xref: /linux/drivers/char/hw_random/arm_smccc_trng.c (revision 691eaf1d66d806fcc2e22068775cf325a5b8c076)
10888d04bSAndre Przywara // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
20888d04bSAndre Przywara /*
30888d04bSAndre Przywara  * Randomness driver for the ARM SMCCC TRNG Firmware Interface
40888d04bSAndre Przywara  * https://developer.arm.com/documentation/den0098/latest/
50888d04bSAndre Przywara  *
60888d04bSAndre Przywara  *  Copyright (C) 2020 Arm Ltd.
70888d04bSAndre Przywara  *
80888d04bSAndre Przywara  * The ARM TRNG firmware interface specifies a protocol to read entropy
90888d04bSAndre Przywara  * from a higher exception level, to abstract from any machine specific
100888d04bSAndre Przywara  * implemenations and allow easier use in hypervisors.
110888d04bSAndre Przywara  *
120888d04bSAndre Przywara  * The firmware interface is realised using the SMCCC specification.
130888d04bSAndre Przywara  */
140888d04bSAndre Przywara 
150888d04bSAndre Przywara #include <linux/bits.h>
160888d04bSAndre Przywara #include <linux/device.h>
170888d04bSAndre Przywara #include <linux/hw_random.h>
180888d04bSAndre Przywara #include <linux/module.h>
190888d04bSAndre Przywara #include <linux/platform_device.h>
200888d04bSAndre Przywara #include <linux/arm-smccc.h>
210888d04bSAndre Przywara 
220888d04bSAndre Przywara #ifdef CONFIG_ARM64
230888d04bSAndre Przywara #define ARM_SMCCC_TRNG_RND	ARM_SMCCC_TRNG_RND64
240888d04bSAndre Przywara #define MAX_BITS_PER_CALL	(3 * 64UL)
250888d04bSAndre Przywara #else
260888d04bSAndre Przywara #define ARM_SMCCC_TRNG_RND	ARM_SMCCC_TRNG_RND32
270888d04bSAndre Przywara #define MAX_BITS_PER_CALL	(3 * 32UL)
280888d04bSAndre Przywara #endif
290888d04bSAndre Przywara 
300888d04bSAndre Przywara /* We don't want to allow the firmware to stall us forever. */
310888d04bSAndre Przywara #define SMCCC_TRNG_MAX_TRIES	20
320888d04bSAndre Przywara 
330888d04bSAndre Przywara #define SMCCC_RET_TRNG_INVALID_PARAMETER	-2
340888d04bSAndre Przywara #define SMCCC_RET_TRNG_NO_ENTROPY		-3
350888d04bSAndre Przywara 
360888d04bSAndre Przywara static int copy_from_registers(char *buf, struct arm_smccc_res *res,
370888d04bSAndre Przywara 			       size_t bytes)
380888d04bSAndre Przywara {
390888d04bSAndre Przywara 	unsigned int chunk, copied;
400888d04bSAndre Przywara 
410888d04bSAndre Przywara 	if (bytes == 0)
420888d04bSAndre Przywara 		return 0;
430888d04bSAndre Przywara 
440888d04bSAndre Przywara 	chunk = min(bytes, sizeof(long));
450888d04bSAndre Przywara 	memcpy(buf, &res->a3, chunk);
460888d04bSAndre Przywara 	copied = chunk;
470888d04bSAndre Przywara 	if (copied >= bytes)
480888d04bSAndre Przywara 		return copied;
490888d04bSAndre Przywara 
500888d04bSAndre Przywara 	chunk = min((bytes - copied), sizeof(long));
510888d04bSAndre Przywara 	memcpy(&buf[copied], &res->a2, chunk);
520888d04bSAndre Przywara 	copied += chunk;
530888d04bSAndre Przywara 	if (copied >= bytes)
540888d04bSAndre Przywara 		return copied;
550888d04bSAndre Przywara 
560888d04bSAndre Przywara 	chunk = min((bytes - copied), sizeof(long));
570888d04bSAndre Przywara 	memcpy(&buf[copied], &res->a1, chunk);
