本文转载自：https://blog.csdn.net/hovan/article/details/42520879
从trust zone之我见知道，支持trustzone的芯片会跑在两个世界。
普通世界、安全世界，对应高通这边是HLOS,QSEE。
如下图：
如下是HLOS与QSEE的软件架构图
HLOS这两分为kernel层,user层。user层的通过qseecom提供的API起动trustzone那边的app。
qseecom driver 除了提供API，还调用scm函数做世界切换。
scm driver 那边接到qseecom的调用后，会把HLOS相关数据（包括指令参数）放入指它buffer，然后执行scm调用。
qsapp通过qsee提供的api接受来自HLOS那边的请求，并把执行结果返回HLOS。
qsee除了提供API，还与从monitor把来自HLOS的数据传给qsapp，然后把qsapp的数据返回给HLOS。
monitor就不用说了，切换世界用的，还处理shared buffer的内容。
是大概的架构图，细节比较复杂，没有开元。
下面通过一个简单的qseecom_security_test代码来说明整个调用流程。
如下图：
qseecom_security_test.c
-
int main( int argc, char *argv[] ) -
{ -
.... -
/* Initialize the global/statics to zero */ -
memset( g_qseeCommHandles, 0, sizeof(g_qseeCommHandles) ); -
memset( g_xors, 0, sizeof(g_xors) );
先初始化全局变量g_qseeCommHandles
-
for( j = 0; j < NUM_CLIENTS; j++ ) { -
/* Initialize the barriers to ensure that commands aren't sent before the listeners -
* have been started. Otherwise, errors will be generated. -
*/ -
ret = sem_init( &barrier[j], 0, 0 );//初始化一个信号量 -
if( ret ) { -
LOGD( "barrier init failed %i, %i", ret, errno ); -
g_err = -1; -
break; -
} -
ret = pthread_create( &threads[j], NULL, &test_thread, (void*)j );//创建test_thread线程 -
}
初始化一个barrier信号变量，用于线程创建时的同步
然后调用pthread_create()函数创建test_thread线程，该线程将会起动QSApp。
-
void *test_thread( void* threadid ) -
{ -
... -
do { -
..... -
LOGD( "T%#X: Starting QSApp...", (uint32_t)threadid ); -
ret = QSEECom_start_app( &g_qseeCommHandles[tid][0], "/firmware/image",//起动名为securitytest的QSApp -
"securitytest", sizeof(qseecom_req_res_t)*2 ); -
LOGD( "T%#X: Started QSApp...", (uint32_t)threadid ); -
CHECK_RETURN( ret, __LINE__ );
跟着来到test_thread线程
调用QSEECom_start_app()函数起动QSApp。
这个函数在kernel实现 如下：
qseecom.c
-
static int qseecom_load_app(struct qseecom_dev_handle *data, void __user *argp) -
{ -
... -
/* Get the handle of the shared fd */ -
ihandle = ion_import_dma_buf(qseecom.ion_clnt, -
load_img_req.ifd_data_fd); -
... -
/* SCM_CALL to load the app and get the app_id back */ -
ret = scm_call(SCM_SVC_TZSCHEDULER, 1, &load_req, -
sizeof(struct qseecom_load_app_ireq), -
&resp, sizeof(resp));
Get shared buf fd,用于与安全世界通信
调用scm_call()来陷入安全世界。
scm_call()实现如下：
arch/arm/mach-msm/scm.c
-
int scm_call(u32 svc_id, u32 cmd_id, const void *cmd_buf, size_t cmd_len, -
void *resp_buf, size_t resp_len) -
{ -
... -
ret = scm_call_common(svc_id, cmd_id, cmd_buf, cmd_len, resp_buf, -
resp_len, cmd, len); -
kfree(cmd); -
return ret; -
}
scm_call_common的实现如下：
-
static int scm_call_common(u32 svc_id, u32 cmd_id, const void *cmd_buf, -
size_t cmd_len, void *resp_buf, size_t resp_len, -
struct scm_command *scm_buf, -
size_t scm_buf_length) -
{ -
.... -
mutex_lock(&scm_lock); -
ret = __scm_call(scm_buf);//调用 -
mutex_unlock(&scm_lock); -
if (ret) -
return ret; -
rsp = scm_command_to_response(scm_buf); -
start = (unsigned long)rsp; -
do { -
scm_inv_range(start, start + sizeof(*rsp)); -
} while (!rsp->is_complete); -
end = (unsigned long)scm_get_response_buffer(rsp) + resp_len; -
scm_inv_range(start, end); -
if (resp_buf) -
memcpy(resp_buf, scm_get_response_buffer(rsp), resp_len); -
