drivers/char/tpm/tpm-interface.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  * Leendert van Doorn <[email protected]>
   8  * Dave Safford <[email protected]>
   9  * Reiner Sailer <[email protected]>
  10  * Kylene Hall <[email protected]>
  11  *
  12  * Maintained by: <[email protected]>
  13  *
  14  * Device driver for TCG/TCPA TPM (trusted platform module).
  15  * Specifications at www.trustedcomputinggroup.org
  16  *
  17  * Note, the TPM chip is not interrupt driven (only polling)
  18  * and can have very long timeouts (minutes!). Hence the unusual
  19  * calls to msleep.
  20  */
  21
  22 #include <linux/poll.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/mutex.h>
  25 #include <linux/spinlock.h>
  26 #include <linux/suspend.h>
  27 #include <linux/freezer.h>
  28 #include <linux/tpm_eventlog.h>
  29
  30 #include "tpm.h"
  31
  32 /*
  33  * Bug workaround - some TPM's don't flush the most
  34  * recently changed pcr on suspend, so force the flush
  35  * with an extend to the selected _unused_ non-volatile pcr.
  36  */
  37 static u32 tpm_suspend_pcr;
  38 module_param_named(suspend_pcr, tpm_suspend_pcr, uint, 0644);
  39 MODULE_PARM_DESC(suspend_pcr,
  40                  "PCR to use for dummy writes to facilitate flush on suspend.");
  41
  42 /**
  43  * tpm_calc_ordinal_duration() - calculate the maximum command duration
  44  * @chip:    TPM chip to use.
  45  * @ordinal: TPM command ordinal.
  46  *
  47  * The function returns the maximum amount of time the chip could take
  48  * to return the result for a particular ordinal in jiffies.
  49  *
  50  * Return: A maximal duration time for an ordinal in jiffies.
  51  */
  52 unsigned long tpm_calc_ordinal_duration(struct tpm_chip *chip, u32 ordinal)
  53 {
  54         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2)
  55                 return tpm2_calc_ordinal_duration(chip, ordinal);
  56         else
  57                 return tpm1_calc_ordinal_duration(chip, ordinal);
  58 }
  59 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_calc_ordinal_duration);
  60
  61 static ssize_t tpm_try_transmit(struct tpm_chip *chip, void *buf, size_t bufsiz)
  62 {
  63         struct tpm_header *header = buf;
  64         int rc;
  65         ssize_t len = 0;
  66         u32 count, ordinal;
  67         unsigned long stop;
  68
  69         if (bufsiz < TPM_HEADER_SIZE)
  70                 return -EINVAL;
  71
  72         if (bufsiz > TPM_BUFSIZE)
  73                 bufsiz = TPM_BUFSIZE;
  74
  75         count = be32_to_cpu(header->length);
  76         ordinal = be32_to_cpu(header->ordinal);
  77         if (count == 0)
  78                 return -ENODATA;
  79         if (count > bufsiz) {
  80                 dev_err(&chip->dev,
  81                         "invalid count value %x %zx\n", count, bufsiz);
  82                 return -E2BIG;
  83         }
  84
  85         rc = chip->ops->send(chip, buf, count);
  86         if (rc < 0) {
  87                 if (rc != -EPIPE)
  88                         dev_err(&chip->dev,
  89                                 "%s: send(): error %d\n", __func__, rc);
  90                 return rc;
  91         }
  92
  93         /* A sanity check. send() should just return zero on success e.g.
  94          * not the command length.
  95          */
  96         if (rc > 0) {
  97                 dev_warn(&chip->dev,
  98                          "%s: send(): invalid value %d\n", __func__, rc);
  99                 rc = 0;
 100         }
 101
 102         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_IRQ)
 103                 goto out_recv;
 104
 105         stop = jiffies + tpm_calc_ordinal_duration(chip, ordinal);
 106         do {
 107                 u8 status = chip->ops->status(chip);
 108                 if ((status & chip->ops->req_complete_mask) ==
 109                     chip->ops->req_complete_val)
 110                         goto out_recv;
 111
 112                 if (chip->ops->req_canceled(chip, status)) {
 113                         dev_err(&chip->dev, "Operation Canceled\n");
 114                         return -ECANCELED;
 115                 }
 116
 117                 tpm_msleep(TPM_TIMEOUT_POLL);
 118                 rmb();
 119         } while (time_before(jiffies, stop));
 120
 121         chip->ops->cancel(chip);
 122         dev_err(&chip->dev, "Operation Timed out\n");
 123         return -ETIME;
 124
 125 out_recv:
 126         len = chip->ops->recv(chip, buf, bufsiz);
 127         if (len < 0) {
 128                 rc = len;
 129                 dev_err(&chip->dev, "tpm_transmit: tpm_recv: error %d\n", rc);
 130         } else if (len < TPM_HEADER_SIZE || len != be32_to_cpu(header->length))
 131                 rc = -EFAULT;
 132
 133         return rc ? rc : len;
 134 }
 135
 136 /**
 137  * tpm_transmit - Internal kernel interface to transmit TPM commands.
