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libteec库是OP-TEE提供给用户在linux userspace层面调用的接口实现，对于该部分每家芯片厂商可能不一样。本文将以OP-TEE的实现方法为例进行介绍。
libteec代码的具体实现存放在optee_client/libteec目录下，OP-TEE提供给linux端使用的接口源代码的实现存放在optee_client/libteec/src/tee_client_api.c,如下图所示：
在OP-TEE中libteec提供给上层用户使用的API一共有10个，他们分别为：
1. TEEC_Result TEEC_InitializeContext(const char *name, TEEC_Context *ctx)
2. void TEEC_FinalizeContext(TEEC_Context *ctx)
3. TEEC_Result TEEC_OpenSession(TEEC_Context *ctx, TEEC_Session *session,
const TEEC_UUID *destination,uint32_t connection_method, const void *connection_data,TEEC_Operation *operation, uint32_t *ret_origin)
4. void TEEC_CloseSession(TEEC_Session *session)
5. TEEC_Result TEEC_InvokeCommand(TEEC_Session *session, uint32_t cmd_id,TEEC_Operation *operation, uint32_t *error_origin)
6. void TEEC_RequestCancellation(TEEC_Operation *operation)
7. TEEC_Result TEEC_RegisterSharedMemory(TEEC_Context *ctx, TEEC_SharedMemory *shm)
8. TEEC_Result TEEC_RegisterSharedMemoryFileDescriptor(TEEC_Context *ctx,TEEC_SharedMemory *shm,int fd)
9. TEEC_Result TEEC_AllocateSharedMemory(TEEC_Context *ctx, TEEC_SharedMemory *shm)
10. void TEEC_ReleaseSharedMemory(TEEC_SharedMemory *shm)
上述10个API都按照GP标准进行定义，使用上述10个API能够满足用户在userspace层面的需求，在系统中这部分会被编译成libteec库的形式存在。下面一次介绍上述10个API的作用：
函数原型：TEEC_Result TEEC_InitializeContext(const char *name, TEEC_Context *ctx)
函数作用描述：
初始化一个TEEC_Context变量，该变量用于CA和TEE之间建立联系。其中参数name是用来定义TEE的身份，如果该参数为NULL，则CA将会选择默认的TEE方案来建立联系。该API是第一次调用TA是不行执行的函数。
参数说明：
name: 指向TEE的名字，一般情况下该值设置成NULL，使其选择默认的TEE方案进行连接
ctx: 指向一个类型为TEEC_Context的变量的地址，该变量会用于CA与TA之间连接和通信。
函数返回值：
TEEC_SUCCESS: 初始化操作成功
其他返回值表示初始化失败
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
TEEC_Result TEEC_InitializeContext(const char *name, TEEC_Context *ctx) { char devname[PATH_MAX]; int fd; size_t n; if (!ctx) return TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; /* 调用teec_open_dev打开可用的TEE驱动文件，在打开的过程中会校验TEE的版本信息 如果检查合法，则会返回该驱动文件的句柄pd, 然后将fd赋值给ctx变量的fd成员 */ for (n = 0; n < TEEC_MAX_DEV_SEQ; n++) { snprintf(devname, sizeof(devname), "/dev/tee%zu", n); fd = teec_open_dev(devname, name); if (fd >= 0) { ctx->fd = fd; return TEEC_SUCCESS; } } return TEEC_ERROR_ITEM_NOT_FOUND; }
函数原型：void TEEC_FinalizeContext(TEEC_Context *ctx)
函数作用描述：
释放一个已经被初始化过的类型为TEEC_Context变量，关闭CA与TEE之间的连接。在调用该函数之前必须确保打开的session已经被关闭了。
参数说明：
ctx: 指向一个类型为TEEC_Context的变量，该变量会用于CA与TA之间连接和通信。
函数返回值：
无
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
void TEEC_FinalizeContext(TEEC_Context *ctx) { /* 调用close函数，释放掉tee驱动文件的描述符来完成资源释放 */ if (ctx) close(ctx->fd); }
函数原型：TEEC_Result TEEC_OpenSession(TEEC_Context *ctx, TEEC_Session *session,const TEEC_UUID *destination,
