pintos-os.org Git - openvswitch/blob - datapath/linux-2.4/compat-2.4/random32.c

   1 /*
   2   This is a maximally equidistributed combined Tausworthe generator
   3   based on code from GNU Scientific Library 1.5 (30 Jun 2004)
   4
   5    x_n = (s1_n ^ s2_n ^ s3_n)
   6
   7    s1_{n+1} = (((s1_n & 4294967294) <<12) ^ (((s1_n <<13) ^ s1_n) >>19))
   8    s2_{n+1} = (((s2_n & 4294967288) << 4) ^ (((s2_n << 2) ^ s2_n) >>25))
   9    s3_{n+1} = (((s3_n & 4294967280) <<17) ^ (((s3_n << 3) ^ s3_n) >>11))
  10
  11    The period of this generator is about 2^88.
  12
  13    From: P. L'Ecuyer, "Maximally Equidistributed Combined Tausworthe
  14    Generators", Mathematics of Computation, 65, 213 (1996), 203--213.
  15
  16    This is available on the net from L'Ecuyer's home page,
  17
  18    http://www.iro.umontreal.ca/~lecuyer/myftp/papers/tausme.ps
  19    ftp://ftp.iro.umontreal.ca/pub/simulation/lecuyer/papers/tausme.ps
  20
  21    There is an erratum in the paper "Tables of Maximally
  22    Equidistributed Combined LFSR Generators", Mathematics of
  23    Computation, 68, 225 (1999), 261--269:
  24    http://www.iro.umontreal.ca/~lecuyer/myftp/papers/tausme2.ps
  25
  26         ... the k_j most significant bits of z_j must be non-
  27         zero, for each j. (Note: this restriction also applies to the
  28         computer code given in [4], but was mistakenly not mentioned in
  29         that paper.)
  30
  31    This affects the seeding procedure by imposing the requirement
  32    s1 > 1, s2 > 7, s3 > 15.
  33
  34 */
  35
  36 #include <linux/init.h>
  37 #include <linux/module.h>
  38 #include <linux/types.h>
  39 #include <linux/jiffies.h>
  40 #include <linux/random.h>
  41 #include <linux/threads.h>
  42 #include <linux/smp.h>
  43
  44 #include "compat24.h"
  45
  46 struct rnd_state {
  47         u32 s1, s2, s3;
  48 };
  49
  50 static struct rnd_state net_rand_state[NR_CPUS];
  51
  52 static u32 __random32(struct rnd_state *state)
  53 {
  54 #define TAUSWORTHE(s,a,b,c,d) ((s&c)<<d) ^ (((s <<a) ^ s)>>b)
  55
  56         state->s1 = TAUSWORTHE(state->s1, 13, 19, 4294967294UL, 12);
  57         state->s2 = TAUSWORTHE(state->s2, 2, 25, 4294967288UL, 4);
  58         state->s3 = TAUSWORTHE(state->s3, 3, 11, 4294967280UL, 17);
  59
  60         return (state->s1 ^ state->s2 ^ state->s3);
  61 }
  62
  63 static void __set_random32(struct rnd_state *state, unsigned long s)
  64 {
  65         if (s == 0)
  66                 s = 1;      /* default seed is 1 */
  67
  68 #define LCG(n) (69069 * n)
  69         state->s1 = LCG(s);
  70         state->s2 = LCG(state->s1);
  71         state->s3 = LCG(state->s2);
  72
  73         /* "warm it up" */
  74         __random32(state);
  75         __random32(state);
  76         __random32(state);
  77         __random32(state);
  78         __random32(state);
  79         __random32(state);
  80 }
  81
  82 /**
  83  *      random32 - pseudo random number generator
  84  *
  85  *      A 32 bit pseudo-random number is generated using a fast
  86  *      algorithm suitable for simulation. This algorithm is NOT
  87  *      considered safe for cryptographic use.
  88  */
  89 u32 random32(void)
  90 {
  91         return __random32(&net_rand_state[smp_processor_id()]);
  92 }
  93 EXPORT_SYMBOL(random32);
  94
  95 /**
  96  *      srandom32 - add entropy to pseudo random number generator
  97  *      @seed: seed value
  98  *
  99  *      Add some additional seeding to the random32() pool.
 100  *      Note: this pool is per cpu so it only affects current CPU.
 101  */
 102 void srandom32(u32 entropy)
 103 {
 104         struct rnd_state *state = &net_rand_state[smp_processor_id()];
 105         __set_random32(state, state->s1 ^ entropy);
 106 }
 107 EXPORT_SYMBOL(srandom32);
 108
 109 static int __init random32_reseed(void);
 110
 111 /*
 112  *      Generate some initially weak seeding values to allow
 113  *      to start the random32() engine.
 114  */
 115 int __init random32_init(void)
 116 {
 117         int i;
 118
 119         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 120                 struct rnd_state *state = &net_rand_state[i];
 121                 __set_random32(state, i + jiffies);
 122         }
 123         random32_reseed();
 124         return 0;
 125 }
 126
 127 /*
 128  *      Generate better values after random number generator
 129  *      is fully initalized.
 130  */
 131 static int __init random32_reseed(void)
 132 {
 133         int i;
 134         unsigned long seed;
 135
 136         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 137                 struct rnd_state *state = &net_rand_state[i];
 138
 139                 get_random_bytes(&seed, sizeof(seed));
 140                 __set_random32(state, seed);
 141         }
 142         return 0;
 143 }