UEFI/PI (3) Security(SEC) Phase

SEC Phase 簡介

SEC是reset 或 power-on 後 PI ( Platform Initialization)的第一個phase定義在Platform Initialization Specification, Ver. 1.2.1, Volume 1, Chapter 13。SEC必須確保firmware的 "完整"。 SEC他是相依於platform及CPU的，也就是說必須針對不同的CPU或平台來做移植。另外，SEC大部分的實作都是在assembly下的，而且是不可以壓縮的。

SEC Phase 的責任

SEC有四個主要的任務分別如下:
1. Restart SEC必須要處理所有的platform restart event，包含開機、重開機或是其他異常的重啟。
2. Memory Sotre SEC必須要建立一塊臨時的memory在系統初始化前使用。使用例如CAR( Cache as Ram)或SRAM的技術。
3. Root of Trustestart SEC從power on 開始要尋找和驗證PEI的最初步驟。目的是要保證Processor最開始的code是可以信賴的。
4. Passing 傳送Handoff訊息和把control給PEI Fondation。傳送的訊息包含了a. 平台狀態、b. BFV(Boot Firmware Volume)位置及大小、c. temporary RAM的位置大小等等。


SEC透過EFI_PEI_STARTUP_DESCRIPTOR將上述Passing的資料pass給PEI。EFI_PEI_STARTUP_DESCRIPTOR的資料結構是長這樣子的:

typedef struct {
    UINTN                   BootFirmwareVolume;
    UINTN                   SizeOfCacheAsRam;
    EFI_PEI_PPI_DESCRIPTOR  *DispatchTable;
} EFI_PEI_STARTUP_DESCRIPTOR;

SEC Platform Information PPI

在上面我們有提到SEC利用(強制使用)EFI_PEI_STARTUP_DESCRIPTOR這個資料結構將Handoff德資訊pass給PEI。另外，我們也可以pass"額外"(optional)的PPI EFI_SEC_PLATFORM_INFORMATION_PPI給PEI。這個PPI 抽象化了PEI Fondation所需要用來discover dispatching PEIM的起始位置的platform-specific資訊。這個PPI也可以存在EFI_PEI_STARTUP_DESCRIPTOR這個資料結構的最後一個參數裡(*DispatchTable)。

Health Flag Bit Format

• Health Flag Bit Format
在SEC_PLATFORM_INFORMATION_PPI.PlatformInformation()定義了PFI_HEALTH_FLAGS存放由microcode、hardware或是Itanium才有的PAL 產生的CPU status。Health Flag的bit format如下圖:

 


下圖則是每一個bit的說明。



• Self-Test State Parameter
  
  Self-test state定義的參數for IA-32 Intel® processors 和 Intel® Itanium® processor family 是一樣的。某些 bit可能沒辦法直接對應到IA-32的CPU，這時候讀到的值就會是NULL。下圖說明了每一個bit 的意義。
  
  
  
  如果Status顯示functionally restricted，我們可以從vm,ia,fp得到failure的訊息。下面列出導致functionally restricted的情況:
  1. Processor 或 PAL偵測到且獨立出錯誤的component，所以不會被使用。
  2. Processor必須至少要有一個可以用的memory unit、ALU、shifter及branch unit。
  3. Floating-point may be disable。
  4. For Itanium，RSE(Register Stack Engine)is  not required to work，但register renaming logic必須要能正常work。
  5. Processor-controlled caches和register files之間的path在測試的過程中必須要能work。
  6. 讀取firmware address space必須要能正常work。
  
  

Processor-Specific Detail

下面以IA-32為例，解釋SEC Phase在IA-32架構下的運作狀況。
1. Locating PEI Foundation。
2. 使用 architecture define的Handoff state把control交給PEI。
3. 初始化processor-controlled memory resource例如processor data cache。

參考資料:VOLUME 1: Platform Initialization Specification Pre-EFI Initialization Core Interface Version 1.2.1