ATF / TEE / REE 与 EL 完整篇：TrustZone 边界→软件栈→ 异常级→ 切换路径（一条主线讲透）

板子上开了 TrustZone，dmesg 却找不到 /dev/tee0；CA 调 TEEC_InvokeCommand 返回 0xFFFF0006；SMC 在 EL3 直接 panic------根因往往不在应用层，而在 硬件 S/NS 边界、TF-A BL31 调度、GIC 分组、内核 optee 驱动与 OP-TEE 版本 没对齐。本文沿一条主线讲透：TrustZone 把什么隔开 → ATF/TEE/REE 各干什么 → EL 与世界如何正交 → CA 到 TA 的 SMC 切换路径 → 中断与设备树 → 现场排障 。与《嵌入式安全完整篇》侧重 Secure Boot/IMA 互补：本篇专注 TrustZone + ATF + TEE 运行时架构。

阅读地图

1. 第一层（硬件边界）：TrustZone 的 S/NS 世界是什么；TZASC/TZPC 在 DRAM 与外设上各管什么；总线 NS 属性为何决定 abort 而非静默泄露。
2. 第二层（软件角色）：REE（Linux+CA）、TEE（OP-TEE+TA）、ATF（BL31 Monitor + BL32 加载）的职责分界；FIP 里各 BL 镜像关系。
3. 第三层（异常级）：EL0--EL3 特权表；NS-EL1 与 S-EL1 正交于世界；SCR_EL3 与 bank 寄存器在切换里起什么作用。
4. 第四层（切换路径，本文重点） ：SVC/HVC/SMC 区别；SMCCC 约定；从 libteec 经 /dev/tee0、optee 驱动、arm_smccc_smc、BL31 opteed、OP-TEE 到 TA 的逐步路径；共享内存与 RPC；返回 NS。
5. 第五层（中断与 DT） ：GIC Group0/Group1 概念；linaro,optee-tz / arm,ffa binding；TF-A、OP-TEE、Linux 三大树怎么读。
6. 第六层（排障）：无 tee0、SMC hang、常见 TEEC 错误码；fiptool、xtest；版本成对升级。

源码锚点

路径	作用
arm-trusted-firmware/bl1/	首级 Bootloader（部分平台 ROM 直跳 BL2）
arm-trusted-firmware/bl2/	加载 BL31/BL32/BL33、证书验签
arm-trusted-firmware/bl31/bl31_main.c	EL3 Monitor 入口、runtime service 注册
arm-trusted-firmware/bl31/aarch64/runtime_svc_handlers.S	SMC 陷入 EL3 的汇编入口
arm-trusted-firmware/services/spd/opteed/opteed_main.c	OP-TEE Secure Payload Dispatcher
arm-trusted-firmware/services/std_svc/psci/	PSCI（CPU ON/OFF/SUSPEND）
arm-trusted-firmware/plat/<vendor>/<soc>/	平台 TZC/TZPC/GIC/DRAM 布局
arm-trusted-firmware/docs/design/firmware-design.rst	BL 阶段官方设计说明
arm-trusted-firmware/tools/fiptool/fiptool.c	FIP 打包/解包
optee_os/core/arch/arm/kernel/thread_a64.S	Secure 侧线程切换
optee_os/core/arch/arm/sm/sm.c	OP-TEE SMC 处理入口
optee_os/core/tee/entry_std.c	标准 SMC 命令分发（OPEN/INVOKE 等）
optee_os/core/include/optee_msg.h	与内核共享的 msg 布局
optee_client/libteec/src/tee_client_api.c	GlobalPlatform TEE Client API
linux/drivers/tee/tee_core.c	TEE 子系统核心、/dev/tee*
linux/drivers/tee/optee/call.c	OP-TEE 驱动 SMC 封装
linux/drivers/tee/optee/rpc.c	supplicant RPC 处理
linux/drivers/tee/optee/optee_smc.h	OP-TEE SMC function ID
linux/arch/arm64/kernel/smccc-call.S	内核 __arm_smccc_smc 汇编
linux/include/linux/arm-smccc.h	SMCCC 宏与调用约定
linux/include/uapi/linux/tee.h	TEE_IOC_* ioctl 定义
linux/Documentation/devicetree/bindings/tee/linaro,optee-tz.yaml	传统 OP-TEE DT binding
linux/Documentation/devicetree/bindings/firmware/arm,ffa.yaml	FF-A 固件接口 binding

linux/drivers/tee/optee/call.c 中 SMC 发起核心（概念与源码一致）：

/* optee_do_call_with_arg() 概念流程 */
param.a0 = OPTEE_SMC_CALL_WITH_ARG;
param.a1 = virt_to_phys(arg);
param.a2 = optee->sec_cap;
arm_smccc_smc(a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, &res);

linux/include/linux/arm-smccc.h：

#define arm_smccc_smc(...)     arm_smccc_1_2(SMCCC_SMC_INST, __VA_ARGS__)

