引流關(guān)鍵詞: optee、ATF、TF-A、Trustzone、optee3.14、MMU、VMSA、cache、TLB、arm、armv8、armv9、TEE、安全、內(nèi)存管理、頁(yè)表…

快速鏈接:
.
👉👉👉 個(gè)人博客筆記導(dǎo)讀目錄(全部) 👈👈👈

Armv9-A architecture

Armv9-A 架構(gòu)建立在 Armv8-A 架構(gòu)的基礎(chǔ)上并向前兼容。 Armv9-A 架構(gòu)構(gòu)成了 Arm 基礎(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)——該規(guī)范概述了一種標(biāo)準(zhǔn)，可確保硬件和固件在系統(tǒng)級(jí)的廣泛應(yīng)用中具有兼容性。

Armv9-A 架構(gòu)引入了一些主要的新特性：

• SVE2: extending the benefit of scalable vectors to many more use cases
• Realm Management Extension (RME): extending Confidential Compute on Arm platforms to all developers. Read more about Confidential Compute and Arm architecture security features
• BRBE: providing profiling information, such as Auto FDO
• Embedded Trace Extension (ETE) and Trace Buffer Extension (TRBE): enhanced trace capabilities for Armv9
• TME: hardware transactional memory support for the Arm architecture

Armv8-A architecture

Armv8-A 架構(gòu)引入了使用 64 位和 32 位執(zhí)行狀態(tài)的能力，分別稱(chēng)為 AArch64 和 AArch32。 AArch64 執(zhí)行狀態(tài)支持 A64 指令集。 它在 64 位寄存器中保存地址，并允許基本指令集中的指令使用 64 位寄存器進(jìn)行處理。 AArch32 執(zhí)行狀態(tài)是一個(gè) 32 位執(zhí)行狀態(tài)，它保留了與 Armv7-A 架構(gòu)的向前兼容性，增強(qiáng)了該配置文件，使其可以支持 AArch64 狀態(tài)中包含的某些功能。 它支持 T32 和 A32 指令集。

Armv8-A 架構(gòu)允許不同級(jí)別的 AArch64 和 AArch32 支持，例如：

• AArch64 only designs
• AArch64 designs that also support AArch32 operating systems and virtual machines
• AArch64 support with AArch32 at (unprivileged) application level only

Armv7-A architecture

Armv7-A 架構(gòu)引入了架構(gòu)配置文件的概念，這個(gè)概念在 Armv8-A 和 Armv9-A 中得到延續(xù)。 Armv7-A架構(gòu)：

• 以多種模式實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的Arm架構(gòu)
• 支持基于內(nèi)存管理單元 (MMU) 的虛擬內(nèi)存系統(tǒng)架構(gòu) (VMSA)
• 支持 Arm (A32) 和 Thumb (T32) 指令集

該架構(gòu)還支持多種擴(kuò)展：

• Security Extensions
• Multiprocessing Extensions
• Large Physical Address Extension
• Virtualization Extensions
• Generic Timer Extension
• Performance Monitors Extension

所有這些擴(kuò)展都是可選的，它們提供的大部分功能都包含在 Armv8-A 架構(gòu)中。

---

Armv9-A特性總結(jié)

Arm Application-profile (A-profile) 架構(gòu)面向高性能市場(chǎng)，例如 PC、移動(dòng)、游戲和企業(yè)。 A-profile 架構(gòu)的最新版本是 Armv9-A 和 Armv8-A。 Armv9-A和Armv8-A的特性對(duì)比請(qǐng)看下表：