uint32_t connection_method, const void *connection_data,TEEC_Operation *operation, uint32_t *ret_origin)
函数作用描述：
打开一个CA与对应TA之间的一个session，该session用于该CA与对应TA之间的联系，该CA需要连接的TA是由UUID指定的。session具有不同的打开和连接方式，根据不同的打开和连接方式CA可以在执行打开session的时候传递数据给TA，以便TA对打开操作做出权限检查。各种打开方式说明如下：
TEEC_LOGIN_PUBLIC：不需要提供，也即是connectionData的值必须为NULL
TEEC_LOGIN_USER： 提示用户链接，connectionData的值必须为NULL
TEEC_LOGIN_GROUP： CA以某一组的方式打开session，connectionData的值必须指向一个uint32_t的数据，该数据组的信息。在TA端将会对connectionData的数据进行检查，判定CA是否真属于该组。
TEEC_LOGIN_APPLICATION： 以application的方式连接，connectionData的值必须为NULL
TEEC_LOGIN_USER_APPLICATION： 以用户程序的方式连接，connectionData的值必须为NULL
TEEC_LOGIN_GROUP_APPLICATION： 以组应用程序的范式连接，其中connectionData需要指向一个uint32_t类型的变量。在TA端将会对connectionData的数据进行权限检查，查看连接是否合法。
参数说明：
context: 指向一个类型为TEEC_Context的变量，该变量用于CA与TA之间连接和通信，调用TEEC_InitializeContext函数进行初始化。
session: 存放session内存的变量
destination:指向存放需要连接的TA的UUID的值的变量
connectionMethod:CA与TA的连接方式，详细请参考函数描述中的说明
connectionData:指向需要在打开session的时候传递給TA的数据
operation:指向TEEC_Operation结构体的变量，变量中包含了一系列用于与TA进行交互使用的buffer或者其他变量。如果在打开session时CA和TA不需要交互数据，则可以将该变量指向NULL
returnOrigin:用于存放从TA端返回的结果的变量，如果不需要返回值，则可以将该变量指向NULL
函数返回值：
TEEC_SUCCESS: 初始化操作成功
其他返回值表示初始化失败
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
TEEC_Result TEEC_OpenSession(TEEC_Context *ctx, TEEC_Session *session, const TEEC_UUID *destination, uint32_t connection_method, const void *connection_data, TEEC_Operation *operation, uint32_t *ret_origin) { /* 定义一个buffer，用于存放在执行openseesion需要传递和接收TA数据 */ uint64_t buf[(sizeof(struct tee_ioctl_open_session_arg) + TEEC_CONFIG_PAYLOAD_REF_COUNT * sizeof(struct tee_ioctl_param)) / sizeof(uint64_t)] = { 0 }; /*定义buf_data，指向buf变量，用于传递給ioctl函数调用到tee驱动执行opensession操作*/ struct tee_ioctl_buf_data buf_data; /* 定义参数，用于对初始化需要传递給TA的数据buffer */ struct tee_ioctl_open_session_arg *arg; struct tee_ioctl_param *params; TEEC_Result res; uint32_t eorig; /* CA与TA之间的共享buffer */ TEEC_SharedMemory shm[TEEC_CONFIG_PAYLOAD_REF_COUNT]; int rc; (void)&connection_data; /* 参数检查 */ if (!ctx || !session) { eorig = TEEC_ORIGIN_API; res = TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; goto out; } /* 指针赋值 */ buf_data.buf_ptr = (uintptr_t)buf; buf_data.buf_len = sizeof(buf); arg = (struct tee_ioctl_open_session_arg *)buf; arg->num_params = TEEC_CONFIG_PAYLOAD_REF_COUNT; params = (struct tee_ioctl_param *)(arg + 1); /* 将uuid的值填充到buffer中 */ uuid_to_octets(arg->uuid, destination); arg->clnt_login = connection_method; /* 填充TEEC_Operation结构体变量 */ res = teec_pre_process_operation(ctx, operation, params, shm); if (res != TEEC_SUCCESS) { eorig = TEEC_ORIGIN_API; goto out_free_temp_refs; } /* 