| // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only | 
| /* | 
|  * s390 TRNG device driver | 
|  * | 
|  * Driver for the TRNG (true random number generation) command | 
|  * available via CPACF extension MSA 7 on the s390 arch. | 
|   | 
|  * Copyright IBM Corp. 2017 | 
|  * Author(s): Harald Freudenberger <freude@de.ibm.com> | 
|  */ | 
|   | 
| #define KMSG_COMPONENT "trng" | 
| #define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt | 
|   | 
| #include <linux/hw_random.h> | 
| #include <linux/kernel.h> | 
| #include <linux/module.h> | 
| #include <linux/cpufeature.h> | 
| #include <linux/miscdevice.h> | 
| #include <linux/debugfs.h> | 
| #include <linux/atomic.h> | 
| #include <linux/random.h> | 
| #include <linux/sched/signal.h> | 
| #include <asm/debug.h> | 
| #include <asm/cpacf.h> | 
|   | 
| MODULE_LICENSE("GPL v2"); | 
| MODULE_AUTHOR("IBM Corporation"); | 
| MODULE_DESCRIPTION("s390 CPACF TRNG device driver"); | 
|   | 
|   | 
| /* trng related debug feature things */ | 
|   | 
| static debug_info_t *debug_info; | 
|   | 
| #define DEBUG_DBG(...)    debug_sprintf_event(debug_info, 6, ##__VA_ARGS__) | 
| #define DEBUG_INFO(...) debug_sprintf_event(debug_info, 5, ##__VA_ARGS__) | 
| #define DEBUG_WARN(...) debug_sprintf_event(debug_info, 4, ##__VA_ARGS__) | 
| #define DEBUG_ERR(...)    debug_sprintf_event(debug_info, 3, ##__VA_ARGS__) | 
|   | 
|   | 
| /* trng helpers */ | 
|   | 
| static atomic64_t trng_dev_counter = ATOMIC64_INIT(0); | 
| static atomic64_t trng_hwrng_counter = ATOMIC64_INIT(0); | 
|   | 
|   | 
| /* file io functions */ | 
|   | 
| static int trng_open(struct inode *inode, struct file *file) | 
| { | 
|     return nonseekable_open(inode, file); | 
| } | 
|   | 
| static ssize_t trng_read(struct file *file, char __user *ubuf, | 
|              size_t nbytes, loff_t *ppos) | 
| { | 
|     u8 buf[32]; | 
|     u8 *p = buf; | 
|     unsigned int n; | 
|     ssize_t ret = 0; | 
|   | 
|     /* | 
|      * use buf for requests <= sizeof(buf), | 
|      * otherwise allocate one page and fetch | 
|      * pagewise. | 
|      */ | 
|   | 
|     if (nbytes > sizeof(buf)) { | 
|         p = (u8 *) __get_free_page(GFP_KERNEL); | 
|         if (!p) | 
|             return -ENOMEM; | 
|     } | 
|   | 
|     while (nbytes) { | 
|         if (need_resched()) { | 
|             if (signal_pending(current)) { | 
|                 if (ret == 0) | 
|                     ret = -ERESTARTSYS; | 
|                 break; | 
|             } | 
|             schedule(); | 
|         } | 
|         n = nbytes > PAGE_SIZE ? PAGE_SIZE : nbytes; | 
|         cpacf_trng(NULL, 0, p, n); | 
|         atomic64_add(n, &trng_dev_counter); | 
|         if (copy_to_user(ubuf, p, n)) { | 
|             ret = -EFAULT; | 
|             break; | 
|         } | 
|         nbytes -= n; | 
|         ubuf += n; | 
|         ret += n; | 
|     } | 
|   | 
|     if (p != buf) | 
|         free_page((unsigned long) p); | 
|   | 
|     DEBUG_DBG("trng_read()=%zd\n", ret); | 
|     return ret; | 
| } | 
|   | 
|   | 
| /* sysfs */ | 
|   | 
| static ssize_t trng_counter_show(struct device *dev, | 
|                  struct device_attribute *attr, char *buf) | 
| { | 
|     u64 dev_counter = atomic64_read(&trng_dev_counter); | 
|     u64 hwrng_counter = atomic64_read(&trng_hwrng_counter); | 
| #if IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_RANDOM) | 
|     u64 arch_counter = atomic64_read(&s390_arch_random_counter); | 
|   | 
|     return snprintf(buf, PAGE_SIZE, | 
|             "trng:  %llu\n" | 
|             "hwrng: %llu\n" | 
|             "arch:  %llu\n" | 
|             "total: %llu\n", | 
|             dev_counter, hwrng_counter, arch_counter, | 
|             dev_counter + hwrng_counter + arch_counter); | 
| #else | 
|     return snprintf(buf, PAGE_SIZE, | 
