查看“Trusted Firmware-A移植”的源代码

==Trusted Firmware-A简介==
嵌入式高速发展的今天，大量的嵌入式设备使用了Arm为核心的芯片。我们会接触到越来越多的嵌入式设备，一个问题油然而生：数量如此巨大的嵌入式设备的安全性如何？目前针对嵌入式安全的技术和标准可谓千姿百态，除了必要的硬件安全技术，与之配套的安全软件也是必不可少的一部分。今天我们要介绍的是基于Arm 的可信固件Trusted Firmware-A，简称TF-A。它是一个开源软件，运行在一个硬件隔离的安全环境中并提供安全服务。

==实验目的==
完成TF-A的基本功能实现TF-A引导u-boot启动。

==实验平台==
华清远见开发环境，FS-MP1A平台

==实验步骤==
本实验基于tf-a-stm32mp-2.2版本，然后添加意法半导体提供的补丁文件。在意法半导体官方的tf-a中移植我们自己的tf-a。

===导入源码===

如果之前已经建立了源码目录，并且导入了源码包，即可跳过本小节。

建立源码目录

<pre>
linux@ubuntu:$ cd ~
linux@ubuntu:$ mkdir FS-MP1A
</pre>

将【华清远见-FS-MP1A开发资料\02-程序源码\04-Linux系统移植\01-官方源码】下的en.SOURCES-stm32mp1-openstlinux-5-4-dunfell-mp1-20-06-24.tar.xz压缩包，导入到ubuntu下的${HOME}/FS-MP1A目录下。

<center>[[Image:39-4-1-1.png]]</center><br>

解压缩源码包

 linux@ubuntu:$ tar xvf en.SOURCES-stm32mp1-openstlinux-5-4-dunfell-mp1-20-06-24.tar.xz

解压完成后得到“stm32mp1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24”目录

<center>[[Image:39-4-1-2.png]]</center><br>

进入tf-a目录下

 inux@ubuntu:$ cd ~/FS-MP1A/stm32mp1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24/sources/arm-ostl-linux-gnueabi/tf-a-stm32mp-2.2.r1-r0

<center>[[Image:39-4-1-3.png]]</center><br>

该目录下以patch结尾的文件为ST官方提供的补丁文件；tf-a-stm32mp-2.2.r1-r0.tar.gz为标准tf-a源码包。

解压标准tf-a源码包

 linux@ubuntu:$ tar -xvf tf-a-stm32mp-2.2.r1-r0.tar.gz

解压完成后得到tf-a-stm32mp-2.2.r1目录

<center>[[Image:39-4-1-4.png]]</center><br>

进入tf-a源码目录下：

 linux@ubuntu:$ cd tf-a-stm32mp-2.2.r1

<center>[[Image:39-4-1-5.png]]</center><br>

将ST官方补丁文件打到tf-a源码中：

 linux@ubuntu:$ for p in `ls -1 ../*.patch`; do patch -p1 < $p; done

===TF卡分区===

要对TF卡进行烧录，需要先将TF接入到ubuntu系统中。

查看TF卡分区

 linux@ubuntu:$ ls /dev/sd*

<center>[[Image:39-4-2-1.png]]</center><br>

由上图所示只有“/dev/sdb1”一个分区则需要重新进行分区。

首先删除原有分区

 linux@ubuntu:$ sudo parted -s /dev/sdb mklabel msdos

如果显示如下内容，则表示设备已经被挂载，需要卸载掉设备再删除分区。

<center>[[Image:39-4-2-2.png]]</center><br>

卸载设备

 linux@ubuntu:$ umount /dev/sdb1

卸载完成后重新执行删除分区命令

 linux@ubuntu:$ sudo parted -s /dev/sdb mklabel msdos

对tf进行重新分区

 linux@ubuntu:$ sudo sgdisk --resize-table=128 -a 1 -n 1:34:545 -c 1:fsbl1 -n 2:546:1057 -c 2:fsbl2 	-n 3:1058:5153 -c 3:ssbl -n 4:5154:136225 -c 4:bootfs -n 5:136226 -c 5:rootfs -A 4:set:2 -p /dev/sdb -g

<center>[[Image:39-4-2-3.png]]</center><br>

<font color="#FF0000">
注意：最后-p /dev/sdb参数中的/dev/sdb需要按照实际ubuntu中的tf节点为准，否则可能发生不可预料的后果。
</font>

