OpenSBI Domain 支持

OpenSBI domain 是对底层硬件的系统级分区（子集），每个 domain 拥有独立的内存区域（RAM 和 MMIO 设备）以及 HART。OpenSBI 将尝试使用 RISC-V 平台特性（如 PMP、ePMP、IOPMP、SiFive Shield 等）实现 domain 之间的安全隔离。

实现 OpenSBI domain 支持的核心数据结构包括：

• struct sbi_domain_memregion：表示一个 domain 的内存区域
• struct sbi_hartmask：表示一个 domain 的 HART 集合
• struct sbi_domain：表示一个 domain 实例

RISC-V 平台上的每个 HART 都必须被分配到一个 OpenSBI domain 中。OpenSBI 平台支持负责填充 domain 并提供 HART ID 到 domain 的映射。OpenSBI 默认会将 ROOT domain 分配给平台上所有 HART，因此平台支持并非必须显式配置 domain。

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Domain 内存区域

一个 domain 的内存区域在 OpenSBI 中用 struct sbi_domain_memregion 表示，包含以下字段：

• order：内存区域大小为 2^order，其中 order 必须满足 3 ≤ order ≤ __riscv_xlen
• base：内存区域起始地址，必须按 2^order 对齐
• flags：表示内存类型（如 RAM 或 MMIO）以及允许的访问权限（如读、写、执行等）

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Domain 实例

一个 domain 实例在 OpenSBI 中用 struct sbi_domain 表示，包含以下字段：

• index：该 domain 的逻辑索引
• name：该 domain 的名称
• assigned_harts：已分配给该 domain 的 HART 集合
• possible_harts：该 domain 可能拥有的 HART 集合
• regions：以 order=0 结尾的内存区域数组
• boot_hartid：启动该 domain 的 HART ID
• next_addr：该 domain 下一启动阶段的入口地址
• next_arg1：下一启动阶段的 a1 寄存器值
• next_mode：下一启动阶段的特权模式（可为 S-mode 或 U-mode）
• system_reset_allowed：是否允许该 domain 重置系统
• system_suspend_allowed：是否允许该 domain 挂起系统

regions 中的内存区域还需满足以下 PMP 对齐要求：

• 必须存在一个内存区域用于保护 OpenSBI 固件免受 S-mode 和 U-mode 访问
• 两个重叠的内存区域中，一个必须是另一个的子区域
• 两个重叠区域不能大小相同
• 两个重叠区域不能有相同的 flags
• 地址重叠时，优先使用最小区域的访问权限

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ROOT Domain

ROOT domain 是 OpenSBI 默认创建的 domain，所有 HART 默认归属其中。其配置如下：

• index：始终为 0
• name：“root”
• assigned_harts：启动时所有有效 HART 均归属 ROOT domain，后续可由平台支持调整
• possible_harts：所有有效 HART
• regions：
  • 一个区域用于保护 OpenSBI 固件
  • 一个 order=__riscv_xlen 的区域允许 S-mode 和 U-mode 访问整个地址空间
• boot_hartid：冷启动 HART
• next_addr / next_arg1 / next_mode：来自冷启动 HART 的 scratch 空间
• system_reset_allowed / system_suspend_allowed：允许执行系统重置与挂起

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Domain 的影响

将系统划分为多个 domain 会带来以下行为差异：

• 任何时刻，一个 HART 只能运行在一个 domain 上下文中
• HART A 发出的 SBI IPI 和 RFENCE 调用只能作用于与 HART A 同属一个 domain 的 HART
• HART A 对 HART B 的 SBI HSM 调用仅在两者属于同一 domain 时有效
• 运行在 S-mode 或 U-mode 的 HART 只能访问其所属 domain 的内存区域

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Domain 设备树绑定

OpenSBI domain 可通过前一启动阶段传递的设备树（DT）描述，平台支持可从 DT 中解析并填充 domain。

Domain 配置节点

所有 domain 描述相关节点应位于 /chosen/opensbi-domains 下，节点属性包括：

• compatible（必选）：必须为 "opensbi,domain,config"
• system-suspend-test（可选）：启用系统挂起测试（等待 5 秒后执行 WFI）

Domain 内存区域节点

描述内存区域的节点可被多个 domain 实例引用，属性包括：

• compatible（必选）："opensbi,domain,memregion"
• base（必选）：64 位地址，需按 2^order 对齐
• order（必选）：32 位值，范围 3 ≤ order ≤ __riscv_xlen
• mmio（可选）：布尔值，表示是否为 MMIO 区域
• devices（可选）：该区域内设备的 phandle 列表

Domain 实例节点

描述一个 domain 实例，属性包括：

• compatible（必选）："opensbi,domain,instance"
• possible-harts（可选）：该 domain 可用的 CPU phandle 列表
• regions（可选）：内存区域 phandle 与权限掩码的配对列表
  • 权限位定义：
    • BIT[0]：M-mode 可读
    • BIT[1]：M-mode 可写
    • BIT[2]：M-mode 可执行
    • BIT[3]：S/U-mode 可读
    • BIT[4]：S/U-mode 可写
    • BIT[5]：S/U-mode 可执行
    • BIT[6]：强制位（锁定 PMP 条目，需谨慎使用）
  • 不能仅设置 M-mode 权限
• boot-hart（可选）：启动该 domain 的 HART
• next-arg1 / next-addr / next-mode（可选）：下一启动阶段参数
• system-reset-allowed / system-suspend-allowed（可选）：是否允许系统重置/挂起

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分配 HART 到 Domain 实例

默认所有 HART 归属 ROOT domain。可通过在 CPU 节点中添加 opensbi-domain 属性指定归属，其值为对应 domain 实例节点的 phandle。若未指定，则归属 ROOT domain。

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Domain 配置仅对 OpenSBI 可见

运行在某个 domain 中的软件应只能看到其可访问的设备与资源。为此：

• 前一启动阶段应为每个 domain 提供独立的设备树，并通过 next-arg1 指定其地址
• 若未提供独立设备树，则 OpenSBI 平台支持应在传递设备树前移除所有 domain 配置信息

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