GlobalPlatform Client API 最小骨架：

TEEC_Context ctx;
TEEC_Session sess;
TEEC_Operation op;

TEEC_InitializeContext(NULL, &ctx);
TEEC_OpenSession(&ctx, &sess, &uuid, TEEC_LOGIN_PUBLIC, NULL, NULL, &origin);
op.paramTypes = TEEC_PARAM_TYPES(TEEC_MEMREF_TEMP_INPUT, TEEC_NONE, TEEC_NONE, TEEC_NONE);
TEEC_InvokeCommand(&sess, CMD_TEST, &op, &origin);
TEEC_CloseSession(&sess);
TEEC_FinalizeContext(&ctx);

调用链

冷启动：BL1 → ... → Linux + OP-TEE 驻留

#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A p{margin:0;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .label text,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node rect,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node circle,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node ellipse,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node polygon,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .rough-node .label text,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node .label text,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .image-shape .label,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .rough-node .label,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node .label,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .image-shape .label,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .icon-shape,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .icon-shape p,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-ov4tpPcWY5o39o0A :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 常驻 EL3
S-EL1
SMC
opteed SPD
Boot ROM / HW fuse
BL1 可选
BL2: 验签 + 加载镜像
BL31 @ EL3 Monitor
BL32 @ S-EL1: OP-TEE
BL33 @ NS-EL2/EL1: U-Boot/UEFI
Runtime: PSCI / SiP / opteed
OP-TEE OS + TA
Linux @ NS-EL1
drivers/tee/optee

REE → SMC → EL3 → S-EL1 → 返回（世界/EL 切换）

#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS p{margin:0;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .label text,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node rect,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node circle,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node ellipse,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node polygon,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .rough-node .label text,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node .label text,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .image-shape .label,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .rough-node .label,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node .label,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .image-shape .label,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .icon-shape,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .icon-shape p,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-zUCV306nlkjqcxdS :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} Secure World S-EL1
EL3 Secure Monitor
Non-Secure World
ioctl
SMC trap
eret S
SMC return
eret NS SCR_EL3.NS=1
CA / libteec
/dev/tee0
optee/call.c
arm_smccc_smc / smccc-call.S
runtime_svc_handlers.S
opteed_smc_handler
OP-TEE sm.c / entry_std.c
Trusted Application
OP-TEE S-EL1 BL31 EL3 smccc-call.S optee/call.c tee_core.c libteec REE OP-TEE S-EL1 BL31 EL3 smccc-call.S optee/call.c tee_core.c libteec REE #mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM p{margin:0;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .actor{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM text.actor>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .actor-line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .innerArc{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .messageLine0{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;stroke:#333;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .messageLine1{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:2,2;stroke:#333;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM #arrowhead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .sequenceNumber{fill:white;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM #sequencenumber{fill:#333;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM #crosshead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .messageText{fill:#333;stroke:none;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .labelBox{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .labelText,#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .labelText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .loopText,#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .loopText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .loopLine{stroke-width:2px;stroke-dasharray:2,2;stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .note{stroke:#aaaa33;fill:#fff5ad;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .noteText,#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .noteText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .activation0{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .activation1{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .activation2{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .actorPopupMenu{position:absolute;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .actorPopupMenuPanel{position:absolute;fill:#ECECFF;box-shadow:0px 8px 16px 0px rgba(0,0,0,0.2);filter:drop-shadow(3px 5px 2px rgb(0 0 0 / 0.4));}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .actor-man line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM .actor-man circle,#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;stroke-width:2px;}#mermaid-svg-m3BJV6Wua1PhZZsM :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} TEE_IOC_INVOKEoptee_invoke_func()arm_smccc_smc(OPTEE_SMC_CALL_WITH_ARG)smcopteed_enter_sp → eret S-EL1entry_invoke_command → TA返回值 x0-x3eret NS-EL1res.a0-a3ioctl 完成用户态返回

第一层：硬件安全边界------TrustZone 把什么隔开了

本层主问题：TrustZone 在硬件上究竟隔开了什么？为什么 REE 不能直接读 Secure DRAM？

ARM TrustZone 不是加密加速器，而是 隔离与访问控制 ：CPU、MMU/TLB、缓存、总线主端口携带 Non-secure (NS) bit 。系统被切分为 Secure World (S) 与 Non-Secure World (NS)。REE（Rich Execution Environment）通常指 NS 世界的 Rich OS（Linux + 用户态）；TEE 指 S 世界的 Trusted Execution Environment（OP-TEE + TA）。同一物理 CPU 在某一时刻只属于一个世界；切换经 EL3 Monitor，不是软件 memcpy。

概念	含义
NS	Linux、普通驱动、CA；内存访问 NS=1
S	OP-TEE、TA、部分固件逻辑；NS=0
世界切换	SMC 进 EL3，改 SCR_EL3.NS 等，eret 到目标世界
同核复用	切换时保存/恢复两套 EL1 上下文

