Введение

О чем эта статья

На Хабре уже несколько раз упоминали о SMM — режиме процессора x86/64 который имеет больше привилегий чем даже режим гипервизора. Нечто подобное есть и в процессорах архитектуры ARMv7 и ARMv8. Вычислительные ядра этих архитектур могут иметь опциональное расширение под названием ARM Security Extensions, которое позволит разделить исполняемый код, память и периферию на два домена — доверенный и недоверенный. Официальное маркетинговое название этой технологии — ARM TrustZone. Но технари чаще предпочитают говорить о security extensions.

Это будет обзорная статья, поэтому я не буду вдаваться в глухие технические дебри. Тем не менее технические детали будут присутствовать. Первая часть статьи будет посвящена вопросу зачем это всё вообще нужно, а вторая — как это работает в общих чертах. Если общество заинтересуется — следующая статья будет содержать больше технических деталей. Кому интересно — добро пожаловать под кат.

В этой статье мы поговорим о развитии архитектуры и аппаратной части, покажем проведенные тесты и оценим результаты и перспективы дальнейшей разработки. Если вы впервые слышите о мультиклеточной архитектуре, то можете ознакомиться с ней в предыдущих статьях:

«Мультиклеточный процессор — это что?»

«Мультиклет R1 — первые тесты»

«Компилятор С/С++ на базе LLVM для мультиклеточных процессоров: быть или не быть?»

«Перспектива: MultiClet S1»

«Развитие компилятора C для нового мультиклета-нейропроцессора»

Первое, что необходимо сказать, – Мультиклет концептуально переходит от разработки отдельных процессоров к разработке мультиклеточной платформы на основе MultiClet B – базового элемента, состоящего из 4 клеток.  

В мои руки попал уже второй ноутбук поддерживающий Intel AMT, т.е. технологию удалённого управления на уровне железа, но по какой-то причине заблокированной производителем. Попробуем исправить этот маленький недостаток.

Вы когда-нибудь задумывались, как много вокруг умной электроники? Куда ни глянь, натыкаешься на устройство, в котором есть микроконтроллер с собственной прошивкой. Фотоаппарат, микроволновка, фонарик... Да даже некоторые USB Type C кабели имеют прошивку! И всё это в теории можно перепрограммировать, переделать, доработать. Вот только как это сделать без документации и исходников? Конечно же реверс-инжинирингом! А давайте-ка подробно разберём этот самый процесс реверса, от самой идеи до конечного результата, на каком-нибудь небольшом, но интересном примере!

1. Пользовательские процессы изолированы друг от друга и, умирая, не тянут за собой всю систему
2. Пользовательские процессы изолированы от физической памяти, то есть знать не знают, сколько у вас на самом деле оперативки и по каким адресам она находится.
3. Операционная система гораздо сложнее, чем в системах без виртуальной памяти
4. Никогда нельзя знать заранее, сколько времени займет выполнение следующей команды процессора

В течение последних десяти лет процессоры практически во всех наших устройствах стали многоядерными. Вслед за ними появляются и многоядерные микроконтроллеры. В каталогах крупных производителей уже сейчас можно найти микроконтроллеры общего назначения с несколькими ядрами по разумным ценам. Поэтому, похоже, пришло время начинать использовать многоядерные микроконтроллеры в собственных устройствах. Естественно, в тех случаях, когда это оправданно.

При написании программ для ПК значительная часть работы по организации вычислений с использованием нескольких ядер берёт на себя операционная система и различные библиотеки. Поэтому программист может использовать высокоуровневые механизмы, сильно не вникая в аппаратную часть. Однако в случае с микроконтроллерами перед написанием кода полезно разобраться с тем, как этот код будет исполняться на низком уровне. В данной статье будут рассмотрены общие принципы построения и программирования многоядерных микроконтроллеров. В качестве примера будет разобран процесс создания небольшого демонстрационного проекта для микроконтроллера с двумя ядрами.

Меня всегда интересовало низкоуровневое программирование – общаться напрямую с оборудованием, жонглировать регистрами, детально разбираться как что устроено... Увы, современные операционные системы максимально изолируют железо от пользователя, и просто так в физическую память или регистры устройств что-то записать нельзя. Точнее я так думал, а на самом деле оказалось, что чуть ли не каждый производитель железа так делает!

В мире  существует много явлений с сомнительной и спорной репутацией. Например, сюда можно отнести  хоккей на траве, датскую квашеную селедку и мужские трусы-стринги. А еще к этому  списку можно с абсолютной уверенностью добавить вирусы на Python.

Трудно сказать, что толкает людей на создание вредоносного ПО на этом языке программирования. Обилие выпускников “шестимесячных курсов Django-программистов” с пробелами в базовых технических познаниях?  Желание нагадить ближнему без необходимости учить C/C++?  Или благородное желание разобраться в технологиях виримейкерства путем создания небольших прототипов вирусов на удобном языке?