drivers/char/tpm/tpm-chip.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2004 IBM Corporation
   4  * Copyright (C) 2014 Intel Corporation
   5  *
   6  * Authors:
   7  * Jarkko Sakkinen <jarkko.sakkinen@linux.intel.com>
   8  * Leendert van Doorn <leendert@watson.ibm.com>
   9  * Dave Safford <safford@watson.ibm.com>
  10  * Reiner Sailer <sailer@watson.ibm.com>
  11  * Kylene Hall <kjhall@us.ibm.com>
  12  *
  13  * Maintained by: <tpmdd-devel@lists.sourceforge.net>
  14  *
  15  * TPM chip management routines.
  16  */
  17
  18 #include <linux/poll.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/mutex.h>
  21 #include <linux/spinlock.h>
  22 #include <linux/freezer.h>
  23 #include <linux/major.h>
  24 #include <linux/tpm_eventlog.h>
  25 #include <linux/hw_random.h>
  26 #include "tpm.h"
  27
  28 DEFINE_IDR(dev_nums_idr);
  29 static DEFINE_MUTEX(idr_lock);
  30
  31 struct class *tpm_class;
  32 struct class *tpmrm_class;
  33 dev_t tpm_devt;
  34
  35 static int tpm_request_locality(struct tpm_chip *chip)
  36 {
  37         int rc;
  38
  39         if (!chip->ops->request_locality)
  40                 return 0;
  41
  42         rc = chip->ops->request_locality(chip, 0);
  43         if (rc < 0)
  44                 return rc;
  45
  46         chip->locality = rc;
  47         return 0;
  48 }
  49
  50 static void tpm_relinquish_locality(struct tpm_chip *chip)
  51 {
  52         int rc;
  53
  54         if (!chip->ops->relinquish_locality)
  55                 return;
  56
  57         rc = chip->ops->relinquish_locality(chip, chip->locality);
  58         if (rc)
  59                 dev_err(&chip->dev, "%s: : error %d\n", __func__, rc);
  60
  61         chip->locality = -1;
  62 }
  63
  64 static int tpm_cmd_ready(struct tpm_chip *chip)
  65 {
  66         if (!chip->ops->cmd_ready)
  67                 return 0;
  68
  69         return chip->ops->cmd_ready(chip);
  70 }
  71
  72 static int tpm_go_idle(struct tpm_chip *chip)
  73 {
  74         if (!chip->ops->go_idle)
  75                 return 0;
  76
  77         return chip->ops->go_idle(chip);
  78 }
  79
  80 static void tpm_clk_enable(struct tpm_chip *chip)
  81 {
  82         if (chip->ops->clk_enable)
  83                 chip->ops->clk_enable(chip, true);
  84 }
  85
  86 static void tpm_clk_disable(struct tpm_chip *chip)
  87 {
  88         if (chip->ops->clk_enable)
  89                 chip->ops->clk_enable(chip, false);
  90 }
  91
  92 /**
  93  * tpm_chip_start() - power on the TPM
  94  * @chip:       a TPM chip to use
  95  *
  96  * Return:
  97  * * The response length        - OK
  98  * * -errno                     - A system error
  99  */
 100 int tpm_chip_start(struct tpm_chip *chip)
 101 {
 102         int ret;
 103
 104         tpm_clk_enable(chip);
 105
 106         if (chip->locality == -1) {
 107                 ret = tpm_request_locality(chip);
 108                 if (ret) {
 109                         tpm_clk_disable(chip);
 110                         return ret;
 111                 }
 112         }
 113
 114         ret = tpm_cmd_ready(chip);
 115         if (ret) {
 116                 tpm_relinquish_locality(chip);
 117                 tpm_clk_disable(chip);
 118                 return ret;
 119         }
 120
 121         return 0;
 122 }
 123 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_start);
 124
 125 /**
 126  * tpm_chip_stop() - power off the TPM
 127  * @chip:       a TPM chip to use
 128  *
 129  * Return:
 130  * * The response length        - OK
 131  * * -errno                     - A system error
 132  */
 133 void tpm_chip_stop(struct tpm_chip *chip)
 134 {
 135         tpm_go_idle(chip);
 136         tpm_relinquish_locality(chip);
 137         tpm_clk_disable(chip);
 138 }
 139 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_stop);
 140
 141 /**
 142  * tpm_try_get_ops() - Get a ref to the tpm_chip
 143  * @chip: Chip to ref
 144  *
 145  * The caller must already have some kind of locking to ensure that chip is
 146  * valid. This function will lock the chip so that the ops member can be
 147  * accessed safely. The locking prevents tpm_chip_unregister from
 148  * completing, so it should not be held for long periods.