当 CPU 处于 NS 状态访问被标为 Secure 的 PA 或寄存器时，硬件应 abort（data abort / bus error），而非静默返回明文------这是 TZASC 与 MMU 配合的基础。Cortex-M 的 TrustZone-M（IDAU/SAU）与 A 核 TZASC 概念类似但寄存器完全不同；STM32MP1 等 A7+M4 异构需按平台手册分别配置，不可混用说明。

现场初判 TrustZone 能力是否被 Boot 链利用：

grep -i optee /proc/devices
dmesg | grep -iE 'smccc|psci|optee'

硬件支持 TrustZone 但 BL2 未加载 BL32，与「SoC 未 fuse TZ」是不同层面的问题。

S/NS 世界与总线 NS 属性

处理器、NIC 互连、DRAM 控制器都会解码 NS 属性。Master（CPU NS 访问、DMA）发起 transaction 时带 NS bit；Target（内存控制器、外设端口）根据配置决定接受或拒绝。

访问组合	典型结果
NS master → NS-only region	正常
NS master → Secure-only region	SLVERR/DECERR 或 CPU abort
S master → NS region	通常允许（策略因平台而异）
S master → Secure region	正常

NS 属性在总线上的意义 ：它是 第一道硬件判决，发生在 OP-TEE MMU 之前。TZASC 配错时，NS Linux 可能直接踩 Secure PA，或 Secure heap 落在 NS 可见区导致启动 abort------软件无法可靠补救硬件配错。

Boot 早期还会把 UART、SDHCI、Crypto 等外设划给 NS 或 S。Linux 驱动只能访问 NS 外设；若 crypto 引擎被划为 Secure-only，REE 不应再出现对应 platform driver，而应经 TEE TA 间接调用。

TZASC 与 TZPC 的隔离边界

TZASC（TrustZone Address Space Controller） 在 DRAM 物理地址空间 划 region，规定某段 PA 仅 Secure 可访问，或 S/NS 权限不同。典型布局：OP-TEE core、TA heap、Secure shared memory 在 Secure-only region；Linux 普通 DMA 在 NS region。Region 数量、对齐粒度 因 SoC IP 而异 （TZC-400、TZC-380 等），初始化通常在 BL2/BL31 平台代码 或 OP-TEE plat-*/main.c 早期完成；Linux 运行期不应随意改 TZASC。

平台初始化典型调用链（以 TZC-400 为例，名称因 plat 而异）：

BL2 plat_arch_setup()
  └── tzc400_init()
        ├── tzc400_disable_filters()
        ├── tzc400_configure_region(0, ...)   /* 默认策略 */
        ├── tzc400_configure_region(n, base, top, SECURE_ONLY)
        └── tzc400_enable_filters()

TZPC（TrustZone Protection Controller） 作用在 外设端口 ：某 UART/TRNG 的 APB 从端口是否对 NS 可见，由 TZPC 控制。与 TZASC 正交：TZASC 管 PA 段，TZPC 管设备端口。AMBA-5 下 MPC/PPC 是更细粒度命名，思路仍属内存侧/外设侧两类隔离。

组件	典型作用
TZASC / TZC	DRAM region S/NS 访问控制
TZPC / ETZPC	外设端口 S/NS 划分
MPC	互连上的内存保护单元
PPC	外设端口保护

勿编造具体寄存器位与固定 MMIO 地址 ：读 arm-trusted-firmware/plat/<vendor>/<soc>/ 下 plat_tzc*.c、tzpc*.c 等平台文件。配错表现：Linux heap 进 Secure-only 区 → data abort；OP-TEE 区被 NS 踩 → TEE 随机崩溃。

排障 TZASC 与内存布局一致性：

grep -r 'TZC\|TZASC\|DRAM' arm-trusted-firmware/plat/<soc>/
grep -r 'CFG_TEE_RAM\|CFG_TA_RAM' optee_os/core/arch/arm/plat-<soc>/

U-Boot/内核 DT 里 reserved-memory 必须与 TZASC region 一致；NS Linux 不能占用 Secure-only PA。

第二层：软件栈角色------ATF、TEE、REE 各自干什么

本层主问题 ：ATF、TEE、REE 在启动后各驻留哪、管什么？边界一句话：REE 编排业务与 I/O，TEE 保管密钥与敏感原语，ATF 在 EL3 仲裁世界切换与 PSCI。

TF-A BL31  → EL3 Monitor，不替代 TEE OS
TF-A BL32  → 常部署 OP-TEE（也可其他 Secure Payload）
OP-TEE     → TEE OS，处理 GP SMC
Linux      → REE，经 optee 驱动 SMC 进 TEE

REE 侧：Linux 与用户态 CA

层次	典型软件
User	银行 App、CA（libteec）、tee-supplicant
Kernel	Linux、optee 驱动、普通设备驱动
Boot	U-Boot / UEFI（BL33）
可选	KVM @ NS-EL2