===建立自己的平台===

<ol>
<li>配置工具链</li>

导入交叉编译工具链（如果还未安装SDK可参考《SDK工具链安装》章节进行安装）

 linux@ubuntu:$ source /opt/st/stm32mp1/3.1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-vfpv4-ostl-linux-gnueabi

验证开发工具是否安装正确，显示版本信息如下图所示。

 linux@ubuntu:$ $CC --version

<center>[[Image:21-2-1.png]]</center><br>

<li>增加板级相关文件</li>

进入到tf-a源码目录

 linux@ubuntu:$ cd ~/FS-MP1A/stm32mp1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24/sources/arm-ostl-linux-gnueabi/tf-a-stm32mp-2.2.r1-r0/tf-a-stm32mp-2.2.r1

添加设备树文件

<pre>
linux@ubuntu:$ cp fdts/stm32mp15xx-dkx.dtsi  fdts/stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi
linux@ubuntu:$ cp  fdts/stm32mp157a-dk1.dts  fdts/stm32mp157a-fsmp1a.dts
</pre>

修改上层目录下的Makefile.sdk编译脚本在TFA_DEVICETREE配置项中添加stm32mp157a-fsmp1a


 TFA_DEVICETREE ?= <font color="#FF0000">stm32mp157a-fsmp1a</font>  stm32mp157a-dk1 stm32mp157d-dk1 stm32mp157c-dk2 stm32mp157f-dk2   stm32mp157c-ed1 stm32mp157f-ed1   stm32mp157a-ev1 stm32mp157c-ev1 stm32mp157d-ev1 stm32mp157f-ev1

修改fdts/stm32mp157a-fsmp1a.dts将

 #include "stm32mp15xx-dkx.dtsi"

修改为

 #include "stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi"

<li>编译源码</li>

执行如下指令编译trusted：

 linux@ubuntu:$ make -f $PWD/../Makefile.sdk TFA_DEVICETREE=stm32mp157a-fsmp1a TF_A_CONFIG=trusted ELF_DEBUG_ENABLE='1' all

编译成功后，最后显示内容(部分截图)如下：

<center>[[Image:39-4-3-2.png|1140px]]</center><br>

编译完成后会在上级build/trusted目录得到如下文件：

 linux@ubuntu:$  ls  ../ build/trusted

<center>[[Image:39-4-3-3.png|1140px]]</center><br>

linux@ubuntu:$  cd  ../ build/trusted

<li>固件烧写</li>

由于在移植过程中会多次烧写固件并且会导致正常tf-a无法启动，因此推荐使用TF卡启动的方式来验证。

tf-a需要使用trusted 格式的u-boot镜像启动，具体的编译方法可参考《U-boot移植》章节中的“生成Trusted镜像”小节。

将TF接入ubuntu系统后，查看TF卡分区

 linux@ubuntu:$ ls /dev/sd*

<center>[[Image:39-4-3-4.png]]</center><br>

/dev/sdb为TF卡设备。如果该设备下只有/dev/sdb1一个分区则重新分区。

执行如下指令烧写u-boot：

<pre>
linux@ubuntu:$ sudo dd if=tf-a-stm32mp157a-fsmp1a-trusted.stm32 of=/dev/sdb1 conv=fdatasync
linux@ubuntu:$ sudo dd if=tf-a-stm32mp157a-fsmp1a-trusted.stm32 of=/dev/sdb2 conv=fdatasync
linux@ubuntu:$ sudo dd if=u-boot-stm32mp157a-fsmp1a-trusted.stm32 of=/dev/sdb3 conv=fdatasync
</pre>

其中前两条命令“tf-a-stm32mp157a-fsmp1a-trusted.stm32”为本章节编译得到的，第三条命令中的“u-boot-stm32mp157a-fsmp1a-trusted.stm32”则为《U-boot移植》章节中的“生成Trusted镜像”小节得到。

<li>启动开发板</li>

将拨码开关设置为SD卡启动方式：
<table align="center" border="1">
<tr align="center">
<td>Boot mode</td>
<td>BOOT2</td>
<td>BOOT1</td>
<td>BOOT0</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>Engineering boot</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>Forced USB bootfor flashing</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>eMMC</td>
<td>0</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>SDCARD</td>
<td>1</td>
<td>0</td>
<td>1</td>
</tr>
</table>