return ret; -
}
调用__scm_call()陷入安全世界，回来后调用scm_get_response_buffer()获取安全世界返回的信息供上面QSApp client用
__scm_call实现如下：
-
static int __scm_call(const struct scm_command *cmd) -
{ -
... -
ret = smc(cmd_addr); -
... -
return ret; -
}
smc实现如下：
-
static u32 smc(u32 cmd_addr) -
{ -
int context_id; -
register u32 r0 asm("r0") = 1; -
register u32 r1 asm("r1") = (u32)&context_id; -
register u32 r2 asm("r2") = cmd_addr; -
do { -
asm volatile( -
__asmeq("%0", "r0") -
__asmeq("%1", "r0") -
__asmeq("%2", "r1") -
__asmeq("%3", "r2") -
#ifdef REQUIRES_SEC -
".arch_extension sec " -
#endif -
"smc #0 @ switch to secure world " -
: "=r" (r0) -
: "r" (r0), "r" (r1), "r" (r2) -
: "r3"); -
} while (r0 == SCM_INTERRUPTED); -
return r0; -
}
是一段汇编程序，好吧，安全世界的QSApp已经运行起来了，当QSApp完成相应服务后就会返回数据。这个函数就会返回。
Starting QSApp已经完成，下面就注册listener，这个listener用于监听QSApp那边的请求。因为有时QSApp也需要HLOS这边做一些事。
实现如下：
-
void *listener_thread( void* threadid ) -
{ -
.... -
do { -
... -
/* Register as a listener with the QSApp */ -
LOGD( "L%#X: Registering as listener with QSApp...", (uint32_t)threadid ); -
ret = QSEECom_register_listener( &g_qseeCommHandles[parent_tid][tid], GET_LSTNR_SVC_ID(parent_tid, tid), -
sizeof(qseecom_req_res_t), 0 ); -
.... -
for( ;; ) { -
/* Wait for request from the QSApp */ -
ret = QSEECom_receive_req( g_qseeCommHandles[parent_tid][tid], req_res, sizeof(qseecom_req_res_t) ); -
if( ret ) break; -
.... -
/* Send the response to the QSApp */ -
ret = QSEECom_send_resp( g_qseeCommHandles[parent_tid][tid], req_res, sizeof(qseecom_req_res_t) ); -
CHECK_RETURN( ret, __LINE__ ); -
} -
} while( 0 ); -
... -
}
这个函数比较长，简化一下，分步来看
首先调用QSEECom_register_listener()函数来注册监听，告诉QSApp，我可以接收你的申请。
再次看到for循环没有，这就是一直等待QSApp那边的消息，一但有消息QSEECom_reveive_req就返回，这边处理完之后。
再调用qSEECom_send_resp()发送response给QSApp。
无论是起动QSApp,还是注册listener都是线程中执行，一但所有线程都退出后就会调用QSEECom_shutdown_app()函数停止QSApp。
整个过程执行完毕。如下：
-
void *test_thread( void* threadid ) -
{ -
... -
if ( g_qseeCommHandles[tid][0] != NULL ) { -
QSEECom_shutdown_app( &g_qseeCommHandles[tid][0] ); -
} -
} while( 0 ); -
pthread_exit( NULL ); -
return NULL; -
}
注：QSEECom _XX开头的函数都在kernel中的qseecom.c里实现，scm系统调用，都在scm.c中实现。
HLOS user层把握QSEEComAPI.h文件
HLOS kernel层把握qseecom.c 和 scm.c两文件
谢谢
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高通msm8916平台QSEE之trustzone分析
从硬件背景上看TZ是在ARMv6的架构上产生的，在ARMv7上重新设计了，TZ的目的是提供一个软硬件都安全的环境，安全的环境是单独的运行在一个硬件空间，和非安全的进行了硬件上的隔离。
QSEE主要负责加载APP，以及安全APP的堆栈管理，提供安全的API接口，安全的字符操作和LOG功能
QSAPPS是高通开发的APP，运行在QSEE之上
用户空间通过加载并调用QSEEAPP来是实现一些安全数据或敏感操作的加密
QSEEComAPIlib是暴露给HLOS的API，HLOS客户端和监听端利用QSEEComdriver通过这些API来和QSEE进行数据的收和发。
QSEEComclient是需要调用QSEECom_start_app来得到一个句柄指向QSEECom字符设备，并且可以用这个句柄来进行数据的首发
QSEEComlistener需要用QSEECom_register_listener来注册，可以注册多个listener，每个listener所在的线程将会被挂起，直到接收到包含到该listener的信息。
QSEEComdriver是一个字符型设备，通过IOCTL来和QSEECom进行通讯，这些IOCTL都应该被QSEEComAPI进行调用
因为qsee不开源 tz部分只能看到少量符号
所以主要从用户和开发角度观察tz
开发需要开发相应的qsapp来实现安全的一些数据操作
用户态中需要加载相应的qsapp，并且利用qsapplib提供的API来和qsapp进行通讯
而qsapp如何与qsee进行通讯的呢
qsapp则调用scm来将数据保存到安全空间
为什么tz能实现安全呢
从硬件上 就区分了两个世界，安全世界用一根总线，非安全世界用一根总线
非安全世界的操作无法访问到安全世界
必须通过qsee中的scm调用来访问
而用户操作只能访问qsapp
所以达到了安全保护的作用