lib/silcutil/silcrand.c

   1 /*
   2
   3   silcrand.c
   4
   5   Author: Pekka Riikonen <priikone@silcnet.org>
   6
   7   Copyright (C) 2008 Pekka Riikonen
   8
   9   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10   it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11   the Free Software Foundation; version 2 of the License.
  12
  13   This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16   GNU General Public License for more details.
  17
  18 */
  19
  20 #include "silcruntime.h"
  21
  22 /************************* Types and definitions ****************************/
  23
  24 /* Random number state context size */
  25 #define SILC_RAND_STATE_SIZE 624
  26 #define SILC_RAND_STATE_FULL_SIZE ((SILC_RAND_STATE_SIZE + 1) * \
  27                                    sizeof(SilcUInt32))
  28
  29 /* State position offset */
  30 #define SILC_RAND_STATE_POS (SILC_RAND_STATE_SIZE + 1) - 1
  31
  32 /************************ Static utility functions **************************/
  33
  34 /* Refresh the state */
  35
  36 void silc_rand_refresh(SilcUInt32 *rs)
  37 {
  38   SilcUInt32 i, c;
  39
  40   for (i = 0; i < SILC_RAND_STATE_SIZE - 1; i++) {
  41     c = (rs[i] & 0x80000000UL) | (rs[i + 1] & 0x7fffffffUL);
  42     if (c & 1)
  43       rs[i] = rs[(i + 397) % SILC_RAND_STATE_SIZE] ^ (c >> 1) ^ 0x9908b0dfUL;
  44     else
  45       rs[i] = rs[(i + 397) % SILC_RAND_STATE_SIZE] ^ (c >> 1);
  46   }
  47
  48   c = (rs[i] & 0x80000000UL) | (rs[0] & 0x7fffffffUL);
  49   if (c & 1)
  50     rs[i] = rs[(i + 397) % SILC_RAND_STATE_SIZE] ^ (c >> 1) ^ 0x9908b0dfUL;
  51   else
  52     rs[i] = rs[(i + 397) % SILC_RAND_STATE_SIZE] ^ (c >> 1);
  53
  54   rs[SILC_RAND_STATE_POS] = 0;
  55 }
  56
  57 /* Seed */
  58
  59 static void silc_rand_seed_state(SilcUInt32 *rs, SilcUInt32 seed)
  60 {
  61   SilcUInt32 c, i;
  62
  63   rs[0] = seed;
  64   for (i = 1; i < SILC_RAND_STATE_SIZE; i++) {
  65     c = rs[i - 1];
  66     rs[i] = (1812433253UL * ((c ^ (c >> 30)) + 1));
  67   }
  68
  69   silc_rand_refresh(rs);
  70 }
  71
  72 /* Return random state or create it. */
  73
  74 static SilcUInt32 *silc_rand_state(SilcBool seed)
  75 {
  76   SilcUInt32 *rs;
  77
  78   rs = silc_global_get_var("srtrs", TRUE);
  79   if (!rs) {
  80     rs = silc_global_set_var("srtrs", SILC_RAND_STATE_FULL_SIZE, NULL, TRUE);
  81     if (!rs)
  82       return NULL;
  83
  84     if (seed)
  85       silc_rand_seed_state(rs, (SilcUInt32)silc_time_usec());
  86   }
  87
  88   return rs;
  89 }
  90
  91 /* Temper next position and return the value */
  92
  93 SilcUInt32 silc_rand_temper(SilcUInt32 *rs)
  94 {
  95   SilcUInt32 val;
  96
  97   /* Refresh if necessary */
  98   if (++rs[SILC_RAND_STATE_POS] >= SILC_RAND_STATE_SIZE)
  99     silc_rand_refresh(rs);
 100
 101   /* Temper */
 102   val = rs[rs[SILC_RAND_STATE_POS]];
 103   val = val ^ (val >> 11);
 104   val = val ^ ((val << 7) & 0x9d2c5680UL);
 105   val = val ^ ((val << 15) & 0xefc60000UL);
 106   return val ^ (val >> 18);
 107 }
 108
 109 /******************************* SILC Rand API ******************************/
 110
 111 /* Seed the generator */
 112
 113 void silc_rand_seed(SilcUInt32 seed)
 114 {
 115   SilcUInt32 *rs;
 116
 117   rs = silc_rand_state(FALSE);
 118   if (!rs)
 119     return;
 120
 121   silc_rand_seed_state(rs, seed);
 122 }
 123
 124 /* Return 32-bit random number */
 125
 126 SilcUInt32 silc_rand(void)
 127 {
 128   SilcUInt32 *rs;
 129
 130   rs = silc_rand_state(TRUE);
 131   if (!rs)
 132     return 0x23456789 + (SilcUInt32)silc_time_usec();
 133
 134   return silc_rand_temper(rs);
 135 }
 136
 137 /* Return 64-bit random number */
 138
 139 SilcUInt64 silc_rand64(void)
 140 {
 141   SilcUInt32 *rs;
 142
 143   rs = silc_rand_state(TRUE);
 144   if (!rs)
 145     return 0x1234567891234567 + silc_time_usec();
 146
 147   return (SilcUInt64)(((SilcUInt64)silc_rand_temper(rs) << 32) |
 148                       silc_rand_temper(rs));
 149 }