TPM Core、命令设备与 Resource Manager

1. 分层

Userspace TSS
 -> /dev/tpmN or /dev/tpmrmN
 -> TPM Core
 -> TPM 1.2/2.0 command helpers
 -> transport ops
 -> physical TPM / fTPM / vTPM

TPM Core不等于可信启动策略；它只提供命令、资源、事件日志和chip生命周期。

2. tpm_chip

struct tpm_chip包含：

• struct device；
• tpm_class_ops transport；
• TPM版本/flags；
• command buffer和超时；
• ops semaphore；
• dev_num；
• cdev与resource-manager cdev；
• PCR bank和event log；
• shutdown/work状态。

Transport通过tpmm_chip_alloc()创建并 tpm_chip_register()发布。

3. Device Nodes

• /dev/tpmN：直通式命令设备；
• /dev/tpmrmN：TPM 2.0 resource manager；
• sysfs/securityfs：PCR、caps、event log等。

普通tpmN更接近独占硬件上下文；tpmrmN为每fd维护virtualized handle/session空间。

4. 命令路径

write TPM command
 -> validate header/length/tag
 -> lock chip ops
 -> transmit
 -> transport send/recv/status/cancel
 -> validate response
 -> cache response in file context
read
 -> copy response

一个write对应一个command，read取得结果。非法size或命令状态返回errno。

5. File Context

tpm_file_priv保存：

• response buffer；
• response length；
• timeout work；
• TPM space；
• chip引用。

每fd上下文避免不同进程命令/响应串线。Release取消work并清理space。

6. Resource Manager

tpmrm-dev.c和tpm2-space.c在context switch时：

• load该fd的transient objects/sessions；
• 重写virtual handle到physical handle；
  -执行命令；
• 保存/flush对象；
• 将response handle映射回virtual值。

它不虚拟化PCR或所有global TPM state，应用仍可能互相影响。

7. TPM 1.2与2.0

• tpm1-cmd.c：startup、PCR、capability、self-test、random；
• tpm2-cmd.c：PCR banks、properties、startup、self-test、random；
• TPM 2.0支持resource manager；
• timeouts根据命令duration和设备属性计算。

8. Event Log

eventlog/支持OF、EFI和ACPI来源，并解析TPM1/TPM2 measurement records。

Event log是boot measurement记录，不是TPM实时读出的PCR镜像。验证需重新扩展日志并与PCR比较。

9. HWRNG

HW_RANDOM_TPM可将TPM GetRandom注册为hwrng。TPM随机接口通常吞吐低，且会与TPM命令竞争，不应作为高带宽随机源。

10. 并发

TPM物理命令串行化；ops lock防止并发传输。Long command、cancel和timeout work会与remove/suspend竞争。

Shutdown必须：

• 阻止新command；
• cancel timeout work；
• 等当前transmit；
  -注销cdev；
• 释放transport。

11. 权限

TPM并非“只有root才能安全使用”。Node权限、TSS daemon和resource manager共同决定多用户隔离。

高风险命令包括：

• hierarchy/owner授权修改；
• NV define/write；
• PCR extend；
• dictionary attack参数；
• clear/change EPS；
• firmware vendor command。

应使用policy session和最小设备权限。

12. 可信启动

完整链路还需要：

• boot ROM/bootloader measurement；
• event log传递；
• kernel IMA/EVM；
• PCR policy；
• remote attestation；
• key sealing；
• 安全更新和anti-rollback。

只看到/dev/tpm0不代表系统已实现可信启动。