|             "trng:  %llu\n" | 
|             "hwrng: %llu\n" | 
|             "total: %llu\n", | 
|             dev_counter, hwrng_counter, | 
|             dev_counter + hwrng_counter); | 
| #endif | 
| } | 
| static DEVICE_ATTR(byte_counter, 0444, trng_counter_show, NULL); | 
|   | 
| static struct attribute *trng_dev_attrs[] = { | 
|     &dev_attr_byte_counter.attr, | 
|     NULL | 
| }; | 
|   | 
| static const struct attribute_group trng_dev_attr_group = { | 
|     .attrs = trng_dev_attrs | 
| }; | 
|   | 
| static const struct attribute_group *trng_dev_attr_groups[] = { | 
|     &trng_dev_attr_group, | 
|     NULL | 
| }; | 
|   | 
| static const struct file_operations trng_fops = { | 
|     .owner        = THIS_MODULE, | 
|     .open        = &trng_open, | 
|     .release    = NULL, | 
|     .read        = &trng_read, | 
|     .llseek        = noop_llseek, | 
| }; | 
|   | 
| static struct miscdevice trng_dev = { | 
|     .name    = "trng", | 
|     .minor    = MISC_DYNAMIC_MINOR, | 
|     .mode    = 0444, | 
|     .fops    = &trng_fops, | 
|     .groups = trng_dev_attr_groups, | 
| }; | 
|   | 
|   | 
| /* hwrng_register */ | 
|   | 
| static inline void _trng_hwrng_read(u8 *buf, size_t len) | 
| { | 
|     cpacf_trng(NULL, 0, buf, len); | 
|     atomic64_add(len, &trng_hwrng_counter); | 
| } | 
|   | 
| static int trng_hwrng_data_read(struct hwrng *rng, u32 *data) | 
| { | 
|     size_t len = sizeof(*data); | 
|   | 
|     _trng_hwrng_read((u8 *) data, len); | 
|   | 
|     DEBUG_DBG("trng_hwrng_data_read()=%zu\n", len); | 
|   | 
|     return len; | 
| } | 
|   | 
| static int trng_hwrng_read(struct hwrng *rng, void *data, size_t max, bool wait) | 
| { | 
|     size_t len = max <= PAGE_SIZE ? max : PAGE_SIZE; | 
|   | 
|     _trng_hwrng_read((u8 *) data, len); | 
|   | 
|     DEBUG_DBG("trng_hwrng_read()=%zu\n", len); | 
|   | 
|     return len; | 
| } | 
|   | 
| /* | 
|  * hwrng register struct | 
|  * The trng is suppost to have 100% entropy, and thus | 
|  * we register with a very high quality value. | 
|  */ | 
| static struct hwrng trng_hwrng_dev = { | 
|     .name        = "s390-trng", | 
|     .data_read    = trng_hwrng_data_read, | 
|     .read        = trng_hwrng_read, | 
|     .quality    = 999, | 
| }; | 
|   | 
|   | 
| /* init and exit */ | 
|   | 
| static void __init trng_debug_init(void) | 
| { | 
|     debug_info = debug_register("trng", 1, 1, 4 * sizeof(long)); | 
|     debug_register_view(debug_info, &debug_sprintf_view); | 
|     debug_set_level(debug_info, 3); | 
| } | 
|   | 
| static void trng_debug_exit(void) | 
| { | 
|     debug_unregister(debug_info); | 
| } | 
|   | 
| static int __init trng_init(void) | 
| { | 
|     int ret; | 
|   | 
|     trng_debug_init(); | 
|   | 
|     /* check if subfunction CPACF_PRNO_TRNG is available */ | 
|     if (!cpacf_query_func(CPACF_PRNO, CPACF_PRNO_TRNG)) { | 
|         DEBUG_INFO("trng_init CPACF_PRNO_TRNG not available\n"); | 
|         ret = -ENODEV; | 
|         goto out_dbg; | 
|     } | 
|   | 
|     ret = misc_register(&trng_dev); | 
|     if (ret) { | 
|         DEBUG_WARN("trng_init misc_register() failed rc=%d\n", ret); | 
|         goto out_dbg; | 
|     } | 
|   | 
|     ret = hwrng_register(&trng_hwrng_dev); | 
|     if (ret) { | 
|         DEBUG_WARN("trng_init hwrng_register() failed rc=%d\n", ret); | 
|         goto out_misc; | 
|     } | 
|   | 
|     DEBUG_DBG("trng_init successful\n"); | 
|   | 
|     return 0; | 
|   | 
| out_misc: | 
|     misc_deregister(&trng_dev); | 
| out_dbg: | 
|     trng_debug_exit(); | 
|     return ret; | 
| } | 
|   | 
| static void __exit trng_exit(void) | 
| { | 
|     hwrng_unregister(&trng_hwrng_dev); | 
|     misc_deregister(&trng_dev); | 
|     trng_debug_exit(); | 
| } | 
|   | 
| module_cpu_feature_match(MSA, trng_init); | 
| module_exit(trng_exit); |