cove-salus-tellus测试程序时序逻辑

一、核心说明

以下时序图基于

https://github.com/rivosinc/salus/blob/main/test-workloads/src/bin/tellus.rs

提供的Tellus测试程序逻辑，聚焦主核心（hart 0） 的核心执行流程，覆盖TVM创建、运行、中断/异常处理、资源回收全生命周期；次级核心（hart 1+）仅简化展示"启动→自旋等待任务"逻辑，不展开细节。

时序图使用Mermaid语法，可直接复制到支持Mermaid的工具（如Mermaid Live Editor、VS Code Mermaid插件）中渲染查看。

二、完整时序图

主核心次级核心 TVM 阶段1：初始化（基础环境准备） kernel_init入口，初始化控制台/FDT/IMSIC 调用hart_start启动次级核心 secondary_init，自旋等待IPI任务验证COVE扩展，完成初始化阶段2：TVM创建（资源配置与最终化）捐赠页→创建TVM→注册共享内存添加vCPU0/AIA配置/Guest数据页 TVM_finalize，设置入口+中断预配置阶段3：TVM运行&异常处理（核心循环）调用tvm_run运行Guest 触发Trap（ECALL/页故障/中断）处理Trap，关闭对应中断/映射缺页循环调用tvm_run继续运行阶段4：资源回收（校验与系统关机）向量校验→AIA解绑→销毁TVM 验证共享页→回收所有捐赠页 PMU测试→注销共享内存→系统关机主核心次级核心 TVM Tellus测试程序核心时序（RISC-V S-mode TVM测试）

start.S
主核心 SBI 次级核心主核心（hart0）启动流程触发_start汇编入口初始化GP全局指针清空sstatus/sie，禁用所有中断循环清零BSS段（未初始化全局变量）设置SP栈指针指向_stack_end 调用Rust层kernel_init（传入hart_id/fdt_addr） kernel_init完成初始化（控制台/FDT/IMSIC）理论分支：kernel_init返回后进入WFI循环次级核心（hart1及以上）启动流程触发_secondary_start汇编入口初始化GP全局指针清空sstatus/sie，禁用所有中断 SP/TP绑定a1（PerCpu结构体地址）调用Rust层secondary_init secondary_init完成，进入WFI休眠循环（可选）通过IPI唤醒次级核心执行任务主核心 SBI 次级核心 Tellus程序核心启动完整时序（RISC-V S-mode）

三、关键节点补充说明

时序核心逻辑：
- 初始化阶段：完成硬件配置（IMSIC、CPU、内存）和环境准备；
- TVM创建阶段：核心是"捐赠页→创建TVM→配置资源（内存/中断）→最终化"，所有convert_pages后需调用fence_memory保证内存一致性；
- 运行循环：核心是"tvm_run→捕获Trap→处理Trap→循环"，覆盖Guest ECALL、缺页、中断三大核心场景；
- 回收阶段：先校验数据（向量寄存器、共享页），再销毁TVM、回收所有捐赠页，最后执行PMU测试并关机。
次级核心简化逻辑 ：

次级核心启动后仅执行secondary_init→进入TaskRunner::spin，等待主核心通过IPI发送任务（如fence_memory中的tsm_local_fence），任务执行完成后回到WFI休眠，时序图中未展开此细节（仅标注"自旋等待任务"）。
中断/异常处理关键：
- 预配置的stimecmp=0和si_eip[0] pending位会触发首次中断，处理时会关闭对应中断使能；
- Guest侧的外部中断通过SupervisorGuestExternal投递，主核心侧外部中断通过SupervisorExternal投递，两者严格区分。

四、启动逻辑总结

该时序图核心覆盖：

初始化→TVM创建→运行循环→资源回收的全生命周期；
关键API调用（cove_host/中断/AIA相关）的执行顺序；
Trap处理的分支逻辑（ECALL/缺页/中断）。

五、次级核心启动

rust 复制代码

/// Starts the given cpu executing at `start_addr` with `opaque` in register a1.
///
/// # Safety
///
/// start_addr must point to code that can be safely executed.
/// opaque, if a pointer, must point to data that is safe to access from the newly running context.
pub unsafe fn hart_start(hart_id: u64, start_addr: u64, opaque: u64) -> Result<()> {
    // 1. 构造SBI消息结构体：封装hart_id/start_addr/opaque
    let msg = SbiMessage::HartState(HartStart {
        hart_id,       // 要唤醒的次级核心ID（如1/2/3）
        start_addr,    // 次级核心启动后跳转的地址（_secondary_start的物理地址）
        opaque,        // 传给次级核心的a1参数（PerCpu结构体地址）
    });
    // 2. 发送SBI消息并执行ecall调用
    // Safety注释：保证start_addr是合法的次级核心启动代码地址
    ecall_send::<()>(&msg)?;
    Ok(())
}

这段代码的核心是SbiMessage和ecall_send，它们是对底层ecall指令的封装，内部逻辑等价于之前的汇编内联代码：

rust 复制代码

// （底层ecall_send的简化实现，帮你补全上下文）
fn ecall_send<T>(msg: &SbiMessage) -> Result<T> {
    unsafe {
        // 按SBI约定，将msg参数映射到a0-a7寄存器
        let (a0, a1, a2, a6, a7) = msg.into_registers();
        let ret: SbiRet;
        // 执行ecall指令，触发SBI调用
        asm!(
            "ecall",
            in("a0") a0,
            in("a1") a1,
            in("a2") a2,
            in("a6") a6,
            in("a7") a7,
            lateout("a0") ret.error,
            lateout("a1") ret.value,
            options(nostack),
        );
        // 处理返回值，转换为Rust的Result类型
        if ret.error == 0 {
            Ok(unsafe { core::mem::transmute(ret.value) })
        } else {
            Err(SbiError::from(ret.error))
        }
    }
}

SbiMessage::HartState：对应SBI的HSM扩展（0x48534D），HartStart对应扩展内的hart_start函数（函数号0）；
into_registers()：将hart_id/start_addr/opaque分别映射到a0/a1/a2，a6=函数号，a7=扩展号，和手动调用的寄存器约定完全一致。