ARMv8异常级别的定义EL0EL1EL2EL3

Posted 2022-06-18 从善若水

本人就职于国际知名终端厂商，负责modem芯片研发。
在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作，目前牵头6G算力网络技术标准研究。


博客内容主要围绕：
       5G/6G协议讲解
       算力网络讲解（云计算，边缘计算，端计算）
       高级C语言讲解
       Rust语言讲解

文章目录

• Exception levels
• • 异常级别的切换
  • 不同异常级别资源使用
  • 常见的异常级别模型
• Security state

Exception levels

ARMv8-A系列定义了一系列的异常等级，从EL0到EL3，下面具体说明其含义：

• ELn中，随着n的增加，软件的执行权限也相应的增加；
• EL0被称为无特权执行；
• EL2提供了对虚拟化的支持
• EL3提供了安全状态切换功能（安全状态与非安装状态之间的切换）

🛑注意，EL0和EL1是必须实现的，EL2和EL3是可选的。而且一个PE中实现的EL可以不连续，例如只实现了EL0、EL1和EL3。

异常级别的切换

在AARCH64状态下，异常级别的切换只能发生在触发了异常，或者异常处理返回过程中，其中：

• 当发生异常时，异常级别要不增加，要不保持不变；
• 当从异常处理返回时，异常级别只能减小或者保持不变。

在发生异常即将进入或者从异常处理返回到另一个异常级别（包括异常级别不变的情况）时，待进入/返回的异常级别称之为目标异常级别。每个异常级别都有一个明确的目标异常级别，这个目标异常级别要么是默认定义的，要么是通过系统寄存器的相应bit定义的（注意没有异常级别的目标异常级别是EL0）。

不同异常级别资源使用

当PE在某个异常级别执行的时候，PE能够访问下面的资源：

• 可用于当前异常级别和当前安全状态的资源集；
• 在当前的安全状态下，所有较低的异常级别上可用的资源。

这意味着，如果实现了EL3，那么当执行在EL3时，PE可以访问所有异常级别上可用的所有资源（包括安全状态和非安全状态下）。

常见的异常级别模型

ELn	应用范围
EL0	应用
EL1	操作系统或者一些特权函数
EL2	Hypervisor
EL3	Secure Monitor

Security state

Armv8-A架构提供了两种安全状态，每种状态都有一个相关的物理内存地址空间，如下所示：

• Secure state：在这种状态下，PE可以访问安全状态和非安全状态下的物理地址空间；
• Non-secure state：只能访问非安全物理地址空间。

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这里是从善若水的博客，感谢您的阅读📕📕📕

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