 138  * @chip:       a TPM chip to use
 139  * @buf:        a TPM command buffer
 140  * @bufsiz:     length of the TPM command buffer
 141  *
 142  * A wrapper around tpm_try_transmit() that handles TPM2_RC_RETRY returns from
 143  * the TPM and retransmits the command after a delay up to a maximum wait of
 144  * TPM2_DURATION_LONG.
 145  *
 146  * Note that TPM 1.x never returns TPM2_RC_RETRY so the retry logic is TPM 2.0
 147  * only.
 148  *
 149  * Return:
 150  * * The response length        - OK
 151  * * -errno                     - A system error
 152  */
 153 ssize_t tpm_transmit(struct tpm_chip *chip, u8 *buf, size_t bufsiz)
 154 {
 155         struct tpm_header *header = (struct tpm_header *)buf;
 156         /* space for header and handles */
 157         u8 save[TPM_HEADER_SIZE + 3*sizeof(u32)];
 158         unsigned int delay_msec = TPM2_DURATION_SHORT;
 159         u32 rc = 0;
 160         ssize_t ret;
 161         const size_t save_size = min(sizeof(save), bufsiz);
 162         /* the command code is where the return code will be */
 163         u32 cc = be32_to_cpu(header->return_code);
 164
 165         /*
 166          * Subtlety here: if we have a space, the handles will be
 167          * transformed, so when we restore the header we also have to
 168          * restore the handles.
 169          */
 170         memcpy(save, buf, save_size);
 171
 172         for (;;) {
 173                 ret = tpm_try_transmit(chip, buf, bufsiz);
 174                 if (ret < 0)
 175                         break;
 176                 rc = be32_to_cpu(header->return_code);
 177                 if (rc != TPM2_RC_RETRY && rc != TPM2_RC_TESTING)
 178                         break;
 179                 /*
 180                  * return immediately if self test returns test
 181                  * still running to shorten boot time.
 182                  */
 183                 if (rc == TPM2_RC_TESTING && cc == TPM2_CC_SELF_TEST)
 184                         break;
 185
 186                 if (delay_msec > TPM2_DURATION_LONG) {
 187                         if (rc == TPM2_RC_RETRY)
 188                                 dev_err(&chip->dev, "in retry loop\n");
 189                         else
 190                                 dev_err(&chip->dev,
 191                                         "self test is still running\n");
 192                         break;
 193                 }
 194                 tpm_msleep(delay_msec);
 195                 delay_msec *= 2;
 196                 memcpy(buf, save, save_size);
 197         }
 198         return ret;
 199 }
 200
 201 /**
 202  * tpm_transmit_cmd - send a tpm command to the device
 203  * @chip:                       a TPM chip to use
 204  * @buf:                        a TPM command buffer
 205  * @min_rsp_body_length:        minimum expected length of response body
 206  * @desc:                       command description used in the error message
 207  *
 208  * Return:
 209  * * 0          - OK
 210  * * -errno     - A system error
 211  * * TPM_RC     - A TPM error
 212  */
 213 ssize_t tpm_transmit_cmd(struct tpm_chip *chip, struct tpm_buf *buf,
 214                          size_t min_rsp_body_length, const char *desc)
 215 {
 216         const struct tpm_header *header = (struct tpm_header *)buf->data;
 217         int err;
 218         ssize_t len;
 219
 220         len = tpm_transmit(chip, buf->data, PAGE_SIZE);
 221         if (len <  0)
 222                 return len;
 223
 224         err = be32_to_cpu(header->return_code);
 225         if (err != 0 && err != TPM_ERR_DISABLED && err != TPM_ERR_DEACTIVATED
 226             && err != TPM2_RC_TESTING && desc)
 227                 dev_err(&chip->dev, "A TPM error (%d) occurred %s\n", err,
 228                         desc);
 229         if (err)
 230                 return err;
 231
 232         if (len < min_rsp_body_length + TPM_HEADER_SIZE)
 233                 return -EFAULT;
 234
 235         return 0;
 236 }
 237 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_transmit_cmd);
 238
 239 int tpm_get_timeouts(struct tpm_chip *chip)
 240 {
 241         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_HAVE_TIMEOUTS)
 242                 return 0;
 243
 244         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2)
 245                 return tpm2_get_timeouts(chip);
 246         else
 247                 return tpm1_get_timeouts(chip);
 248 }
 249 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_get_timeouts);
 250
 251 /**
 252  * tpm_is_tpm2 - do we a have a TPM2 chip?
