optee学习笔记_1

TEE

伴随着日益增多的智能终端设备，为了确保终端设备的数据安全，我们最好还要在系统中构建一个相对来说更为可信的运行环境，以确保即便在系统被攻破后，入侵者也无法获取用户的关键信息，这样的一个可信赖安全的运行环境被称为可信执行环境(Trusted Execution Environment,TEE) 。

如果将整个运行环境按照可信与不可信分为安全世界(secure world)和正常世界(Normal world)，那么一套完整的TEE解决方案就需要包含正常世界的客户端应用(Client Application，CA)、安全世界的可信应用(Trust Application，TA)、可信硬件驱动、以及安全世界的可信操作系统(TEE OS)以及可信的硬件。

ARM自ARMv6结构开始，就引入了TrustZone技术。支持TrustZone技术的ARM核将运行状态分为安全世界和正常世界两种状态，并通过安全监控模式调用指令(secure monitor call,smc)实现安全世界和正常世界状态的转换。在安全世界状态，系统只能访问安全世界的资源，同理，在正常世界只能访问正常世界的资源。通常也将安全世界称为TEE侧，正常世界称为REE侧。REE即Rich Execution Environment。

目前国内外不同的厂商有不同的TEE解决方案，但是一般都会遵循GP(Global Platform)规范，提供相同的API供开发者开发CA和TA。

OP-TEE

OP-TEE是一套按照GP规范开发，支持通用ARMv7和ARMv6平台的开源TEE解决方案。开发者可以轻松的从github上获取optee源码。

整个optee的源码主要有四个project，分别是：

optee_os: https://github.com/OP-TEE/optee_os.git

optee_client: https://github.com/OP-TEE/optee_client.git

optee_test: https://github.com/OP-TEE/optee_test.git

optee_linuxdriver: https://github.com/OP-TEE/optee_linuxdriver.git

{

ps:在本文档中，我copy了官方linux内核中driver/tee目录中的driver做分析

也可以直接去我的github上讲四个project下载下来：

https://github.com/4LogCoder/optee.git
}

你可以选择单独下载这四个project,同时也可以使用repo工具，统一管理，repo仓库的地址是：https://github.com/OP-TEE/manifest.git

OP-TEE源码框架

整个optee的源码主要有四个部分，分别是：

optee_os:一个小型的安全操作系统内核

optee_clien:主要分为两个部分，一是tee_supplicant源码，编译后作为一个正常世界的可执行文件，系统启动后一直在后台运行，辅助响应optee_os对正常世界的资源访问和操作；二是libteec库的源码，供运行在正常世界用户空间的CA调用。

optee_linuxdriver:linux系统的driver，是正常世界和安全世界的交流途径。

Optee_test:optee提供的测试demo，可供用户参考。

OP-TEE框架

再详细分析源码之前，我们先以一个完整的demo介绍下optee的工作流程。

Demo功能：利用SHA算法计算一段明文的摘要，并返回结果。

在详细介绍之前，我们先看一下整个框架图：

optee学习笔记_1

首先运行在Normal World User空间的CA调用libteec库相关接口，申请一块共享内存（share memory）,将待计算的明文存放在这块内存中，并申请初始化一个session。
在linteec库中，由系统调用进而陷入Normal World的kernel空间，也就是到达tee_linuxdriver，在driver中，调用smc指令，进行Normal world和secure world的转换
转换至secure world状态后由optee_os对命令解析，在这里的命令为初始化一个session，首先需要去动态load相应的TA文件，由于我们编译后的TA文件一般存放在REE侧的文件系统中，所以在这里，optee_os会发起RPC请求，也就是重新调用smc指令，转换至Normal world后，通过optee_linuxdriver到达tee_supplicat，tee_supplicat解析这一请求，去指定的文件夹寻找指定的TA文件，并load进内存。
在经过初始化session后，相应的TA文件已经load，此时我们再在CA中发起SHA计算请求，并将共享内存地址作为参数传入
此时系统再次陷入Normal world的kernel空间，并通过smc调用，将请求发送至optee_os
optee_os接收请求后，调用相应的TA执行，TA执行计算完成之后，将计算结果放在共享内存中，并返回，按照相同的路径传回至CA中，至此计算完成。