Linux configfs和sysfs的使用与理解

目录

1 概述

2 configfs与sys

3 configfs

3.1 configfs介绍

3.2 基本使用结构原理

3.3 使用与示例

4 sysfs

4.1 sysfs文件系统介绍

4.2 示例

5 引用参考


1 概述

        本文介绍了configfs和sys的区别与使用流程,以实例来分析使用过程。

2 configfs与sys

        configfs是基于ram的文件系统,这一点与sysfs很像,但是与sysfs不同之处在于,configfs可以通过在用户态的操作创建和删除内核对象,而我们一般使用sysfs是已经有内核对象之后,再去创建sysfs文件节点。从使用上看都可以通过read write读取/修改文件属性,重点在于sysfs的内核对象是在内核创建、销毁的,sysfs是访问这些内核对象的窗口。但是configfs的内核对象的创建/销毁是由用户态的mkdir等操作完成,用户执行mkdir会在内核创建一个config_item对象,用户执行rmdir会销毁这个对象。

        注:来自https://www.kernel.org/doc/Documentation/filesystems/configfs/configfs.txt

3 configfs

3.1 configfs介绍

        是一种基于ram的文件系统,在用户空间配置内核对象,可直接察看,通过用户态目录文件访问接口,适用于内核对象有众多复杂的配置。一般当内核需要很多参数需要配置时或者当需要动态创建内核对象并且内核对象需要修改配置时,会考虑用configfs实现。

3.2 基本使用结构原理

        顶层结构是struct configfs_subsystem,为configfs子系统结构:

struct configfs_subsystem {
    struct config_group su_group;
    struct mutex        su_mutex;
};

        接着是struct config_group,是configfs目录和属性的容器,即group下不仅可以有item,也可以链接下一级group,后面章节示例。

struct config_group {
    struct config_item      cg_item;
    struct list_head        cg_children;
    struct configfs_subsystem   *cg_subsys;
    struct list_head        default_groups;
    struct list_head        group_entry;
};

        struct config_item是configfs目录,代表可配置的内核对象

struct config_item {
    char            *ci_name;
    char            ci_namebuf[CONFIGFS_ITEM_NAME_LEN];
    struct kref     ci_kref;
    struct list_head    ci_entry;
    struct config_item  *ci_parent;
    struct config_group *ci_group;
    const struct config_item_type   *ci_type;
    struct dentry       *ci_dentry;
};

        struct configfs_attribute是目录下面的属性:

struct configfs_attribute {
    const char      *ca_name;
    struct module       *ca_owner;
    umode_t         ca_mode;
    ssize_t (*show)(struct config_item *, char *);
    ssize_t (*store)(struct config_item *, const char *, size_t);
};

3.3 使用与示例

        使用configfs功能需要打开内核配置支持CONFIG_CONFIGFS_FS=y

        一般情况下需要先注册系统 configfs_register_subsystem

static int __init testfs_init(void)
{
    config_group_init(&testfs_subsys.su_group);
    return configfs_register_subsystem(&testfs_subsys);
}

