QEMU加载起始地址在设备内存的Arm TrustZone文件失败问题咨询

QEMU virt 机器默认的物理地址映射中，0x00000000 到 0x3fffffff 区间属于MMIO设备预留地址段，除了少量BootROM、外设寄存器、32KB Secure SRAM之外，没有映射普通可读写RAM。你指定的tz.mbn加载地址0x14680000正好落在这段无RAM映射的区间，loader设备写入数据时会直接触发总线错误，导致加载失败。
不要尝试修改ELF文件的加载入口，TrustZone镜像内存在大量硬编码的地址指针、页表项、异常向量偏移，强行修改入口地址就算加载成功也无法正常运行。

优先选择方案2，对原有镜像加载逻辑影响最小。

方案1：调整全局RAM起始地址（适合所有镜像都在低地址的场景） #

QEMU 6.0+版本的virt机器支持自定义RAM起始地址，可以把默认RAM的基地址从0x40000000挪到低于0x14680000的未占用区间，直接覆盖原有低地址空洞。
注意0x10000000到0x3fffffff是virt机器默认未分配的地址段，不会和UART、GIC、virtio等静态外设冲突，可安全使用。
配置示例：

qemu-system-aarch64              \
    -machine virt,secure=true,virtualization=true,gic-version=3,ram-start=0x10000000,memory-backend=sysram \
    -cpu cortex-a57              \
    -smp 1                       \
    -object memory-backend-ram,id=sysram,size=3G \
    -kernel boot.img \
    -device loader,addr=0x80040000,cpu-num=0,file=./hyp.mbn \
    -device loader,addr=0x14680000,cpu-num=0,file=./tz.mbn \
    -nographic \
    -S -s

该方案会修改全局内存映射，需要确认boot.img、hyp.mbn的硬编码加载地址是否落在新的RAM区间内，否则会出现其他镜像加载失败的问题。

方案2：单独映射指定地址RAM（推荐，无兼容问题） #

不需要修改全局RAM配置，通过NUMA节点单独给0x14680000地址段映射一段独立RAM，专门用来放tz.mbn，原有0x40000000开始的RAM映射完全不变，不会影响kernel、hyp的加载运行。
配置示例：

qemu-system-aarch64              \
    -machine virt,secure=true,virtualization=true,gic-version=3 \
    -cpu cortex-a57              \
    -smp 1                       \
    -m 3G                        \
    -object memory-backend-ram,id=tz_ram,size=8M \
    -numa node,memdev=tz_ram,addr=0x14680000 \
    -kernel boot.img \
    -device loader,addr=0x80040000,cpu-num=0,file=./hyp.mbn \
    -device loader,addr=0x14680000,cpu-num=0,file=./tz.mbn \
    -nographic \
    -S -s

注意事项 #

• 分配给tz_ram的size要比tz.mbn实际文件大小大1M以上，预留出bss段、栈空间的内存余量，避免运行时越界，可根据镜像实际大小调整数值
• 如果加载hyp.mbn也报地址错误，说明0x80040000落在GICv3寄存器区间（0x08000000-0x08ffffff），可以用同样的方法单独给hyp分配一段低地址RAM，比如从0x14000000映射2M RAM放hyp，0x14680000放tz，完全避开外设地址区间
• 开启secure=true配置后，这段单独映射的RAM默认会被标记为Secure世界可访问的普通内存，不会被当成设备内存触发权限异常

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Icarus_Incarnate