TEE测试及添加用例方法

2024-03-02 15:45:58

Xtest
opetee的测试程序xtest的源代码，主要用来测试TEE中提供的各种算法逻辑和提供的其他功能；
现有的用于测试的xtest TA（Trusted Application）共有8个，分别涵盖了内核测试、内部API测试、加密测试、创建失败测试、并发测试、安全测试等方面。
1.1. Xtest测试程序
1.1.1. regression_1000.c
regression_1001 Core self tests
regression_1002 PTA parameters
regression_1003 Core internal read/write mutex
regression_1004 Test User Crypt TA
regression_1005 Many sessions
regression_1006 Test Basic OS features
regression_1007 Test Panic
regression_1008 TEE internal client API
regression_1009 TEE Wait
regression_1010 Invalid memory access
regression_1011 Test TA-to-TA features with User Crypt TA
regression_1012 Test Single Instance Multi Session features with SIMS TA
regression_1013 Test concurency with concurrent TA
regression_1015 FS hash-tree corner cases
regression_1016 Test TA to TA transfers (in/out/inout memrefs on the stack)
regression_1017 Test coalescing memrefs
regression_1018 Test memref out of bounds
regression_1019 Test dynamically linked TA
regression_1020 Test lockdep algorithm
regression_1021 Test panic context release
regression_1022 Test dlopen()/dlsym()/dlclose() API
1.1.2. regression_4000.c
regression_4001 Test TEE Internal API hash operations
regression_4002 Test TEE Internal API MAC operations
regression_4003 Test TEE Internal API cipher operations
regression_4004 Test TEE Internal API get random
regression_4005 Test TEE Internal API Authenticated Encryption operations
regression_4006 Test TEE Internal API Asymmetric Cipher operations
regression_4007_symmetric Test TEE Internal API Generate Symmetric key
regression_4008 Test TEE Internal API Derive key
regression_4009 Test TEE Internal API Derive key ECDH
regression_4010 Test TEE Internal API create transient object (negative)
regression_4011 Test TEE Internal API Bleichenbacher attack (negative)
regression_4012 Test seeding RNG entropy
regression_4013 Test generation of device unique TA keys
1.1.3. regression_4100.c
regression_4101 Test TEE Internal API Arithmetical API - Bigint init
regression_4102 Test TEE Internal API Arithmetical API - Octet string
regression_4103 Test TEE Internal API Arithmetical API - S32
regression_4104 Test TEE Internal API Arithmetical API – Compare
regression_4105 Test TEE Internal API Arithmetical API - Add, Sub
regression_4106 Test TEE Internal API Arithmetical API – Neg
regression_4107 Test TEE Internal API Arithmetical API – Mul
regression_4108 Test TEE Internal API Arithmetical API - Div
regression_4109 Test TEE Internal API Arithmetical API – Mod
regression_4110 Test TEE Internal API Arithmetical API - Mod arith
regression_4111 Test TEE Internal API Arithmetical API – Invmod
regression_4112 Test TEE Internal API Arithmetical API - Is prime
regression_4113 Test TEE Internal API Arithmetical API - shift right
regression_4114 Test TEE Internal API Arithmetical API – GCD
1.1.4. regression_5000.c
regression_5006 Tests for Global platform TEEC

