Quelle  tpm_tis_i2c.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (c) 2014-2021 Nuvoton Technology corporation
 * Copyright (C) 2019-2022 Infineon Technologies AG
 *
 * This device driver implements the TPM interface as defined in the TCG PC
 * Client Platform TPM Profile (PTP) Specification for TPM 2.0 v1.04
 * Revision 14.
 *
 * It is based on the tpm_tis_spi device driver.
 */

#include <linux/i2c.h>
#include <linux/crc-ccitt.h>
#include "tpm_tis_core.h"

/* TPM registers */
#define TPM_I2C_LOC_SEL 0x00
#define TPM_I2C_ACCESS 0x04
#define TPM_I2C_INTERFACE_CAPABILITY 0x30
#define TPM_I2C_DEVICE_ADDRESS 0x38
#define TPM_I2C_DATA_CSUM_ENABLE 0x40
#define TPM_DATA_CSUM 0x44
#define TPM_I2C_DID_VID 0x48
#define TPM_I2C_RID 0x4C

/* TIS-compatible register address to avoid clash with TPM_ACCESS (0x00) */
#define TPM_LOC_SEL 0x0FFF

/* Mask to extract the I2C register from TIS register addresses */
#define TPM_TIS_REGISTER_MASK 0x0FFF

/* Default Guard Time of 250µs until interface capability register is read */
#define GUARD_TIME_DEFAULT_MIN 250
#define GUARD_TIME_DEFAULT_MAX 300

/* Guard Time of 250µs after I2C slave NACK */
#define GUARD_TIME_ERR_MIN 250
#define GUARD_TIME_ERR_MAX 300

/* Guard Time bit masks; SR is repeated start, RW is read then write, etc. */
#define TPM_GUARD_TIME_SR_MASK 0x40000000
#define TPM_GUARD_TIME_RR_MASK 0x00100000
#define TPM_GUARD_TIME_RW_MASK 0x00080000
#define TPM_GUARD_TIME_WR_MASK 0x00040000
#define TPM_GUARD_TIME_WW_MASK 0x00020000
#define TPM_GUARD_TIME_MIN_MASK 0x0001FE00
#define TPM_GUARD_TIME_MIN_SHIFT 9

/* Masks with bits that must be read zero */
#define TPM_ACCESS_READ_ZERO 0x48
#define TPM_INT_ENABLE_ZERO 0x7FFFFF60
#define TPM_STS_READ_ZERO 0x23
#define TPM_INTF_CAPABILITY_ZERO 0x0FFFF000
#define TPM_I2C_INTERFACE_CAPABILITY_ZERO 0x80000000

struct tpm_tis_i2c_phy {
 struct tpm_tis_data priv;
 struct i2c_client *i2c_client;
 bool guard_time_read;
 bool guard_time_write;
 u16 guard_time_min;
 u16 guard_time_max;
 u8 *io_buf;
};

static inline struct tpm_tis_i2c_phy *
to_tpm_tis_i2c_phy(struct tpm_tis_data *data)
{
 return container_of(data, struct tpm_tis_i2c_phy, priv);
}

/*
 * tpm_tis_core uses the register addresses as defined in Table 19 "Allocation
 * of Register Space for FIFO TPM Access" of the TCG PC Client PTP
 * Specification. In order for this code to work together with tpm_tis_core,
 * those addresses need to mapped to the registers defined for I2C TPMs in
 * Table 51 "I2C-TPM Register Overview".
 *
 * For most addresses this can be done by simply stripping off the locality
 * information from the address. A few addresses need to be mapped explicitly,
 * since the corresponding I2C registers have been moved around. TPM_LOC_SEL is
 * only defined for I2C TPMs and is also mapped explicitly here to distinguish
 * it from TPM_ACCESS(0).
 *
 * Locality information is ignored, since this driver assumes exclusive access
 * to the TPM and always uses locality 0.
 */
static u8 tpm_tis_i2c_address_to_register(u32 addr)
{
 addr &= TPM_TIS_REGISTER_MASK;

 switch (addr) {
 case TPM_ACCESS(0):
  return TPM_I2C_ACCESS;
 case TPM_LOC_SEL:
  return TPM_I2C_LOC_SEL;
 case TPM_DID_VID(0):
  return TPM_I2C_DID_VID;
 case TPM_RID(0):
  return TPM_I2C_RID;
 default:
  return addr;
 }
}

static int tpm_tis_i2c_retry_transfer_until_ack(struct tpm_tis_data *data,
      struct i2c_msg *msg)
{
 struct tpm_tis_i2c_phy *phy = to_tpm_tis_i2c_phy(data);
 bool guard_time;
 int i = 0;
 int ret;

 if (msg->flags & I2C_M_RD)
  guard_time = phy->guard_time_read;
 else
  guard_time = phy->guard_time_write;

 do {
  ret = i2c_transfer(phy->i2c_client->adapter, msg, 1);
  if (ret < 0)
   usleep_range(GUARD_TIME_ERR_MIN, GUARD_TIME_ERR_MAX);
  else if (guard_time)
   usleep_range(phy->guard_time_min, phy->guard_time_max);
  /* retry on TPM NACK */
 } while (ret < 0 && i++ < TPM_RETRY);