REE 负责 UI、网络、文件系统、通用驱动；不应 长期持有明文 DRM key、设备唯一私钥。CA 通过 GlobalPlatform Client API 发请求；内核 never 直接读 Secure 物理页，只经 /dev/tee0 ioctl 触发 world switch。

能力	REE	TEE
AES 加解密	调 TA，密钥不出 Secure	TA 内 TEE_AllocateTransientObject
设备唯一密钥	只拿公钥/证书	HUK 派生，PTA 导出受限
文件加密	ext4 存密文	Secure Storage object
加载 TA 文件	tee-supplicant 读 /lib/optee_armtz/	OP-TEE 经 RPC 请求 REE 读文件

tee-supplicant 与 linux/drivers/tee/optee/rpc.c 配合：OP-TEE 返回 OPTEE_SMC_RETURN_RPC 时，驱动唤醒 supplicant 处理 OPTEE_RPC_CMD_LOAD_TA、FS、SHM 等。CA 在 supplicant 前启动可能得 TEEC_ERROR_BAD_STATE (0xFFFF0006)。

pgrep -a tee-supplicant
ls /lib/optee_armtz/

TEE 侧：OP-TEE 与 TA

组件	说明
OP-TEE core	调度、MMU、IPC、crypto 框架 @ S-EL1
TA	签名 ELF，UUID 标识
PTA	Pseudo-TA，内核态，提供 device key 等
ldelf	动态加载 TA（optee_os/ldelf/）

TEE 提供隔离、attestation、安全存储；TA 与 CA 经 共享内存 + command ID 传参，TEEC_ParamTypes 编码参数类型。TA 生命周期：RPC 加载 → 验签 → OPEN_SESSION → INVOKE → CLOSE。

开发 TA：export TA_DEV_KIT_DIR=$(optee_os/out/arm/export-ta_arm64)，Makefile 含 mk/ta_dev_kit.mk。CA 只链 libteec ；TA 链 libutee，勿混用 Internal/Client API 头文件。

ATF 启动链：BL 阶段与 FIP

ARM Trusted Firmware-A（TF-A） 实现 EL3 Monitor、PSCI、SiP、Secure Payload 调度。商业板 bl31.bin 通常即 TF-A 产物。

阶段	典型 EL	职责
BL1	EL3/ROM	部分平台存在；许多 SoC ROM 直载 BL2
BL2	S-EL1	DDR、TrustZone 初始化、加载 BL31/BL32/BL33、TBB 验签
BL31	EL3	常驻 Monitor：PSCI、SMC 分发、world switch
BL32	S-EL1	Secure Payload：OP-TEE
BL33	NS-EL1/EL2	U-Boot / UEFI → Linux

FIP（Firmware Image Package） 把 BL31/BL32/BL33 打成一包，BL2 解析。FIP 内 UUID tagged TOC，常见条目见 tools/fiptool/fiptool.c（TB_FW_CONFIG、BL31、BL32、BL33 等）。OP-TEE 在 FIP 常拆 header + pager + pageable ，BL2 按 struct optee_header 解析 load address。

fiptool info fip.bin
fiptool unpack fip.bin
make PLAT=rk3399 SPD=opteed BL32=optee BL33=u-boot.bin all fip

bl31/bl31_main.c 冷启动：bl31_setup → bl31_lib_init → runtime_svc_register → bl31_prepare_next_image_entry → 进 BL33。U-Boot booti 起的 kernel 已是 NS；OP-TEE 在 BL2 已驻留 Secure RAM，不随 Linux 再加载。

Secure Boot 与 ATF 交界（仅交界） ：Secure Boot 解决「镜像是否被篡改」；TrustZone 解决「运行期隔离」。二者在 BL2 交汇：auth_mod 的 auth_img_verify() 用 ROTPK 验签 BL31/BL32/BL33。验签失败不应跳恶意 BL31。U-Boot FIT 签名是 BL33 之后 一环，与 BL2 证书链不同层。Secure Boot 通过也不保证 TEE 可用：FIP 无 BL32 或 DT 无 optee → 仍无 /dev/tee0。OP-TEE TA 签名失败表现为 OpenSession 失败、origin=TEE OS，与 BL2 验签失败（卡 BL2）要分开查。

第三层：异常级别------EL0/EL1/EL2/EL3 与世界正交

本层主问题：EL 与 S/NS 世界是什么关系？Linux 和 OP-TEE 为何「同级不同界」？

ARMv8-A Exception Level 数值越高特权越大。EL 与世界正交：NS-EL1（Linux）与 S-EL1（OP-TEE）特权相同，NS bit 不同，可见内存与外设不同。

EL0--EL3 特权表与 NS-EL1 / S-EL1

EL	典型软件	能力概要
EL0	App、CA	无特权；SVC 进 NS-EL1
EL1	Linux、OP-TEE	MMU、大部分系统寄存器；S/NS 各一套
EL2	KVM、Xen	虚拟化；可选
EL3	BL31 Monitor	最高特权；SMC 目标

