1cb435fa6SAtte Tommiska // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2cb435fa6SAtte Tommiska /* Copyright (C) 2020 Xiphera Ltd. */
3cb435fa6SAtte Tommiska 
4cb435fa6SAtte Tommiska #include <linux/kernel.h>
5cb435fa6SAtte Tommiska #include <linux/module.h>
6cb435fa6SAtte Tommiska #include <linux/mod_devicetable.h>
7cb435fa6SAtte Tommiska #include <linux/err.h>
8cb435fa6SAtte Tommiska #include <linux/io.h>
9cb435fa6SAtte Tommiska #include <linux/hw_random.h>
10cb435fa6SAtte Tommiska #include <linux/of_device.h>
11cb435fa6SAtte Tommiska #include <linux/platform_device.h>
12cb435fa6SAtte Tommiska #include <linux/delay.h>
13cb435fa6SAtte Tommiska 
14cb435fa6SAtte Tommiska #define CONTROL_REG			0x00000000
15cb435fa6SAtte Tommiska #define STATUS_REG			0x00000004
16cb435fa6SAtte Tommiska #define RAND_REG			0x00000000
17cb435fa6SAtte Tommiska 
18cb435fa6SAtte Tommiska #define HOST_TO_TRNG_RESET		0x00000001
19cb435fa6SAtte Tommiska #define HOST_TO_TRNG_RELEASE_RESET	0x00000002
20cb435fa6SAtte Tommiska #define HOST_TO_TRNG_ENABLE		0x80000000
21cb435fa6SAtte Tommiska #define HOST_TO_TRNG_ZEROIZE		0x80000004
22cb435fa6SAtte Tommiska #define HOST_TO_TRNG_ACK_ZEROIZE	0x80000008
23cb435fa6SAtte Tommiska #define HOST_TO_TRNG_READ		0x8000000F
24cb435fa6SAtte Tommiska 
25cb435fa6SAtte Tommiska /* trng statuses */
26cb435fa6SAtte Tommiska #define TRNG_ACK_RESET			0x000000AC
27cb435fa6SAtte Tommiska #define TRNG_SUCCESSFUL_STARTUP		0x00000057
28cb435fa6SAtte Tommiska #define TRNG_FAILED_STARTUP		0x000000FA
29cb435fa6SAtte Tommiska #define TRNG_NEW_RAND_AVAILABLE		0x000000ED
30cb435fa6SAtte Tommiska 
31cb435fa6SAtte Tommiska struct xiphera_trng {
32cb435fa6SAtte Tommiska 	void __iomem *mem;
33cb435fa6SAtte Tommiska 	struct hwrng rng;
34cb435fa6SAtte Tommiska };
35cb435fa6SAtte Tommiska 
36cb435fa6SAtte Tommiska static int xiphera_trng_read(struct hwrng *rng, void *buf, size_t max, bool wait)
37cb435fa6SAtte Tommiska {
38cb435fa6SAtte Tommiska 	struct xiphera_trng *trng = container_of(rng, struct xiphera_trng, rng);
39cb435fa6SAtte Tommiska 	int ret = 0;
40cb435fa6SAtte Tommiska 
41cb435fa6SAtte Tommiska 	while (max >= sizeof(u32)) {
42cb435fa6SAtte Tommiska 		/* check for data */
43cb435fa6SAtte Tommiska 		if (readl(trng->mem + STATUS_REG) == TRNG_NEW_RAND_AVAILABLE) {
44cb435fa6SAtte Tommiska 			*(u32 *)buf = readl(trng->mem + RAND_REG);
45cb435fa6SAtte Tommiska 			/*
46cb435fa6SAtte Tommiska 			 * Inform the trng of the read
47cb435fa6SAtte Tommiska 			 * and re-enable it to produce a new random number
48cb435fa6SAtte Tommiska 			 */
49cb435fa6SAtte Tommiska 			writel(HOST_TO_TRNG_READ, trng->mem + CONTROL_REG);
