random: create add_device_randomness() interface
[profile/ivi/kernel-adaptation-intel-automotive.git] / drivers / char / random.c
1 /*
2  * random.c -- A strong random number generator
3  *
4  * Copyright Matt Mackall <mpm@selenic.com>, 2003, 2004, 2005
5  *
6  * Copyright Theodore Ts'o, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999.  All
7  * rights reserved.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, and the entire permission notice in its entirety,
14  *    including the disclaimer of warranties.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote
19  *    products derived from this software without specific prior
20  *    written permission.
21  *
22  * ALTERNATIVELY, this product may be distributed under the terms of
23  * the GNU General Public License, in which case the provisions of the GPL are
24  * required INSTEAD OF the above restrictions.  (This clause is
25  * necessary due to a potential bad interaction between the GPL and
26  * the restrictions contained in a BSD-style copyright.)
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
29  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
30  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, ALL OF
31  * WHICH ARE HEREBY DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE
32  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
33  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT
34  * OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR
35  * BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
36  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
37  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE
38  * USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF NOT ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH
39  * DAMAGE.
40  */
41
42 /*
43  * (now, with legal B.S. out of the way.....)
44  *
45  * This routine gathers environmental noise from device drivers, etc.,
46  * and returns good random numbers, suitable for cryptographic use.
47  * Besides the obvious cryptographic uses, these numbers are also good
48  * for seeding TCP sequence numbers, and other places where it is
49  * desirable to have numbers which are not only random, but hard to
50  * predict by an attacker.
51  *
52  * Theory of operation
53  * ===================
54  *
55  * Computers are very predictable devices.  Hence it is extremely hard
56  * to produce truly random numbers on a computer --- as opposed to
57  * pseudo-random numbers, which can easily generated by using a
58  * algorithm.  Unfortunately, it is very easy for attackers to guess
59  * the sequence of pseudo-random number generators, and for some
60  * applications this is not acceptable.  So instead, we must try to
61  * gather "environmental noise" from the computer's environment, which
62  * must be hard for outside attackers to observe, and use that to
63  * generate random numbers.  In a Unix environment, this is best done
64  * from inside the kernel.
65  *
66  * Sources of randomness from the environment include inter-keyboard
67  * timings, inter-interrupt timings from some interrupts, and other
68  * events which are both (a) non-deterministic and (b) hard for an
69  * outside observer to measure.  Randomness from these sources are
70  * added to an "entropy pool", which is mixed using a CRC-like function.
71  * This is not cryptographically strong, but it is adequate assuming
72  * the randomness is not chosen maliciously, and it is fast enough that
73  * the overhead of doing it on every interrupt is very reasonable.
74  * As random bytes are mixed into the entropy pool, the routines keep
75  * an *estimate* of how many bits of randomness have been stored into
76  * the random number generator's internal state.
77  *
78  * When random bytes are desired, they are obtained by taking the SHA
79  * hash of the contents of the "entropy pool".  The SHA hash avoids
80  * exposing the internal state of the entropy pool.  It is believed to
81  * be computationally infeasible to derive any useful information
82  * about the input of SHA from its output.  Even if it is possible to
83  * analyze SHA in some clever way, as long as the amount of data
84  * returned from the generator is less than the inherent entropy in
85  * the pool, the output data is totally unpredictable.  For this
86  * reason, the routine decreases its internal estimate of how many
87  * bits of "true randomness" are contained in the entropy pool as it
88  * outputs random numbers.
89  *
90  * If this estimate goes to zero, the routine can still generate
91  * random numbers; however, an attacker may (at least in theory) be
92  * able to infer the future output of the generator from prior
93  * outputs.  This requires successful cryptanalysis of SHA, which is
94  * not believed to be feasible, but there is a remote possibility.
95  * Nonetheless, these numbers should be useful for the vast majority
96  * of purposes.
97  *
98  * Exported interfaces ---- output
99  * ===============================
100  *
101  * There are three exported interfaces; the first is one designed to
102  * be used from within the kernel:
103  *
104  *      void get_random_bytes(void *buf, int nbytes);
105  *
106  * This interface will return the requested number of random bytes,
107  * and place it in the requested buffer.
108  *
109  * The two other interfaces are two character devices /dev/random and
110  * /dev/urandom.  /dev/random is suitable for use when very high
111  * quality randomness is desired (for example, for key generation or
112  * one-time pads), as it will only return a maximum of the number of
113  * bits of randomness (as estimated by the random number generator)
114  * contained in the entropy pool.
115  *
116  * The /dev/urandom device does not have this limit, and will return
117  * as many bytes as are requested.  As more and more random bytes are
118  * requested without giving time for the entropy pool to recharge,
119  * this will result in random numbers that are merely cryptographically
120  * strong.  For many applications, however, this is acceptable.
121  *
122  * Exported interfaces ---- input
123  * ==============================
124  *
125  * The current exported interfaces for gathering environmental noise
126  * from the devices are:
127  *
128  *      void add_device_randomness(const void *buf, unsigned int size);
129  *      void add_input_randomness(unsigned int type, unsigned int code,
130  *                                unsigned int value);
131  *      void add_interrupt_randomness(int irq, int irq_flags);
132  *      void add_disk_randomness(struct gendisk *disk);
133  *
134  * add_device_randomness() is for adding data to the random pool that
135  * is likely to differ between two devices (or possibly even per boot).
136  * This would be things like MAC addresses or serial numbers, or the
137  * read-out of the RTC. This does *not* add any actual entropy to the
138  * pool, but it initializes the pool to different values for devices
139  * that might otherwise be identical and have very little entropy
140  * available to them (particularly common in the embedded world).
141  *
142  * add_input_randomness() uses the input layer interrupt timing, as well as
143  * the event type information from the hardware.
144  *
145  * add_interrupt_randomness() uses the interrupt timing as random
146  * inputs to the entropy pool. Using the cycle counters and the irq source
147  * as inputs, it feeds the randomness roughly once a second.
148  *
149  * add_disk_randomness() uses what amounts to the seek time of block
150  * layer request events, on a per-disk_devt basis, as input to the
151  * entropy pool. Note that high-speed solid state drives with very low
152  * seek times do not make for good sources of entropy, as their seek
153  * times are usually fairly consistent.
154  *
155  * All of these routines try to estimate how many bits of randomness a
156  * particular randomness source.  They do this by keeping track of the
157  * first and second order deltas of the event timings.
158  *
159  * Ensuring unpredictability at system startup
160  * ============================================
161  *
162  * When any operating system starts up, it will go through a sequence
163  * of actions that are fairly predictable by an adversary, especially
164  * if the start-up does not involve interaction with a human operator.