 return ret;
}

/* Check that bits which must be read zero are not set */
static int tpm_tis_i2c_sanity_check_read(u8 reg, u16 len, u8 *buf)
{
 u32 zero_mask;
 u32 value;

 switch (len) {
 case sizeof(u8):
  value = buf[0];
  break;
 case sizeof(u16):
  value = le16_to_cpup((__le16 *)buf);
  break;
 case sizeof(u32):
  value = le32_to_cpup((__le32 *)buf);
  break;
 default:
  /* unknown length, skip check */
  return 0;
 }

 switch (reg) {
 case TPM_I2C_ACCESS:
  zero_mask = TPM_ACCESS_READ_ZERO;
  break;
 case TPM_INT_ENABLE(0) & TPM_TIS_REGISTER_MASK:
  zero_mask = TPM_INT_ENABLE_ZERO;
  break;
 case TPM_STS(0) & TPM_TIS_REGISTER_MASK:
  zero_mask = TPM_STS_READ_ZERO;
  break;
 case TPM_INTF_CAPS(0) & TPM_TIS_REGISTER_MASK:
  zero_mask = TPM_INTF_CAPABILITY_ZERO;
  break;
 case TPM_I2C_INTERFACE_CAPABILITY:
  zero_mask = TPM_I2C_INTERFACE_CAPABILITY_ZERO;
  break;
 default:
  /* unknown register, skip check */
  return 0;
 }

 if (unlikely((value & zero_mask) != 0x00)) {
  pr_debug("TPM I2C read of register 0x%02x failed sanity check: 0x%x\n", reg, value);
  return -EIO;
 }

 return 0;
}

static int tpm_tis_i2c_read_bytes(struct tpm_tis_data *data, u32 addr, u16 len,
      u8 *result, enum tpm_tis_io_mode io_mode)
{
 struct tpm_tis_i2c_phy *phy = to_tpm_tis_i2c_phy(data);
 struct i2c_msg msg = { .addr = phy->i2c_client->addr };
 u8 reg = tpm_tis_i2c_address_to_register(addr);
 int i;
 int ret;

 for (i = 0; i < TPM_RETRY; i++) {
  u16 read = 0;

  while (read < len) {
   /* write register */
   msg.len = sizeof(reg);
   msg.buf = ®
   msg.flags = 0;
   ret = tpm_tis_i2c_retry_transfer_until_ack(data, &msg);
   if (ret < 0)
    return ret;

   /* read data */
   msg.buf = result + read;
   msg.len = len - read;
   msg.flags = I2C_M_RD;
   if (msg.len > I2C_SMBUS_BLOCK_MAX)
    msg.len = I2C_SMBUS_BLOCK_MAX;
   ret = tpm_tis_i2c_retry_transfer_until_ack(data, &msg);
   if (ret < 0)
    return ret;
   read += msg.len;
  }

  ret = tpm_tis_i2c_sanity_check_read(reg, len, result);
  if (ret == 0)
   return 0;

  usleep_range(GUARD_TIME_ERR_MIN, GUARD_TIME_ERR_MAX);
 }

 return ret;
}

static int tpm_tis_i2c_write_bytes(struct tpm_tis_data *data, u32 addr, u16 len,
       const u8 *value,
       enum tpm_tis_io_mode io_mode)
{
 struct tpm_tis_i2c_phy *phy = to_tpm_tis_i2c_phy(data);
 struct i2c_msg msg = { .addr = phy->i2c_client->addr };
 u8 reg = tpm_tis_i2c_address_to_register(addr);
 int ret;
 u16 wrote = 0;

 if (len > TPM_BUFSIZE - 1)
  return -EIO;

 phy->io_buf[0] = reg;
 msg.buf = phy->io_buf;
 while (wrote < len) {
  /* write register and data in one go */
  msg.len = sizeof(reg) + len - wrote;
  if (msg.len > I2C_SMBUS_BLOCK_MAX)
   msg.len = I2C_SMBUS_BLOCK_MAX;

  memcpy(phy->io_buf + sizeof(reg), value + wrote,
         msg.len - sizeof(reg));

  ret = tpm_tis_i2c_retry_transfer_until_ack(data, &msg);
  if (ret < 0)
   return ret;
  wrote += msg.len - sizeof(reg);
 }

 return 0;
}

static int tpm_tis_i2c_verify_crc(struct tpm_tis_data *data, size_t len,
      const u8 *value)
{
 u16 crc_tpm, crc_host;
 int rc;

 rc = tpm_tis_read16(data, TPM_DATA_CSUM, &crc_tpm);
 if (rc < 0)
  return rc;

