git.gag.com Git - fw/altos/blob - src/drivers/ao_trng_send.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2015 Keith Packard <keithp@keithp.com>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  15  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  16  * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  17  */
  18
  19 #include <ao.h>
  20 #include <ao_adc_fast.h>
  21 #include <ao_crc.h>
  22 #include <ao_trng_send.h>
  23 #include <ao_exti.h>
  24 #include <ao_power.h>
  25
  26 static struct ao_task   ao_trng_send_task;
  27 static uint8_t          trng_running;
  28 static AO_TICK_TYPE     trng_power_time;
  29
  30 #define TRNG_ENABLE_DELAY       AO_MS_TO_TICKS(100)
  31
  32 static uint8_t          random_mutex;
  33
  34 static void
  35 ao_trng_start(void)
  36 {
  37         if (!trng_running) {
  38                 ao_mutex_get(&random_mutex);
  39                 if (!trng_running) {
  40                         AO_TICK_TYPE    delay;
  41
  42                         delay = trng_power_time + TRNG_ENABLE_DELAY - ao_time();
  43                         if (delay > TRNG_ENABLE_DELAY)
  44                                 delay = TRNG_ENABLE_DELAY;
  45
  46                         /* Delay long enough for the HV power supply
  47                          * to stabilize so that the first bits we read
  48                          * aren't of poor quality
  49                          */
  50                         ao_delay(delay);
  51                         trng_running = true;
  52                 }
  53                 ao_mutex_put(&random_mutex);
  54         }
  55 }
  56
  57 #if AO_USB_HAS_IN2
  58
  59 static struct ao_task   ao_trng_send_raw_task;
  60
  61 static void
  62 ao_trng_get_raw(uint16_t *buf)
  63 {
  64         uint16_t        i;
  65         uint16_t        t;
  66         uint16_t        v;
  67
  68         t = ao_adc_get(AO_USB_IN_SIZE>>1);      /* one 16-bit value per two output bytes */
  69         for (i = 0; i < AO_USB_IN_SIZE / sizeof (uint16_t); i++) {
  70                 v = ao_adc_ring[t];
  71                 *buf++ = v;
  72                 t = (t + 1) & (AO_ADC_RING_SIZE - 1);
  73         }
  74         ao_adc_ack(AO_USB_IN_SIZE>>1);
  75 }
  76
  77 static void
  78 ao_trng_send_raw(void)
  79 {
  80         uint16_t        *buffer[2];
  81         int             usb_buf_id;
  82
  83         usb_buf_id = ao_usb_alloc2(buffer);
  84
  85         for (;;) {
  86                 ao_trng_start();
  87 #ifdef AO_LED_TRNG_RAW
  88                 ao_led_on(AO_LED_TRNG_RAW);
  89 #endif
  90                 ao_trng_get_raw(buffer[usb_buf_id]);
  91 #ifdef AO_LED_TRNG_RAW
  92                 ao_led_off(AO_LED_TRNG_RAW);
  93 #endif
  94                 usb_buf_id = ao_usb_write2(AO_USB_IN_SIZE);
  95         }
  96 }
  97
  98 #endif
  99
 100 static uint32_t previous[AO_USB_IN_SIZE / sizeof (uint16_t)];
 101
 102 static int
 103 ao_trng_get_cooked(uint16_t *buf)
 104 {
 105         uint16_t        i;
 106         uint16_t        t;
 107         uint32_t        *rnd = (uint32_t *) (void *) ao_adc_ring;
 108         uint8_t         mismatch = 1;
 109
 110         t = ao_adc_get(AO_USB_IN_SIZE) >> 1;            /* one 16-bit value per output byte */
 111         for (i = 0; i < AO_USB_IN_SIZE / sizeof (uint16_t); i++) {
 112                 uint32_t        v;
 113
 114                 /* Fetch two values in one operation */
 115                 v = rnd[t];
 116                 if (v != previous[i]) {
 117                         mismatch = 1;
 118                         previous[i] = v;
 119                 }
 120                 t = (t + 1) & ((AO_ADC_RING_SIZE >> 1) - 1);
 121
 122                 *buf++ = ao_crc_in_32_out_16(v);
 123         }
 124         ao_adc_ack(AO_USB_IN_SIZE);