165  * This reduces the actual number of bits of unpredictability in the
166  * entropy pool below the value in entropy_count.  In order to
167  * counteract this effect, it helps to carry information in the
168  * entropy pool across shut-downs and start-ups.  To do this, put the
169  * following lines an appropriate script which is run during the boot
170  * sequence:
171  *
172  *      echo "Initializing random number generator..."
173  *      random_seed=/var/run/random-seed
174  *      # Carry a random seed from start-up to start-up
175  *      # Load and then save the whole entropy pool
176  *      if [ -f $random_seed ]; then
177  *              cat $random_seed >/dev/urandom
178  *      else
179  *              touch $random_seed
180  *      fi
181  *      chmod 600 $random_seed
182  *      dd if=/dev/urandom of=$random_seed count=1 bs=512
183  *
184  * and the following lines in an appropriate script which is run as
185  * the system is shutdown:
186  *
187  *      # Carry a random seed from shut-down to start-up
188  *      # Save the whole entropy pool
189  *      echo "Saving random seed..."
190  *      random_seed=/var/run/random-seed
191  *      touch $random_seed
192  *      chmod 600 $random_seed
193  *      dd if=/dev/urandom of=$random_seed count=1 bs=512
194  *
195  * For example, on most modern systems using the System V init
196  * scripts, such code fragments would be found in
197  * /etc/rc.d/init.d/random.  On older Linux systems, the correct script
198  * location might be in /etc/rcb.d/rc.local or /etc/rc.d/rc.0.
199  *
200  * Effectively, these commands cause the contents of the entropy pool
201  * to be saved at shut-down time and reloaded into the entropy pool at
202  * start-up.  (The 'dd' in the addition to the bootup script is to
203  * make sure that /etc/random-seed is different for every start-up,
204  * even if the system crashes without executing rc.0.)  Even with
205  * complete knowledge of the start-up activities, predicting the state
206  * of the entropy pool requires knowledge of the previous history of
207  * the system.
208  *
209  * Configuring the /dev/random driver under Linux
210  * ==============================================
211  *
212  * The /dev/random driver under Linux uses minor numbers 8 and 9 of
213  * the /dev/mem major number (#1).  So if your system does not have
214  * /dev/random and /dev/urandom created already, they can be created
215  * by using the commands:
216  *
217  *      mknod /dev/random c 1 8
218  *      mknod /dev/urandom c 1 9
219  *
220  * Acknowledgements:
221  * =================
222  *
223  * Ideas for constructing this random number generator were derived
224  * from Pretty Good Privacy's random number generator, and from private
225  * discussions with Phil Karn.  Colin Plumb provided a faster random
226  * number generator, which speed up the mixing function of the entropy
227  * pool, taken from PGPfone.  Dale Worley has also contributed many
228  * useful ideas and suggestions to improve this driver.
229  *
230  * Any flaws in the design are solely my responsibility, and should
231  * not be attributed to the Phil, Colin, or any of authors of PGP.
232  *
233  * Further background information on this topic may be obtained from
234  * RFC 1750, "Randomness Recommendations for Security", by Donald
235  * Eastlake, Steve Crocker, and Jeff Schiller.
236  */
237
238 #include <linux/utsname.h>
239 #include <linux/module.h>
240 #include <linux/kernel.h>
241 #include <linux/major.h>
242 #include <linux/string.h>
243 #include <linux/fcntl.h>
244 #include <linux/slab.h>
245 #include <linux/random.h>
246 #include <linux/poll.h>
247 #include <linux/init.h>
248 #include <linux/fs.h>
249 #include <linux/genhd.h>
250 #include <linux/interrupt.h>
251 #include <linux/mm.h>
252 #include <linux/spinlock.h>
253 #include <linux/percpu.h>
254 #include <linux/cryptohash.h>
255 #include <linux/fips.h>
256 #include <linux/ptrace.h>
257
258 #ifdef CONFIG_GENERIC_HARDIRQS
259 # include <linux/irq.h>
260 #endif
261
262 #include <asm/processor.h>
263 #include <asm/uaccess.h>
264 #include <asm/irq.h>
265 #include <asm/irq_regs.h>
266 #include <asm/io.h>
267
268 /*
269  * Configuration information
270  */
271 #define INPUT_POOL_WORDS 128
272 #define OUTPUT_POOL_WORDS 32
273 #define SEC_XFER_SIZE 512
274 #define EXTRACT_SIZE 10
275
276 /*
277  * The minimum number of bits of entropy before we wake up a read on
278  * /dev/random.  Should be enough to do a significant reseed.
279  */
280 static int random_read_wakeup_thresh = 64;
281
282 /*
283  * If the entropy count falls under this number of bits, then we
284  * should wake up processes which are selecting or polling on write
285  * access to /dev/random.
286  */
287 static int random_write_wakeup_thresh = 128;
288
289 /*
290  * When the input pool goes over trickle_thresh, start dropping most
291  * samples to avoid wasting CPU time and reduce lock contention.
292  */
293
294 static int trickle_thresh __read_mostly = INPUT_POOL_WORDS * 28;
295
296 static DEFINE_PER_CPU(int, trickle_count);
297
298 /*
299  * A pool of size .poolwords is stirred with a primitive polynomial
300  * of degree .poolwords over GF(2).  The taps for various sizes are
301  * defined below.  They are chosen to be evenly spaced (minimum RMS
302  * distance from evenly spaced; the numbers in the comments are a
303  * scaled squared error sum) except for the last tap, which is 1 to
304  * get the twisting happening as fast as possible.
305  */
306 static struct poolinfo {
307         int poolwords;
308         int tap1, tap2, tap3, tap4, tap5;
309 } poolinfo_table[] = {
310         /* x^128 + x^103 + x^76 + x^51 +x^25 + x + 1 -- 105 */
311         { 128,  103,    76,     51,     25,     1 },
312         /* x^32 + x^26 + x^20 + x^14 + x^7 + x + 1 -- 15 */
313         { 32,   26,     20,     14,     7,      1 },
314 #if 0
315         /* x^2048 + x^1638 + x^1231 + x^819 + x^411 + x + 1  -- 115 */
316         { 2048, 1638,   1231,   819,    411,    1 },
317
318         /* x^1024 + x^817 + x^615 + x^412 + x^204 + x + 1 -- 290 */
319         { 1024, 817,    615,    412,    204,    1 },
320
321         /* x^1024 + x^819 + x^616 + x^410 + x^207 + x^2 + 1 -- 115 */
322         { 1024, 819,    616,    410,    207,    2 },
323
324         /* x^512 + x^411 + x^308 + x^208 + x^104 + x + 1 -- 225 */
325         { 512,  411,    308,    208,    104,    1 },
326
327         /* x^512 + x^409 + x^307 + x^206 + x^102 + x^2 + 1 -- 95 */
328         { 512,  409,    307,    206,    102,    2 },
329         /* x^512 + x^409 + x^309 + x^205 + x^103 + x^2 + 1 -- 95 */
330         { 512,  409,    309,    205,    103,    2 },
331
332         /* x^256 + x^205 + x^155 + x^101 + x^52 + x + 1 -- 125 */
333         { 256,  205,    155,    101,    52,     1 },
334
335         /* x^128 + x^103 + x^78 + x^51 + x^27 + x^2 + 1 -- 70 */
336         { 128,  103,    78,     51,     27,     2 },
337
338         /* x^64 + x^52 + x^39 + x^26 + x^14 + x + 1 -- 15 */
339         { 64,   52,     39,     26,     14,     1 },
340 #endif
341 };
342
343 #define POOLBITS        poolwords*32
344 #define POOLBYTES       poolwords*4
345
346 /*
347  * For the purposes of better mixing, we use the CRC-32 polynomial as
348  * well to make a twisted Generalized Feedback Shift Reigster
349  *
350  * (See M. Matsumoto & Y. Kurita, 1992.  Twisted GFSR generators.  ACM
351  * Transactions on Modeling and Computer Simulation 2(3):179-194.