场景	Linux 位置	说明
嵌入式常见	NS-EL1	无 KVM；BL33 → Linux
虚拟化	Guest NS-EL1，Host NS-EL2	Guest 内 TEE 需代理，复杂
OP-TEE	S-EL1	与 Linux 同级不同世界

S-EL1 与 NS-EL1 异常向量独立 ：Linux entry.S 设 VBAR_EL1；OP-TEE core/arch/arm/kernel/entry_a64.S 设 Secure VBAR_EL1。CA 发 SMC 进 EL3 再进 S-EL1，不经过 Linux el0_svc。

PSCI 也走 SMC，BL31 services/std_svc/psci/ 处理 CPU_ON/OFF/SUSPEND。Secondary CPU 启动需与 OP-TEE CFG_BOOT_SECONDARY_REQUEST 等平台选项一致；CPU1 不起先查 dmesg psci，勿先怀疑 TA。

有 Hypervisor 时 HCR_EL2.TSC 可 trap SMC 到 EL2；嵌入式无 EL2 时 SMC 直达 EL3。读 /sys/hypervisor/type 可知是否在 VM 内------Guest 内通常无真 OP-TEE，除非 Host passthrough。

SCR_EL3 与 bank 寄存器

SMC 陷入 EL3 时，runtime_svc_handlers.S 保存 NS 上下文到 cpu_context；opteed_enter_sp 进 S-EL1 前再保存 Secure 侧状态。返回 NS 必须：恢复 NS elr/spsr/sp；设 SCR_EL3.NS = 1 ；eret 回 Linux。

寄存器	说明
VBAR_EL1	Linux 与 OP-TEE 各独立向量基址
TTBR*_EL1	各自页表
SCR_EL3	仅 EL3 可写；NS、IRQ/FIQ 路由
SPSR_EL3 / ELR_EL3	保存 SMC 前 NS-EL1 的 PSTATE 与 PC

SCR_EL3 关键位（概念，以 ARM DDI 0406 为准）：

位	作用
NS	eret 后 1=NS，0=S
IRQ/FIQ	中断在 Monitor 与 lower EL 间路由
EA	外部 abort 路由策略

OP-TEE secure panic 时 BL31 可能无法干净返回 → Linux hard lockup。调试开 OP-TEE CFG_TEE_CORE_LOG_LEVEL 与 TF-A LOG_LEVEL。/proc/cpuinfo 仅 REE 视图；Secure 状态需 OP-TEE 串口日志或 JTAG（若未 fuse secure debug）。

第四层：如何切换------从 CA 到 TA 的完整路径（本文重点）

本层主问题 ：一次 TEEC_InvokeCommand 在硬件和软件上逐步经过哪些节点？为何 CA 不能直接 smc #0？

设计原则：CA 不直接发 SMC 。路径为 libteec → ioctl → optee 驱动 → arm_smccc_smc → BL31 opteed → OP-TEE → TA。内核可审计、可映射共享内存、可串行化并发 session。

SVC、HVC、SMC 与 SMCCC

指令	用途	陷入
SVC	用户态 syscall → Linux	NS-EL1
HVC	Hypercall	EL2
SMC	Secure Monitor call	EL3

ARM SMCCC 规定 SMC 参数：x0 = Function ID（bit31:30 区分 fast/standard 等）；x1--x7 参数/返回；x0 主返回值。Function ID 分区（概念）：Standard ARM（PSCI 等）、SiP（硅厂）、OEM、Trusted OS（OP-TEE）。

SMC 类型	特点	示例
Fast	轻量，不完整线程切换	UID、capabilities
Standard	可调度 OP-TEE thread	OpenSession、Invoke

Linux 应用 SMC 宏，勿裸写 magic number。smccc-call.S 的 __arm_smccc_smc 保存 callee-saved，smc #0 后写回 res.a0--a3。

libteec → /dev/tee0 → optee 驱动

步骤 1 --- 用户 CA

TEEC_InitializeContext() → open("/dev/tee0")。

路径：optee_client/libteec/src/tee_client_api.c

步骤 2 --- ioctl

TEEC_OpenSession / TEEC_InvokeCommand → TEE_IOC_OPEN_SESSION / TEE_IOC_INVOKE。

路径：linux/drivers/tee/tee_core.c 的 tee_ioctl()

ioctl 命令（linux/include/uapi/linux/tee.h）：

ioctl	用途
TEE_IOC_VERSION	查 TEE 实现版本
TEE_IOC_OPEN_SESSION	按 UUID 开 session
TEE_IOC_INVOKE	调 TA command
TEE_IOC_SHM_ALLOC	分配共享内存
TEE_IOC_SUPPL_RECV	supplicant 收 RPC

步骤 3 --- optee 驱动组参

分配 optee_msg_arg（tee_shm），填 cmd、uuid、param_types。

路径：linux/drivers/tee/optee/call.c → optee_do_call_with_arg()