1.1.5. regression_6000.c

regression_6001 Test TEE_CreatePersistentObject
regression_6002 Test TEE_OpenPersistentObject
regression_6003 Test TEE_ReadObjectData
regression_6004 Test TEE_WriteObjectData
regression_6005 Test TEE_SeekObjectData
regression_6006 Test TEE_CloseAndDeletePersistentObject
regression_6007 Test TEE_TruncateObjectData
regression_6008 Test TEE_RenamePersistentObject
regression_6009 Test TEE Internal API Persistent Object Enumeration Functions
regression_6010 Test Storage
regression_6012 Test TEE GP TTA DS init objects
regression_6013 Key usage in Persistent objects
regression_6014 Loop on Persistent objects
regression_6015 Storage isolation
regression_6016 Storage concurency
egression_6017 Test Persistent objects info
regression_6018 Large object
regression_6019 Storage independence
regression_6020 Object IDs in SHM (negative)
1.1.6. regression_7000.c
regression_7001 Allocate_In RELEASE_SHARED_MEMORY_WHEN_ALLOCATED
regression_7002 Allocate_out_of_memory INITIALIZE_CONTEXT_NAMES
regression_7003 ReleaseSharedMemory_null RELEASE_SHARED_MEMORY_WHEN_ALLOC[257392.248120]
regression_7004 Allocate_InOut RELEASE_SHARED_MEMORY_WHEN_ALLOCATED
regression_7005 Register_In RELEASE_SHARED_MEMORY_WHEN_REGISTERED
regression_7006 Register_notZeroLength_Out RELEASE_SHARED_MEMORY_WHEN_REGISTERED
regression_7007 Register_InOut RELEASE_SHARED_MEMORY_WHEN_REGISTERED
regression_7008 Register_zeroLength_Out RELEASE_SHARED_MEMORY_WHEN_REGISTERED
regression_7009 OpenSession_error_notExistingTA OPEN_SESSION_TARGET_TRUSTED_APP
regression_7010 Allocate_Out RELEASE_SHARED_MEMORY_WHEN_ALLOCATED
regression_7013 OpenSession_error_originTEE OPEN_SESSION_TARGET_TRUSTED_APP
regression_7016 CloseSession_null CLOSE_SESSION_IGNORE_SESSION_NULL
regression_7017 InitializeContext_NotExistingTEE INITIALIZE_CONTEXT_NAMES
regression_7018 FinalizeContext_null FINALIZE_CONTEXT_IGNORE_NULL
regression_7019 InitializeContext_concurrentContext INITIALIZE_CONTEXT_NAMES
1.1.7. regression_8000.c
regression_8001 Test TEE Internal API key derivation extensions
regression_8002 Secure Storage Key Manager API Self Test
1.1.8. regression_8100.c
regression_8101 TA mbedTLS self tests
regression_8102 TA mbedTLS test cert chain
regression_8103 TA mbedTLS process certificate request
1.2. 如何判断测试结果
xtest_main.c里的main函数会调用ADBG_RunSuite (ADBG_Runner_t *Runner_p,int argc,char *argv[])，这里最终会调用到

ADBG_CASE_DEFINE()。
while ((SubCase_p = ADBG_Case_NextSubCase(&Iterator)) != NULL) {
			if (SubCase_p->Result.NumFailedTests +
			    SubCase_p->Result.NumFailedSubTests > 0) { //失败则打印fail
				if (SubCase_p->Result.FirstFailedFile_p !=
				    NULL) {
					Do_ADBG_Log(
						"%s FAILED first error at %s:%d",
						SubCase_p->TestID_p,
						SubCase_p->
							Result.FirstFailedFile_p,
						SubCase_p->
							Result.FirstFailedRow);
				} else {
					Do_ADBG_Log("%s FAILED",
						    SubCase_p->TestID_p); 
				}
			} else if (ADBG_Case_SubCaseIsMain(Case_p, SubCase_p)) {
				/* A level one test case is displayed
					if successfull too */
				Do_ADBG_Log("%s OK", SubCase_p->TestID_p); //成功则打印OK
			}
		}

下面测试成功案例以regression_1000.c里的regression_1005举例：

static void xtest_tee_test_1005(ADBG_Case_t *c)
{
	uint32_t ret_orig = 0;
#define MAX_SESSIONS    3
	TEEC_Session sessions[MAX_SESSIONS];
	int i = 0;

	for (i = 0; i < MAX_SESSIONS; i++) {
		if (!ADBG_EXPECT_TEEC_SUCCESS(c,
			xtest_teec_open_session(&sessions[i], //打开多个session，失败则退出
						&concurrent_ta_uuid,
						NULL, &ret_orig)))
			break;
	}

	for (; --i >= 0; )
		TEEC_CloseSession(&sessions[i]);
}
ADBG_CASE_DEFINE(regression, 1005, xtest_tee_test_1005, "Many sessions");