352  * Also see M. Matsumoto & Y. Kurita, 1994.  Twisted GFSR generators
353  * II.  ACM Transactions on Mdeling and Computer Simulation 4:254-266)
354  *
355  * Thanks to Colin Plumb for suggesting this.
356  *
357  * We have not analyzed the resultant polynomial to prove it primitive;
358  * in fact it almost certainly isn't.  Nonetheless, the irreducible factors
359  * of a random large-degree polynomial over GF(2) are more than large enough
360  * that periodicity is not a concern.
361  *
362  * The input hash is much less sensitive than the output hash.  All
363  * that we want of it is that it be a good non-cryptographic hash;
364  * i.e. it not produce collisions when fed "random" data of the sort
365  * we expect to see.  As long as the pool state differs for different
366  * inputs, we have preserved the input entropy and done a good job.
367  * The fact that an intelligent attacker can construct inputs that
368  * will produce controlled alterations to the pool's state is not
369  * important because we don't consider such inputs to contribute any
370  * randomness.  The only property we need with respect to them is that
371  * the attacker can't increase his/her knowledge of the pool's state.
372  * Since all additions are reversible (knowing the final state and the
373  * input, you can reconstruct the initial state), if an attacker has
374  * any uncertainty about the initial state, he/she can only shuffle
375  * that uncertainty about, but never cause any collisions (which would
376  * decrease the uncertainty).
377  *
378  * The chosen system lets the state of the pool be (essentially) the input
379  * modulo the generator polymnomial.  Now, for random primitive polynomials,
380  * this is a universal class of hash functions, meaning that the chance
381  * of a collision is limited by the attacker's knowledge of the generator
382  * polynomail, so if it is chosen at random, an attacker can never force
383  * a collision.  Here, we use a fixed polynomial, but we *can* assume that
384  * ###--> it is unknown to the processes generating the input entropy. <-###
385  * Because of this important property, this is a good, collision-resistant
386  * hash; hash collisions will occur no more often than chance.
387  */
388
389 /*
390  * Static global variables
391  */
392 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(random_read_wait);
393 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(random_write_wait);
394 static struct fasync_struct *fasync;
395
396 #if 0
397 static bool debug;
398 module_param(debug, bool, 0644);
399 #define DEBUG_ENT(fmt, arg...) do { \
400         if (debug) \
401                 printk(KERN_DEBUG "random %04d %04d %04d: " \
402                 fmt,\
403                 input_pool.entropy_count,\
404                 blocking_pool.entropy_count,\
405                 nonblocking_pool.entropy_count,\
406                 ## arg); } while (0)
407 #else
408 #define DEBUG_ENT(fmt, arg...) do {} while (0)
409 #endif
410
411 /**********************************************************************
412  *
413  * OS independent entropy store.   Here are the functions which handle
414  * storing entropy in an entropy pool.
415  *
416  **********************************************************************/
417
418 struct entropy_store;
419 struct entropy_store {
420         /* read-only data: */
421         struct poolinfo *poolinfo;
422         __u32 *pool;
423         const char *name;
424         struct entropy_store *pull;
425         int limit;
426
427         /* read-write data: */
428         spinlock_t lock;
429         unsigned add_ptr;
430         unsigned input_rotate;
431         int entropy_count;
432         int entropy_total;
433         unsigned int initialized:1;
434         __u8 last_data[EXTRACT_SIZE];
435 };
436
437 static __u32 input_pool_data[INPUT_POOL_WORDS];
438 static __u32 blocking_pool_data[OUTPUT_POOL_WORDS];
439 static __u32 nonblocking_pool_data[OUTPUT_POOL_WORDS];
440
441 static struct entropy_store input_pool = {
442         .poolinfo = &poolinfo_table[0],
443         .name = "input",
444         .limit = 1,
445         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&input_pool.lock),
446         .pool = input_pool_data
447 };
448
449 static struct entropy_store blocking_pool = {
450         .poolinfo = &poolinfo_table[1],
451         .name = "blocking",
452         .limit = 1,
453         .pull = &input_pool,
454         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&blocking_pool.lock),
455         .pool = blocking_pool_data
456 };
457
458 static struct entropy_store nonblocking_pool = {
459         .poolinfo = &poolinfo_table[1],
460         .name = "nonblocking",
461         .pull = &input_pool,
462         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&nonblocking_pool.lock),
463         .pool = nonblocking_pool_data
464 };
465
466 static __u32 const twist_table[8] = {
467         0x00000000, 0x3b6e20c8, 0x76dc4190, 0x4db26158,
468         0xedb88320, 0xd6d6a3e8, 0x9b64c2b0, 0xa00ae278 };
469
470 /*
471  * This function adds bytes into the entropy "pool".  It does not
472  * update the entropy estimate.  The caller should call
473  * credit_entropy_bits if this is appropriate.
474  *
475  * The pool is stirred with a primitive polynomial of the appropriate
476  * degree, and then twisted.  We twist by three bits at a time because
477  * it's cheap to do so and helps slightly in the expected case where
478  * the entropy is concentrated in the low-order bits.