调用ioctl函数，穿透到tee驱动中的ioctl中执行TEE_IOC_OPEN_SESSION操作开始 执行opensession操作 */ rc = ioctl(ctx->fd, TEE_IOC_OPEN_SESSION, &buf_data); if (rc) { EMSG("TEE_IOC_OPEN_SESSION failed"); eorig = TEEC_ORIGIN_COMMS; res = ioctl_errno_to_res(errno); goto out_free_temp_refs; } res = arg->ret; eorig = arg->ret_origin; if (res == TEEC_SUCCESS) { session->ctx = ctx; session->session_id = arg->session; } /* 解析出从TA中返回的数据 */ teec_post_process_operation(operation, params, shm); out_free_temp_refs: teec_free_temp_refs(operation, shm); out: if (ret_origin) *ret_origin = eorig; return res; }
函数原型：void TEEC_CloseSession(TEEC_Session *session)
函数作用描述：
关闭已经被初始化的CA与对应TA之间的session，在调用该函数之前需要保证所有的command已经执行完毕。如果session为NULL,则不执行任何操作。
参数说明：
session: 指向已经初始化的session结构体变量
函数返回值：
无
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
void TEEC_CloseSession(TEEC_Session *session) { struct tee_ioctl_close_session_arg arg; if (!session) return; arg.session = session->session_id; /* 调用ioctl函数命中TEE_IOC_CLOSE_SESSION操作，通知TA执行close session */ if (ioctl(session->ctx->fd, TEE_IOC_CLOSE_SESSION, &arg)) EMSG("Failed to close session 0x%x", session->session_id); }
函数原型：TEEC_Result TEEC_InvokeCommand(TEEC_Session *session, uint32_t cmd_id,TEEC_Operation *operation, uint32_t *error_origin)
函数作用描述
通过cmd_id和打开的session，来通知session对应的TA执行cmd_id指定的操作。
参数说明：
session: 指向已经初始化的session结构体变量
cmd_id：TA中定义的command的ID值，让CA通知TA执行哪条command
operation: 已经初始化的TEEC_Operation类型的变量，该变量中包含CA于TA之间进行交互的buffer,缓存的属性等信息
error_origin:调用TEEC_InvokeCommand函数的时候，TA端的返回值
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
TEEC_Result TEEC_InvokeCommand(TEEC_Session *session, uint32_t cmd_id, TEEC_Operation *operation, uint32_t *error_origin) { /* 定义调用invokecommand函数是存放参数和共享内存的buffer */ uint64_t buf[(sizeof(struct tee_ioctl_invoke_arg) + TEEC_CONFIG_PAYLOAD_REF_COUNT * sizeof(struct tee_ioctl_param)) / sizeof(uint64_t)] = { 0 }; struct tee_ioctl_buf_data buf_data; struct tee_ioctl_invoke_arg *arg; struct tee_ioctl_param *params; TEEC_Result res; uint32_t eorig; TEEC_SharedMemory shm[TEEC_CONFIG_PAYLOAD_REF_COUNT]; int rc; if (!session) { eorig = TEEC_ORIGIN_API; res = TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; goto out; } /* 组合调用TA的command时需要使用的参数信息 */ buf_data.buf_ptr = (uintptr_t)buf; buf_data.buf_len = sizeof(buf); arg = (struct tee_ioctl_invoke_arg *)buf; arg->num_params = TEEC_CONFIG_PAYLOAD_REF_COUNT; params = (struct tee_ioctl_param *)(arg + 1); arg->session = session->session_id; arg->func = cmd_id; if (operation) { teec_mutex_lock(&teec_mutex); operation->session = session; teec_mutex_unlock(&teec_mutex); } /* 填充operation中的params域，用于CA与TA之间数据传输 */ res = teec_pre_process_operation(session->ctx, operation, params, shm); if (res != TEEC_SUCCESS) { eorig = TEEC_ORIGIN_API; goto out_free_temp_refs; } /* 调用iotctl函数，穿透到tee驱动中，调用tee驱动的ioctl中的TEE_IOC_INVOKE操作 */ rc = ioctl(session->ctx->fd, TEE_IOC_INVOKE, &buf_data); if (rc) { EMSG("TEE_IOC_INVOKE failed"); eorig = TEEC_ORIGIN_COMMS; res = ioctl_errno_to_res(errno); goto out_free_temp_refs; } res = arg->ret; eorig = arg->ret_origin; /* 解析从TA中返回到params缓存中的数据 */ teec_post_process_operation(operation, params, shm); out_free_temp_refs: teec_free_temp_refs(operation, shm); out: if (error_origin) *error_origin = eorig; return res; }
函数原型：void TEEC_RequestCancellation(TEEC_Operation *operation)
函数作用描述
取消某个CA与TA之间的操作，该接口只能由除执行TEEC_OpenSession和TEEC_InvokeCommand的thread之外的其他thread进行调用，而在TA端或者TEE OS可以选着并不响应该请求。只有当operation中的started域被设置成0之后，该操作方可有效。
参数说明：
operation: 已经初始化的TEEC_Operation类型的变量，该变量中包含CA于TA之间进行交互的buffer,缓存的属性等信息
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
void TEEC_RequestCancellation(TEEC_Operation *operation) { struct tee_ioctl_cancel_arg arg; TEEC_Session *session; if (!operation) return; /* 获取session */ teec_mutex_lock(&teec_mutex); session = operation->session; teec_mutex_unlock(&teec_mutex); if (!session) return; arg.session = session->session_id; arg.cancel_id = 0; /* 调用tee驱动中的ioctl执行TEE_IOC_CANCEL操作 */ if (ioctl(session->ctx->fd, TEE_IOC_CANCEL, &arg)) EMSG("TEE_IOC_CANCEL: %s", strerror(errno)); }
函数原型：TEEC_Result TEEC_RegisterSharedMemory(TEEC_Context *ctx, TEEC_SharedMemory *shm)
函数作用描述
注册一块在CA端的内存作为CA与TA之间的共享内存。shareMemory结构体中的三个成员分别为：
buffer: 指向作为共享内存的起始地址
size: 共享内存的大小
flags: 表示CA与TA之间的数据流方向
参数说明：
ctx: 指向一个类型为TEEC_Context的变量，该变量必须已经被初始化了。
shm:指向共享内存的结构体变量
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
TEEC_Result TEEC_RegisterSharedMemory(TEEC_Context *ctx, TEEC_SharedMemory *shm) { int fd; size_t s; if (!ctx || !shm) return TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; if (!shm->flags || (shm->flags & ~(TEEC_MEM_INPUT | TEEC_MEM_OUTPUT))) return TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; s = shm->size; if (!s) s = 8; /* 调用ioctl函数穿透到tee驱动中的ioctl函数，执行TEE_IOC_SHM_ALLOC操作 */ fd = teec_shm_alloc(ctx->fd, s, &shm->id); if (fd < 0) return TEEC_ERROR_OUT_OF_MEMORY; /* 将注册到OP-TEE中的share memory的对应fd映射到系统内存中，并存放到shm中的shadow_buffer变量中 */ shm->shadow_buffer = mmap(NULL, s, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); close(fd); if (shm->shadow_buffer == (void *)MAP_FAILED) { shm->id = -1; return TEEC_ERROR_OUT_OF_MEMORY; } shm->alloced_size = s; shm->registered_fd = -1; return TEEC_SUCCESS; }