将制作好的TF卡插入开发板，上电后会出现如下错误提示：

<center>[[Image:39-4-3-5.png]]</center><br>

这个错误产生的原因是电源初始化错误，需重新调整电源相关配置
</ol>

===调整设备树电源配置===
由于官方参考板DK1采用电源管理芯片做电源管理，而FS-MP1A采用分离电路作为电源管理，本例需要将文件中原有电源管理芯片相关内容去掉，增加上固定电源相关内容
<ol>
<li>去掉原有电源管理内容</li>

DK1参考板电源管理芯片挂在I2C4上，而FS-MP1A并未使用I2C4总线，所以直接将I2C4相关内容完全删除即可。

修改fdts/stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi文件

将文件中i2c4节点相关内容整体删除，删除内容如下：
<pre>
&i2c4 {
	pinctrl-names = "default", "sleep";
	pinctrl-0 = <&i2c4_pins_a>;
	pinctrl-1 = <&i2c4_pins_sleep_a>;
	i2c-scl-rising-time-ns = <185>;
	i2c-scl-falling-time-ns = <20>;
	clock-frequency = <400000>;
	status = " okay";
secure-status = "okay";
	/*内容太长此处省略*/
		watchdog {
			compatible = "st,stpmic1-wdt";
			status = "disabled";
		};
	};
};
</pre>
修改fdts/stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi文件，删除如下内容：
<pre>
&cpu0{
	cpu-supply = <&vddcore>;
};

&cpu1{
	cpu-supply = <&vddcore>;
};
</pre>

<li>添加固定电源配置</li>

修改fdts/：文件

固定电源配置通常添加在根节点下，在根节点末尾位置添加如下内容(红色字体为需要添加的内容)：

<div style="background-color:#F8F8F8;border:1px solid #E5E5E5;">
vin: vin {<br>
::	compatible = "regulator-fixed";<br>
::	regulator-name = "vin";<br>
::	regulator-min-microvolt = <5000000>;<br>
::	regulator-max-microvolt = <5000000>;<br>
::	regulator-always-on;<br>
:};<br>
<font color="#FF0000">
v3v3: regulator-3p3v {<br>
::	compatible = "regulator-fixed";<br>
::	regulator-name = "v3v3";<br>
::	regulator-min-microvolt = <3300000>;<br>
::	regulator-max-microvolt = <3300000>;<br>
::	regulator-always-on;<br>
::	regulator-boot-on;<br>
:};<br>
v1v8_audio: regulator-v1v8-audio {<br>
::	compatible = "regulator-fixed";<br>
::	regulator-name = "v1v8_audio";<br>
::	regulator-min-microvolt = <1800000>;<br>
::	regulator-max-microvolt = <1800000>;<br>
::	regulator-always-on;<br>
::	regulator-boot-on;<br>
:};<br>
v3v3_hdmi: regulator-v3v3-hdmi {<br>
::compatible = "regulator-fixed";<br>
::regulator-name = "v3v3_hdmi";<br>
::regulator-min-microvolt = <3300000>;<br>
::regulator-max-microvolt = <3300000>;<br>
::regulator-always-on;<br>
::regulator-boot-on;<br>
:};<br>
v1v2_hdmi: regulator-v1v2-hdmi {<br>
::	compatible = "regulator-fixed";<br>
::	regulator-name = "v1v2_hdmi";<br>
::	regulator-min-microvolt = <1200000>;<br>
::	regulator-max-microvolt = <1200000>;<br>
::	regulator-always-on;<br>
::	regulator-boot-on;<br>
:};<br>
vdd: regulator-vdd {<br>
::	compatible = "regulator-fixed";<br>
::	regulator-name = "vdd";<br>
::	regulator-min-microvolt = <3300000>;<br>
::	regulator-max-microvolt = <3300000>;<br>
::	regulator-always-on;<br>
::	regulator-boot-on;<br>
:};<br>
vdd_usb: regulator-vdd-usb {<br>
::	compatible = "regulator-fixed";<br>
::	regulator-name = "vdd_usb";<br>
::	regulator-min-microvolt = <3300000>;<br>
::	regulator-max-microvolt = <3300000>;<br>
::	regulator-always-on;<br>
::	regulator-boot-on;<br>
:};<br>
</font>
};
</div>

<li>重新编译源码</li>
 linux@ubuntu:$ make -f $PWD/../Makefile.sdk TFA_DEVICETREE=stm32mp157a-fsmp1a TF_A_CONFIG=trusted ELF_DEBUG_ENABLE='1' all
<li>烧写后启动</li>