479  */
480 static void __mix_pool_bytes(struct entropy_store *r, const void *in,
481                              int nbytes, __u8 out[64])
482 {
483         unsigned long i, j, tap1, tap2, tap3, tap4, tap5;
484         int input_rotate;
485         int wordmask = r->poolinfo->poolwords - 1;
486         const char *bytes = in;
487         __u32 w;
488
489         tap1 = r->poolinfo->tap1;
490         tap2 = r->poolinfo->tap2;
491         tap3 = r->poolinfo->tap3;
492         tap4 = r->poolinfo->tap4;
493         tap5 = r->poolinfo->tap5;
494
495         smp_rmb();
496         input_rotate = ACCESS_ONCE(r->input_rotate);
497         i = ACCESS_ONCE(r->add_ptr);
498
499         /* mix one byte at a time to simplify size handling and churn faster */
500         while (nbytes--) {
501                 w = rol32(*bytes++, input_rotate & 31);
502                 i = (i - 1) & wordmask;
503
504                 /* XOR in the various taps */
505                 w ^= r->pool[i];
506                 w ^= r->pool[(i + tap1) & wordmask];
507                 w ^= r->pool[(i + tap2) & wordmask];
508                 w ^= r->pool[(i + tap3) & wordmask];
509                 w ^= r->pool[(i + tap4) & wordmask];
510                 w ^= r->pool[(i + tap5) & wordmask];
511
512                 /* Mix the result back in with a twist */
513                 r->pool[i] = (w >> 3) ^ twist_table[w & 7];
514
515                 /*
516                  * Normally, we add 7 bits of rotation to the pool.
517                  * At the beginning of the pool, add an extra 7 bits
518                  * rotation, so that successive passes spread the
519                  * input bits across the pool evenly.
520                  */
521                 input_rotate += i ? 7 : 14;
522         }
523
524         ACCESS_ONCE(r->input_rotate) = input_rotate;
525         ACCESS_ONCE(r->add_ptr) = i;
526         smp_wmb();
527
528         if (out)
529                 for (j = 0; j < 16; j++)
530                         ((__u32 *)out)[j] = r->pool[(i - j) & wordmask];
531 }
532
533 static void mix_pool_bytes(struct entropy_store *r, const void *in,
534                              int nbytes, __u8 out[64])
535 {
536         unsigned long flags;
537
538         spin_lock_irqsave(&r->lock, flags);
539         __mix_pool_bytes(r, in, nbytes, out);
540         spin_unlock_irqrestore(&r->lock, flags);
541 }
542
543 struct fast_pool {
544         __u32           pool[4];
545         unsigned long   last;
546         unsigned short  count;
547         unsigned char   rotate;
548         unsigned char   last_timer_intr;
549 };
550
551 /*
552  * This is a fast mixing routine used by the interrupt randomness
553  * collector.  It's hardcoded for an 128 bit pool and assumes that any
554  * locks that might be needed are taken by the caller.
555  */
556 static void fast_mix(struct fast_pool *f, const void *in, int nbytes)
557 {
558         const char      *bytes = in;
559         __u32           w;
560         unsigned        i = f->count;
561         unsigned        input_rotate = f->rotate;
562
563         while (nbytes--) {
564                 w = rol32(*bytes++, input_rotate & 31) ^ f->pool[i & 3] ^
565                         f->pool[(i + 1) & 3];
566                 f->pool[i & 3] = (w >> 3) ^ twist_table[w & 7];
567                 input_rotate += (i++ & 3) ? 7 : 14;
568         }
569         f->count = i;
570         f->rotate = input_rotate;
571 }
572
573 /*
574  * Credit (or debit) the entropy store with n bits of entropy
575  */
576 static void credit_entropy_bits(struct entropy_store *r, int nbits)
577 {
578         int entropy_count, orig;
579
580         if (!nbits)
581                 return;
582
583         DEBUG_ENT("added %d entropy credits to %s\n", nbits, r->name);
584 retry:
585         entropy_count = orig = ACCESS_ONCE(r->entropy_count);
586         entropy_count += nbits;
587         if (entropy_count < 0) {
588                 DEBUG_ENT("negative entropy/overflow\n");
589                 entropy_count = 0;
590         } else if (entropy_count > r->poolinfo->POOLBITS)
591                 entropy_count = r->poolinfo->POOLBITS;
592         if (cmpxchg(&r->entropy_count, orig, entropy_count) != orig)
593                 goto retry;
594
595         if (!r->initialized && nbits > 0) {
596                 r->entropy_total += nbits;
597                 if (r->entropy_total > 128)
598                         r->initialized = 1;
599         }
600
601         /* should we wake readers? */
602         if (r == &input_pool && entropy_count >= random_read_wakeup_thresh) {
603                 wake_up_interruptible(&random_read_wait);
604                 kill_fasync(&fasync, SIGIO, POLL_IN);
605         }
606 }
607
608 /*********************************************************************
609  *
610  * Entropy input management
611  *
612  *********************************************************************/
613
614 /* There is one of these per entropy source */
615 struct timer_rand_state {
616         cycles_t last_time;
617         long last_delta, last_delta2;
618         unsigned dont_count_entropy:1;
619 };
620
621 #ifndef CONFIG_GENERIC_HARDIRQS
622
623 static struct timer_rand_state *irq_timer_state[NR_IRQS];
624
625 static struct timer_rand_state *get_timer_rand_state(unsigned int irq)
626 {
627         return irq_timer_state[irq];
628 }
629
630 static void set_timer_rand_state(unsigned int irq,
631                                  struct timer_rand_state *state)
632 {
633         irq_timer_state[irq] = state;
634 }
635
636 #else
637
638 static struct timer_rand_state *get_timer_rand_state(unsigned int irq)
639 {
640         struct irq_desc *desc;
641
642         desc = irq_to_desc(irq);
643
644         return desc->timer_rand_state;
645 }
646
647 static void set_timer_rand_state(unsigned int irq,
648                                  struct timer_rand_state *state)
649 {
650         struct irq_desc *desc;
651
652         desc = irq_to_desc(irq);
653
654         desc->timer_rand_state = state;
655 }
656 #endif
657
658 /*
659  * Add device- or boot-specific data to the input and nonblocking
660  * pools to help initialize them to unique values.
661  *
662  * None of this adds any entropy, it is meant to avoid the
663  * problem of the nonblocking pool having similar initial state
664  * across largely identical devices.
665  */
666 void add_device_randomness(const void *buf, unsigned int size)
667 {
668         unsigned long time = get_cycles() ^ jiffies;
669
670         mix_pool_bytes(&input_pool, buf, size, NULL);
671         mix_pool_bytes(&input_pool, &time, sizeof(time), NULL);
672         mix_pool_bytes(&nonblocking_pool, buf, size, NULL);
673         mix_pool_bytes(&nonblocking_pool, &time, sizeof(time), NULL);
674 }
675 EXPORT_SYMBOL(add_device_randomness);
676
677 static struct timer_rand_state input_timer_state;
678
679 /*
680  * This function adds entropy to the entropy "pool" by using timing
681  * delays.  It uses the timer_rand_state structure to make an estimate
682  * of how many bits of entropy this call has added to the pool.
683  *
684  * The number "num" is also added to the pool - it should somehow describe
685  * the type of event which just happened.  This is currently 0-255 for
686  * keyboard scan codes, and 256 upwards for interrupts.