步骤 4 --- arm_smccc_smc

param.a0 = OPTEE_SMC_CALL_WITH_ARG；a1 = 共享缓冲 PA；a2 = sec_cap。

路径：linux/arch/arm64/kernel/smccc-call.S

optee_smc.h 与 optee_os/core/arch/arm/include/sm/optee_smc.h 应对齐：

#define OPTEE_SMC_CALLS_COUNT       /* UID / 能力 */
#define OPTEE_SMC_CALL_WITH_ARG     /* open / invoke 等 */

具体数值以当前 LTS 内核与 OP-TEE 成对版本为准。

BL31 opteed 与 OP-TEE SMC 入口

步骤 5 --- BL31 分发

runtime_svc_handlers.S 查 function ID → opteed_smc_handler()。

路径：arm-trusted-firmware/services/spd/opteed/opteed_main.c

bl31_main.c 注册 runtime service：PSCI、Standard SIP、opteed。未注册 ID 返回 SMCCC UNKNOWN。PSCI 与 OP-TEE 用 不同 function ID 空间，BL31 统一分发。

opteed_enter_sp 概要：保存 NS elr/spsr/sp 到 optee_context；设 S-EL1 entry；eret 进 OP-TEE std_smc_entry。

步骤 6 --- OP-TEE

sm.c → thread_handle_std_smc → tee_entry_std()（entry_std.c）。

按 optee_msg_arg->cmd：OPEN_SESSION、INVOKE_COMMAND、CLOSE_SESSION 等。

步骤 7 --- TA

TA_InvokeCommandEntryPoint() 处理 CMD，读写 memref 参数。

origin 回填：驱动 → libteec → CA（区分 COMMS / TEE OS / TA）。

读码建议顺序：bl31_main.c → opteed_main.c → sm.c → entry_std.c → call.c → tee_client_api.c。

共享内存与 RPC 返回 NS

Linux tee_shm_pool 来源：DT reserved-memory （no-map，PA 固定）或 dynamic dma_alloc。固定池利于多核/suspend 后 PA 不变；动态池需 OP-TEE 支持 REGISTER_SHM SMC。optee_msg_arg / optee_msg_param 布局在内核 optee_smc.h 与 OP-TEE core/include/optee_msg.h 必须一致------版本锁重点。

RPC 循环（LOAD_TA 为例）：

NS: InvokeCommand ioctl
  → SMC → OP-TEE: 需读 /lib/optee_armtz/xxx.ta
  → return RPC LOAD_TA
  → optee_rpc_load_ta → wake supplicant
  → supplicant 读文件写 shm
  → SMC 再进 OP-TEE 继续加载
  → return OK 回 NS

一次 open session 若 TA 未缓存，可能 多次 world switch 。优化：预装 TA、增大 CFG_SHMEM_SIZE、大 buffer 用 TEEC_RegisterSharedMemory 而非 TEEC_MEMREF_TEMP。

返回 NS 时 EL3 恢复 cpu_context 里 NS x0-x30、sp_el0、elr_el3。opteed 必须在 re-enter NS 前保证 SCR_EL3.NS=1，否则 Linux 在 S 视图跑 NS 代码，极难调试。

NS shared buffer 映射为 Normal memory；勿用 /dev/mem mmap Secure PA。Docker 需 --device /dev/tee0 且 host supplicant 运行。

最小 TA 验链（optee_os/ta/hello_world/ta.c）：

TEE_Result TA_InvokeCommandEntryPoint(..., uint32_t cmd) {
    IMSG("Hello from Secure world cmd=%u", cmd);
    return TEE_SUCCESS;
}

编译 .ta 到 /lib/optee_armtz/，tee-supplicant & 后 xtest 或自定义 CA。

逐步对照：一次 InvokeCommand 全路径

把第四层串成可对照表：

序	位置	EL/世界	关键动作
1	CA 用户态	NS-EL0	TEEC_InvokeCommand
2	libteec	NS-EL0	ioctl /dev/tee0
3	tee_core.c	NS-EL1	校验 param，调 teedev->ops->invoke
4	optee/call.c	NS-EL1	填 optee_msg_arg，arm_smccc_smc
5	smccc-call.S	NS-EL1→EL3	smc #0，硬件存 SPSR/ELR 到 EL3
6	runtime_svc_handlers.S	EL3	查表 → opteed
7	opteed_main.c	EL3→S-EL1	保存 NS ctx，opteed_enter_sp，eret
8	sm.c / entry_std.c	S-EL1	解析 cmd，调度 TA
9	TA	S-EL1	业务逻辑
10	OP-TEE → opteed	S-EL1→EL3	SMC return，可能夹 RPC 回 NS
11	opteed → NS	EL3→NS-EL1	恢复 ctx，SCR_EL3.NS=1，eret
12	call.c → libteec	NS-EL1→EL0	拷贝返回值

