Quelle  tpm-chip.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2004 IBM Corporation
 * Copyright (C) 2014 Intel Corporation
 *
 * Authors:
 * Jarkko Sakkinen <jarkko.sakkinen@linux.intel.com>
 * Leendert van Doorn <leendert@watson.ibm.com>
 * Dave Safford <safford@watson.ibm.com>
 * Reiner Sailer <sailer@watson.ibm.com>
 * Kylene Hall <kjhall@us.ibm.com>
 *
 * Maintained by: <tpmdd-devel@lists.sourceforge.net>
 *
 * TPM chip management routines.
 */

#include <linux/poll.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/freezer.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/tpm_eventlog.h>
#include <linux/hw_random.h>
#include "tpm.h"

DEFINE_IDR(dev_nums_idr);
static DEFINE_MUTEX(idr_lock);

const struct class tpm_class = {
 .name = "tpm",
 .shutdown_pre = tpm_class_shutdown,
};
const struct class tpmrm_class = {
 .name = "tpmrm",
};
dev_t tpm_devt;

static int tpm_request_locality(struct tpm_chip *chip)
{
 int rc;

 if (!chip->ops->request_locality)
  return 0;

 rc = chip->ops->request_locality(chip, 0);
 if (rc < 0)
  return rc;

 chip->locality = rc;
 return 0;
}

static void tpm_relinquish_locality(struct tpm_chip *chip)
{
 int rc;

 if (!chip->ops->relinquish_locality)
  return;

 rc = chip->ops->relinquish_locality(chip, chip->locality);
 if (rc)
  dev_err(&chip->dev, "%s: : error %d\n", __func__, rc);

 chip->locality = -1;
}

static int tpm_cmd_ready(struct tpm_chip *chip)
{
 if (!chip->ops->cmd_ready)
  return 0;

 return chip->ops->cmd_ready(chip);
}

static int tpm_go_idle(struct tpm_chip *chip)
{
 if (!chip->ops->go_idle)
  return 0;

 return chip->ops->go_idle(chip);
}

static void tpm_clk_enable(struct tpm_chip *chip)
{
 if (chip->ops->clk_enable)
  chip->ops->clk_enable(chip, true);
}

static void tpm_clk_disable(struct tpm_chip *chip)
{
 if (chip->ops->clk_enable)
  chip->ops->clk_enable(chip, false);
}

/**
 * tpm_chip_start() - power on the TPM
 * @chip: a TPM chip to use
 *
 * Return:
 * * The response length - OK
 * * -errno - A system error
 */
int tpm_chip_start(struct tpm_chip *chip)
{
 int ret;

 tpm_clk_enable(chip);

 if (chip->locality == -1) {
  ret = tpm_request_locality(chip);
  if (ret) {
   tpm_clk_disable(chip);
   return ret;
  }
 }

 ret = tpm_cmd_ready(chip);
 if (ret) {
  tpm_relinquish_locality(chip);
  tpm_clk_disable(chip);
  return ret;
 }

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_start);

/**
 * tpm_chip_stop() - power off the TPM
 * @chip: a TPM chip to use
 *
 * Return:
 * * The response length - OK
 * * -errno - A system error
 */
void tpm_chip_stop(struct tpm_chip *chip)
{
 tpm_go_idle(chip);
 tpm_relinquish_locality(chip);
 tpm_clk_disable(chip);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_stop);

/**
 * tpm_try_get_ops() - Get a ref to the tpm_chip
 * @chip: Chip to ref
 *
 * The caller must already have some kind of locking to ensure that chip is
 * valid. This function will lock the chip so that the ops member can be
 * accessed safely. The locking prevents tpm_chip_unregister from
 * completing, so it should not be held for long periods.
 *
 * Returns -ERRNO if the chip could not be got.
 */
int tpm_try_get_ops(struct tpm_chip *chip)
{
 int rc = -EIO;

 if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_DISABLE)
  return rc;

 get_device(&chip->dev);

 down_read(&chip->ops_sem);
 if (!chip->ops)
  goto out_ops;

 mutex_lock(&chip->tpm_mutex);

 /* tmp_chip_start may issue IO that is denied while suspended */
 if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_SUSPENDED)
  goto out_lock;

 rc = tpm_chip_start(chip);
 if (rc)
  goto out_lock;

 return 0;
out_lock:
 mutex_unlock(&chip->tpm_mutex);
out_ops:
 up_read(&chip->ops_sem);
 put_device(&chip->dev);
 return rc;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_try_get_ops);

/**
 * tpm_put_ops() - Release a ref to the tpm_chip
 * @chip: Chip to put
 *
 * This is the opposite pair to tpm_try_get_ops(). After this returns chip may
 * be kfree'd.
 */
void tpm_put_ops(struct tpm_chip *chip)
{
 tpm_chip_stop(chip);
 mutex_unlock(&chip->tpm_mutex);
 up_read(&chip->ops_sem);
 put_device(&chip->dev);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_put_ops);