687  *
688  */
689 static void add_timer_randomness(struct timer_rand_state *state, unsigned num)
690 {
691         struct {
692                 long jiffies;
693                 unsigned cycles;
694                 unsigned num;
695         } sample;
696         long delta, delta2, delta3;
697
698         preempt_disable();
699         /* if over the trickle threshold, use only 1 in 4096 samples */
700         if (input_pool.entropy_count > trickle_thresh &&
701             ((__this_cpu_inc_return(trickle_count) - 1) & 0xfff))
702                 goto out;
703
704         sample.jiffies = jiffies;
705
706         /* Use arch random value, fall back to cycles */
707         if (!arch_get_random_int(&sample.cycles))
708                 sample.cycles = get_cycles();
709
710         sample.num = num;
711         mix_pool_bytes(&input_pool, &sample, sizeof(sample), NULL);
712
713         /*
714          * Calculate number of bits of randomness we probably added.
715          * We take into account the first, second and third-order deltas
716          * in order to make our estimate.
717          */
718
719         if (!state->dont_count_entropy) {
720                 delta = sample.jiffies - state->last_time;
721                 state->last_time = sample.jiffies;
722
723                 delta2 = delta - state->last_delta;
724                 state->last_delta = delta;
725
726                 delta3 = delta2 - state->last_delta2;
727                 state->last_delta2 = delta2;
728
729                 if (delta < 0)
730                         delta = -delta;
731                 if (delta2 < 0)
732                         delta2 = -delta2;
733                 if (delta3 < 0)
734                         delta3 = -delta3;
735                 if (delta > delta2)
736                         delta = delta2;
737                 if (delta > delta3)
738                         delta = delta3;
739
740                 /*
741                  * delta is now minimum absolute delta.
742                  * Round down by 1 bit on general principles,
743                  * and limit entropy entimate to 12 bits.
744                  */
745                 credit_entropy_bits(&input_pool,
746                                     min_t(int, fls(delta>>1), 11));
747         }
748 out:
749         preempt_enable();
750 }
751
752 void add_input_randomness(unsigned int type, unsigned int code,
753                                  unsigned int value)
754 {
755         static unsigned char last_value;
756
757         /* ignore autorepeat and the like */
758         if (value == last_value)
759                 return;
760
761         DEBUG_ENT("input event\n");
762         last_value = value;
763         add_timer_randomness(&input_timer_state,
764                              (type << 4) ^ code ^ (code >> 4) ^ value);
765 }
766 EXPORT_SYMBOL_GPL(add_input_randomness);
767
768 static DEFINE_PER_CPU(struct fast_pool, irq_randomness);
769
770 void add_interrupt_randomness(int irq, int irq_flags)
771 {
772         struct entropy_store    *r;
773         struct fast_pool        *fast_pool = &__get_cpu_var(irq_randomness);
774         struct pt_regs          *regs = get_irq_regs();
775         unsigned long           now = jiffies;
776         __u32                   input[4], cycles = get_cycles();
777
778         input[0] = cycles ^ jiffies;
779         input[1] = irq;
780         if (regs) {
781                 __u64 ip = instruction_pointer(regs);
782                 input[2] = ip;
783                 input[3] = ip >> 32;
784         }
785
786         fast_mix(fast_pool, input, sizeof(input));
787
788         if ((fast_pool->count & 1023) &&
789             !time_after(now, fast_pool->last + HZ))
790                 return;
791
792         fast_pool->last = now;
793
794         r = nonblocking_pool.initialized ? &input_pool : &nonblocking_pool;
795         __mix_pool_bytes(r, &fast_pool->pool, sizeof(fast_pool->pool), NULL);
796         /*
797          * If we don't have a valid cycle counter, and we see
798          * back-to-back timer interrupts, then skip giving credit for
799          * any entropy.
800          */
801         if (cycles == 0) {
802                 if (irq_flags & __IRQF_TIMER) {
803                         if (fast_pool->last_timer_intr)
804                                 return;
805                         fast_pool->last_timer_intr = 1;
806                 } else
807                         fast_pool->last_timer_intr = 0;
808         }
809         credit_entropy_bits(r, 1);
810 }
811
812 #ifdef CONFIG_BLOCK
813 void add_disk_randomness(struct gendisk *disk)
814 {
815         if (!disk || !disk->random)
816                 return;
817         /* first major is 1, so we get >= 0x200 here */
818         DEBUG_ENT("disk event %d:%d\n",
819                   MAJOR(disk_devt(disk)), MINOR(disk_devt(disk)));
820
821         add_timer_randomness(disk->random, 0x100 + disk_devt(disk));
822 }
823 #endif
824
825 /*********************************************************************
826  *
827  * Entropy extraction routines
828  *
829  *********************************************************************/
830
831 static ssize_t extract_entropy(struct entropy_store *r, void *buf,
832                                size_t nbytes, int min, int rsvd);
833
834 /*
835  * This utility inline function is responsible for transferring entropy
836  * from the primary pool to the secondary extraction pool. We make
837  * sure we pull enough for a 'catastrophic reseed'.
838  */
839 static void xfer_secondary_pool(struct entropy_store *r, size_t nbytes)
840 {
841         __u32 tmp[OUTPUT_POOL_WORDS];
842
843         if (r->pull && r->entropy_count < nbytes * 8 &&
844             r->entropy_count < r->poolinfo->POOLBITS) {
845                 /* If we're limited, always leave two wakeup worth's BITS */
846                 int rsvd = r->limit ? 0 : random_read_wakeup_thresh/4;
847                 int bytes = nbytes;
848
849                 /* pull at least as many as BYTES as wakeup BITS */
850                 bytes = max_t(int, bytes, random_read_wakeup_thresh / 8);
851                 /* but never more than the buffer size */
852                 bytes = min_t(int, bytes, sizeof(tmp));
853
854                 DEBUG_ENT("going to reseed %s with %d bits "
855                           "(%d of %d requested)\n",
856                           r->name, bytes * 8, nbytes * 8, r->entropy_count);
857
858                 bytes = extract_entropy(r->pull, tmp, bytes,
859                                         random_read_wakeup_thresh / 8, rsvd);
860                 mix_pool_bytes(r, tmp, bytes, NULL);
861                 credit_entropy_bits(r, bytes*8);
862         }
863 }
864
865 /*
866  * These functions extracts randomness from the "entropy pool", and
867  * returns it in a buffer.
868  *
869  * The min parameter specifies the minimum amount we can pull before
870  * failing to avoid races that defeat catastrophic reseeding while the
871  * reserved parameter indicates how much entropy we must leave in the
872  * pool after each pull to avoid starving other readers.
873  *
874  * Note: extract_entropy() assumes that .poolwords is a multiple of 16 words.