 149  *
 150  * Returns -ERRNO if the chip could not be got.
 151  */
 152 int tpm_try_get_ops(struct tpm_chip *chip)
 153 {
 154         int rc = -EIO;
 155
 156         get_device(&chip->dev);
 157
 158         down_read(&chip->ops_sem);
 159         if (!chip->ops)
 160                 goto out_ops;
 161
 162         mutex_lock(&chip->tpm_mutex);
 163         rc = tpm_chip_start(chip);
 164         if (rc)
 165                 goto out_lock;
 166
 167         return 0;
 168 out_lock:
 169         mutex_unlock(&chip->tpm_mutex);
 170 out_ops:
 171         up_read(&chip->ops_sem);
 172         put_device(&chip->dev);
 173         return rc;
 174 }
 175 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_try_get_ops);
 176
 177 /**
 178  * tpm_put_ops() - Release a ref to the tpm_chip
 179  * @chip: Chip to put
 180  *
 181  * This is the opposite pair to tpm_try_get_ops(). After this returns chip may
 182  * be kfree'd.
 183  */
 184 void tpm_put_ops(struct tpm_chip *chip)
 185 {
 186         tpm_chip_stop(chip);
 187         mutex_unlock(&chip->tpm_mutex);
 188         up_read(&chip->ops_sem);
 189         put_device(&chip->dev);
 190 }
 191 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_put_ops);
 192
 193 /**
 194  * tpm_default_chip() - find a TPM chip and get a reference to it
 195  */
 196 struct tpm_chip *tpm_default_chip(void)
 197 {
 198         struct tpm_chip *chip, *res = NULL;
 199         int chip_num = 0;
 200         int chip_prev;
 201
 202         mutex_lock(&idr_lock);
 203
 204         do {
 205                 chip_prev = chip_num;
 206                 chip = idr_get_next(&dev_nums_idr, &chip_num);
 207                 if (chip) {
 208                         get_device(&chip->dev);
 209                         res = chip;
 210                         break;
 211                 }
 212         } while (chip_prev != chip_num);
 213
 214         mutex_unlock(&idr_lock);
 215
 216         return res;
 217 }
 218 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_default_chip);
 219
 220 /**
 221  * tpm_find_get_ops() - find and reserve a TPM chip
 222  * @chip:       a &struct tpm_chip instance, %NULL for the default chip
 223  *
 224  * Finds a TPM chip and reserves its class device and operations. The chip must
 225  * be released with tpm_put_ops() after use.
 226  * This function is for internal use only. It supports existing TPM callers
 227  * by accepting NULL, but those callers should be converted to pass in a chip
 228  * directly.
 229  *
 230  * Return:
 231  * A reserved &struct tpm_chip instance.
 232  * %NULL if a chip is not found.
 233  * %NULL if the chip is not available.
 234  */
 235 struct tpm_chip *tpm_find_get_ops(struct tpm_chip *chip)
 236 {
 237         int rc;
 238
 239         if (chip) {
 240                 if (!tpm_try_get_ops(chip))
 241                         return chip;
 242                 return NULL;
 243         }
 244
 245         chip = tpm_default_chip();
 246         if (!chip)
 247                 return NULL;
 248         rc = tpm_try_get_ops(chip);
 249         /* release additional reference we got from tpm_default_chip() */
 250         put_device(&chip->dev);
 251         if (rc)
 252                 return NULL;
 253         return chip;
 254 }
 255
 256 /**
 257  * tpm_dev_release() - free chip memory and the device number
 258  * @dev: the character device for the TPM chip
 259  *
 260  * This is used as the release function for the character device.
 261  */
 262 static void tpm_dev_release(struct device *dev)
 263 {
 264         struct tpm_chip *chip = container_of(dev, struct tpm_chip, dev);
 265
 266         mutex_lock(&idr_lock);
 267         idr_remove(&dev_nums_idr, chip->dev_num);
 268         mutex_unlock(&idr_lock);
 269
 270         kfree(chip->log.bios_event_log);
 271         kfree(chip->work_space.context_buf);
 272         kfree(chip->work_space.session_buf);
 273         kfree(chip->allocated_banks);
 274         kfree(chip);
 275 }
 276
 277 static void tpm_devs_release(struct device *dev)
 278 {
 279         struct tpm_chip *chip = container_of(dev, struct tpm_chip, devs);
 280
 281         /* release the master device reference */
 282         put_device(&chip->dev);
 283 }
 284
 285 /**
 286  * tpm_class_shutdown() - prepare the TPM device for loss of power.
