我想知道内存的哪一部分访问缓存（L1 和 L2），DMA 和 MMU（或安全 MMU）参与其中。我不确定我是否理解从 non-secureOS 向 SecureOS 发送数据的过程是从通过 DMA 分配共享缓冲区并将数据写入共享缓冲区（在 secureOS 和 non-secureOS 之间）和发送开始的。

附加问题：

  1. 为什么 DMA 需要在安全或非安全之间进行通信？为什么不能通过内核缓冲区（kmalloc()、kzalloc()、get_page() 等）使用？
  2. 通常，CPU 可以在没有 DMA 的情况下访问内存吗？DMA一定要参加吗？
  3. CPU（缓存 L1 或 L2）与 DMA 之间可能没有一致性？例如：non-secureOS 将自己的数据写入 DMA 缓冲区并发送到 secureOS。安全操作系统接收缓冲区，非安全操作系统再次更改缓冲区而不刷新（我认为更改保留在缓存中），最后安全操作系统从缓存中读取陈旧的假数据
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TrustZone 的一切都是通过增加 BUS 的“NS”位来完成的。对于 TrustZone CPU，L1/L2/TLB（通过 MMU）需要注意“NS”位。缓存和 TLB 增加了一个“NS”位，如果“NS”是明确的，则无法从正常世界访问。

我不确定我是否理解从 non-secureOS 向 SecureOS 发送数据的过程是从通过 DMA 分配共享缓冲区并将数据写入共享缓冲区（在 secureOS 和 non-secureOS 之间）和发送开始的。

安全/非安全操作系统有多种通信方式。DMA 缓冲区是一种方式，但它可能很复杂并且不是正常模式。最基本的机制是SMC指令。这被监控模式捕获并完成与“系统调用”相同的事情。

另一种方法是将 RAM 映射为全球共享。通常，这是通过 TZASC 完成的，但系统上可能存在其他 Trustzone 内存控制器。这可能是通过机制最好的“引导” smc。

使用 DMA 控制器可以扩展全球共享内存缓冲区以减轻 CPU 工作负载。但是，我认为这个案子有点病态，永远不会做。甚至比通过 DMA 复制内存更快的是更新 TZASC 以使缓冲区可共享。没有复制。

  1. 正常世界读取“安全内存”-> 故障。
  2. 普通世界读取“世界共享内存”->正常访问。

如果设备未启动锁定，则安全操作系统可以在运行时翻转 TZASC 权限。

为什么 DMA 需要在安全或非安全之间进行通信？为什么不能通过内核缓冲区（kmalloc()、kzalloc()、get_page() 等）使用？

如上所述。它需要世界可共享的内存。

通常，CPU 可以在没有 DMA 的情况下访问内存吗？DMA必须参加吗？

没有 DMA 根本不需要参与。事实上，我想知道是什么让你认为是这种情况？

CPU（缓存 L1 或 L2）与 DMA 之间可能没有一致性？例如：non-secureOS 将自己的数据写入 DMA 缓冲区并发送到 secureOS。安全操作系统接收缓冲区，非安全操作系统再次更改缓冲区而不刷新（我认为更改保留在缓存中），最后安全操作系统从缓存中读取陈旧的假数据

DMA 和缓存总是存在一致性问题。TrustZone 没有添加任何新内容。如果您使用 DMA，则需要将 MMU 设置为设备内存，并且不会缓存。

此外，DMA 设备本身也被视为 BUS 主机。如果放置在它们上面，它们可以是 TrustZone 感知的或一些前端逻辑。在第一种情况下，控制器根据记录的使用模式翻转“NS”位。例如，加密设备可能会向正常/安全世界提供存储的寄存器。根据访问设备的人员，DMA 将在 NS 设置或清除的情况下执行。对于第二种情况，另一个设备/垫片为 DMA 设置了固定访问。它始终是正常访问或安全访问。这通常是引导锁定的。

DMA（以及除 CPU 之外的所有硬件）不在 CPU 的范围内。SOC 设计者和 OEM 必须配置系统以匹配应用程序的安全要求。所以不同的设备应该映射到正常/安全（或动态，如果需要）。最安全的情况是修复这些映射并在启动时锁定它们。否则，您的攻击面会随着对 TrustZone 的攻击而扩大。

于 2021-01-21T15:37:22.450 回答