FeatureArchitecture
versionsDescription

AArch64	Armv8.0-A Armv9.0-A	AArch64 是 Arm 架構(gòu)的 64 位執(zhí)行環(huán)境。包括: (1)、 大物理和虛擬地址空間 (2)、 64 位寄存器 (3)、 高性能的自旋鎖 (4)、 高效的緩存管理 (5)、 為 C++11、C11、Java 內(nèi)存模型設(shè)計(jì)的 Load-Acquire、Store-Release 指令。 (6)、 Arm 架構(gòu)的 64 位執(zhí)行環(huán)境。
AArch32	Armv8.0-A Armv9.0-A(EL0 only)	Arm 架構(gòu)的 32 位執(zhí)行環(huán)境。 提供與 Armv7-A 及更早版本的兼容性。
Virtualization	Armv8.0-A Armv9.0-A	支持hypervisors 和virtualization
TrustZone	Armv8.0-A Armv9.0-A	TrustZone 通過(guò)內(nèi)置于 CPU 中的硬件強(qiáng)制隔離提供了一種高效的、系統(tǒng)范圍的安全方法。
Realm Management Extension (RME)	Armv9.0-A	Realm Management Extension (RME) 建立在 TrustZone 之上，具有以下功能： (1)、兩個(gè)額外的安全狀態(tài) (2)、兩個(gè)額外的物理地址空間 (3)、在安全狀態(tài)之間動(dòng)態(tài)移動(dòng)資源的能力 這些功能支持 Arm 機(jī)密計(jì)算架構(gòu) (Arm CCA) 和動(dòng)態(tài) TrustZone。
Hardware-accelerated cryptography	Armv8.0-A Armv9.0-A	ARM cryptography extension
Neon	Armv8.0-A Armv9.0-A	Neon 技術(shù)是一種打包的 SIMD 架構(gòu)。 Neon 寄存器被視為相同數(shù)據(jù)類(lèi)型元素的向量，Neon 指令同時(shí)對(duì)多個(gè)元素進(jìn)行操作。 該技術(shù)支持多種數(shù)據(jù)類(lèi)型，包括浮點(diǎn)和整數(shù)運(yùn)算。
Virtualization Host Extension (VHE)	Armv8.1-A Armv9.0-A	這些增強(qiáng)功能通過(guò)減少在host os和guest os之間轉(zhuǎn)換時(shí)相關(guān)的軟件開(kāi)銷(xiāo)來(lái)提高 Type 2 hypervisors的性能。 這些擴(kuò)展允許host os在 EL2 上執(zhí)行，而不是在 EL1 上執(zhí)行，而無(wú)需進(jìn)行大量修改。
Privilege Access Never (PAN)	Armv8.1-A Armv9.0-A	PAN 允許內(nèi)核阻止訪問(wèn)非特權(quán)位置，從而提供更高的健壯性。
Statistical Profiling Extension (SPE)	Armv8.2-A Armv9.0-A	在指令或微操作的基礎(chǔ)上設(shè)置采樣標(biāo)準(zhǔn)，然后定期采樣。 然后，每個(gè)樣本將與該樣本關(guān)聯(lián)的上下文收集到一個(gè)分析記錄中，在任何給定時(shí)間只編譯一個(gè)記錄。 當(dāng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行大型工作負(fù)載的系統(tǒng)上連續(xù)采樣時(shí)，分析大型工作樣本集可以提供對(duì)軟件執(zhí)行及其相關(guān)性能的深入了解。
Scalable Vector Extensions (SVE)	Armv8.2-A	SVE 為具有可變矢量長(zhǎng)度的 SIMD 提供支持。 SVE 支持向量長(zhǎng)度不可知的編碼風(fēng)格，其中代碼不需要重新編寫(xiě)或重新編譯，因?yàn)樗鼊?dòng)態(tài)地適應(yīng)實(shí)現(xiàn)的向量長(zhǎng)度。 SVE 架構(gòu)允許實(shí)現(xiàn)向量長(zhǎng)度高達(dá) 2048 位，其中向量長(zhǎng)度必須是 128 位的倍數(shù)。 SVE 還支持為固定向量長(zhǎng)度編寫(xiě)的代碼。