 287  * @dev: device to which the chip is associated.
 288  *
 289  * Issues a TPM2_Shutdown command prior to loss of power, as required by the
 290  * TPM 2.0 spec.
 291  * Then, calls bus- and device- specific shutdown code.
 292  *
 293  * XXX: This codepath relies on the fact that sysfs is not enabled for
 294  * TPM2: sysfs uses an implicit lock on chip->ops, so this could race if TPM2
 295  * has sysfs support enabled before TPM sysfs's implicit locking is fixed.
 296  */
 297 static int tpm_class_shutdown(struct device *dev)
 298 {
 299         struct tpm_chip *chip = container_of(dev, struct tpm_chip, dev);
 300
 301         down_write(&chip->ops_sem);
 302         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2) {
 303                 if (!tpm_chip_start(chip)) {
 304                         tpm2_shutdown(chip, TPM2_SU_CLEAR);
 305                         tpm_chip_stop(chip);
 306                 }
 307         }
 308         chip->ops = NULL;
 309         up_write(&chip->ops_sem);
 310
 311         return 0;
 312 }
 313
 314 /**
 315  * tpm_chip_alloc() - allocate a new struct tpm_chip instance
 316  * @pdev: device to which the chip is associated
 317  *        At this point pdev mst be initialized, but does not have to
 318  *        be registered
 319  * @ops: struct tpm_class_ops instance
 320  *
 321  * Allocates a new struct tpm_chip instance and assigns a free
 322  * device number for it. Must be paired with put_device(&chip->dev).
 323  */
 324 struct tpm_chip *tpm_chip_alloc(struct device *pdev,
 325                                 const struct tpm_class_ops *ops)
 326 {
 327         struct tpm_chip *chip;
 328         int rc;
 329
 330         chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
 331         if (chip == NULL)
 332                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 333
 334         mutex_init(&chip->tpm_mutex);
 335         init_rwsem(&chip->ops_sem);
 336
 337         chip->ops = ops;
 338
 339         mutex_lock(&idr_lock);
 340         rc = idr_alloc(&dev_nums_idr, NULL, 0, TPM_NUM_DEVICES, GFP_KERNEL);
 341         mutex_unlock(&idr_lock);
 342         if (rc < 0) {
 343                 dev_err(pdev, "No available tpm device numbers\n");
 344                 kfree(chip);
 345                 return ERR_PTR(rc);
 346         }
 347         chip->dev_num = rc;
 348
 349         device_initialize(&chip->dev);
 350         device_initialize(&chip->devs);
 351
 352         chip->dev.class = tpm_class;
 353         chip->dev.class->shutdown_pre = tpm_class_shutdown;
 354         chip->dev.release = tpm_dev_release;
 355         chip->dev.parent = pdev;
 356         chip->dev.groups = chip->groups;
 357
 358         chip->devs.parent = pdev;
 359         chip->devs.class = tpmrm_class;
 360         chip->devs.release = tpm_devs_release;
 361         /* get extra reference on main device to hold on
 362          * behalf of devs.  This holds the chip structure
 363          * while cdevs is in use.  The corresponding put
 364          * is in the tpm_devs_release (TPM2 only)
 365          */
 366         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2)
 367                 get_device(&chip->dev);
 368
 369         if (chip->dev_num == 0)
 370                 chip->dev.devt = MKDEV(MISC_MAJOR, TPM_MINOR);
 371         else
 372                 chip->dev.devt = MKDEV(MAJOR(tpm_devt), chip->dev_num);
 373
 374         chip->devs.devt =
 375                 MKDEV(MAJOR(tpm_devt), chip->dev_num + TPM_NUM_DEVICES);
 376
 377         rc = dev_set_name(&chip->dev, "tpm%d", chip->dev_num);
 378         if (rc)
 379                 goto out;
 380         rc = dev_set_name(&chip->devs, "tpmrm%d", chip->dev_num);
 381         if (rc)
 382                 goto out;
 383
 384         if (!pdev)
 385                 chip->flags |= TPM_CHIP_FLAG_VIRTUAL;
 386
 387         cdev_init(&chip->cdev, &tpm_fops);
 388         cdev_init(&chip->cdevs, &tpmrm_fops);
 389         chip->cdev.owner = THIS_MODULE;
 390         chip->cdevs.owner = THIS_MODULE;
 391
 392         chip->work_space.context_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 393         if (!chip->work_space.context_buf) {
 394                 rc = -ENOMEM;