函数原型：TEEC_Result TEEC_RegisterSharedMemoryFileDescriptor(TEEC_Context *ctx,TEEC_SharedMemory *shm,int fd)
函数作用描述
注册一块在CA与TA之间的共享文件，在CA端会将文件的描述符fd传递給OP-TEE，其内容被存放到shm中。
参数说明：
ctx: 指向一个类型为TEEC_Context的变量，该变量必须已经被初始化了。
shm:指向共享内存的结构体变量
fd:共享的文件的描述符号
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
TEEC_Result TEEC_RegisterSharedMemoryFileDescriptor(TEEC_Context *ctx, TEEC_SharedMemory *shm, int fd) { struct tee_ioctl_shm_register_fd_data data; int rfd; if (!ctx || !shm || fd < 0) return TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; if (!shm->flags || (shm->flags & ~(TEEC_MEM_INPUT | TEEC_MEM_OUTPUT))) return TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; /* 组合共享文件的结构体 */ memset(&data, 0, sizeof(data)); data.fd = fd; /* 调用ioctl函数由tee驱动来完成共享文件注册的其他操作 */ rfd = ioctl(ctx->fd, TEE_IOC_SHM_REGISTER_FD, &data); if (rfd < 0) return TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; /* 将返回值保存到shm变量中，以便后续被使用 */ shm->buffer = NULL; shm->shadow_buffer = NULL; shm->registered_fd = rfd; shm->id = data.id; shm->size = data.size; return TEEC_SUCCESS; }
函数原型：TEEC_Result TEEC_AllocateSharedMemory(TEEC_Context *ctx, TEEC_SharedMemory *shm)
函数作用描述
分配一块共享内存，共享内存是由OP-TEE中分配的,OP-TEE分配了共享内存之后将会返回该内存块的fd给CA，CA将会将fd映射到系统内存，然后将地址保存到shm中
参数说明：
ctx: 指向一个类型为TEEC_Context的变量，该变量必须已经被初始化了。
shm:指向共享内存的结构体变量
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
TEEC_Result TEEC_AllocateSharedMemory(TEEC_Context *ctx, TEEC_SharedMemory *shm) { int fd; size_t s; if (!ctx || !shm) return TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; if (!shm->flags || (shm->flags & ~(TEEC_MEM_INPUT | TEEC_MEM_OUTPUT))) return TEEC_ERROR_BAD_PARAMETERS; s = shm->size; if (!s) s = 8; /* 通知OP-TEE进行共享内存的分配，返回fd */ fd = teec_shm_alloc(ctx->fd, s, &shm->id); if (fd < 0) return TEEC_ERROR_OUT_OF_MEMORY; /* 将fd映射进系统内存，并将映射完成的地址存放到shm中 */ shm->buffer = mmap(NULL, s, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); close(fd); if (shm->buffer == (void *)MAP_FAILED) { shm->id = -1; return TEEC_ERROR_OUT_OF_MEMORY; } shm->shadow_buffer = NULL; shm->alloced_size = s; shm->registered_fd = -1; return TEEC_SUCCESS; }
函数原型：void TEEC_ReleaseSharedMemory(TEEC_SharedMemory *shm)
函数作用描述
释放已经被分配或者是注册过的共享内存
参数说明：
shm:指向共享内存的结构体变量
函数实现（在OP-TEE中的实现）如下：
void TEEC_ReleaseSharedMemory(TEEC_SharedMemory *shm) { if (!shm || shm->id == -1) return; /* unmap掉存放在shm中的系统内存 */ if (shm->shadow_buffer) munmap(shm->shadow_buffer, shm->alloced_size); else if (shm->buffer) munmap(shm->buffer, shm->alloced_size); else if (shm->registered_fd >= 0) close(shm->registered_fd); /* 清空掉shm中的成员 */ shm->id = -1; shm->shadow_buffer = NULL; shm->buffer = NULL; shm->registered_fd = -1; }