打印结果OK，表示测试通过。

测试失败案例以regression_1000.c里的regression_1006举例：

static void xtest_tee_test_1006(ADBG_Case_t *c)
{
	TEEC_Session session = { };
	uint32_t ret_orig = 0;
	TEEC_Operation op = TEEC_OPERATION_INITIALIZER;
	uint8_t buf[32] = { };

	if (!ADBG_EXPECT_TEEC_SUCCESS(c,
		xtest_teec_open_session(&session, &os_test_ta_uuid, NULL,
					&ret_orig)))
		return;

	op.params[0].tmpref.buffer = buf;
	op.params[0].tmpref.size = sizeof(buf);
	op.paramTypes = TEEC_PARAM_TYPES(TEEC_MEMREF_TEMP_INPUT, TEEC_NONE,
					 TEEC_NONE, TEEC_NONE);

	(void)ADBG_EXPECT_TEEC_SUCCESS(c,
		TEEC_InvokeCommand(&session, TA_OS_TEST_CMD_BASIC, &op,
				   &ret_orig));

	TEEC_CloseSession(&session);


}

ADBG_CASE_DEFINE(regression, 1006, xtest_tee_test_1006,
		"Test Basic OS features");

打印结果：

可以看到打开session时失败了，原因是内存超出了，原因是因为Finch内存紧张。看一下xtest_tee_test_1006调用函数是xtest_teec_open_session(&session, &os_test_ta_uuid, NULL, &ret_orig)))， xtest_tee_test_1006测试所用ta是os_test_ta_uuid，这个ta调用会占用内存，所以导致finch内存紧张，测试失败。
2. Tee测试步骤
1、启动tee-supplicant服务（系统默认已启动）

2、在/usr/lib/目录下建立/usr/lib/optee_armtz目录，将ta文件拷到/usr/lib/optee_armtz

3、运行testsuite/bin/kernel目录下的xtest

4、等待测试完成

如何手动增加ta测试用例
3.1. 源代码及相关目录准备
测试用例在optee-examples-3.5.0目录下。
第一步，为方便操作，首先复制hello_world目录为my_test，拷贝hello_word放在同级目录并改为my_test，并在当前目录下替换名字。

进入my_test目录执行以下命令将hello_world替换为my_test。

$ sed -i 's/hello_world/my_test/g' `grep hello_world -rl .`
$ sed -i 's/HELLO_WORLD/MY_TEST/g' `grep HELLO_WORLD -rl .`

第二步，修改my_test/ta目录中的Makefie并添加自有的TA部分的代码,我修改之后的目录文件如下

上述目录文件说明如下：

	Makefile文件：编译TA时使用的makefile文件
	my_test_ta.c文件：主要是存放TA部分代码的处理函数，CA的commond请求最终会被TA_InvokeCommandEntryPoint函数处理。
	sub.mk文件：定义该TA中需要被编译的source code。
	user_ta_header_defines.h文件：定义UUID等相关宏
	include/my_test_ta.h文件：定义了UUID的宏以及与CA对应的commond ID宏

3.2. 修改TA目录中的代码和makefile

修改sub.mk文件，将该TA中所有的.c文件添加到编译文件总，修改完成之后如下图所示：
定义UUID值和commond ID的值
编译include/my_test_ta.h文件，定义该TA程序的UUID宏为TA_MY_TEST_UUID,并定义commond ID的宏（宏的值必须保持与CA部分的commond ID一致），UUID的值可以自己填写也可以从一下网址中生成：http://www.itu.int/ITU-T/asn1/uuid.html