/**
 * tpm_default_chip() - find a TPM chip and get a reference to it
 */
struct tpm_chip *tpm_default_chip(void)
{
 struct tpm_chip *chip, *res = NULL;
 int chip_num = 0;
 int chip_prev;

 mutex_lock(&idr_lock);

 do {
  chip_prev = chip_num;
  chip = idr_get_next(&dev_nums_idr, &chip_num);
  if (chip) {
   get_device(&chip->dev);
   res = chip;
   break;
  }
 } while (chip_prev != chip_num);

 mutex_unlock(&idr_lock);

 return res;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_default_chip);

/**
 * tpm_find_get_ops() - find and reserve a TPM chip
 * @chip: a &struct tpm_chip instance, %NULL for the default chip
 *
 * Finds a TPM chip and reserves its class device and operations. The chip must
 * be released with tpm_put_ops() after use.
 * This function is for internal use only. It supports existing TPM callers
 * by accepting NULL, but those callers should be converted to pass in a chip
 * directly.
 *
 * Return:
 * A reserved &struct tpm_chip instance.
 * %NULL if a chip is not found.
 * %NULL if the chip is not available.
 */
struct tpm_chip *tpm_find_get_ops(struct tpm_chip *chip)
{
 int rc;

 if (chip) {
  if (!tpm_try_get_ops(chip))
   return chip;
  return NULL;
 }

 chip = tpm_default_chip();
 if (!chip)
  return NULL;
 rc = tpm_try_get_ops(chip);
 /* release additional reference we got from tpm_default_chip() */
 put_device(&chip->dev);
 if (rc)
  return NULL;
 return chip;
}

/**
 * tpm_dev_release() - free chip memory and the device number
 * @dev: the character device for the TPM chip
 *
 * This is used as the release function for the character device.
 */
static void tpm_dev_release(struct device *dev)
{
 struct tpm_chip *chip = container_of(dev, struct tpm_chip, dev);

 mutex_lock(&idr_lock);
 idr_remove(&dev_nums_idr, chip->dev_num);
 mutex_unlock(&idr_lock);

 kfree(chip->work_space.context_buf);
 kfree(chip->work_space.session_buf);
 kfree(chip->allocated_banks);
#ifdef CONFIG_TCG_TPM2_HMAC
 kfree(chip->auth);
#endif
 kfree(chip);
}

/**
 * tpm_class_shutdown() - prepare the TPM device for loss of power.
 * @dev: device to which the chip is associated.
 *
 * Issues a TPM2_Shutdown command prior to loss of power, as required by the
 * TPM 2.0 spec. Then, calls bus- and device- specific shutdown code.
 *
 * Return: always 0 (i.e. success)
 */
int tpm_class_shutdown(struct device *dev)
{
 struct tpm_chip *chip = container_of(dev, struct tpm_chip, dev);

 down_write(&chip->ops_sem);
 if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2) {
  if (!tpm_chip_start(chip)) {
   tpm2_end_auth_session(chip);
   tpm2_shutdown(chip, TPM2_SU_CLEAR);
   tpm_chip_stop(chip);
  }
 }
 chip->ops = NULL;
 up_write(&chip->ops_sem);

 return 0;
}

/**
 * tpm_chip_alloc() - allocate a new struct tpm_chip instance
 * @pdev: device to which the chip is associated
 *        At this point pdev mst be initialized, but does not have to
 *        be registered
 * @ops: struct tpm_class_ops instance
 *
 * Allocates a new struct tpm_chip instance and assigns a free
 * device number for it. Must be paired with put_device(&chip->dev).
 */
struct tpm_chip *tpm_chip_alloc(struct device *pdev,
    const struct tpm_class_ops *ops)
{
 struct tpm_chip *chip;
 int rc;

 chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
 if (chip == NULL)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 mutex_init(&chip->tpm_mutex);
 init_rwsem(&chip->ops_sem);

 chip->ops = ops;

 mutex_lock(&idr_lock);
 rc = idr_alloc(&dev_nums_idr, NULL, 0, TPM_NUM_DEVICES, GFP_KERNEL);
 mutex_unlock(&idr_lock);
 if (rc < 0) {
  dev_err(pdev, "No available tpm device numbers\n");
  kfree(chip);
  return ERR_PTR(rc);
 }
 chip->dev_num = rc;

 device_initialize(&chip->dev);

 chip->dev.class = &tpm_class;
 chip->dev.release = tpm_dev_release;
 chip->dev.parent = pdev;
 chip->dev.groups = chip->groups;

