datapath/linux-2.6/compat-2.6/random32.c

   1 #include <linux/version.h>
   2 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,19)
   3
   4 /*
   5   This is a maximally equidistributed combined Tausworthe generator
   6   based on code from GNU Scientific Library 1.5 (30 Jun 2004)
   7
   8    x_n = (s1_n ^ s2_n ^ s3_n)
   9
  10    s1_{n+1} = (((s1_n & 4294967294) <<12) ^ (((s1_n <<13) ^ s1_n) >>19))
  11    s2_{n+1} = (((s2_n & 4294967288) << 4) ^ (((s2_n << 2) ^ s2_n) >>25))
  12    s3_{n+1} = (((s3_n & 4294967280) <<17) ^ (((s3_n << 3) ^ s3_n) >>11))
  13
  14    The period of this generator is about 2^88.
  15
  16    From: P. L'Ecuyer, "Maximally Equidistributed Combined Tausworthe
  17    Generators", Mathematics of Computation, 65, 213 (1996), 203--213.
  18
  19    This is available on the net from L'Ecuyer's home page,
  20
  21    http://www.iro.umontreal.ca/~lecuyer/myftp/papers/tausme.ps
  22    ftp://ftp.iro.umontreal.ca/pub/simulation/lecuyer/papers/tausme.ps
  23
  24    There is an erratum in the paper "Tables of Maximally
  25    Equidistributed Combined LFSR Generators", Mathematics of
  26    Computation, 68, 225 (1999), 261--269:
  27    http://www.iro.umontreal.ca/~lecuyer/myftp/papers/tausme2.ps
  28
  29         ... the k_j most significant bits of z_j must be non-
  30         zero, for each j. (Note: this restriction also applies to the
  31         computer code given in [4], but was mistakenly not mentioned in
  32         that paper.)
  33
  34    This affects the seeding procedure by imposing the requirement
  35    s1 > 1, s2 > 7, s3 > 15.
  36
  37 */
  38
  39 #include <linux/types.h>
  40 #include <linux/module.h>
  41 #include <linux/jiffies.h>
  42 #include <linux/random.h>
  43 #include <linux/smp.h>
  44
  45 #include "compat26.h"
  46
  47 struct rnd_state {
  48         u32 s1, s2, s3;
  49 };
  50
  51 static struct rnd_state net_rand_state[NR_CPUS];
  52
  53 static u32 __random32(struct rnd_state *state)
  54 {
  55 #define TAUSWORTHE(s,a,b,c,d) ((s&c)<<d) ^ (((s <<a) ^ s)>>b)
  56
  57         state->s1 = TAUSWORTHE(state->s1, 13, 19, 4294967294UL, 12);
  58         state->s2 = TAUSWORTHE(state->s2, 2, 25, 4294967288UL, 4);
  59         state->s3 = TAUSWORTHE(state->s3, 3, 11, 4294967280UL, 17);
  60
  61         return (state->s1 ^ state->s2 ^ state->s3);
  62 }
  63
  64 static void __set_random32(struct rnd_state *state, unsigned long s)
  65 {
  66         if (s == 0)
  67                 s = 1;      /* default seed is 1 */
  68
  69 #define LCG(n) (69069 * n)
  70         state->s1 = LCG(s);
  71         state->s2 = LCG(state->s1);
  72         state->s3 = LCG(state->s2);
  73
  74         /* "warm it up" */
  75         __random32(state);
  76         __random32(state);
  77         __random32(state);
  78         __random32(state);
  79         __random32(state);
  80         __random32(state);
  81 }
  82
  83 /**
  84  *      random32 - pseudo random number generator
  85  *
  86  *      A 32 bit pseudo-random number is generated using a fast
  87  *      algorithm suitable for simulation. This algorithm is NOT
  88  *      considered safe for cryptographic use.
  89  */
  90 u32 random32(void)
  91 {
  92         return __random32(&net_rand_state[smp_processor_id()]);
  93 }
  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
 108 static int __init random32_reseed(void);
 109
 110 /*
 111  *      Generate some initially weak seeding values to allow
 112  *      to start the random32() engine.
 113  */
 114 int __init random32_init(void)
 115 {
 116         int i;
 117
 118         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 119                 struct rnd_state *state = &net_rand_state[i];
 120                 __set_random32(state, i + jiffies);
 121         }
 122         random32_reseed();
 123         return 0;
 124 }
 125
 126 /*
 127  *      Generate better values after random number generator
 128  *      is fully initalized.
 129  */
 130 static int __init random32_reseed(void)
 131 {
 132         int i;
 133         unsigned long seed;
 134
 135         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 136                 struct rnd_state *state = &net_rand_state[i];
 137
 138                 get_random_bytes(&seed, sizeof(seed));
 139                 __set_random32(state, seed);
 140         }
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 #endif /* kernel < 2.6.19 */