580888d04bSAndre Przywara 
590888d04bSAndre Przywara 	return copied + chunk;
600888d04bSAndre Przywara }
610888d04bSAndre Przywara 
620888d04bSAndre Przywara static int smccc_trng_read(struct hwrng *rng, void *data, size_t max, bool wait)
630888d04bSAndre Przywara {
640888d04bSAndre Przywara 	struct arm_smccc_res res;
650888d04bSAndre Przywara 	u8 *buf = data;
660888d04bSAndre Przywara 	unsigned int copied = 0;
670888d04bSAndre Przywara 	int tries = 0;
680888d04bSAndre Przywara 
690888d04bSAndre Przywara 	while (copied < max) {
700888d04bSAndre Przywara 		size_t bits = min_t(size_t, (max - copied) * BITS_PER_BYTE,
710888d04bSAndre Przywara 				  MAX_BITS_PER_CALL);
720888d04bSAndre Przywara 
730888d04bSAndre Przywara 		arm_smccc_1_1_invoke(ARM_SMCCC_TRNG_RND, bits, &res);
740888d04bSAndre Przywara 
750888d04bSAndre Przywara 		switch ((int)res.a0) {
760888d04bSAndre Przywara 		case SMCCC_RET_SUCCESS:
770888d04bSAndre Przywara 			copied += copy_from_registers(buf + copied, &res,
780888d04bSAndre Przywara 						      bits / BITS_PER_BYTE);
790888d04bSAndre Przywara 			tries = 0;
800888d04bSAndre Przywara 			break;
810888d04bSAndre Przywara 		case SMCCC_RET_TRNG_NO_ENTROPY:
820888d04bSAndre Przywara 			if (!wait)
830888d04bSAndre Przywara 				return copied;
840888d04bSAndre Przywara 			tries++;
850888d04bSAndre Przywara 			if (tries >= SMCCC_TRNG_MAX_TRIES)
860888d04bSAndre Przywara 				return copied;
870888d04bSAndre Przywara 			cond_resched();
880888d04bSAndre Przywara 			break;
89042b4b16SJames Cowgill 		default:
90042b4b16SJames Cowgill 			return -EIO;
910888d04bSAndre Przywara 		}
920888d04bSAndre Przywara 	}
930888d04bSAndre Przywara 
940888d04bSAndre Przywara 	return copied;
950888d04bSAndre Przywara }
960888d04bSAndre Przywara 
970888d04bSAndre Przywara static int smccc_trng_probe(struct platform_device *pdev)
980888d04bSAndre Przywara {
990888d04bSAndre Przywara 	struct hwrng *trng;
1000888d04bSAndre Przywara 
1010888d04bSAndre Przywara 	trng = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*trng), GFP_KERNEL);
1020888d04bSAndre Przywara 	if (!trng)
1030888d04bSAndre Przywara 		return -ENOMEM;
1040888d04bSAndre Przywara 
1050888d04bSAndre Przywara 	trng->name = "smccc_trng";
1060888d04bSAndre Przywara 	trng->read = smccc_trng_read;
1070888d04bSAndre Przywara 
1080888d04bSAndre Przywara 	return devm_hwrng_register(&pdev->dev, trng);
1090888d04bSAndre Przywara }
1100888d04bSAndre Przywara 
1110888d04bSAndre Przywara static struct platform_driver smccc_trng_driver = {
1120888d04bSAndre Przywara 	.driver = {
1130888d04bSAndre Przywara 		.name		= "smccc_trng",
1140888d04bSAndre Przywara 	},
1150888d04bSAndre Przywara 	.probe		= smccc_trng_probe,
1160888d04bSAndre Przywara };
1170888d04bSAndre Przywara module_platform_driver(smccc_trng_driver);
1180888d04bSAndre Przywara 
1190888d04bSAndre Przywara MODULE_ALIAS("platform:smccc_trng");
1200888d04bSAndre Przywara MODULE_AUTHOR("Andre Przywara");
121*691eaf1dSJeff Johnson MODULE_DESCRIPTION("Arm SMCCC TRNG firmware interface support");
1220888d04bSAndre Przywara MODULE_LICENSE("GPL");
123