引流關(guān)鍵詞: WSM, 共享內(nèi)存，sharememory，share memory, optee、ATF、TF-A、Trustzone、optee3.14、MMU、VMSA、cache、TLB、arm、armv8、armv9、TEE、安全、內(nèi)存管理、頁表…

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說明：
在默認情況下，本文講述的都是ARMV8-aarch64架構(gòu)，linux kernel 5.14， optee3.14


思考:
CA/TA之間的share memroy是怎樣實現(xiàn)的？
Linux Kernel和TEE os之間的share memory呢？
TA和TA之間的Share memory呢？
CA/TA之間的共享內(nèi)存有多大？

經(jīng)常開發(fā)CA/TA的同學(xué)，對待共享內(nèi)存這個概念既熟悉又陌生，熟悉在于能夠熟練的使用各類API，也知道共享內(nèi)存這個東西，陌生在于他講不出共享內(nèi)存的根本原理。
也許會有同學(xué)深入專研這一部分代碼，每次看得都很深，可每一次又都是似懂非懂…
也許是因為共享內(nèi)存中間的架構(gòu)(或說業(yè)務(wù)或說設(shè)計層)太過于復(fù)雜，又和底層的MMU/Cache相關(guān)聯(lián)，但是萬變不離其宗，我們拋開一切業(yè)務(wù)/設(shè)計，去追溯底層的根本思想，發(fā)現(xiàn)其實這就是這么回事。
本文就不再探討深入的設(shè)計方法和技術(shù)原理，以直接寫出答案的方式，透過事務(wù)看本質(zhì)，告訴您啥是共享內(nèi)存，搬好小板凳坐好了哈

1、構(gòu)建一塊共享內(nèi)存，其實就是從DDR中挖出一個區(qū)域(也可能是多塊內(nèi)存區(qū)域)，CA/TA都可以能訪問此區(qū)域;
2、在optee社區(qū)的設(shè)計思想中，共享內(nèi)存有兩種，靜態(tài)的和動態(tài)的。
3、什么是靜態(tài)的共享內(nèi)存？ optee os啟動的時候，在optee os中注冊一塊內(nèi)存(如10M空間)，做為共享內(nèi)存？ 啥叫注冊一塊內(nèi)存？ 其實就是將這一塊內(nèi)存的物理地址，交給MMU管理，也就是說將這塊內(nèi)存的信息(addr,size,attributes)寫入到MMU頁表中。另外在Linux Kernel的tee driver程序module_init時，也會將這塊物理地址map到Kernel中, 啥是map呢？其實就是將這塊物理內(nèi)存交給Linux Kernel中的MMU管理，即將這塊內(nèi)存的信息(addr,size,attributes)寫入到Linux Kernel的MMU頁表中。 那么CA中是如何使用這塊共享內(nèi)存呢？ CA中使用之前，會調(diào)用mmap，將這塊內(nèi)存又重新map到Userspace空間，然后CA就可以直接使用了。optee在將控制權(quán)交給TA之前，也會將改內(nèi)存加入到TA的頁表項中，所以TA也就能使用了。
這種設(shè)計應(yīng)該是最簡單的，是提前在TEE側(cè)和REE側(cè)約定好的一塊共享內(nèi)存，是一塊連續(xù)的內(nèi)存。只需要在兩邊同時map即可。
4、什么是動態(tài)的共享內(nèi)存？ 為啥要搞出動態(tài)共享內(nèi)存？ 那肯定是因為靜態(tài)的不好，靜態(tài)的為啥不好？ 浪費內(nèi)存唄，不管你用不用，它都挖出了一塊區(qū)域。那我們講下動態(tài)的。
動態(tài)的共享內(nèi)存，核心思想就是在使用的時候分配。動態(tài)共享內(nèi)存有多種形式，我們就講下optee社區(qū)設(shè)計的，我把它們歸納后，可分為3類:

• 在CA/TA通信之前，分配一塊內(nèi)存，然后到TEE種注冊一下。這里可以是userspace分配的內(nèi)存，也可以是Linux Kernel分配的內(nèi)存.
• 在CA/TA通信之前，從Linux Kernel分配一塊內(nèi)存，然后CA到TA的api調(diào)用時，TEE OS檢查該內(nèi)存在TEE側(cè)還未map，此時TEE會map一下; 同時Kernel層也會將這塊內(nèi)存信息返回給CA端，CA端再調(diào)用mmap重新map下這塊內(nèi)存。
• 在CA/TA通信時，從Userspace分配一塊內(nèi)存，到Linux Kernel中后會這這塊內(nèi)存轉(zhuǎn)換為物理地址，因為userspace分配的內(nèi)存在物理上不一定是連續(xù)的，所以轉(zhuǎn)換物理地址后可能是很多區(qū)域，是散列值。然后會將這些散列值傳給TEE，TEE再map這些內(nèi)存. 其實每家TEE廠商的實現(xiàn)，也都略有不同，但最終的思想都是一致的，即REE/TEE側(cè)同時map這塊物理內(nèi)存。下面一張示例圖，就是本種方式的示意圖
  然后我們再來個小小的總結(jié)：
  拋開事務(wù)看本質(zhì)，共享內(nèi)存的建立，其實就是選定好一塊(或多塊)內(nèi)存，然后同時在兩個系統(tǒng)（TEE 、REE）中做mmu map。這樣的話，兩個系統(tǒng)就都能使用這塊內(nèi)存了。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的CA/TA通信的share memory设计思想解读的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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