 125         return mismatch;
 126 }
 127
 128 #define AO_TRNG_START_WAIT      1024
 129 #define AO_TRNG_START_CHECK     32
 130
 131 static void
 132 ao_trng_send(void)
 133 {
 134         uint16_t        *buffer[2];
 135         int             usb_buf_id;
 136         int             good_bits;
 137         int             failed;
 138         int             s;
 139
 140         usb_buf_id = ao_usb_alloc(buffer);
 141
 142 #ifdef AO_TRNG_ENABLE_PORT
 143         ao_gpio_set(AO_TRNG_ENABLE_PORT, AO_TRNG_ENABLE_BIT, 1);
 144 #endif
 145         trng_power_time = ao_time();
 146
 147         ao_crc_reset();
 148
 149         for (s = 0; s < AO_TRNG_START_WAIT; s++) {
 150                 int i;
 151                 uint16_t        min, max;
 152                 uint16_t        buf[AO_USB_IN_SIZE>>1];
 153
 154                 ao_trng_get_raw(buf);
 155                 min = max = buf[0];
 156                 for (i = 1; i < (AO_USB_IN_SIZE>>1); i++) {
 157                         uint16_t v = buf[i];
 158                         if (v < min) min = v;
 159                         if (v > max) max = v;
 160                 }
 161                 /* Wait for at least 10 bits of range */
 162                 if ((uint16_t) (max - min) >= 1024)
 163                         break;
 164                 ao_delay(AO_MS_TO_TICKS(10));
 165         }
 166
 167         /* Validate the hardware before enabling USB */
 168         failed = 0;
 169         for (s = 0; s < AO_TRNG_START_CHECK; s++) {
 170                 if (!ao_trng_get_cooked(buffer[0])) {
 171                         failed++;
 172                         ao_delay(AO_MS_TO_TICKS(10));
 173                 }
 174         }
 175         if (failed > AO_TRNG_START_CHECK / 4)
 176                 ao_panic(AO_PANIC_DMA);
 177
 178 #if AO_USB_HAS_IN2
 179         ao_add_task(&ao_trng_send_raw_task, ao_trng_send_raw, "trng_send_raw");
 180 #endif
 181
 182 #ifdef AO_USB_START_DISABLED
 183         ao_usb_enable();
 184 #endif
 185
 186         for (;;) {
 187                 ao_trng_start();
 188 #ifdef AO_LED_TRNG_COOKED
 189                 ao_led_on(AO_LED_TRNG_COOKED);
 190 #endif
 191                 good_bits = ao_trng_get_cooked(buffer[usb_buf_id]);
 192 #ifdef AO_LED_TRNG_COOKED
 193                 ao_led_off(AO_LED_TRNG_COOKED);
 194 #endif
 195                 if (good_bits) {
 196                         usb_buf_id = ao_usb_write(AO_USB_IN_SIZE);
 197                         failed = 0;
 198                 } else {
 199                         failed++;
 200                         if (failed > 10) {
 201                                 ao_usb_disable();
 202                                 ao_panic(AO_PANIC_DMA);
 203                         }
 204                 }
 205         }
 206 }
 207
 208 #if AO_POWER_MANAGEMENT
 209
 210 static void ao_trng_suspend(void *arg)
 211 {
 212         (void) arg;
 213 #ifdef AO_TRNG_ENABLE_PORT
 214         ao_gpio_set(AO_TRNG_ENABLE_PORT, AO_TRNG_ENABLE_BIT, 0);
 215 #endif
 216         trng_running = false;
 217 }
 218
 219 static void ao_trng_resume(void *arg)
 220 {
 221         (void) arg;
 222 #ifdef AO_TRNG_ENABLE_PORT
 223         ao_gpio_set(AO_TRNG_ENABLE_PORT, AO_TRNG_ENABLE_BIT, 1);
 224 #endif
 225         trng_power_time = ao_time();
 226 }
 227
 228 static struct ao_power ao_trng_power = {
 229         .suspend = ao_trng_suspend,
 230         .resume = ao_trng_resume
 231 };
 232
 233 #endif
 234
 235 void
 236 ao_trng_send_init(void)
 237 {
 238 #ifdef AO_TRNG_ENABLE_PORT
 239         ao_enable_output(AO_TRNG_ENABLE_PORT, AO_TRNG_ENABLE_BIT, 0);
 240         ao_power_register(&ao_trng_power);
 241 #endif
 242         ao_enable_input(AO_RAW_PORT, AO_RAW_BIT, AO_EXTI_MODE_PULL_UP);
 243         ao_add_task(&ao_trng_send_task, ao_trng_send, "trng_send");
 244 }