        testfs_subsys是

static struct configfs_group_operations testfs_ops = {
    .make_group = &testfs_make,
    .
<think>好的,用户问到了Linux TSM系统是什么。首先,我需要回忆一下之前用户提供的关于MakeClient函数的讨论,里面提到了TSMconfigfs。TSM应该是指可信服务管理,但用户可能对这个缩写不太清楚,需要明确解释。 用户可能是在开发或者系统管理过程中遇到了TSM相关的内容,想了解其基本概念作用。需要先定义TSM的全称,然后说明其在Linux中的角色。TSM可能可信计算、安全模块有关,比如TPM,但需要区分两者的不同。 接下来,要解释TSM系统的主要功能,比如可信报告生成、远程认证、安全配置管理等。结合之前的代码分析,TSM通过configfs提供用户空间内核的交互,所以需要提到这一点,并举例说明其应用场景,比如云计算中的远程证明。 另外,用户可能想知道TSM现有技术如TPM的区别,以及它在Linux中的实现情况。需要指出TSM是Linux内核的一部分,而TPM是硬件模块,TSM可能提供更灵活的软件层支持。 还要考虑用户的实际应用,比如如何配置使用TSM,是否需要加载内核模块,权限设置等。可能需要给出一些实际的命令示例,比如modprobe,以及配置configfs的路径。 最后,总结TSM的重要性,强调其在增强系统安全方面的作用,特别是在云原生机密计算环境中的价值。确保回答结构清晰,分点说明,便于用户理解。</think>--- ### **Linux TSM 系统解析** **TSM**(Trusted Security Module,可信安全模块)是 **Linux 内核**中可信计算、硬件安全功能交互的子系统,用于支持 **远程认证(Remote Attestation)**、**安全密钥管理** **机密计算**等场景。其核心目标是为用户态程序提供标准化接口,安全地访问硬件安全功能(如 TPM、SEV-SNP 等)。 --- #### **1. 核心功能** | 功能 | 说明 | |---------------------|----------------------------------------------------------------------| | **可信报告生成** | 生成硬件签名的系统状态报告(如硬件度量值、固件版本),用于远程验证系统可信性 | | **密钥封装/解封** | 将密钥特定系统状态绑定,仅当系统符合预期状态时才能解封使用 | | **安全配置管理** | 通过 `configfs` 动态配置安全策略,如定义需保护的资源或访问规则 | | **远程认证协议支持** | 实现行业标准协议(如 TCG TPM 2.0、SPDM),远程验证服务交互 | --- #### **2. TPM 的差异** | 特性 | TSM (软件层) | TPM (硬件芯片) | |---------------|---------------------------------------|------------------------------------| | **实现方式** | 内核子系统,可对接多种硬件后端 | 独立物理/固件芯片(如 Infineon SLB 9670) | | **灵活性** | 支持软件模拟(如 swtpm)虚拟化环境 | 依赖物理硬件 | | **接口类型** | 统一 `configfs/sysfs` 接口 | 遵循 TCG 标准的 MMIO/I2C 接口 | | **典型应用** | 云原生机密计算(如 Kubernetes 机密容器) | 物理设备身份认证、磁盘加密 | --- #### **3. 技术实现** - **内核接口**: ```bash # TSM 报告接口路径示例 /sys/kernel/config/tsm/report/$INSTANCE/ ├── inblob # 输入数据(如 nonce) ├── outblob # 签名后的可信报告 └── provider # 绑定的硬件后端(如 /dev/tpm0) ``` 用户态通过创建目录实例、写入数据、读取报告内核交互。 - **典型工作流**: ```mermaid sequenceDiagram User Space->>TSM: 1. mkdir /tsm/report/attest_001 User Space->>TSM: 2. echo "nonce123" > inblob TSM->>Hardware: 3. 请求签名(传递度量值+nonce) Hardware->>TSM: 4. 返回签名报告 User Space->>TSM: 5. cat outblob > report.bin ``` --- #### **4. 应用场景** - **云服务远程认证** 云服务商验证虚拟机完整性,确保未篡改后再部署敏感工作负载。 公式化验证示例: $$ \text{Verify}(Sig_{\text{HSM}}(Hash(\text{Firmware} \parallel \text{Kernel} \parallel \text{Nonce}))) = \text{True} $$ - **机密计算** 在加密内存区域(如 AMD SEV-ES)中运行代码,TSM 提供运行时环境证明: ```go // 生成 enclave 报告 report, err := tsmClient.GenerateReport(tsm.ReportParams{ Nonce: randomBytes(32), UserData: enclaveHash, }) ``` - **零信任架构** 设备在接入网络前需提交 TSM 报告,动态验证其安全状态。 --- #### **5. 配置调试** - **内核要求**: ```bash # 确认内核配置包含 TSM 支持 grep CONFIG_TSM /boot/config-$(uname -r) # 输出应包含:CONFIG_TSM_REPORT=y 或 =m ``` - **模块加载**: ```bash # 加载 TSM 报告模块 sudo modprobe tsm_report # 查看可用报告类型 ls /sys/kernel/config/tsm ``` - **权限问题处理**: ```bash # 创建用户组并授权 sudo groupadd tsmusers sudo chown -R :tsmusers /sys/kernel/config/tsm sudo usermod -aG tsmusers $USER ``` --- ### **总结** Linux TSM 系统是 **可信计算领域的软件抽象层**,通过标准化接口降低硬件安全功能的使用门槛。其设计兼顾了 **硬件多样性**(支持 TPM、SEV 等不同后端) **用户态易用性**(基于 `configfs` 的交互模式),在云安全、物联网设备认证等场景中扮演关键角色。
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