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; version 2 of the License.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11  * General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  14  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  15  * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  16  */
  17
  18 #include <ao.h>
  19 #include <ao_adc_fast.h>
  20 #include <ao_crc.h>
  21 #include <ao_trng_send.h>
  22 #include <ao_exti.h>
  23 #include <ao_power.h>
  24
  25 static uint8_t          trng_running;
  26 static AO_TICK_TYPE     trng_power_time;
  27
  28 /* Make sure there's at least 8 bits of variance in the samples */
  29 #define MIN_VARIANCE            (128 * 128)
  30
  31 #define DECLARE_STATS   int32_t sum = 0, sum2 = 0
  32
  33 #define ADD_STATS(value) do {                   \
  34                 sum += (value);                 \
  35                 sum2 += (value) * (value);      \
  36         } while(0)
  37
  38 #define GOOD_STATS(i)   (((sum2 - (sum * sum) / i) / i) >= MIN_VARIANCE)
  39
  40 #define TRNG_ENABLE_DELAY       AO_MS_TO_TICKS(100)
  41
  42 static int
  43 ao_trng_send_raw(uint16_t *buf)
  44 {
  45         uint16_t        i;
  46         uint16_t        t;
  47         uint16_t        v;
  48
  49         DECLARE_STATS;
  50
  51         t = ao_adc_get(AO_USB_IN_SIZE>>1);      /* one 16-bit value per two output bytes */
  52         for (i = 0; i < AO_USB_IN_SIZE / sizeof (uint16_t); i++) {
  53                 v = ao_adc_ring[t];
  54                 *buf++ = v;
  55                 t = (t + 1) & (AO_ADC_RING_SIZE - 1);
  56
  57                 ADD_STATS(v);
  58         }
  59         return GOOD_STATS(AO_USB_IN_SIZE / sizeof (uint16_t));
  60 }
  61
  62 static int
  63 ao_trng_send_cooked(uint16_t *buf)
  64 {
  65         uint16_t        i;
  66         uint16_t        t;
  67         uint32_t        *rnd = (uint32_t *) ao_adc_ring;
  68
  69         DECLARE_STATS;
  70
  71         t = ao_adc_get(AO_USB_IN_SIZE) >> 1;            /* one 16-bit value per output byte */
  72
  73         for (i = 0; i < AO_USB_IN_SIZE / sizeof (uint16_t); i++) {
  74                 uint32_t        v;
  75                 uint16_t        v1, v2;
  76
  77                 /* Fetch two values in one operation */
  78                 v = rnd[t];
  79                 t = (t + 1) & ((AO_ADC_RING_SIZE >> 1) - 1);
  80
  81                 *buf++ = ao_crc_in_32_out_16(v);
  82
  83                 v1 = v;
  84                 v2 = v >> 16;
  85
  86                 ADD_STATS(v1);
  87                 ADD_STATS(v2);
  88         }
  89         return GOOD_STATS(2 * AO_USB_IN_SIZE / sizeof (uint16_t));
  90 }
  91
  92 static inline int
  93 ao_send_raw(void)
  94 {
  95         return !ao_gpio_get(AO_RAW_PORT, AO_RAW_BIT, AO_RAW_PIN);
  96 }
  97
  98 static void
  99 ao_trng_send(void)
 100 {
 101         static uint16_t *buffer[2];
 102         int     usb_buf_id;
 103         int     good_bits;
 104         int     failed = 0;
 105
 106         if (!buffer[0]) {
 107                 buffer[0] = ao_usb_alloc();
 108                 buffer[1] = ao_usb_alloc();
 109                 if (!buffer[0])
 110                         return;
 111         }
 112
 113         usb_buf_id = 0;
 114
 115 #ifdef AO_TRNG_ENABLE_PORT
 116         ao_gpio_set(AO_TRNG_ENABLE_PORT, AO_TRNG_ENABLE_BIT, AO_TRNG_ENABLE_PIN, 1);
 117 #endif
 118         trng_power_time = ao_time();
 119
 120         ao_crc_reset();
 121
 122         for (;;) {
 123                 if (!trng_running) {
 124                         AO_TICK_TYPE    delay;
 125
 126                         delay = trng_power_time + TRNG_ENABLE_DELAY - ao_time();
 127                         if (delay > TRNG_ENABLE_DELAY)
 128                                 delay = TRNG_ENABLE_DELAY;
 129
 130                         /* Delay long enough for the HV power supply
 131                          * to stabilize so that the first bits we read
 132                          * aren't of poor quality
 133                          */
 134                         ao_delay(delay);
 135                         trng_running = TRUE;
 136                 }
 137                 if (ao_send_raw()) {
 138                         ao_led_on(AO_LED_TRNG_RAW);
 139                         good_bits = ao_trng_send_raw(buffer[usb_buf_id]);
 140                         ao_led_off(AO_LED_TRNG_RAW);
 141                 } else {
 142                         ao_led_on(AO_LED_TRNG_COOKED);
 143                         good_bits = ao_trng_send_cooked(buffer[usb_buf_id]);
 144                         ao_led_off(AO_LED_TRNG_COOKED);
 145                 }
 146                 ao_adc_ack(AO_USB_IN_SIZE);
 147                 if (good_bits) {
 148                         ao_usb_write(buffer[usb_buf_id], AO_USB_IN_SIZE);
 149                         usb_buf_id = 1-usb_buf_id;
 150                         failed = 0;
 151                 } else {
 152                         failed++;
 153                         ao_delay(AO_MS_TO_TICKS(10));
 154                         if (failed > 10) {
 155                                 ao_usb_disable();
 156                                 ao_panic(AO_PANIC_DMA);
 157                         }
 158                 }
 159         }
 160 }
 161
 162 static struct ao_task ao_trng_send_task;
 163
 164 #if AO_POWER_MANAGEMENT
 165
 166 static void ao_trng_suspend(void *arg)
 167 {
 168         (void) arg;
 169 #ifdef AO_TRNG_ENABLE_PORT
 170         ao_gpio_set(AO_TRNG_ENABLE_PORT, AO_TRNG_ENABLE_BIT, AO_TRNG_ENABLE_PIN, 0);
 171 #endif
 172         trng_running = FALSE;
 173 }
 174
 175 static void ao_trng_resume(void *arg)
 176 {
 177         (void) arg;
 178 #ifdef AO_TRNG_ENABLE_PORT
 179         ao_gpio_set(AO_TRNG_ENABLE_PORT, AO_TRNG_ENABLE_BIT, AO_TRNG_ENABLE_PIN, 1);
 180 #endif
 181         trng_power_time = ao_time();
 182 }
 183
 184 static struct ao_power ao_trng_power = {
 185         .suspend = ao_trng_suspend,
 186         .resume = ao_trng_resume
 187 };
 188
 189 #endif
 190
 191 void
 192 ao_trng_send_init(void)
 193 {
 194 #ifdef AO_TRNG_ENABLE_PORT
 195         ao_enable_output(AO_TRNG_ENABLE_PORT, AO_TRNG_ENABLE_BIT, AO_TRNG_ENABLE_PIN, 0);
 196         ao_power_register(&ao_trng_power);
 197 #endif
 198         ao_enable_input(AO_RAW_PORT, AO_RAW_BIT, AO_EXTI_MODE_PULL_UP);
 199         ao_add_task(&ao_trng_send_task, ao_trng_send, "trng_send");
 200 }