50cb435fa6SAtte Tommiska 			writel(HOST_TO_TRNG_ENABLE, trng->mem + CONTROL_REG);
51cb435fa6SAtte Tommiska 			ret += sizeof(u32);
52cb435fa6SAtte Tommiska 			buf += sizeof(u32);
53cb435fa6SAtte Tommiska 			max -= sizeof(u32);
54cb435fa6SAtte Tommiska 		} else {
55cb435fa6SAtte Tommiska 			break;
56cb435fa6SAtte Tommiska 		}
57cb435fa6SAtte Tommiska 	}
58cb435fa6SAtte Tommiska 	return ret;
59cb435fa6SAtte Tommiska }
60cb435fa6SAtte Tommiska 
61cb435fa6SAtte Tommiska static int xiphera_trng_probe(struct platform_device *pdev)
62cb435fa6SAtte Tommiska {
63cb435fa6SAtte Tommiska 	int ret;
64cb435fa6SAtte Tommiska 	struct xiphera_trng *trng;
65cb435fa6SAtte Tommiska 	struct device *dev = &pdev->dev;
66cb435fa6SAtte Tommiska 	struct resource *res;
67cb435fa6SAtte Tommiska 
68cb435fa6SAtte Tommiska 	trng = devm_kzalloc(dev, sizeof(*trng), GFP_KERNEL);
69cb435fa6SAtte Tommiska 	if (!trng)
70cb435fa6SAtte Tommiska 		return -ENOMEM;
71cb435fa6SAtte Tommiska 
72cb435fa6SAtte Tommiska 	res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
73cb435fa6SAtte Tommiska 	trng->mem = devm_ioremap_resource(dev, res);
74cb435fa6SAtte Tommiska 	if (IS_ERR(trng->mem))
75cb435fa6SAtte Tommiska 		return PTR_ERR(trng->mem);
76cb435fa6SAtte Tommiska 
77cb435fa6SAtte Tommiska 	/*
78cb435fa6SAtte Tommiska 	 * the trng needs to be reset first which might not happen in time,
79cb435fa6SAtte Tommiska 	 * hence we incorporate a small delay to ensure proper behaviour
80cb435fa6SAtte Tommiska 	 */
81cb435fa6SAtte Tommiska 	writel(HOST_TO_TRNG_RESET, trng->mem + CONTROL_REG);
82cb435fa6SAtte Tommiska 	usleep_range(100, 200);
83cb435fa6SAtte Tommiska 
84cb435fa6SAtte Tommiska 	if (readl(trng->mem + STATUS_REG) != TRNG_ACK_RESET) {
85cb435fa6SAtte Tommiska 		/*
86cb435fa6SAtte Tommiska 		 * there is a small chance the trng is just not ready yet,
87cb435fa6SAtte Tommiska 		 * so we try one more time. If the second time fails, we give up
88cb435fa6SAtte Tommiska 		 */
89cb435fa6SAtte Tommiska 		usleep_range(100, 200);
90cb435fa6SAtte Tommiska 		if (readl(trng->mem + STATUS_REG) != TRNG_ACK_RESET) {
91cb435fa6SAtte Tommiska 			dev_err(dev, "failed to reset the trng ip\n");
92cb435fa6SAtte Tommiska 			return -ENODEV;
93cb435fa6SAtte Tommiska 		}
94cb435fa6SAtte Tommiska 	}
95cb435fa6SAtte Tommiska 
96cb435fa6SAtte Tommiska 	/*
97cb435fa6SAtte Tommiska 	 * once again, to ensure proper behaviour we sleep
98cb435fa6SAtte Tommiska 	 * for a while after zeroizing the trng
99cb435fa6SAtte Tommiska 	 */
100cb435fa6SAtte Tommiska 	writel(HOST_TO_TRNG_RELEASE_RESET, trng->mem + CONTROL_REG);