Pointer authentication	Armv8.3-A Armv9.0-A	計(jì)算機(jī)攻擊正變得越來(lái)越復(fù)雜。 這方面的示例是利用機(jī)制，例如在Return-Orientated Programming(ROP) 和Jump-Orientated Programming(JOP) 中使用gadgets 。 為了緩解此類(lèi)漏洞，Armv8.3-A 引入了一項(xiàng)功能，可在將寄存器的內(nèi)容用作間接分支或數(shù)據(jù)引用的地址之前對(duì)其進(jìn)行身份驗(yàn)證。 對(duì)于地址驗(yàn)證，該功能使用 64 位地址值中的高位，通常與地址空間的簽名擴(kuò)展相關(guān)聯(lián)。 這允許在值的高位中引入Pointer Authentication Code (PAC) 作為新字段。
Nested Virtualization	Armv8.3-A Armv9.0-A	人們對(duì)云計(jì)算越來(lái)越感興趣，尤其是對(duì)日益普遍的用例感興趣，即用戶(hù)從基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù) (IaaS) 提供商處租用虛擬機(jī)。 嵌套虛擬化是一個(gè)有吸引力的提議，其中打算在此虛擬機(jī)上運(yùn)行的工作負(fù)載包括使用管理程序。
Memory Tagging Extension (MTE)	Armv8.5-A Armv9.0-A	Memory tagging extension(MTE)使開(kāi)發(fā)人員能夠識(shí)別他們程序中的內(nèi)存安全違規(guī)。
Branch Target Identification (BTI)	Armv8.5-A Armv9.0-A	BTI 允許軟件識(shí)別跳轉(zhuǎn)分支的有效目標(biāo)。 BTI 補(bǔ)充了對(duì)指針身份驗(yàn)證的支持，提供了針對(duì) JOP 技術(shù)的防御。
GEneral Matrix Multiply (GEMM)	Armv8.6-A Armv9.0-A	添加新的高級(jí) SIMD (Neon) 和 SVE 指令以加速矩陣運(yùn)算，大大減少所需的內(nèi)存訪問(wèn)次數(shù)。
BFloat16	Armv8.6-A Armv9.0-A	支持 BFloat16 數(shù)據(jù)類(lèi)型的高級(jí) SIMD (Neon) 和 SVE。 BF16 最近成為一種專(zhuān)門(mén)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高性能處理量身定制的格式。
High precision timers	Armv8.6-A Armv9.0-A	通用定時(shí)器頻率增加到 1GHz 的新標(biāo)準(zhǔn)。
64-byte load and stores	Armv8.7-A Armv9.0-A	企業(yè)系統(tǒng)的一個(gè)增長(zhǎng)趨勢(shì)是引入可以使用 64 字節(jié)原子加載或存儲(chǔ)訪問(wèn)的加速器。 這些用于向隊(duì)列添加項(xiàng)目，并且在某些情況下可以表示入隊(duì)操作的成功或失敗。
Scalable Vector Extension v2 (SVE2)	Armv9.0-A	SVE2 是 Armv8-A SVE 的超集，具有擴(kuò)展的功能。 SVE2 指令集增加了全面的定點(diǎn)算術(shù)支持。
Transactional Memory Extension (TME)	Armv9.0-A	事務(wù)內(nèi)存擴(kuò)展為 Arm 架構(gòu)帶來(lái)了硬件事務(wù)內(nèi)存 (HTM) 支持。 事務(wù)內(nèi)存用于解決編寫(xiě)高并發(fā)、多線程程序的困難，通過(guò)減少由于鎖爭(zhēng)用導(dǎo)致的序列化，粗粒度、線程級(jí)并行的數(shù)量可以隨著 CPU 的數(shù)量更好地?cái)U(kuò)展。
Branch Record Buffer Extensions (BRBE)	Armv9.2-A	—

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的[core]-ARMV7-A、ARMV8-A、ARMV9-A 架构简介的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。