【华为云技术分享】ARM体系结构基础(4)

上一期中我们介绍了ARMv8-A架构的执行状态，这一期我们介绍ARMv8-A架构的异常级别和安全状态。

一、ARMv8-A的异常级别与安全状态

ARMv8-A有四个异常级别，从EL0到EL3。对于异常级别ELn，整数n增加表示软件执行的特权权限变大了。EL0级别下的执行叫非特权执行（unprivileged execution）。EL1主要用于运行操作系统内核。EL2可以支持非安全操作的虚拟化。EL3则支持安全状态和非安全状态之间的转换。安全状态与ARM TrustZone技术有关[2]。安全状态可以运行可信执行环境（TEE， Trusted Execution Environment）及安全应用，用于保障隐私数据和程序运行环境的安全性。

ARMv8-A架构并未直接指定哪些软件应该运行在哪些异常级别，但是在通常情况下，有如异常级别的使用模型：

1. 应用程序运行在EL0；

2. 操作系统内核和相关功能运行在EL1；

3. Hypervisor[3]运行在EL2；

4. 安全世界状态和正常世界装态的切换在EL3完成。

下图反映了ARM-v8A架构中的执行状态、安全状态和异常级别之间关系[1]：

从图中我们可以看出，Hypervisor相关的支持特性主要是在EL2的非安全状态实现的。Hypervisor可以支持虚拟机之间的切换，而虚拟机主要被包含在EL1的非安全状态和EL0的非安全状态中。一些Guest OS可以运行在EL1状态里，每一个Guest OS可以运在一个虚拟机上。而应用则运行在EL0的非安全状态中，同时也运行在Guest OS上。

二、结语

本期我们介绍了ARMv8-A的异常级别和安全状态。下一期我们将介绍openEuler中与ARMv8芯片相关的描述符。

参考文献

1. ARM® Architecture Reference Manual ARMv8, forARMv8-A architecture profile

2. https://baike.baidu.com/item/trustzone/15953889?fr=aladdin

3. https://blog.csdn.net/baidu_23959681/article/details/82732488