101cb435fa6SAtte Tommiska 	writel(HOST_TO_TRNG_ENABLE, trng->mem + CONTROL_REG);
102cb435fa6SAtte Tommiska 	writel(HOST_TO_TRNG_ZEROIZE, trng->mem + CONTROL_REG);
103cb435fa6SAtte Tommiska 	msleep(20);
104cb435fa6SAtte Tommiska 
105cb435fa6SAtte Tommiska 	if (readl(trng->mem + STATUS_REG) != TRNG_SUCCESSFUL_STARTUP) {
106cb435fa6SAtte Tommiska 		/* diagnose the reason for the failure */
107cb435fa6SAtte Tommiska 		if (readl(trng->mem + STATUS_REG) == TRNG_FAILED_STARTUP) {
108cb435fa6SAtte Tommiska 			dev_err(dev, "trng ip startup-tests failed\n");
109cb435fa6SAtte Tommiska 			return -ENODEV;
110cb435fa6SAtte Tommiska 		}
111cb435fa6SAtte Tommiska 		dev_err(dev, "startup-tests yielded no response\n");
112cb435fa6SAtte Tommiska 		return -ENODEV;
113cb435fa6SAtte Tommiska 	}
114cb435fa6SAtte Tommiska 
115cb435fa6SAtte Tommiska 	writel(HOST_TO_TRNG_ACK_ZEROIZE, trng->mem + CONTROL_REG);
116cb435fa6SAtte Tommiska 
117cb435fa6SAtte Tommiska 	trng->rng.name = pdev->name;
118cb435fa6SAtte Tommiska 	trng->rng.read = xiphera_trng_read;
119cb435fa6SAtte Tommiska 	trng->rng.quality = 900;
120cb435fa6SAtte Tommiska 
121cb435fa6SAtte Tommiska 	ret = devm_hwrng_register(dev, &trng->rng);
122cb435fa6SAtte Tommiska 	if (ret) {
123cb435fa6SAtte Tommiska 		dev_err(dev, "failed to register rng device: %d\n", ret);
124cb435fa6SAtte Tommiska 		return ret;
125cb435fa6SAtte Tommiska 	}
126cb435fa6SAtte Tommiska 
127cb435fa6SAtte Tommiska 	platform_set_drvdata(pdev, trng);
128cb435fa6SAtte Tommiska 
129cb435fa6SAtte Tommiska 	return 0;
130cb435fa6SAtte Tommiska }
131cb435fa6SAtte Tommiska 
132cb435fa6SAtte Tommiska static const struct of_device_id xiphera_trng_of_match[] = {
133cb435fa6SAtte Tommiska 	{ .compatible = "xiphera,xip8001b-trng", },
134cb435fa6SAtte Tommiska 	{},
135cb435fa6SAtte Tommiska };
136cb435fa6SAtte Tommiska MODULE_DEVICE_TABLE(of, xiphera_trng_of_match);
137cb435fa6SAtte Tommiska 
138cb435fa6SAtte Tommiska static struct platform_driver xiphera_trng_driver = {
139cb435fa6SAtte Tommiska 	.driver = {
140cb435fa6SAtte Tommiska 		.name = "xiphera-trng",
141cb435fa6SAtte Tommiska 		.of_match_table	= xiphera_trng_of_match,
142cb435fa6SAtte Tommiska 	},
143cb435fa6SAtte Tommiska 	.probe = xiphera_trng_probe,
144cb435fa6SAtte Tommiska };
145cb435fa6SAtte Tommiska 
146cb435fa6SAtte Tommiska module_platform_driver(xiphera_trng_driver);
147cb435fa6SAtte Tommiska 
148cb435fa6SAtte Tommiska MODULE_LICENSE("GPL");
149cb435fa6SAtte Tommiska MODULE_AUTHOR("Atte Tommiska");
150cb435fa6SAtte Tommiska MODULE_DESCRIPTION("Xiphera FPGA-based true random number generator driver");
151