 if (chip->dev_num == 0)
  chip->dev.devt = MKDEV(MISC_MAJOR, TPM_MINOR);
 else
  chip->dev.devt = MKDEV(MAJOR(tpm_devt), chip->dev_num);

 rc = dev_set_name(&chip->dev, "tpm%d", chip->dev_num);
 if (rc)
  goto out;

 if (!pdev)
  chip->flags |= TPM_CHIP_FLAG_VIRTUAL;

 cdev_init(&chip->cdev, &tpm_fops);
 chip->cdev.owner = THIS_MODULE;

 rc = tpm2_init_space(&chip->work_space, TPM2_SPACE_BUFFER_SIZE);
 if (rc) {
  rc = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 chip->locality = -1;
 return chip;

out:
 put_device(&chip->dev);
 return ERR_PTR(rc);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_alloc);

static void tpm_put_device(void *dev)
{
 put_device(dev);
}

/**
 * tpmm_chip_alloc() - allocate a new struct tpm_chip instance
 * @pdev: parent device to which the chip is associated
 * @ops: struct tpm_class_ops instance
 *
 * Same as tpm_chip_alloc except devm is used to do the put_device
 */
struct tpm_chip *tpmm_chip_alloc(struct device *pdev,
     const struct tpm_class_ops *ops)
{
 struct tpm_chip *chip;
 int rc;

 chip = tpm_chip_alloc(pdev, ops);
 if (IS_ERR(chip))
  return chip;

 rc = devm_add_action_or_reset(pdev,
          tpm_put_device,
          &chip->dev);
 if (rc)
  return ERR_PTR(rc);

 dev_set_drvdata(pdev, chip);

 return chip;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpmm_chip_alloc);

static int tpm_add_char_device(struct tpm_chip *chip)
{
 int rc;

 rc = cdev_device_add(&chip->cdev, &chip->dev);
 if (rc) {
  dev_err(&chip->dev,
   "unable to cdev_device_add() %s, major %d, minor %d, err=%d\n",
   dev_name(&chip->dev), MAJOR(chip->dev.devt),
   MINOR(chip->dev.devt), rc);
  return rc;
 }

 if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2 && !tpm_is_firmware_upgrade(chip)) {
  rc = tpm_devs_add(chip);
  if (rc)
   goto err_del_cdev;
 }

 /* Make the chip available. */
 mutex_lock(&idr_lock);
 idr_replace(&dev_nums_idr, chip, chip->dev_num);
 mutex_unlock(&idr_lock);

 return 0;

err_del_cdev:
 cdev_device_del(&chip->cdev, &chip->dev);
 return rc;
}

static void tpm_del_char_device(struct tpm_chip *chip)
{
 cdev_device_del(&chip->cdev, &chip->dev);

 /* Make the chip unavailable. */
 mutex_lock(&idr_lock);
 idr_replace(&dev_nums_idr, NULL, chip->dev_num);
 mutex_unlock(&idr_lock);

 /* Make the driver uncallable. */
 down_write(&chip->ops_sem);

 /*
 * Check if chip->ops is still valid: In case that the controller
 * drivers shutdown handler unregisters the controller in its
 * shutdown handler we are called twice and chip->ops to NULL.
 */
 if (chip->ops) {
  if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2) {
   if (!tpm_chip_start(chip)) {
    tpm2_shutdown(chip, TPM2_SU_CLEAR);
    tpm_chip_stop(chip);
   }
  }
  chip->ops = NULL;
 }
 up_write(&chip->ops_sem);
}

static void tpm_del_legacy_sysfs(struct tpm_chip *chip)
{
 struct attribute **i;

 if (chip->flags & (TPM_CHIP_FLAG_TPM2 | TPM_CHIP_FLAG_VIRTUAL) ||
     tpm_is_firmware_upgrade(chip))
  return;

 sysfs_remove_link(&chip->dev.parent->kobj, "ppi");

 for (i = chip->groups[0]->attrs; *i != NULL; ++i)
  sysfs_remove_link(&chip->dev.parent->kobj, (*i)->name);
}

/* For compatibility with legacy sysfs paths we provide symlinks from the
 * parent dev directory to selected names within the tpm chip directory. Old
 * kernel versions created these files directly under the parent.
 */
static int tpm_add_legacy_sysfs(struct tpm_chip *chip)
{
 struct attribute **i;
 int rc;

 if (chip->flags & (TPM_CHIP_FLAG_TPM2 | TPM_CHIP_FLAG_VIRTUAL) ||
  tpm_is_firmware_upgrade(chip))
  return 0;

 rc = compat_only_sysfs_link_entry_to_kobj(
      &chip->dev.parent->kobj, &chip->dev.kobj, "ppi", NULL);
 if (rc && rc != -ENOENT)
  return rc;

