LPC55S69之TrustZone

LPC55S69只有CPU0才支持TrustZone，这里用官方的例子来说明其用法。

一、导入例子。

二、编译工程

分别在两个工程中点击Build。

三、调试。

先选中s工程，再点击Debug，这里的调试会区别不同的工程。

期间会弹出窗口，点确定就行。

四、运行。

点击运行。结果如下：

代码先从s区域开始，再通过函数指针跳到ns区域，所有代码均运行在CPU0中。

而ns区域中比较的两个字符串均在ns区域中比较，这里没有和s区域进行交互，只是做个简单的切换。

五、相关设置。

在s区域中，点击调试配置。

在s区域的Debug配置中，需要装载ns区域的axf可执行文件，这是切换工程的关键。

右击ns工程->属性->MCU Settings中，可以看到ns工程是烧写在Flash的0x10000地址中，和s工程的DEMO_CODE_START_NS地址相一致，这就是函数指针跳转的地址。

六、ns区域与s区域交互数据。

可以参考官方的例子lpcxpresso55s69_secure_faults。

1、ns区域读s区域中的变量。

其中GetTestCaseNumber_NSE()函数，同时在s和ns工程的veneer_table.h中声明，但是只在s工程中的veneer_table.c中实现。

在ns工程调用GetTestCaseNumber_NSE()函数，可以读取到s工程中的testCaseNumber变量。

2、s区域设置ns区域中的变量。

在veneer_table.c中做一个带静态变量的函数，用于s区域和ns区域之间的变量传递。

其代码如下：

veneer_table.h（s工程和ns工程均一样）

#ifndef _VENEER_TABLE_
#define _VENEER_TABLE_

uint32_t GetTestCaseNumber_NSE(void);
uint32_t SetTestCaseNumber_NSE(uint8_t flag , uint32_t value);

#endif /* _VENEER_TABLE_ */

veneer_table.c（在s工程中才有）

#if (__ARM_FEATURE_CMSE & 1) == 0
#error "Need ARMv8-M security extensions"
#elif (__ARM_FEATURE_CMSE & 2) == 0
#error "Compile with --cmse"
#endif

#include "stdint.h"
#include "arm_cmse.h"
#include "veneer_table.h"
#include "fsl_debug_console.h"

extern uint32_t GetTestCaseNumber(void);

__attribute__((cmse_nonsecure_entry)) uint32_t GetTestCaseNumber_NSE(void) {
    return GetTestCaseNumber();
}

__attribute__((cmse_nonsecure_entry)) uint32_t SetTestCaseNumber_NSE(uint8_t flag , uint32_t value) {
	static uint32_t tmp = 0;
	if(flag == 0) {
		tmp = value;
	}
	return tmp;
}

secure_faults_s.c

#if (__ARM_FEATURE_CMSE & 1) == 0
#error "Need ARMv8-M security extensions"
#elif (__ARM_FEATURE_CMSE & 2) == 0
#error "Compile with --cmse"
#endif

#include "fsl_device_registers.h"
#include "fsl_debug_console.h"
#include "arm_cmse.h"
#include "board.h"
#include "veneer_table.h"
#include "tzm_config.h"
#include "pin_mux.h"
#include "clock_config.h"
#include "fsl_ctimer.h"
#include 

#define NON_SECURE_START 0x00010000

typedef void (*funcptr_ns)(void) __attribute__((cmse_nonsecure_call));
uint32_t testCaseNumber;

void SystemInitHook(void) {
    BOARD_InitTrustZone();
}

#define CTIMER CTIMER2                 /* Timer 2 */
#define CTIMER_MAT_OUT kCTIMER_Match_1 /* Match output 1 */
#define CTIMER_CLK_FREQ CLOCK_GetCTimerClkFreq(2U)
void ctimer2_callback(uint32_t flags);
volatile uint32_t g_pwmPeriod   = 0U;
volatile uint32_t g_pulsePeriod = 0U;
static ctimer_callback_t ctimer_callback[] = {ctimer2_callback};

volatile uint32_t gCtimer100msCnt = 0U;
volatile uint32_t gCtimer100msFlag = 0U;