875  */
876
877 static size_t account(struct entropy_store *r, size_t nbytes, int min,
878                       int reserved)
879 {
880         unsigned long flags;
881
882         /* Hold lock while accounting */
883         spin_lock_irqsave(&r->lock, flags);
884
885         BUG_ON(r->entropy_count > r->poolinfo->POOLBITS);
886         DEBUG_ENT("trying to extract %d bits from %s\n",
887                   nbytes * 8, r->name);
888
889         /* Can we pull enough? */
890         if (r->entropy_count / 8 < min + reserved) {
891                 nbytes = 0;
892         } else {
893                 /* If limited, never pull more than available */
894                 if (r->limit && nbytes + reserved >= r->entropy_count / 8)
895                         nbytes = r->entropy_count/8 - reserved;
896
897                 if (r->entropy_count / 8 >= nbytes + reserved)
898                         r->entropy_count -= nbytes*8;
899                 else
900                         r->entropy_count = reserved;
901
902                 if (r->entropy_count < random_write_wakeup_thresh) {
903                         wake_up_interruptible(&random_write_wait);
904                         kill_fasync(&fasync, SIGIO, POLL_OUT);
905                 }
906         }
907
908         DEBUG_ENT("debiting %d entropy credits from %s%s\n",
909                   nbytes * 8, r->name, r->limit ? "" : " (unlimited)");
910
911         spin_unlock_irqrestore(&r->lock, flags);
912
913         return nbytes;
914 }
915
916 static void extract_buf(struct entropy_store *r, __u8 *out)
917 {
918         int i;
919         __u32 hash[5], workspace[SHA_WORKSPACE_WORDS];
920         __u8 extract[64];
921         unsigned long flags;
922
923         /* Generate a hash across the pool, 16 words (512 bits) at a time */
924         sha_init(hash);
925         spin_lock_irqsave(&r->lock, flags);
926         for (i = 0; i < r->poolinfo->poolwords; i += 16)
927                 sha_transform(hash, (__u8 *)(r->pool + i), workspace);
928
929         /*
930          * We mix the hash back into the pool to prevent backtracking
931          * attacks (where the attacker knows the state of the pool
932          * plus the current outputs, and attempts to find previous
933          * ouputs), unless the hash function can be inverted. By
934          * mixing at least a SHA1 worth of hash data back, we make
935          * brute-forcing the feedback as hard as brute-forcing the
936          * hash.
937          */
938         __mix_pool_bytes(r, hash, sizeof(hash), extract);
939         spin_unlock_irqrestore(&r->lock, flags);
940
941         /*
942          * To avoid duplicates, we atomically extract a portion of the
943          * pool while mixing, and hash one final time.
944          */
945         sha_transform(hash, extract, workspace);
946         memset(extract, 0, sizeof(extract));
947         memset(workspace, 0, sizeof(workspace));
948
949         /*
950          * In case the hash function has some recognizable output
951          * pattern, we fold it in half. Thus, we always feed back
952          * twice as much data as we output.
953          */
954         hash[0] ^= hash[3];
955         hash[1] ^= hash[4];
956         hash[2] ^= rol32(hash[2], 16);
957         memcpy(out, hash, EXTRACT_SIZE);
958         memset(hash, 0, sizeof(hash));
959 }
960
961 static ssize_t extract_entropy(struct entropy_store *r, void *buf,
962                                  size_t nbytes, int min, int reserved)
963 {
964         ssize_t ret = 0, i;
965         __u8 tmp[EXTRACT_SIZE];
966
967         xfer_secondary_pool(r, nbytes);
968         nbytes = account(r, nbytes, min, reserved);
969
970         while (nbytes) {
971                 extract_buf(r, tmp);
972
973                 if (fips_enabled) {
974                         unsigned long flags;
975
976                         spin_lock_irqsave(&r->lock, flags);
977                         if (!memcmp(tmp, r->last_data, EXTRACT_SIZE))
978                                 panic("Hardware RNG duplicated output!\n");
979                         memcpy(r->last_data, tmp, EXTRACT_SIZE);
980                         spin_unlock_irqrestore(&r->lock, flags);
981                 }
982                 i = min_t(int, nbytes, EXTRACT_SIZE);
983                 memcpy(buf, tmp, i);
984                 nbytes -= i;
985                 buf += i;
986                 ret += i;
987         }
988
989         /* Wipe data just returned from memory */
990         memset(tmp, 0, sizeof(tmp));
991
992         return ret;
993 }
994
995 static ssize_t extract_entropy_user(struct entropy_store *r, void __user *buf,
996                                     size_t nbytes)
997 {
998         ssize_t ret = 0, i;
999         __u8 tmp[EXTRACT_SIZE];
1000
1001         xfer_secondary_pool(r, nbytes);
1002         nbytes = account(r, nbytes, 0, 0);
1003
1004         while (nbytes) {
1005                 if (need_resched()) {
1006                         if (signal_pending(current)) {
1007                                 if (ret == 0)
1008                                         ret = -ERESTARTSYS;
1009                                 break;
1010                         }
1011                         schedule();
1012                 }
1013
1014                 extract_buf(r, tmp);
1015                 i = min_t(int, nbytes, EXTRACT_SIZE);
1016                 if (copy_to_user(buf, tmp, i)) {
1017                         ret = -EFAULT;
1018                         break;
1019                 }
1020
1021                 nbytes -= i;
1022                 buf += i;
1023                 ret += i;
1024         }
1025
1026         /* Wipe data just returned from memory */
1027         memset(tmp, 0, sizeof(tmp));
1028
1029         return ret;
1030 }
1031
1032 /*
1033  * This function is the exported kernel interface.  It returns some
1034  * number of good random numbers, suitable for seeding TCP sequence
1035  * numbers, etc.
1036  */
1037 void get_random_bytes(void *buf, int nbytes)
1038 {
1039         char *p = buf;
1040
1041         while (nbytes) {
1042                 unsigned long v;
1043                 int chunk = min(nbytes, (int)sizeof(unsigned long));
1044                 
1045                 if (!arch_get_random_long(&v))
1046                         break;
1047                 
1048                 memcpy(p, &v, chunk);
1049                 p += chunk;
1050                 nbytes -= chunk;
1051         }
1052
1053         extract_entropy(&nonblocking_pool, p, nbytes, 0, 0);
1054 }
1055 EXPORT_SYMBOL(get_random_bytes);
1056
1057 /*
1058  * init_std_data - initialize pool with system data
1059  *
1060  * @r: pool to initialize
1061  *
1062  * This function clears the pool's entropy count and mixes some system
1063  * data into the pool to prepare it for use. The pool is not cleared
1064  * as that can only decrease the entropy in the pool.