重新烧写后启动现象如下：

[[Image:39-4-4-1.png]]<br>

可以看到现在已经可以启动到u-boot了

</ol>

===eMMC移植===
参考原理图可知eMMC使用的是SDMMC2总线，当前所使用的设备树文件中没有SDMMC2的支持，所以需要增加相关内容才能正常驱动eMMC。

[[Image:49-1-1-1.png]]<br>

由于在使STM32MP1芯片很多管脚为多功能复用管脚，且很多管脚具备同样的功能，所以移植eMMC时需要确认硬件设计是使用的是那些管脚，根据原理图确认后管脚对应关系为：

<table align="center" border="1">
<tr align="center">
<td>原理图网络编号</td>
<td>对应管脚</td>
<td>管脚功能</td>
<td>管脚功能码</td>
</tr>

<tr align="center">
<td>SD2_DATA0</td>
<td>PB14</td>
<td>SDMMC2_D0</td>
<td>AF9</td>
</tr>

<tr align="center"> 
<td>SD2_DATA1</td>
<td>PB15</td>
<td>SDMMC2_D1</td>
<td>AF9</td>
</tr>

<tr align="center">
<td>SD2_DATA2</td>
<td>PB3</td>
<td>SDMMC2_D2</td>
<td>AF9</td>
</tr>

<tr align="center">
<td>SD2_DATA3</td>
<td>PB4</td>
<td>SDMMC2_D3</td>
<td>AF9</td>
</tr>

<tr align="center">
<td>SD2_DATA4</td>
<td>PA8</td>
<td>SDMMC2_D4</td>
<td>AF9</td>
</tr>

<tr align="center">
<td>SD2_DATA5</td>
<td>PA9</td>
<td>SDMMC2_D5</td>
<td>AF10</td>
</tr>

<tr align="center">
<td>SD2_DATA6</td>
<td>PE5</td>
<td>SDMMC2_D6</td>
<td>AF9</td>
</tr>

<tr align="center">
<td>SD2_DATA7</td>
<td>PD3</td>
<td>SDMMC2_D7</td>
<td>AF9</td>
</tr>

<tr align="center">
<td>SD2_CLK</td>
<td>PE3</td>
<td>SDMMC2_CK</td>
<td>AF9</td>
</tr>

<tr align="center">
<td>SD2_CMD</td>
<td>PG6</td>
<td>SDMMC2_CMD</td>
<td>AF10</td>
</tr>
</table>
<ol>
<li>管脚定义</li>
在u-boot中STM32MP1默认管脚定义在文件arch/arm/dts/stm32mp15-pinctrl.dtsi中，查看文件中是否有需要的管脚定义：

查看后确认有SDMMC2的管脚定义，且与FS-MP1A硬件使用情况一致，定义如下：

<pre>
sdmmc2_b4_pins_a: sdmmc2-b4-0 { 
    pins1 { 
        pinmux = <STM32_PINMUX('B', 14, AF9)>, /* SDMMC2_D0 */ 
             <STM32_PINMUX('B', 15, AF9)>, /* SDMMC2_D1 */ 
             <STM32_PINMUX('B', 3, AF9)>, /* SDMMC2_D2 */ 
             <STM32_PINMUX('B', 4, AF9)>, /* SDMMC2_D3 */ 
             <STM32_PINMUX('G', 6, AF10)>; /* SDMMC2_CMD */ 
        slew-rate = <1>;
        drive-push-pull;
        bias-pull-up;
    };
    pins2 {
        pinmux = <STM32_PINMUX('E', 3, AF9)>; /* SDMMC2_CK */
        slew-rate = <2>;
        drive-push-pull;
        bias-pull-up;
    };
};
</pre>
<li>增加SDMMC2节点信息</li>
修改 fdts/stm32mp15xx-fsmp1x.dtsi增加SDMMC2的信息
在原有sdmmc1节点下增加sdmmc2的内容，添加内容可参考arch/arm/dts/stm32mp15xx-edx.dtsi中sdmmc2的写法，内容如下：

<pre>
&sdmmc2 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&sdmmc2_b4_pins_a &sdmmc2_d47_pins_a>;
    non-removable;
    st,neg-edge;
    bus-width = <8>;
    vmmc-supply = <&v3v3>;
    vqmmc-supply = <&v3v3>;
    status = "okay";
};

</pre>

<li>测试</li>

重新编译烧写后可以通过ums或者scp的方式更新eMMC中的u-boot即可。具体可参考《通过linux更新eMMC中的u-boot》章节。

</ol>