status_t CTIMER_GetPwmPeriodValue(uint32_t pwmFreqHz, uint8_t dutyCyclePercent, uint32_t timerClock_Hz) {
    g_pwmPeriod = (timerClock_Hz / pwmFreqHz) - 1;
    if (dutyCyclePercent == 0) {
        g_pulsePeriod = g_pwmPeriod + 1;
    } else {
        g_pulsePeriod = (g_pwmPeriod * (100 - dutyCyclePercent)) / 100;
    }
    return kStatus_Success;
}

void ctimer2_callback(uint32_t flags) {
	uint32_t tmp = 0;
	gCtimer100msFlag = 1;
	if(gCtimer100msCnt > 9) { // 1second
		gCtimer100msCnt = 0;
		tmp = SetTestCaseNumber_NSE(1,0);
		PRINTF("secure world tmp addr=%x\r\n",&tmp);
		PRINTF("secure world tmp value=%d\r\n",tmp);
	} else {
		gCtimer100msCnt++;
	}
}

uint32_t GetTestCaseNumber() {
    return testCaseNumber;
}

int main(void) {
    funcptr_ns ResetHandler_ns;
    ctimer_config_t config;
    uint32_t timerClock;
    CLOCK_AttachClk(BOARD_DEBUG_UART_CLK_ATTACH);
    CLOCK_AttachClk(kFRO_HF_to_CTIMER2);

    BOARD_InitPins();
    BOARD_BootClockPLL150M();
    BOARD_InitDebugConsole();

    CTIMER_GetDefaultConfig(&config);
    timerClock = CTIMER_CLK_FREQ / (config.prescale + 1);
    CTIMER_Init(CTIMER, &config);
    CTIMER_RegisterCallBack(CTIMER, &ctimer_callback[0], kCTIMER_SingleCallback);
    CTIMER_GetPwmPeriodValue(10, 50, timerClock); // 10Hz = 100ms中断一次
    CTIMER_SetupPwmPeriod(CTIMER, CTIMER_MAT_OUT, g_pwmPeriod, g_pulsePeriod, true);
    CTIMER_StartTimer(CTIMER);

    PRINTF("Hello from secure world!\r\n");

    testCaseNumber = 2333;
    PRINTF("secure world testCaseNumber addr=%x\r\n",&testCaseNumber);
    PRINTF("secure world testCaseNumber value=%d\r\n",testCaseNumber);

    __TZ_set_MSP_NS(*((uint32_t *)(NON_SECURE_START)));
    SCB_NS->VTOR = NON_SECURE_START;
    ResetHandler_ns = (funcptr_ns)(*((uint32_t *)((NON_SECURE_START) + 4U)));
    PRINTF("Entering normal world.\r\n");

    ResetHandler_ns();
    while (1) {
    }
}

secure_faults_ns.c

#include "fsl_device_registers.h"
#include "fsl_debug_console.h"
#include "board.h"
#include "veneer_table.h"
#include "pin_mux.h"
#include "clock_config.h"

typedef void (*funcptr_ns)(void) __attribute__((cmse_nonsecure_call));

void SystemInit(void) {
}

int main(void) {
    uint32_t tmp = 0;
    uint32_t testCaseNumber = 0;

    PRINTF("Welcome in normal world!\r\n");
    testCaseNumber = GetTestCaseNumber_NSE();
    PRINTF("normal world testCaseNumber addr=%x\r\n",&testCaseNumber);
    PRINTF("normal world testCaseNumber value=%d\r\n",testCaseNumber);

    tmp = SetTestCaseNumber_NSE(0,666);
    PRINTF("normal world tmp addr=%x\r\n",&tmp);
    PRINTF("normal world tmp value=%d\r\n",tmp);
    while (1) {
    }
}

这里s工程需要使用CTimer定时器，需要在SDK Manager中设置，如下图所示。

勾选ctimer即可，如下图所示。

运行结果，如下图所示。

testCaseNumber的s区域和ns区域地址和下表的地址范围相吻合的，即SRAM的0x20000000~0x2FFFFFFF和0x30000000~0x3FFFFFFF。

而在ns区域中设置了tmp的值，在s区域中能读到。由于初始化时s区域利用函数指针跳转到ns区域了，所以只能用定时器中断的方式，去读tmp的值，当然也能使用其它的中断方式。

而tmp的地址也是和SRAM的地址范围相吻合的。

使用全局变量的方式，s区域无法读取ns区域中的全局变量gTmp。（这部分代码未公开，因为不可行）

综上所述，veneer_table.c和veneer_table.h，就是s区域和ns区域交互的桥梁。