硬件侧 ：smc #0 是 sync exception to EL3；与 Linux svc #0 进 NS-EL1 是两条独立 trap 路径。

性能：一次 Invoke 常数百 μs～ms（world switch + cache 维护）；高频 crypto 应在 TA 内 batch，避免 per-byte SMC。

optee/core.c probe（SMC 模式）：DT 匹配 linaro,optee-tz → optee_smc_get_uid() → optee_smc_exchange_capabilities() → 注册 /dev/tee0、/dev/teepriv0。失败 log 如 optee: probe of firmware:optee failed with error -ENODEV → 多半 BL32 未起或 UID 不对。

内核配置：

CONFIG_TEE=y
CONFIG_OPTEE=y

第五层：中断分流、设备树与源码树导航

本层主问题：Secure 中断如何与 Linux 分流？DT 如何声明 OP-TEE？三大树从哪读起？

GIC Group0/Group1 与中断路由

GICv2/v3 把中断分为 Group 0 / Group 1（v3 还有扩展）：

Group	典型路由
Group 0	Secure 或需 Monitor；可配 FIQ 进 EL3/OP-TEE
Group 1	Non-secure，Linux handle_arch_irq

安全外设中断（Secure watchdog、部分 crypto）应在 Group 0；普通设备在 Group 1 给 Linux。TF-A plat_gic.c 初始化分组；OP-TEE drivers/gic 处理 secure interrupt。路由由 SCR_EL3 IRQ/FIQ 位 与 GIC 配置共同决定；不同 TF-A 版本/平台默认策略不同，以 plat/<soc>/platform.mk 为准。

Linux 只管理 NS Group；勿在 NS 驱动写 GIC secure 寄存器 。排障：设备 probe 成功无中断 → 查 DT interrupt-parent 与 GIC group；cat /proc/interrupts 仅 NS 视图。

Historically FIQ 可路由 Monitor/Secure OS，IRQ 给 NS Linux------具体以平台手册与 TF-A GIC init 为准。

设备树：linaro,optee-tz 与 arm,ffa

传统 OP-TEE binding：linux/Documentation/devicetree/bindings/tee/linaro,optee-tz.yaml

firmware {
    optee {
        compatible = "linaro,optee-tz";
        method = "smc";
    };
};

reserved-memory {
    optee_shm: optee-shm@82000000 {
        compatible = "shared-dma-pool";
        reg = <0x0 0x82000000 0x0 0x02000000>;
        no-map;
    };
};

/ {
    optee {
        compatible = "linaro,optee-tz";
        method = "smc";
        memory-region = <&optee_shm>;
    };
};

method = "smc" 走 SMC；memory-region 绑定 NS 与 OP-TEE 共享 carveout，须 不在 Linux memory 节点内，且与 TZASC region 一致。

新平台迁移 FF-A ：binding linux/Documentation/devicetree/bindings/firmware/arm,ffa.yaml

firmware {
    optee {
        compatible = "linaro,optee-tz";
        method = "ffa";
    };
};

内核 optee/ffa.c 注册 arm_ffa_device；与 arm,ffa DT 节点配合。FF-A 动机：多 Secure Partition、标准化 SPMC↔SP 通信。迁移读 optee_os/documentation/ffa/ 与 linux/Documentation/arch/arm64/ffa.rst。KASLR 不影响固定 reserved-memory；CMA 与 optee_shm 争用会导致 probe 后 alloc 失败。

运行态核对 DT：

dtc -I fs -O dts /sys/firmware/fdt 2>/dev/null | grep -E 'optee|ffa|reserved-memory'
dmesg | grep -i optee

TF-A / OP-TEE / Linux 源码树导读

arm-trusted-firmware：

trusted-firmware-a/
├── bl1/ bl2/ bl31/
├── services/spd/opteed/     # OP-TEE SPD
├── services/std_svc/psci/
├── plat/<vendor>/<soc>/     # TZC/GIC/DDR
├── auth/                    # Trusted Board Boot
└── tools/fiptool/

optee_os：

optee_os/
├── core/arch/arm/           # SMC、MMU、thread
├── core/tee/                # GP Internal API
├── ta/ ldelf/
└── lib/libutee/

linux：见本文源码锚点表。三角版本应锁定，BSP manifest 建议记录 tf-a / optee_os / linux / optee_client 四元组。上游：

https://git.trustedfirmware.org/TF-A/trusted-firmware-a.git
https://github.com/OP-TEE/optee_os
https://github.com/OP-TEE/optee_client

QEMU 学习：virt,secure=on；TF-A plat/fvp + OP-TEE PLATFORM=fvp。典型 SoC 移植差异（要点级，细节以平台为准）：

平台	要点
RK3399	PLAT=rk3399 SPD=opteed
i.MX8	TZASC 在 plat_tzc380.c；CAAM NS/S 划分
STM32MP1	A7 OP-TEE + M4 TrustZone-M 资源隔离
Amlogic G12	U-Boot 打包 BL32；DT firmware/optee