 253  * @chip:       a &struct tpm_chip instance, %NULL for the default chip
 254  *
 255  * Return:
 256  * 1 if we have a TPM2 chip.
 257  * 0 if we don't have a TPM2 chip.
 258  * A negative number for system errors (errno).
 259  */
 260 int tpm_is_tpm2(struct tpm_chip *chip)
 261 {
 262         int rc;
 263
 264         chip = tpm_find_get_ops(chip);
 265         if (!chip)
 266                 return -ENODEV;
 267
 268         rc = (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2) != 0;
 269
 270         tpm_put_ops(chip);
 271
 272         return rc;
 273 }
 274 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_is_tpm2);
 275
 276 /**
 277  * tpm_pcr_read - read a PCR value from SHA1 bank
 278  * @chip:       a &struct tpm_chip instance, %NULL for the default chip
 279  * @pcr_idx:    the PCR to be retrieved
 280  * @digest:     the PCR bank and buffer current PCR value is written to
 281  *
 282  * Return: same as with tpm_transmit_cmd()
 283  */
 284 int tpm_pcr_read(struct tpm_chip *chip, u32 pcr_idx,
 285                  struct tpm_digest *digest)
 286 {
 287         int rc;
 288
 289         chip = tpm_find_get_ops(chip);
 290         if (!chip)
 291                 return -ENODEV;
 292
 293         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2)
 294                 rc = tpm2_pcr_read(chip, pcr_idx, digest, NULL);
 295         else
 296                 rc = tpm1_pcr_read(chip, pcr_idx, digest->digest);
 297
 298         tpm_put_ops(chip);
 299         return rc;
 300 }
 301 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_pcr_read);
 302
 303 /**
 304  * tpm_pcr_extend - extend a PCR value in SHA1 bank.
 305  * @chip:       a &struct tpm_chip instance, %NULL for the default chip
 306  * @pcr_idx:    the PCR to be retrieved
 307  * @digests:    array of tpm_digest structures used to extend PCRs
 308  *
 309  * Note: callers must pass a digest for every allocated PCR bank, in the same
 310  * order of the banks in chip->allocated_banks.
 311  *
 312  * Return: same as with tpm_transmit_cmd()
 313  */
 314 int tpm_pcr_extend(struct tpm_chip *chip, u32 pcr_idx,
 315                    struct tpm_digest *digests)
 316 {
 317         int rc;
 318         int i;
 319
 320         chip = tpm_find_get_ops(chip);
 321         if (!chip)
 322                 return -ENODEV;
 323
 324         for (i = 0; i < chip->nr_allocated_banks; i++) {
 325                 if (digests[i].alg_id != chip->allocated_banks[i].alg_id) {
 326                         rc = -EINVAL;
 327                         goto out;
 328                 }
 329         }
 330
 331         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2) {
 332                 rc = tpm2_pcr_extend(chip, pcr_idx, digests);
 333                 goto out;
 334         }
 335
 336         rc = tpm1_pcr_extend(chip, pcr_idx, digests[0].digest,
 337                              "attempting extend a PCR value");
 338
 339 out:
 340         tpm_put_ops(chip);
 341         return rc;
 342 }
 343 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_pcr_extend);
 344
 345 /**
 346  * tpm_send - send a TPM command
 347  * @chip:       a &struct tpm_chip instance, %NULL for the default chip
 348  * @cmd:        a TPM command buffer
 349  * @buflen:     the length of the TPM command buffer
 350  *
 351  * Return: same as with tpm_transmit_cmd()
 352  */
 353 int tpm_send(struct tpm_chip *chip, void *cmd, size_t buflen)
 354 {
 355         struct tpm_buf buf;
 356         int rc;
 357
 358         chip = tpm_find_get_ops(chip);
 359         if (!chip)
 360                 return -ENODEV;
 361
 362         buf.data = cmd;
 363         rc = tpm_transmit_cmd(chip, &buf, 0, "attempting to a send a command");
 364
 365         tpm_put_ops(chip);
 366         return rc;
 367 }
 368 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_send);
 369
 370 int tpm_auto_startup(struct tpm_chip *chip)
 371 {
 372         int rc;
 373
 374         if (!(chip->ops->flags & TPM_OPS_AUTO_STARTUP))
 375                 return 0;
 376
 377         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2)
 378                 rc = tpm2_auto_startup(chip);
 379         else
 380                 rc = tpm1_auto_startup(chip);
 381
 382         return rc;
 383 }
 384
 385 /*
 386  * We are about to suspend. Save the TPM state
 387  * so that it can be restored.
