i.MX8MP平台开发分享（RDC资源分配控制器篇）

1.spec

RDC 配置信息被发送到结构端口、内存垫片、信号控制器和外设，以根据域分配控制访问。
结构使用与每个端口相关的域标识符，将此信息与总线事务一起包含在内。当从属加密垫圈遇到总线事务时，它会将事务域 ID 与 RDC 提供的允许域列表进行比较。如果事务域 ID 在列表中，则允许访问。

RDC 允许将外设和存储器分配到一个或多个域，而每个总线主站或内核则被置于多个域中的一个。主控器在主域分配（MDA）寄存器中分配一个域。外设在 PDAP 寄存器中获得每个域的 R/W 访问权限。内存区域由开始寄存器和结束寄存器中的地址空间（即 MRSA 和 MREA）绑定。每个内存区域在内存区域控制（MRC）寄存器中分配一个或多个允许域和 R/W 权限。内存区域必须在权限激活前启用。否则，权限将不受限制。

RDC 本身应该是隔离的，以确保只有值得信赖的资源管理人员才能配置 RDC 寄存器。例如，这一过程可以在安全启动过程中初始化，也可以在安全世界的运行过程中初始化。如果操作系统不支持运行时可信执行，则可在安全启动过程中锁定 RDC 配置，以防止在操作系统运行后进一步修改。

根据编入 RDC 的资源域分配，CCM 支持多核感知。有关核心资源域与各自 CCM 资源之间的关系，请参阅 CCM 章节。如果在更新内核资源域分配时未遵循正确的顺序，可能会导致时钟被意外门控。

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Domain ID：RDC 通过使用称为 “Domain ID”（DID）的标识符来隔离域资源。内核及其资源（包括内存、总线主控和外设）都与单个 DID 相关联。当软件或 DMA 尝试访问外设或内存时，相应的总线事务包括 DID 以及其他总线控制信息，如读取、写入和特权模式。

下面这张表是MDA信息表，控制master节点的分配。

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下面这张表是PDAP信息表，控制外设寄存器访问权限和原子访问功能。

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支持域隔离的存储器数量因设备而异。特定内存的内存区域数量和这些区域的大小因内存垫圈而异。每个内存区域都有一组寄存器，用于根据起始地址和终止地址定义区域的边界；一个控制寄存器，用于设置域访问权限和启用区域；一个状态寄存器，用于确定是否拒绝访问某个区域。

对于该设备，请参考下表确定支持域的存储器、每个存储器的区域数、区域分辨率、存储器区域寄存器组的标识号，以及访问存储器区域寄存器组的 RDC 寄存器地址。

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2.软件设置

下面是Uboot中关于RDC配置，此配置会存储到ocram指定位置，由ATF读取并写入RDC控制器，将对应模块的控制权移动到M7。配置中包含RDC_MDA（mater domian assign），RDC_PDAP（peripheral domian access permission），MRC(Memory Region Control)。

mcu_rdc {compatible = "imx8m,mcu_rdc";start-config = <RDC_MDA  RDC_MDA_SDMA3p DID1 0x0 0x0RDC_MDA  RDC_MDA_ENET1_TX DID1 0x0 0x0RDC_MDA  RDC_MDA_ENET1_RX DID1 0x0 0x0RDC_MDA  RDC_MDA_SDMA3b DID1 0x0 0x0RDC_MDA  RDC_MDA_SDMA3_SPBA2 DID1 0x0 0x0RDC_PDAP RDC_PDAP_ENET1 PDAP_D0D1_ACCESS 0x0 0x0RDC_PDAP RDC_PDAP_SAI3  PDAP_D1_ACCESS 0x0 0x0RDC_PDAP RDC_PDAP_UART4 PDAP_D1_ACCESS 0x0 0x0RDC_PDAP RDC_PDAP_GPT1  PDAP_D1_ACCESS 0x0 0x0RDC_PDAP RDC_PDAP_SDMA3 PDAP_D1_ACCESS 0x0 0x0RDC_PDAP RDC_PDAP_I2C3  PDAP_D1_ACCESS 0x0 0x0RDC_MEM_REGION 22 TCM_START TCM_END MEM_D1_ACCESSRDC_MEM_REGION 39 M4_DDR_START M4_DDR_END MEM_D1_ACCESS0x0      0x0            0x0  0x0 0x0>;stop-config = <RDC_MEM_REGION 22 TCM_START TCM_END MEM_D0D1_ACCESSRDC_MEM_REGION 39 M4_DDR_START M4_DDR_END MEM_D0D1_ACCESS0x0      0x0            0x0  0x0 0x0>;};