1065  */
1066 static void init_std_data(struct entropy_store *r)
1067 {
1068         int i;
1069         ktime_t now = ktime_get_real();
1070         unsigned long rv;
1071
1072         r->entropy_count = 0;
1073         r->entropy_total = 0;
1074         mix_pool_bytes(r, &now, sizeof(now), NULL);
1075         for (i = r->poolinfo->POOLBYTES; i > 0; i -= sizeof(rv)) {
1076                 if (!arch_get_random_long(&rv))
1077                         break;
1078                 mix_pool_bytes(r, &rv, sizeof(rv), NULL);
1079         }
1080         mix_pool_bytes(r, utsname(), sizeof(*(utsname())), NULL);
1081 }
1082
1083 static int rand_initialize(void)
1084 {
1085         init_std_data(&input_pool);
1086         init_std_data(&blocking_pool);
1087         init_std_data(&nonblocking_pool);
1088         return 0;
1089 }
1090 module_init(rand_initialize);
1091
1092 void rand_initialize_irq(int irq)
1093 {
1094         struct timer_rand_state *state;
1095
1096         state = get_timer_rand_state(irq);
1097
1098         if (state)
1099                 return;
1100
1101         /*
1102          * If kzalloc returns null, we just won't use that entropy
1103          * source.
1104          */
1105         state = kzalloc(sizeof(struct timer_rand_state), GFP_KERNEL);
1106         if (state)
1107                 set_timer_rand_state(irq, state);
1108 }
1109
1110 #ifdef CONFIG_BLOCK
1111 void rand_initialize_disk(struct gendisk *disk)
1112 {
1113         struct timer_rand_state *state;
1114
1115         /*
1116          * If kzalloc returns null, we just won't use that entropy
1117          * source.
1118          */
1119         state = kzalloc(sizeof(struct timer_rand_state), GFP_KERNEL);
1120         if (state)
1121                 disk->random = state;
1122 }
1123 #endif
1124
1125 static ssize_t
1126 random_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
1127 {
1128         ssize_t n, retval = 0, count = 0;
1129
1130         if (nbytes == 0)
1131                 return 0;
1132
1133         while (nbytes > 0) {
1134                 n = nbytes;
1135                 if (n > SEC_XFER_SIZE)
1136                         n = SEC_XFER_SIZE;
1137
1138                 DEBUG_ENT("reading %d bits\n", n*8);
1139
1140                 n = extract_entropy_user(&blocking_pool, buf, n);
1141
1142                 DEBUG_ENT("read got %d bits (%d still needed)\n",
1143                           n*8, (nbytes-n)*8);
1144
1145                 if (n == 0) {
1146                         if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
1147                                 retval = -EAGAIN;
1148                                 break;
1149                         }
1150
1151                         DEBUG_ENT("sleeping?\n");
1152
1153                         wait_event_interruptible(random_read_wait,
1154                                 input_pool.entropy_count >=
1155                                                  random_read_wakeup_thresh);
1156
1157                         DEBUG_ENT("awake\n");
1158
1159                         if (signal_pending(current)) {
1160                                 retval = -ERESTARTSYS;
1161                                 break;
1162                         }
1163
1164                         continue;
1165                 }
1166
1167                 if (n < 0) {
1168                         retval = n;
1169                         break;
1170                 }
1171                 count += n;
1172                 buf += n;
1173                 nbytes -= n;
1174                 break;          /* This break makes the device work */
1175                                 /* like a named pipe */
1176         }
1177
1178         return (count ? count : retval);
1179 }
1180
1181 static ssize_t
1182 urandom_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes, loff_t *ppos)
1183 {
1184         return extract_entropy_user(&nonblocking_pool, buf, nbytes);
1185 }
1186
1187 static unsigned int
1188 random_poll(struct file *file, poll_table * wait)
1189 {
1190         unsigned int mask;
1191
1192         poll_wait(file, &random_read_wait, wait);
1193         poll_wait(file, &random_write_wait, wait);
1194         mask = 0;
1195         if (input_pool.entropy_count >= random_read_wakeup_thresh)
1196                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
1197         if (input_pool.entropy_count < random_write_wakeup_thresh)
1198                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
1199         return mask;
1200 }
1201
1202 static int
1203 write_pool(struct entropy_store *r, const char __user *buffer, size_t count)
1204 {
1205         size_t bytes;
1206         __u32 buf[16];
1207         const char __user *p = buffer;
1208
1209         while (count > 0) {
1210                 bytes = min(count, sizeof(buf));
1211                 if (copy_from_user(&buf, p, bytes))
1212                         return -EFAULT;
1213
1214                 count -= bytes;
1215                 p += bytes;
1216
1217                 mix_pool_bytes(r, buf, bytes, NULL);
1218                 cond_resched();
1219         }
1220
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 static ssize_t random_write(struct file *file, const char __user *buffer,
1225                             size_t count, loff_t *ppos)
1226 {
1227         size_t ret;
1228
1229         ret = write_pool(&blocking_pool, buffer, count);
1230         if (ret)
1231                 return ret;
1232         ret = write_pool(&nonblocking_pool, buffer, count);
1233         if (ret)
1234                 return ret;
1235
1236         return (ssize_t)count;
1237 }
1238
1239 static long random_ioctl(struct file *f, unsigned int cmd, unsigned long arg)
1240 {
1241         int size, ent_count;
1242         int __user *p = (int __user *)arg;
1243         int retval;
1244
1245         switch (cmd) {
1246         case RNDGETENTCNT:
1247                 /* inherently racy, no point locking */
1248                 if (put_user(input_pool.entropy_count, p))
1249                         return -EFAULT;
1250                 return 0;
1251         case RNDADDTOENTCNT:
1252                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
1253                         return -EPERM;
1254                 if (get_user(ent_count, p))
1255                         return -EFAULT;
1256                 credit_entropy_bits(&input_pool, ent_count);
1257                 return 0;
1258         case RNDADDENTROPY:
1259                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
1260                         return -EPERM;
1261                 if (get_user(ent_count, p++))
1262                         return -EFAULT;
1263                 if (ent_count < 0)
1264                         return -EINVAL;
1265                 if (get_user(size, p++))
1266                         return -EFAULT;
1267                 retval = write_pool(&input_pool, (const char __user *)p,
1268                                     size);
1269                 if (retval < 0)
1270                         return retval;
1271                 credit_entropy_bits(&input_pool, ent_count);
1272                 return 0;
1273         case RNDZAPENTCNT:
1274         case RNDCLEARPOOL:
1275                 /* Clear the entropy pool counters. */
1276                 if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
1277                         return -EPERM;
1278                 rand_initialize();
1279                 return 0;
1280         default:
1281                 return -EINVAL;
1282         }
1283 }
1284
1285 static int random_fasync(int fd, struct file *filp, int on)
1286 {
1287         return fasync_helper(fd, filp, on, &fasync);
1288 }
1289
1290 const struct file_operations random_fops = {
1291         .read  = random_read,
1292         .write = random_write,
1293         .poll  = random_poll,
1294         .unlocked_ioctl = random_ioctl,
1295         .fasync = random_fasync,
1296         .llseek = noop_llseek,
1297 };
1298
1299 const struct file_operations urandom_fops = {
1300         .read  = urandom_read,
1301         .write = random_write,
1302         .unlocked_ioctl = random_ioctl,
1303         .fasync = random_fasync,
1304         .llseek = noop_llseek,
1305 };
1306
1307 /***************************************************************
1308  * Random UUID interface
1309  *
1310  * Used here for a Boot ID, but can be useful for other kernel
1311  * drivers.