/*
 * This UUID is generated with uuidgen
 * the ITU-T UUID generator at http://www.itu.int/ITU-T/asn1/uuid.html
 */
#define TA_MY_TEST_UUID \
    { 0x11111111, 0x2450, 0x11e4, \
        { 0xab, 0xe2, 0x00, 0x02, 0xa5, 0xd5, 0xc5, 0x1b} }
 
/* The function IDs implemented in this TA */
#define TA_MY_TEST_CMD_INC_VALUE        0
#define TA_MY_TEST_CMD_DEC_VALUE        1
 
#endif /*TA_MY_TEST_H*/

3.	修改user_ta_header_defines.h文件
将my_test_ta.h文件include到该文件中以便获取UUID的定义
/* To get the TA UUID definition */
#include <my_test_ta.h>
 
#define TA_UUID             TA_MY_TEST_UUID

修改Makefile文件中的UUID

CFG_TEE_TA_LOG_LEVEL ?= 4                                                                             
CPPFLAGS += -DCFG_TEE_TA_LOG_LEVEL=$(CFG_TEE_TA_LOG_LEVEL)
 
# The UUID for the Trusted Application
BINARY=11111111-2450-11e4-abe2-0002a5d5c51b
 
-include $(TA_DEV_KIT_DIR)/mk/ta_dev_kit.mk
 
ifeq ($(wildcard $(TA_DEV_KIT_DIR)/mk/ta_dev_kit.mk), )
clean:
    @echo 'Note: $$(TA_DEV_KIT_DIR)/mk/ta_dev_kit.mk not found, cannot clean TA'
    @echo 'Note: TA_DEV_KIT_DIR=$(TA_DEV_KIT_DIR)'
endif

添加该TA需要处理的逻辑代码
添加TA的具体实现代码，也即是该TA需要实现什么功能，在本例子中将该部分的代码存放在my_test_ta.c文件中。

static TEE_Result inc_value(uint32_t param_types,
    TEE_Param params[4]){      
     //先平方再加1
    params[0].value.a  = params[0].value.a * params[0].value.a + 1;
}

将my_test加到optee-examples-3.5.0下的Makefie、CMakeFiles/Makefile2、CMakeFiles/Makefile.cmake
Makefile添加代码如下：

# Target rules for targets named optee_example_my_test
   
# Build rule for target.
optee_example_my_test: cmake_check_build_system
    $(MAKE) -f CMakeFiles/Makefile2 optee_example_my_test
.PHONY : optee_example_my_test
   
# fast build rule for target.
optee_example_my_test/fast:
    $(MAKE) -f my_test/CMakeFiles/optee_example_my_test.dir/build.make my_test/CMakeFiles/optee_example_my_test.dir/build
.PHONY : optee_example_my_test/fas

3.3. CA的修改和编写

CA部分的代码存放在my_test/host目录中，文件结构体如下：
/host$ tree -a
.

├── main.c
└── Makefile

修改Makefile,主要修改BINARY变量和OBJ变量，如果CA部分的代码不止一个.c文件，则需要将所有的.c文件编译生成的.o文件名称添加到OBJS变量中，而BINARY变量就是编译完成之后生成的Binary的名称。本例子修改后的结果如下：
Makefile部分代码如下：

OBJS = main.o
  BINARY = optee_example_my_test

My_test_ta.c部分代码如下：

	op.params[0].value.a = 100;
   
    /*
     * TA_MY_TEST_CMD_INC_VALUE is the actual function in the TA to be
     * called.
     */
    printf("Invoking TA to increment %d\n", op.params[0].value.a);
    res = TEEC_InvokeCommand(&sess, TA_MY_TEST_CMD_INC_VALUE, &op,
                 &err_origin);
    if (res != TEEC_SUCCESS)
        errx(1, "TEEC_InvokeCommand failed with code 0x%x origin 0x%x",
            res, err_origin);
    printf("TA incremented value to %d\n", op.params[0].value.a);

3.4. 测试ca和ta
可以看到/lib/optee_armtz下生成了目标ta文件。

运行测试程序：

初始值为100，ta运算将100先平方再加1，和预期结果10001正好相符。

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