第六层：排障与验证

本层主问题：无 tee0、SMC hang、TEEC 错误码各指向哪一层？如何用 fiptool/xtest 端到端验证？

按层定位症状：

层次	症状	首查
硬件 TZ	无 secure RAM	TZASC map、BL2 mem layout
FW BL32	UID SMC 失败	串口 BL32、fiptool
DT	probe defer	compatible、method、memory-region
内核	无 device	CONFIG_OPTEE
用户态	open EIO	supplicant、权限

无 tee0 与 probe 失败

排查顺序：

1. grep CONFIG_OPTEE /boot/config-$(uname -r) 或内核 defconfig
2. DT 是否有 linaro,optee-tz 及 method
3. dmesg | grep optee --- probe 失败原因
4. TF-A 串口 BL32 是否 entry
5. fiptool info fip.bin 确认 BL32 非空

ls -l /dev/tee* /dev/teepriv*
modinfo optee
strace -e ioctl ./my_ca 2>&1 | grep -E 'tee0|TEE_IOC'

ioctl ENODEV → 设备节点不存在；EIO 且 dmesg 有 arm_smccc: SMC failed → 往 EL3/OP-TEE 查。initramfs 阶段无 tee0 可属正常；early unlock 需 builtin optee 或延后到 rootfs。

SMC hang 与 lockup

• OP-TEE secure panic 未返回 NS
• function ID 与 BL31 注册表不匹配
• secondary CPU PSCI 与 OP-TEE 不一致
• secure interrupt storm 饿死 NS

hang 时看 watchdog、RCU stall；TF-A LOG_LEVEL=40 可能打印 Unhandled SMC （function ID 未注册------常见内核 optee 新、TF-A 旧，或 SiP/OEM ID 冲突）。RPMB 失败常 TEEC_ERROR_STORAGE_NOT_AVAILABLE，查 mmcblk0rpmb 与 CFG_RPMB_FS，不一定是 SMC hang。

反汇编 BL31：

aarch64-none-elf-objdump -d bl31.elf | less
grep -r 'opteed_smc' build/<plat>/release/bl31/bl31.map

TEEC 常见错误码、fiptool 与 xtest

TEEC 错误码（GlobalPlatform 定义，确实常见）：

值	宏	含义
0x00000000	TEEC_SUCCESS	成功
0xFFFF0000	TEEC_ERROR_GENERIC	通用错误
0xFFFF0006	TEEC_ERROR_BAD_STATE	状态错/supplicant 未就绪
0xFFFF000C	TEEC_ERROR_COMMUNICATION	SMC/驱动通信失败
0xFFFF000F	TEEC_ERROR_OUT_OF_MEMORY	TEE RAM 不足

origin：0x3 = TEE OS，0x4 = TA，0x2 = COMMS（驱动/libteec）。

版本成对升级 ：仅升 linux 未升 optee_os，OPTEE_SMC_CALL_WITH_ARG 或 msg 布局变化 → xtest 4001 FAIL。应 tf-a + optee_os + linux + optee_client 同批验证。

组件升级	风险点
optee_os	msg layout、SMC UID、RPMB
linux optee 驱动	probe、FF-A fallback
tf-a opteed	SMC 注册表、PSCI
optee_client	libteec ioctl 结构体

fiptool：

fiptool info fip.bin
fiptool unpack fip.bin
ls -la image.bin   # 解包 BL31/BL32/BL33

BL32 缺失 → Linux 永远 probe 不到 OP-TEE。

xtest（需 tee-supplicant）：

tee-supplicant &
xtest -l 15
xtest 1001
xtest -t regression

xtest 现象	可能原因
0001 FAIL	SMC UID 不通，SPD 未启
4001 FAIL	shm/参数布局版本不匹配
5xxx FAIL	crypto/RPMB 平台未配

产线回归：ls /dev/tee0 → xtest -l 15 → suspend/resume 后重测 session → 多核 stress 并行 invoke。OTA 更新 fip.bin 须走 signed FIP，与 BL2 TBB 链一致，否则 BL2 拒载新 BL32。

内存规模粗算：CFG_TEE_RAM_VA_SIZE + CFG_TA_RAM_SIZE + shm → DT reserved-memory 须留足连续空间；对比 U-Boot fdt_fixup 与运行态 dtc -I fs -O dts /sys/firmware/fdt。

规范索引：ARM DEN 0028A（SMCCC）、ARM DDI 0406（ARMv8-A）、GlobalPlatform TEE Client API、TF-A docs/、OP-TEE documentation/。

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主线回顾 ：EL3 Monitor 是交通警察，OP-TEE 是 Secure OS，Linux 是 NS Rich OS，SMC 是唯一合法跨界 syscall。从 TZASC 划界 → BL2 加载 BL32 → DT 声明 optee → 驱动 probe → libteec ioctl → 逐步对照第四层表格读源码，调用链就不会散。TrustZone 选型与 Trusty、QSEE、Kinibi 等厂商 TEE 互斥占 BL32------BSP 阶段决定，Linux 驱动与 SMC 协议不可混用。