1312  ***************************************************************/
1313
1314 /*
1315  * Generate random UUID
1316  */
1317 void generate_random_uuid(unsigned char uuid_out[16])
1318 {
1319         get_random_bytes(uuid_out, 16);
1320         /* Set UUID version to 4 --- truly random generation */
1321         uuid_out[6] = (uuid_out[6] & 0x0F) | 0x40;
1322         /* Set the UUID variant to DCE */
1323         uuid_out[8] = (uuid_out[8] & 0x3F) | 0x80;
1324 }
1325 EXPORT_SYMBOL(generate_random_uuid);
1326
1327 /********************************************************************
1328  *
1329  * Sysctl interface
1330  *
1331  ********************************************************************/
1332
1333 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1334
1335 #include <linux/sysctl.h>
1336
1337 static int min_read_thresh = 8, min_write_thresh;
1338 static int max_read_thresh = INPUT_POOL_WORDS * 32;
1339 static int max_write_thresh = INPUT_POOL_WORDS * 32;
1340 static char sysctl_bootid[16];
1341
1342 /*
1343  * These functions is used to return both the bootid UUID, and random
1344  * UUID.  The difference is in whether table->data is NULL; if it is,
1345  * then a new UUID is generated and returned to the user.
1346  *
1347  * If the user accesses this via the proc interface, it will be returned
1348  * as an ASCII string in the standard UUID format.  If accesses via the
1349  * sysctl system call, it is returned as 16 bytes of binary data.
1350  */
1351 static int proc_do_uuid(ctl_table *table, int write,
1352                         void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1353 {
1354         ctl_table fake_table;
1355         unsigned char buf[64], tmp_uuid[16], *uuid;
1356
1357         uuid = table->data;
1358         if (!uuid) {
1359                 uuid = tmp_uuid;
1360                 generate_random_uuid(uuid);
1361         } else {
1362                 static DEFINE_SPINLOCK(bootid_spinlock);
1363
1364                 spin_lock(&bootid_spinlock);
1365                 if (!uuid[8])
1366                         generate_random_uuid(uuid);
1367                 spin_unlock(&bootid_spinlock);
1368         }
1369
1370         sprintf(buf, "%pU", uuid);
1371
1372         fake_table.data = buf;
1373         fake_table.maxlen = sizeof(buf);
1374
1375         return proc_dostring(&fake_table, write, buffer, lenp, ppos);
1376 }
1377
1378 static int sysctl_poolsize = INPUT_POOL_WORDS * 32;
1379 extern ctl_table random_table[];
1380 ctl_table random_table[] = {
1381         {
1382                 .procname       = "poolsize",
1383                 .data           = &sysctl_poolsize,
1384                 .maxlen         = sizeof(int),
1385                 .mode           = 0444,
1386                 .proc_handler   = proc_dointvec,
1387         },
1388         {
1389                 .procname       = "entropy_avail",
1390                 .maxlen         = sizeof(int),
1391                 .mode           = 0444,
1392                 .proc_handler   = proc_dointvec,
1393                 .data           = &input_pool.entropy_count,
1394         },
1395         {
1396                 .procname       = "read_wakeup_threshold",
1397                 .data           = &random_read_wakeup_thresh,
1398                 .maxlen         = sizeof(int),
1399                 .mode           = 0644,
1400                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
1401                 .extra1         = &min_read_thresh,
1402                 .extra2         = &max_read_thresh,
1403         },
1404         {
1405                 .procname       = "write_wakeup_threshold",
1406                 .data           = &random_write_wakeup_thresh,
1407                 .maxlen         = sizeof(int),
1408                 .mode           = 0644,
1409                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
1410                 .extra1         = &min_write_thresh,
1411                 .extra2         = &max_write_thresh,
1412         },
1413         {
1414                 .procname       = "boot_id",
1415                 .data           = &sysctl_bootid,
1416                 .maxlen         = 16,
1417                 .mode           = 0444,
1418                 .proc_handler   = proc_do_uuid,
1419         },
1420         {
1421                 .procname       = "uuid",
1422                 .maxlen         = 16,
1423                 .mode           = 0444,
1424                 .proc_handler   = proc_do_uuid,
1425         },
1426         { }
1427 };
1428 #endif  /* CONFIG_SYSCTL */
1429
1430 static u32 random_int_secret[MD5_MESSAGE_BYTES / 4] ____cacheline_aligned;
1431
1432 static int __init random_int_secret_init(void)
1433 {
1434         get_random_bytes(random_int_secret, sizeof(random_int_secret));
1435         return 0;
1436 }
1437 late_initcall(random_int_secret_init);
1438
1439 /*
1440  * Get a random word for internal kernel use only. Similar to urandom but
1441  * with the goal of minimal entropy pool depletion. As a result, the random
1442  * value is not cryptographically secure but for several uses the cost of
1443  * depleting entropy is too high
1444  */
1445 static DEFINE_PER_CPU(__u32 [MD5_DIGEST_WORDS], get_random_int_hash);
1446 unsigned int get_random_int(void)
1447 {
1448         __u32 *hash;
1449         unsigned int ret;
1450
1451         if (arch_get_random_int(&ret))
1452                 return ret;
1453
1454         hash = get_cpu_var(get_random_int_hash);
1455
1456         hash[0] += current->pid + jiffies + get_cycles();
1457         md5_transform(hash, random_int_secret);
1458         ret = hash[0];
1459         put_cpu_var(get_random_int_hash);
1460
1461         return ret;
1462 }
1463
1464 /*
1465  * randomize_range() returns a start address such that
1466  *
1467  *    [...... <range> .....]
1468  *  start                  end
1469  *
1470  * a <range> with size "len" starting at the return value is inside in the
1471  * area defined by [start, end], but is otherwise randomized.
1472  */
1473 unsigned long
1474 randomize_range(unsigned long start, unsigned long end, unsigned long len)
1475 {
1476         unsigned long range = end - len - start;
1477
1478         if (end <= start + len)
1479                 return 0;
1480         return PAGE_ALIGN(get_random_int() % range + start);
1481 }