本文更新于2018-08-11

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定制树莓派内核源码, 通过树莓派SPI接口加载并访问TPM2.0设备

所需硬件: X86主机一台, 树莓派3-B型号开发板一块, 大容量Micro-SD卡+USB读卡器一个, 英飞凌TPM2.0评估板一套

所需软件: 任意版本树莓派固件（推荐使用最新版本）, Ubuntu Linux 虚拟机, gcc-arm-linux-gnueabihf 交叉编译器, ncurses.h

• Ubuntu Linux x86 虚拟机软件包准备

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y libncurses5-dev
sudo apt-get install -y gcc-arm-linux-gnueabihf binutils-arm-linux-gnueabihf
sudo apt-get install -y git-core

• 下载阿群已经配置好的树莓派内核源码（上游开发者也可以到源头 https://kernel.org 或树莓派内核分支 https://github.com/raspberrypi/linux 自行下载官方 4.9 内核源码包, 然后自己打补丁）

git clone --depth=1 https://github.com/liuqun/linux.git --branch rpi-4.9.y-devel2

cd linux

• 应用默认的内核配置文件bcm2709_defconfig

make ARCH=arm bcm2709_defconfig

• 进入交互式菜单

make ARCH=arm menuconfig

• 到menuconfig菜单选中
  Device Drivers----Character devices---<M>TPM Hardware support
  选中TPM Interface Specification 1.3 Interface / TPM 2.0 FIFO Interface - (SPI) (NEW)模块
  返回并保存内核配置文件

• 编译内核

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zImage dtbs modules -j$(nproc)

如何将编译好的 Linux 新内核安装到树莓派 SD 卡

取出树莓派的SD卡, 通过读卡器插入 Ubuntu 主机或将读卡器 USB 设备接入 VMware 虚拟机。Ubuntu 默认自动将 U 盘挂载到 /media/$USER/boot 和 /media/$USER/【根文件系统分区】

ls /media/$USER

（以下为覆盖式安装, 如果不放心请自行备份SD卡上的原有内核及模块文件）

scripts/mkknlimg arch/arm/boot/zImage   /media/$USER/boot/kernel7.img
cp arch/arm/boot/dts/*.dtb              /media/$USER/boot/
cp arch/arm/boot/dts/overlays/*.dtb*    /media/$USER/boot/overlays/sudo make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules_install INSTALL_MOD_PATH=/media/$USER/【根文件系统分区】

树莓派配置

sudo raspi-config

选中5. Interfacing Options---P4 SPI（启用/禁用SPI串口）
重启树莓派，开机后检查/dev/tpm0设备文件是否已经加载就绪

ls -l /dev/tpm0
sudo dmesg | grep tpm
ls /lib/modules/`uname -r`/kernel/drivers/char/tpm
tpm.ko  tpm_tis_core.ko  tpm_tis_spi.ko

树莓派本地编译 TPM2.0 软件栈

git clone -b 1.x https://github.com/tpm2-software/tpm2-tss.git TPM2.0-TSS
pushd TPM2.0-TSS
wget http://ftpmirror.gnu.org/autoconf-archive/autoconf-archive-2017.09.28.tar.xz
tar xJf autoconf-archive-2017.09.28.tar.xz
cp autoconf-archive-2017.09.28/m4/ax_code_coverage.m4 m4/nproc=4
./bootstrap && ./configure && make -j$(nproc)
make install DESTDIR=$HOME/my-tpm2-tss-installation-dir
popd

参考文档:

• Infineon TPM 2.0 Application Note 这篇文档介绍了如何打补丁以及编译4.4内核。注意当前最新的树莓派固件是Linux-4.9内核, 其中已经内置TPM2.0设备驱动, 不需要之前那个4.4内核补丁了, 另外4.4和4.9驱动模块ko文件的名称不一样, 一个是tpm_spi_tis.ko另一个是tpm_tis_spi.ko