 395                 goto out;
 396         }
 397         chip->work_space.session_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 398         if (!chip->work_space.session_buf) {
 399                 rc = -ENOMEM;
 400                 goto out;
 401         }
 402
 403         chip->locality = -1;
 404         return chip;
 405
 406 out:
 407         put_device(&chip->devs);
 408         put_device(&chip->dev);
 409         return ERR_PTR(rc);
 410 }
 411 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_alloc);
 412
 413 /**
 414  * tpmm_chip_alloc() - allocate a new struct tpm_chip instance
 415  * @pdev: parent device to which the chip is associated
 416  * @ops: struct tpm_class_ops instance
 417  *
 418  * Same as tpm_chip_alloc except devm is used to do the put_device
 419  */
 420 struct tpm_chip *tpmm_chip_alloc(struct device *pdev,
 421                                  const struct tpm_class_ops *ops)
 422 {
 423         struct tpm_chip *chip;
 424         int rc;
 425
 426         chip = tpm_chip_alloc(pdev, ops);
 427         if (IS_ERR(chip))
 428                 return chip;
 429
 430         rc = devm_add_action_or_reset(pdev,
 431                                       (void (*)(void *)) put_device,
 432                                       &chip->dev);
 433         if (rc)
 434                 return ERR_PTR(rc);
 435
 436         dev_set_drvdata(pdev, chip);
 437
 438         return chip;
 439 }
 440 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpmm_chip_alloc);
 441
 442 static int tpm_add_char_device(struct tpm_chip *chip)
 443 {
 444         int rc;
 445
 446         rc = cdev_device_add(&chip->cdev, &chip->dev);
 447         if (rc) {
 448                 dev_err(&chip->dev,
 449                         "unable to cdev_device_add() %s, major %d, minor %d, err=%d\n",
 450                         dev_name(&chip->dev), MAJOR(chip->dev.devt),
 451                         MINOR(chip->dev.devt), rc);
 452                 return rc;
 453         }
 454
 455         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2) {
 456                 rc = cdev_device_add(&chip->cdevs, &chip->devs);
 457                 if (rc) {
 458                         dev_err(&chip->devs,
 459                                 "unable to cdev_device_add() %s, major %d, minor %d, err=%d\n",
 460                                 dev_name(&chip->devs), MAJOR(chip->devs.devt),
 461                                 MINOR(chip->devs.devt), rc);
 462                         return rc;
 463                 }
 464         }
 465
 466         /* Make the chip available. */
 467         mutex_lock(&idr_lock);
 468         idr_replace(&dev_nums_idr, chip, chip->dev_num);
 469         mutex_unlock(&idr_lock);
 470
 471         return rc;
 472 }
 473
 474 static void tpm_del_char_device(struct tpm_chip *chip)
 475 {
 476         cdev_device_del(&chip->cdev, &chip->dev);
 477
 478         /* Make the chip unavailable. */
 479         mutex_lock(&idr_lock);
 480         idr_replace(&dev_nums_idr, NULL, chip->dev_num);
 481         mutex_unlock(&idr_lock);
 482
 483         /* Make the driver uncallable. */
 484         down_write(&chip->ops_sem);
 485         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2) {
 486                 if (!tpm_chip_start(chip)) {
 487                         tpm2_shutdown(chip, TPM2_SU_CLEAR);
 488                         tpm_chip_stop(chip);
 489                 }
 490         }
 491         chip->ops = NULL;
 492         up_write(&chip->ops_sem);
 493 }
 494
 495 static void tpm_del_legacy_sysfs(struct tpm_chip *chip)
 496 {
 497         struct attribute **i;
 498
 499         if (chip->flags & (TPM_CHIP_FLAG_TPM2 | TPM_CHIP_FLAG_VIRTUAL))
 500                 return;
 501
 502         sysfs_remove_link(&chip->dev.parent->kobj, "ppi");
 503
 504         for (i = chip->groups[0]->attrs; *i != NULL; ++i)
 505                 sysfs_remove_link(&chip->dev.parent->kobj, (*i)->name);
 506 }
 507
 508 /* For compatibility with legacy sysfs paths we provide symlinks from the
 509  * parent dev directory to selected names within the tpm chip directory. Old
 510  * kernel versions created these files directly under the parent.