RDC_MDA示例，下面配置的含义为，分配ENET1_RX这个master到M核。

RDC_MDA  RDC_MDA_ENET1_RX DID1 0x0 0x0

RDC_PDAP示例，下面配置含义是设置ENET1的寄存器读写权限为，M7和A53均可读写。

#define PDAP_D0D1_ACCESS 0x0000000F /* D0R|D0W|D1W|D1R */ 
RDC_PDAP RDC_PDAP_ENET1 PDAP_D0D1_ACCESS 0x0 0x0

RDC_MEM_REGION示例，M7只能访问TCM：0x7E0000-0x81FFFF和DDR：0x80000000-0x81000000地址范围。22和39是Memory Region Register Set Number，具体参考Table 3-4. Memory Region Mapping。

RDC_MEM_REGION 22 TCM_START TCM_END MEM_D1_ACCESS
RDC_MEM_REGION 39 M4_DDR_START M4_DDR_END MEM_D1_ACCESS

3.SDK里的设置和A核的设置有什么区别

区别：board.c中的RDC初始化只是启用域1中的时钟门控功能。

门控分类：

typedef enum _clock_gate_value
{kCLOCK_ClockNotNeeded     = 0x0U,    /*!< Clock always disabled.*/kCLOCK_ClockNeededRun     = 0x1111U, /*!< Clock enabled when CPU is running.*/kCLOCK_ClockNeededRunWait = 0x2222U, /*!< Clock enabled when CPU is running or in WAIT mode.*/kCLOCK_ClockNeededAll     = 0x3333U, /*!< Clock always enabled.*/
} clock_gate_value_t;

主函数 main

  1. 初始化内存和板级设置:

    BOARD_InitMemory();
BOARD_RdcInit();//M7 内核运行于域 1，此时应在 CCM 中启用域 1 中以下 IP/BUS/PLL 的时钟栅极。这样可以确保 M 内核使用的外设时钟不受运行在域 0 的 A 内核的影响。BOARD_InitBootPins();
BOARD_BootClockRUN();
BOARD_InitDebugConsole();

    这些函数初始化板上的内存、RDC 设置、引脚、时钟和调试控制台。

  2. 初始化 GPIO:

    gpio_pin_config_t pinConfig = {kGPIO_DigitalOutput,0,kGPIO_IntRisingEdge,
};
GPIO_PinInit(GPIO1, 0, &pinConfig);

    配置 GPIO 引脚为数字输出模式，并初始化该引脚。

  3. 设置特定的寄存器值:

    *(volatile uint32_t *)0x30340028 |= (0x0C);

    该行代码设置寄存器 0x30340028 的特定位IOMUXC_GPR10[2:3]，以确保内存违规触发硬错误。

  4. 初始化 RDC 和 SEMA42模块的时钟:

    RDC_Init(APP_RDC);
RDC_SEMA42_Init(APP_RDC_SEMA42);

  5. 分配当前主域 ID:

    RDC_GetDefaultMasterDomainAssignment(&assignment);
assignment.domainId = APP_CUR_MASTER_DID;
RDC_SetMasterDomainAssignment(APP_RDC, APP_CUR_MASTER, &assignment);

  6. 调用 RDC 演示函数:

    APP_RDC_Periph();
APP_RDC_PeriphWithSema42();
APP_RDC_Mem();

    依次调用三个函数，分别演示 RDC 在不同场景下的使用：

    • APP_RDC_Periph: 演示外设访问控制。
    • APP_RDC_PeriphWithSema42: 演示外设访问控制和 SEMA42 的结合使用。
    • APP_RDC_Mem: 演示内存区域访问控制。