 /* reflect crc result, regardless of host endianness */
 crc_host = swab16(crc_ccitt(0, value, len));
 if (crc_tpm != crc_host)
  return -EIO;

 return 0;
}

/*
 * Guard Time:
 * After each I2C operation, the TPM might require the master to wait.
 * The time period is vendor-specific and must be read from the
 * TPM_I2C_INTERFACE_CAPABILITY register.
 *
 * Before the Guard Time is read (or after the TPM failed to send an I2C NACK),
 * a Guard Time of 250µs applies.
 *
 * Various flags in the same register indicate if a guard time is needed:
 *  - SR: <I2C read with repeated start> <guard time> <I2C read>
 *  - RR: <I2C read> <guard time> <I2C read>
 *  - RW: <I2C read> <guard time> <I2C write>
 *  - WR: <I2C write> <guard time> <I2C read>
 *  - WW: <I2C write> <guard time> <I2C write>
 *
 * See TCG PC Client PTP Specification v1.04, 8.1.10 GUARD_TIME
 */
static int tpm_tis_i2c_init_guard_time(struct tpm_tis_i2c_phy *phy)
{
 u32 i2c_caps;
 int ret;

 phy->guard_time_read = true;
 phy->guard_time_write = true;
 phy->guard_time_min = GUARD_TIME_DEFAULT_MIN;
 phy->guard_time_max = GUARD_TIME_DEFAULT_MAX;

 ret = tpm_tis_i2c_read_bytes(&phy->priv, TPM_I2C_INTERFACE_CAPABILITY,
         sizeof(i2c_caps), (u8 *)&i2c_caps,
         TPM_TIS_PHYS_32);
 if (ret)
  return ret;

 phy->guard_time_read = (i2c_caps & TPM_GUARD_TIME_RR_MASK) ||
          (i2c_caps & TPM_GUARD_TIME_RW_MASK);
 phy->guard_time_write = (i2c_caps & TPM_GUARD_TIME_WR_MASK) ||
    (i2c_caps & TPM_GUARD_TIME_WW_MASK);
 phy->guard_time_min = (i2c_caps & TPM_GUARD_TIME_MIN_MASK) >>
         TPM_GUARD_TIME_MIN_SHIFT;
 /* guard_time_max = guard_time_min * 1.2 */
 phy->guard_time_max = phy->guard_time_min + phy->guard_time_min / 5;

 return 0;
}

static SIMPLE_DEV_PM_OPS(tpm_tis_pm, tpm_pm_suspend, tpm_tis_resume);

static const struct tpm_tis_phy_ops tpm_i2c_phy_ops = {
 .read_bytes = tpm_tis_i2c_read_bytes,
 .write_bytes = tpm_tis_i2c_write_bytes,
 .verify_crc = tpm_tis_i2c_verify_crc,
};

static int tpm_tis_i2c_probe(struct i2c_client *dev)
{
 struct tpm_tis_i2c_phy *phy;
 const u8 crc_enable = 1;
 const u8 locality = 0;
 int ret;

 phy = devm_kzalloc(&dev->dev, sizeof(struct tpm_tis_i2c_phy),
      GFP_KERNEL);
 if (!phy)
  return -ENOMEM;

 phy->io_buf = devm_kzalloc(&dev->dev, TPM_BUFSIZE, GFP_KERNEL);
 if (!phy->io_buf)
  return -ENOMEM;

 set_bit(TPM_TIS_DEFAULT_CANCELLATION, &phy->priv.flags);
 phy->i2c_client = dev;

 /* must precede all communication with the tpm */
 ret = tpm_tis_i2c_init_guard_time(phy);
 if (ret)
  return ret;

 ret = tpm_tis_i2c_write_bytes(&phy->priv, TPM_LOC_SEL, sizeof(locality),
          &locality, TPM_TIS_PHYS_8);
 if (ret)
  return ret;

 ret = tpm_tis_i2c_write_bytes(&phy->priv, TPM_I2C_DATA_CSUM_ENABLE,
          sizeof(crc_enable), &crc_enable,
          TPM_TIS_PHYS_8);
 if (ret)
  return ret;

 return tpm_tis_core_init(&dev->dev, &phy->priv, -1, &tpm_i2c_phy_ops,
     NULL);
}

static void tpm_tis_i2c_remove(struct i2c_client *client)
{
 struct tpm_chip *chip = i2c_get_clientdata(client);

 tpm_chip_unregister(chip);
 tpm_tis_remove(chip);
}

static const struct i2c_device_id tpm_tis_i2c_id[] = {
 { "tpm_tis_i2c" },
 {}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, tpm_tis_i2c_id);

#ifdef CONFIG_OF
static const struct of_device_id of_tis_i2c_match[] = {
 { .compatible = "infineon,slb9673", },
 { .compatible = "nuvoton,npct75x", },
 { .compatible = "tcg,tpm-tis-i2c", },
 {}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, of_tis_i2c_match);
#endif

static struct i2c_driver tpm_tis_i2c_driver = {
 .driver = {
  .name = "tpm_tis_i2c",
  .pm = &tpm_tis_pm,
  .of_match_table = of_match_ptr(of_tis_i2c_match),
 },
 .probe = tpm_tis_i2c_probe,
 .remove = tpm_tis_i2c_remove,
 .id_table = tpm_tis_i2c_id,
};
module_i2c_driver(tpm_tis_i2c_driver);

MODULE_DESCRIPTION("TPM Driver for native I2C access");
MODULE_LICENSE("GPL");