 511  */
 512 static int tpm_add_legacy_sysfs(struct tpm_chip *chip)
 513 {
 514         struct attribute **i;
 515         int rc;
 516
 517         if (chip->flags & (TPM_CHIP_FLAG_TPM2 | TPM_CHIP_FLAG_VIRTUAL))
 518                 return 0;
 519
 520         rc = __compat_only_sysfs_link_entry_to_kobj(
 521                     &chip->dev.parent->kobj, &chip->dev.kobj, "ppi");
 522         if (rc && rc != -ENOENT)
 523                 return rc;
 524
 525         /* All the names from tpm-sysfs */
 526         for (i = chip->groups[0]->attrs; *i != NULL; ++i) {
 527                 rc = __compat_only_sysfs_link_entry_to_kobj(
 528                     &chip->dev.parent->kobj, &chip->dev.kobj, (*i)->name);
 529                 if (rc) {
 530                         tpm_del_legacy_sysfs(chip);
 531                         return rc;
 532                 }
 533         }
 534
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 static int tpm_hwrng_read(struct hwrng *rng, void *data, size_t max, bool wait)
 539 {
 540         struct tpm_chip *chip = container_of(rng, struct tpm_chip, hwrng);
 541
 542         return tpm_get_random(chip, data, max);
 543 }
 544
 545 static int tpm_add_hwrng(struct tpm_chip *chip)
 546 {
 547         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HW_RANDOM_TPM))
 548                 return 0;
 549
 550         snprintf(chip->hwrng_name, sizeof(chip->hwrng_name),
 551                  "tpm-rng-%d", chip->dev_num);
 552         chip->hwrng.name = chip->hwrng_name;
 553         chip->hwrng.read = tpm_hwrng_read;
 554         return hwrng_register(&chip->hwrng);
 555 }
 556
 557 static int tpm_get_pcr_allocation(struct tpm_chip *chip)
 558 {
 559         int rc;
 560
 561         rc = (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2) ?
 562              tpm2_get_pcr_allocation(chip) :
 563              tpm1_get_pcr_allocation(chip);
 564
 565         if (rc > 0)
 566                 return -ENODEV;
 567
 568         return rc;
 569 }
 570
 571 /*
 572  * tpm_chip_register() - create a character device for the TPM chip
 573  * @chip: TPM chip to use.
 574  *
 575  * Creates a character device for the TPM chip and adds sysfs attributes for
 576  * the device. As the last step this function adds the chip to the list of TPM
 577  * chips available for in-kernel use.
 578  *
 579  * This function should be only called after the chip initialization is
 580  * complete.
 581  */
 582 int tpm_chip_register(struct tpm_chip *chip)
 583 {
 584         int rc;
 585
 586         rc = tpm_chip_start(chip);
 587         if (rc)
 588                 return rc;
 589         rc = tpm_auto_startup(chip);
 590         if (rc) {
 591                 tpm_chip_stop(chip);
 592                 return rc;
 593         }
 594
 595         rc = tpm_get_pcr_allocation(chip);
 596         tpm_chip_stop(chip);
 597         if (rc)
 598                 return rc;
 599
 600         tpm_sysfs_add_device(chip);
 601
 602         rc = tpm_bios_log_setup(chip);
 603         if (rc != 0 && rc != -ENODEV)
 604                 return rc;
 605
 606         tpm_add_ppi(chip);
 607
 608         rc = tpm_add_hwrng(chip);
 609         if (rc)
 610                 goto out_ppi;
 611
 612         rc = tpm_add_char_device(chip);
 613         if (rc)
 614                 goto out_hwrng;
 615
 616         rc = tpm_add_legacy_sysfs(chip);
 617         if (rc) {
 618                 tpm_chip_unregister(chip);
 619                 return rc;
 620         }
 621
 622         return 0;
 623
 624 out_hwrng:
 625         if (IS_ENABLED(CONFIG_HW_RANDOM_TPM))
 626                 hwrng_unregister(&chip->hwrng);
 627 out_ppi:
 628         tpm_bios_log_teardown(chip);
 629
 630         return rc;
 631 }
 632 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_register);
 633
 634 /*
 635  * tpm_chip_unregister() - release the TPM driver
 636  * @chip: TPM chip to use.
 637  *
 638  * Takes the chip first away from the list of available TPM chips and then
 639  * cleans up all the resources reserved by tpm_chip_register().
 640  *
 641  * Once this function returns the driver call backs in 'op's will not be
 642  * running and will no longer start.
 643  *
 644  * NOTE: This function should be only called before deinitializing chip
 645  * resources.
 646  */
 647 void tpm_chip_unregister(struct tpm_chip *chip)
 648 {
 649         tpm_del_legacy_sysfs(chip);
 650         if (IS_ENABLED(CONFIG_HW_RANDOM_TPM))
 651                 hwrng_unregister(&chip->hwrng);
 652         tpm_bios_log_teardown(chip);
 653         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2)
 654                 cdev_device_del(&chip->cdevs, &chip->devs);
 655         tpm_del_char_device(chip);
 656 }
 657 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_chip_unregister);