RDC 演示函数

  1. APP_RDC_Periph:

    • 配置外设访问权限，使其可被所有域访问。
    • 访问外设并检查是否发生故障。
    • 配置外设访问权限，使其不可被当前域访问。
    • 再次访问外设并检查是否发生故障。
    static void APP_RDC_Periph(void)
{PRINTF("RDC Peripheral access control\r\n");s_demoState = kRDC_DEMO_Periph;/** Item 1: Peripheral accessible.*/RDC_GetDefaultPeriphAccessConfig(&periphConfig);periphConfig.periph = APP_RDC_PERIPH;/* Set peripheral to accessible by all domains. */RDC_SetPeriphAccessConfig(APP_RDC, &periphConfig);s_faultFlag = false;APP_TouchPeriph();/* Peripheral is accessible, there should not be hardfault. */DEMO_CHECK(false == s_faultFlag);/** Item 2: Peripheral inaccessible.*//* Make peripheral not accessible. */periphConfig.policy &= ~(RDC_ACCESS_POLICY(APP_CUR_MASTER_DID, kRDC_ReadWrite));RDC_SetPeriphAccessConfig(APP_RDC, &periphConfig);s_faultFlag = false;APP_TouchPeriph();/* Peripheral is not accessible, there should be hardfault. */DEMO_CHECK(true == s_faultFlag);
}

  2. APP_RDC_PeriphWithSema42:

    • 配置外设访问权限，并启用 SEMA42。
    • 确保当前核心未持有 SEMA42 门。
    • 尝试访问外设，预期会发生故障。
    • 恢复外设访问默认策略。
    static void APP_RDC_PeriphWithSema42(void)
{PRINTF("RDC Peripheral access control with SEMA42\r\n");/* Demo the SEMA42 used together with RDC. */s_demoState = kRDC_DEMO_PeriphSema42;RDC_GetDefaultPeriphAccessConfig(&periphConfig);periphConfig.periph     = APP_RDC_PERIPH;periphConfig.enableSema = true;RDC_SetPeriphAccessConfig(APP_RDC, &periphConfig);/* Make sure current core does not hold the SEMA42 gate. */RDC_SEMA42_Unlock(APP_RDC_SEMA42, APP_RDC_SEMA42_GATE);DEMO_CHECK(APP_CUR_MASTER_DID != RDC_SEMA42_GetLockDomainID(APP_RDC_SEMA42, APP_RDC_SEMA42_GATE));s_faultFlag = false;APP_TouchPeriph();/* Peripheral is not accessible because SEMA42 gate not locked, there should be hardfault. */DEMO_CHECK(true == s_faultFlag);/* Demo finished, make the peripheral to default policy. */RDC_GetDefaultPeriphAccessConfig(&periphConfig);/* Set peripheral to accessible by all domains. */RDC_SetPeriphAccessConfig(APP_RDC, &periphConfig);RDC_SEMA42_Unlock(APP_RDC_SEMA42, APP_RDC_SEMA42_GATE);
}

  3. APP_RDC_Mem:

    • 配置内存区域访问权限，使其不可被当前域访问。
    • 尝试访问内存，预期会发生故障。
    • 检查内存访问故障状态，恢复内存区域访问权限。
    static void APP_RDC_Mem(void)
{/** In memory protection, please notice the cache's effect.* For example, if a memory region has been loaded to cache* before it is set not accessible, then CPU only access the* cache but not the memory, application could not detect* access violation.*/PRINTF("RDC memory region access control\r\n");s_demoState = kRDC_DEMO_Mem;RDC_GetDefaultMemAccessConfig(&memConfig);memConfig.mem         = APP_RDC_MEM;memConfig.baseAddress = APP_RDC_MEM_BASE_ADDR;memConfig.endAddress  = APP_RDC_MEM_END_ADDR;/* Make memory not accessible. */memConfig.policy &= ~(RDC_ACCESS_POLICY(APP_CUR_MASTER_DID, kRDC_ReadWrite));RDC_SetMemAccessConfig(APP_RDC, &memConfig);#if APP_USING_CACHE/** Invalidate the cache, so new read will read from memory directly,* to make sure trigger read error.*/DCACHE_InvalidateByRange(APP_RDC_MEM_BASE_ADDR, APP_RDC_MEM_END_ADDR - APP_RDC_MEM_BASE_ADDR);
#endifs_faultFlag = false;APP_TouchMem();#if APP_USING_CACHE/** Flush the cache, so the modified data is written to memory,* to make sure trigger write error.*/DCACHE_CleanInvalidateByRange(APP_RDC_MEM_BASE_ADDR, APP_RDC_MEM_END_ADDR - APP_RDC_MEM_BASE_ADDR);__DSB();
#endif/* Memory is not accessible, there should be hardfault. */DEMO_CHECK(true == s_faultFlag);DEMO_CHECK(0 == memDemoError);
}

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