HWRNG Core 注册、选择与熵注入

1. Core对象

硬件driver填充struct hwrng：

• name；
• init/cleanup；
• read，或data_present/data_read；
• quality；
• list、kref和completion。

通过hwrng_register()或devm_hwrng_register()加入Core。

2. /dev/hwrng

Core注册miscdevice：

major 10 / HWRNG_MINOR
node /dev/hwrng
fops rng_chrdev_ops

只允许read open；write返回无效。Read从当前selected RNG取原始数据，并支持O_NONBLOCK。

3. 多RNG选择

Core维护rng_list和current_rng：

• 默认选择quality最高者；
• 用户可写rng_current固定选择；
• 当前RNG注销时自动切到最佳剩余源；
• 同名RNG禁止重复注册。

Sysfs属性：

rng_available
rng_current
rng_selected
rng_quality

具体路径位于hwrng misc device对应sysfs节点。

4. Quality

quality范围0–1024，表示每1024位输入估计可credit的entropy bit数。它不是吞吐率，也不是统计测试分数。

设置过高会让内核过度信任硬件，设置为0则后台输入仍可mix但不credit。

Rockchip driver在本树声明quality=999，这是一项强信任假设，应结合硬件认证和健康检测评估。

5. 后台填充线程

选择current RNG后启动hwrng kthread：

rng_get_data(wait=1)
 -> bytes * quality计算credit
 -> add_hwgenerator_randomness
 -> mix到内核pool并按quality credit

读取失败或无数据时使用hwrng_msleep()等待，也能被设备注销的dying completion唤醒。

6. Early Randomness

新RNG注册时，Core可能非阻塞读取32字节并调用add_device_randomness()。这只mix，不按quality直接credit。

7. 并发

• rng_mutex：list和current选择；
• reading_mutex：硬件read、共享buffer和data_avail；
• kref：当前RNG跨read生命周期；
• cleanup_done：等待最后引用cleanup；
• dying：中断driver sleep。

Driver unregister会从list移除、切换current、停止fill线程并等待cleanup完成。

8. Driver回调

.read(rng, buf, max, wait)：

• 返回生成字节数；
• 0表示暂时无数据；
• 负值表示错误；
• 不得写超过max；
• wait=false不应长时间阻塞。

Core串行调用当前RNG read，但driver的probe/PM/error IRQ仍需自行同步。

9. PM

HWRNG Core不管理厂商clock。Driver应在read/init/cleanup或runtime PM中：

• enable clock/power；
• 等待ready；
• 读取并清状态；
• 停止generator；
• autosuspend。

10. 故障

硬件timeout不能回退为伪随机0数据。应返回errno，使Core可停止使用或切换其它RNG。

产品还应关注：

• 连续值检测；
• stuck-at故障；
• reset后重复序列；
• 低温/低压；
• virtualization伪造；
• 多源是否真正独立。