【ARMv8M Cortex-M33 系列 1 -- SAU 介绍】

Cortex-M33 SAU 介绍

在 ARMv8-M 架构中，SAU（Security Attribution Unit）是安全属性单元，用于配置和管理内存区域的安全属性。SAU 是 ARM TrustZone 技术的一部分，该技术提供了在单个处理器中创建安全（Secure）和非安全（Non-secure）状态的能力，允许系统同时运行受信任的安全代码和非受信任的非安全代码。

SAU 能够定义多个内存区域，并为每个内存区域指定其是否可被安全状态和/或非安全状态访问。这样，SAU 可以帮助创建一个隔离的安全环境，其中敏感的代码和数据可以被保护，不受非安全代码的影响。

SAU 的主要功能包括

• 内存区域定义：SAU 允许你定义一系列的内存区域，并为每个区域指定安全属性。这些区域可以是 RAM、ROM、外设或其他类型的内存。
• 安全属性配置：对于每个区域，可以配置其是否为安全或非安全访问。这是通过设置区域的属性位来完成的。
• 默认内存映射：SAU 也允许配置默认内存映射，即对于没有明确通过 SAU 区域定义的内存，指定它们的安全状态。

SAU 寄存器

SAU 的配置是通过一系列的系统控制寄存器来完成的，主要包括：

Address	Register	Description
0xE000EDD0	SAU_CTRL	SAU Control Register
0xE000EDD4	SAU_TYPE	SAU Type Register
0xE000EDD8	SAU_RNR	SAU Region Number Register
0xE000EDDC	SAU_RBAR	SAU Region Base Address Register
0xE000EDE0	SAU_RLAR	SAU Region Limit Address Register
0xE000EDE4	SFSR	Secure Fault Status Register
0xE000EDE8	SFAR	Secure Fault Address Register

• SAU_CTRL：SAU 控制寄存器，用于启用或禁用 SAU，以及配置默认的内存映射属性。
  • bit[1]:
    • 0- Memory is marked as Secure and is not Non-secure callable.
    • 1- Memory is marked as Non-secure.
  • bit[0]:
    • 0-SAU is disabled;
    • 1-SAU is enabled;
• SAU_TYPE：SAU 类型寄存器，提供 SAU 支持的区域数量和配置信息。
  • bit[7:0]： SAU regions. The number of implemented SAU regions.
• SAU_RNR: SAU 区域编号寄存器，用于选择要配置的 SAU 区域。
  • bit[7:0]：Region number. Indicates the SAU region accessed by SAU_RBAR and SAU_RLAR.
• SAU_RBAR 和 SAU_RLAR：SAU 区域基址和限制寄存器，用于定义具体 SAU 区域的起始地址和结束地址，并指定区域的安全属性。
  • SAU_RBAR bits [31:5]: Base address. Holds bits [31:5] of the base address for the selected SAU region.
  • SAU_RLAR bits [31:5]: Limit address. Holds bits [31:5] of the limit address for the selected SAU region.
  • NSC, bit [1]: Non-secure callable. Controls whether Non-secure state is permitted to execute an SG instruction from this
    region.
    • 0: Region is not Non-secure callable.
    • 1: Region is Non-secure callable.
  • bit [0]:
    • 0-SAU region is disabled,
    • 1-SAU region is enabled.

配置示例

假设我们想要将一块内存区域配置为安全区域，我们可以按照以下步骤进行：

1. 确定内存区域的起始地址和结束地址。
2. 选择 SAU 区域编号并配置 SAU_RNR 寄存器。
3. 设置 SAU_RBAR 寄存器，定义区域的起始地址和安全属性。
4. 设置 SAU_RLAR 寄存器，定义区域的结束地址。
5. 如果需要，配置 SAU_CTRL 寄存器以启用 SAU 并设置默认内存映射。

配置 SAU 通常在系统启动时进行，作为启动代码或安全初始化例程的一部分。正确配置 SAU 对于确保系统的安全性是至关重要的，因此需要仔细规划内存布局，并根据系统需求设置正确的安全属性。

由于 SAU 的配置涉及到系统的安全架构，因此需要具备相应的权限才能进行配置。在非安全状态下的代码通常无法修改 SAU 的设置，以保护安全状态下的资源不被非安全代码破坏。