 /* All the names from tpm-sysfs */
 for (i = chip->groups[0]->attrs; *i != NULL; ++i) {
  rc = compat_only_sysfs_link_entry_to_kobj(
      &chip->dev.parent->kobj, &chip->dev.kobj, (*i)->name, NULL);
  if (rc) {
   tpm_del_legacy_sysfs(chip);
   return rc;
  }
 }

 return 0;
}

static int tpm_hwrng_read(struct hwrng *rng, void *data, size_t max, bool wait)
{
 struct tpm_chip *chip = container_of(rng, struct tpm_chip, hwrng);

 return tpm_get_random(chip, data, max);
}

static bool tpm_is_hwrng_enabled(struct tpm_chip *chip)
{
 if (!IS_ENABLED(CONFIG_HW_RANDOM_TPM))
  return false;
 if (tpm_is_firmware_upgrade(chip))
  return false;
 if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_HWRNG_DISABLED)
  return false;
 return true;
}

static int tpm_add_hwrng(struct tpm_chip *chip)
{
 if (!tpm_is_hwrng_enabled(chip))
  return 0;

 snprintf(chip->hwrng_name, sizeof(chip->hwrng_name),
   "tpm-rng-%d", chip->dev_num);
 chip->hwrng.name = chip->hwrng_name;
 chip->hwrng.read = tpm_hwrng_read;
 return hwrng_register(&chip->hwrng);
}

static int tpm_get_pcr_allocation(struct tpm_chip *chip)
{
 int rc;

 if (tpm_is_firmware_upgrade(chip))
  return 0;

 rc = (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2) ?
      tpm2_get_pcr_allocation(chip) :
      tpm1_get_pcr_allocation(chip);

 if (rc > 0)
  return -ENODEV;

 return rc;
}

/*
 * tpm_chip_bootstrap() - Boostrap TPM chip after power on
 * @chip: TPM chip to use.
 *
 * Initialize TPM chip after power on. This a one-shot function: subsequent
 * calls will have no effect.
 */
int tpm_chip_bootstrap(struct tpm_chip *chip)
{
 int rc;

 if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_BOOTSTRAPPED)
  return 0;

 rc = tpm_chip_start(chip);
 if (rc)
  return rc;

 rc = tpm_auto_startup(chip);
 if (rc)
  goto stop;

 rc = tpm_get_pcr_allocation(chip);
stop:
 tpm_chip_stop(chip);

 /*
 * Unconditionally set, as driver initialization should cease, when the
 * boostrapping process fails.
 */
 chip->flags |= TPM_CHIP_FLAG_BOOTSTRAPPED;

 return rc;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_bootstrap);

/*
 * tpm_chip_register() - create a character device for the TPM chip
 * @chip: TPM chip to use.
 *
 * Creates a character device for the TPM chip and adds sysfs attributes for
 * the device. As the last step this function adds the chip to the list of TPM
 * chips available for in-kernel use.
 *
 * This function should be only called after the chip initialization is
 * complete.
 */
int tpm_chip_register(struct tpm_chip *chip)
{
 int rc;

 rc = tpm_chip_bootstrap(chip);
 if (rc)
  return rc;

 tpm_sysfs_add_device(chip);

 tpm_bios_log_setup(chip);

 tpm_add_ppi(chip);

 rc = tpm_add_hwrng(chip);
 if (rc)
  goto out_ppi;

 rc = tpm_add_char_device(chip);
 if (rc)
  goto out_hwrng;

 rc = tpm_add_legacy_sysfs(chip);
 if (rc) {
  tpm_chip_unregister(chip);
  return rc;
 }

 return 0;

out_hwrng:
 if (tpm_is_hwrng_enabled(chip))
  hwrng_unregister(&chip->hwrng);
out_ppi:
 tpm_bios_log_teardown(chip);

 return rc;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_register);

/*
 * tpm_chip_unregister() - release the TPM driver
 * @chip: TPM chip to use.
 *
 * Takes the chip first away from the list of available TPM chips and then
 * cleans up all the resources reserved by tpm_chip_register().
 *
 * Once this function returns the driver call backs in 'op's will not be
 * running and will no longer start.
 *
 * NOTE: This function should be only called before deinitializing chip
 * resources.
 */
void tpm_chip_unregister(struct tpm_chip *chip)
{
#ifdef CONFIG_TCG_TPM2_HMAC
 int rc;

 rc = tpm_try_get_ops(chip);
 if (!rc) {
  tpm2_end_auth_session(chip);
  tpm_put_ops(chip);
 }
#endif

 tpm_del_legacy_sysfs(chip);
 if (tpm_is_hwrng_enabled(chip))
  hwrng_unregister(&chip->hwrng);
 tpm_bios_log_teardown(chip);
 if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2 && !tpm_is_firmware_upgrade(chip))
  tpm_devs_remove(chip);
 tpm_del_char_device(chip);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_unregister);