005 eMMC Partition Management
3.2 Partition Management
General Partition Introduce
三部分组成：Boot Area Partition，RPMB Partition，UDA Partition
1) 各部分的逻辑地址从0x00000000开始，相互独立
2) 2个Boot Area Partition和 RPMB Partition 大小是128KB的倍数
3) Boot是引导执行，RPMB是授信保护，GPP是敏感数据，UDA是存储数据
4) Boot、RPMB 大小和属性由厂商定义，只读；GPP大小和属性，只能一次编写。
3.2.1 Boot Partition
Boot Area partition 1&2 该分区的数据，在eMMC 上电后，可以读取出来。Boot Area包含二个Partition，用于存储启动bootloader。二个partition的大小一致，由Extended CSD Register 的BOOT_SIZE_MULT filed决定，大小的计算公式：
SIZE = 128KB * BOOT_SIZE_MULT
一般情况下，Boot Area Partition大小为4MB，即BOOT_SIZE_MULT = 32 ；同样的BOOT_SIZE_MULT MAX = 255，即 32640KB=31.875MB。
● Boot & User Partition是分开的，即独立编址
● Slave 的Boot Configuration如下：
Master可以通过CMD6 来配置，Slave也可以设置EXT_CSD register 置0x03
3.2.2 RPMB partition(重要)
RPMB （Replay Protected Memory Block），保存在RPMB内部的数据不被非法篡改。在实际应用中，PRMB分区通常用来保存安全相关的数据。换言之，eMMC 在写入数据到RPMB时，会校验数据的合法性，只有指定的Host才能够写入，同时在读取数据时，也会提供签名机制，保证Host读取到的数据是RPMB内部数据，而不是攻击者伪造的数据。
● RPMB可以对写入操作进行鉴权，但是读取并不需要鉴权，任何人都可以进行读取的操作，因此存储到RPMB的数据通常会进行加密后再存储。
● RPMB容量大小的SIZE = 128KB * BOOT_SIZE_MULT ，这里的MAX BOOT_SIZE_MULT=128，即128KB * 128 =16384KB = 16MB。
● Replay protection explain: 使用eMMC的产品，在产线生产时，会为每一个产品生产一个唯一的256 bits的secure key,烧写到eMMC的OTP 区域，只能烧写一次的区域，在同时Host在安全区域中，TEE也会保留Secure key。在eMMC 内部，还有一个RPMB write Counter，RPBM Pre 合法写入操作时， Write Counter就会自动加1 ，通过Secure key and Write Counter的组合应用，RPMB可以实现数据读取和写入都Replay Protect。
这部分3.2.2.1&3.2.2.2待定补充解读
3.2.2.1 RPMB 数据读取
① Host 向eMMC 发起读取RPMB 的请求，同时生成一个16 Bytes 的随机数，发送给eMMC
② eMMC 将请求的数据从RPMB中读出，并使用Secure Key 通过HMAC SHA-256算法（Hash 算法），计算读取到的数据和接收到的随机数拼到一起后的签名。然后，eMMC 将读取到的数据，接收到的随机数，计算得到签名一起发送给Host。
③ Host 接收到RPMB的数据，随机数以及签名后，首先比较随机数是否与自己发送的一致，如果一致，再用同样的Secure Key通过HMAC SHA-256算法对数据和随机数组合到一起进行签名，如果签名与eMMC 发送的签名是一致，那么就可以确定该数据是从RPMB中读取到的正确数据，而不是攻击者伪造的数据。
④ 这样的读取流程，可以保证Host正确的读取RPMB数据。
3.2.2.2 RPMB 数据写入
① host 按照RPMB数据读取的流程，读取到RPMB的write counter
② Host 将需要写入的数据和write counter 拼接到一起并计算签名，然后将数据，write counter以及签名一并发给eMMC。
③ eMMC 接收到数据后，先对比write counter 是否与当前的值相同，如果相同那么再对数据和write counter的组合进行签名，然后和Host发送过来的签名进行比较，如果签名相同则鉴权通过，将数据写入RPMB中。
④ 这样写入流程，可以保证RPMB不会被非法篡改数据。
3.2.3 User data Area
这里包含了General Purpose Partition 1-4，简称GPP ，用于存储系统或者用户数据，在芯片出厂时，通常是不存在的，需要主动进行配置后，才会存在。同样的User Data Area（UDA）用于存储系统和用户数据。这里有可以进行分区Boot，System，User data等。
3.2.3.1 General Purpose Partition （GPP ）
eMMC 提供了GPP，很多情况下GPP不会被启用，因为与UDA作用类似，直接使用UDA可以满足需求，不过这里继续说明这部分。下图是容量大小的计算公式：
● eMMC 中，擦除和写保护都是按照Block进行的，HC_WP_GRP_SIZE为写保护的操作快大小，HC_ERARE_GRP_SIZE 则为擦除操作的块大小。
● eMMC 芯片的GPP的配置通常是只能进行一次 OTP操作，只有在量产阶段，产线上进行。
GPP Partition Attribute
eMMC 标准中，GPP定义了2类 Attribute ，Enhanced 和 Extended Attribute。每个GPP可以设定2 类属性中的一种属性，不可以同时设定多个属性。
● Enhanced attribute
Default未设定Enhanced attribute ; Enhanced storage media,设定为GPP为 Enhanced storage media,设定enhanced storage media后，可以把存储介质从MLC改变成SLC，提高该分区的读写性能和PE。
● Extended attribute
Default,未设定Extended attribute ;system code, 设定GPP为 GPP System code属性，该属性主要用在存放操作系统类，很少进行擦写更新分区；Non-Persistent，设定为GPP为Non-Persistent。
3.2.3.2 User Data Area （UDA）
UDA是eMMC最大的一个分区，是实际上的存储分区区域。除去上述几部分，剩余的就就是UDA部分。这里软件还会对UDA进行分区。软件分区的技术有MBR（Master BOOT Record）和 GPT（GUID partition table）二种。
● 软件分区技术一般是将存储介质划分为多个区域，即SW Partition，然后通过一个Partition Table来维护这些SW Partition。
● Partition Table中，每个条目都保存一个SW Partition的起始地址和大小的属性信息。
● 软件系统在启动后，会扫描Partition Table，获取存储介质上的各个SW Partition信息，然后根据信息，将各个Partition加载到系统中，进行数据存储。
① BOOT （Boot Area partitions ）和 RPMB （replay Partition memory block）的容量大小，一般是128KB的倍数，比如系数<32> 即4MB。
② GPP在出厂时默认不被支持，即不存在这些分区，需要用户主动使能，并配置其所需要使用的GPP的容量大小，GPP的数量为1-4个，各个GPP的容量大小可以不一样。
③ UDA的容量大小为总容量大小减去其他分区所占用的容量。
④ 写保护，通过设定 Extended CSD Register的BOOT_WP Field,可以为2个Boot Area Partition独立配置写保护功能，以防止数据被意外改写或者擦出。
⑤ eMMC 中定义了二种BOOT Area的写保护模式：
一种，Power-UP Write protection，enable后，如果eMMC 掉电，Write Protection Function Invalid，需要Pre Power-UP后进行配置；
另一种，Permanent write Protection,enable后，即使掉电也会消失，主动进行关闭才会消失。