 388  */
 389 int tpm_pm_suspend(struct device *dev)
 390 {
 391         struct tpm_chip *chip = dev_get_drvdata(dev);
 392         int rc = 0;
 393
 394         if (!chip)
 395                 return -ENODEV;
 396
 397         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_ALWAYS_POWERED)
 398                 goto suspended;
 399
 400         if ((chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_FIRMWARE_POWER_MANAGED) &&
 401             !pm_suspend_via_firmware())
 402                 goto suspended;
 403
 404         if (!tpm_chip_start(chip)) {
 405                 if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2)
 406                         tpm2_shutdown(chip, TPM2_SU_STATE);
 407                 else
 408                         rc = tpm1_pm_suspend(chip, tpm_suspend_pcr);
 409
 410                 tpm_chip_stop(chip);
 411         }
 412
 413 suspended:
 414         return rc;
 415 }
 416 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_pm_suspend);
 417
 418 /*
 419  * Resume from a power safe. The BIOS already restored
 420  * the TPM state.
 421  */
 422 int tpm_pm_resume(struct device *dev)
 423 {
 424         struct tpm_chip *chip = dev_get_drvdata(dev);
 425
 426         if (chip == NULL)
 427                 return -ENODEV;
 428
 429         return 0;
 430 }
 431 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_pm_resume);
 432
 433 /**
 434  * tpm_get_random() - get random bytes from the TPM's RNG
 435  * @chip:       a &struct tpm_chip instance, %NULL for the default chip
 436  * @out:        destination buffer for the random bytes
 437  * @max:        the max number of bytes to write to @out
 438  *
 439  * Return: number of random bytes read or a negative error value.
 440  */
 441 int tpm_get_random(struct tpm_chip *chip, u8 *out, size_t max)
 442 {
 443         int rc;
 444
 445         if (!out || max > TPM_MAX_RNG_DATA)
 446                 return -EINVAL;
 447
 448         chip = tpm_find_get_ops(chip);
 449         if (!chip)
 450                 return -ENODEV;
 451
 452         if (chip->flags & TPM_CHIP_FLAG_TPM2)
 453                 rc = tpm2_get_random(chip, out, max);
 454         else
 455                 rc = tpm1_get_random(chip, out, max);
 456
 457         tpm_put_ops(chip);
 458         return rc;
 459 }
 460 EXPORT_SYMBOL_GPL(tpm_get_random);
 461
 462 static int __init tpm_init(void)
 463 {
 464         int rc;
 465
 466         tpm_class = class_create(THIS_MODULE, "tpm");
 467         if (IS_ERR(tpm_class)) {
 468                 pr_err("couldn't create tpm class\n");
 469                 return PTR_ERR(tpm_class);
 470         }
 471
 472         tpmrm_class = class_create(THIS_MODULE, "tpmrm");
 473         if (IS_ERR(tpmrm_class)) {
 474                 pr_err("couldn't create tpmrm class\n");
 475                 rc = PTR_ERR(tpmrm_class);
 476                 goto out_destroy_tpm_class;
 477         }
 478
 479         rc = alloc_chrdev_region(&tpm_devt, 0, 2*TPM_NUM_DEVICES, "tpm");
 480         if (rc < 0) {
 481                 pr_err("tpm: failed to allocate char dev region\n");
 482                 goto out_destroy_tpmrm_class;
 483         }
 484
 485         rc = tpm_dev_common_init();
 486         if (rc) {
 487                 pr_err("tpm: failed to allocate char dev region\n");
 488                 goto out_unreg_chrdev;
 489         }
 490
 491         return 0;
 492
 493 out_unreg_chrdev:
 494         unregister_chrdev_region(tpm_devt, 2 * TPM_NUM_DEVICES);
 495 out_destroy_tpmrm_class:
 496         class_destroy(tpmrm_class);
 497 out_destroy_tpm_class:
 498         class_destroy(tpm_class);
 499
 500         return rc;
 501 }
 502
 503 static void __exit tpm_exit(void)
 504 {
 505         idr_destroy(&dev_nums_idr);
 506         class_destroy(tpm_class);
 507         class_destroy(tpmrm_class);
 508         unregister_chrdev_region(tpm_devt, 2*TPM_NUM_DEVICES);
 509         tpm_dev_common_exit();
 510 }
 511
 512 subsys_initcall(tpm_init);
 513 module_exit(tpm_exit);
 514
 515 MODULE_AUTHOR("Leendert van Doorn ([email protected])");
 516 MODULE_DESCRIPTION("TPM Driver");
 517 MODULE_VERSION("2.0");
 518 MODULE_LICENSE("GPL");