Merge branch 'core-locking-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6.git] / lib / 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/types.h>
37 #include <linux/percpu.h>
38 #include <linux/module.h>
39 #include <linux/jiffies.h>
40 #include <linux/random.h>
41
42 static DEFINE_PER_CPU(struct rnd_state, net_rand_state);
43
44 /**
45  *      prandom32 - seeded pseudo-random number generator.
46  *      @state: pointer to state structure holding seeded state.
47  *
48  *      This is used for pseudo-randomness with no outside seeding.
49  *      For more random results, use random32().
50  */
51 u32 prandom32(struct rnd_state *state)
52 {
53 #define TAUSWORTHE(s,a,b,c,d) ((s&c)<<d) ^ (((s <<a) ^ s)>>b)
54
55         state->s1 = TAUSWORTHE(state->s1, 13, 19, 4294967294UL, 12);
56         state->s2 = TAUSWORTHE(state->s2, 2, 25, 4294967288UL, 4);
57         state->s3 = TAUSWORTHE(state->s3, 3, 11, 4294967280UL, 17);
58
59         return (state->s1 ^ state->s2 ^ state->s3);
60 }
61 EXPORT_SYMBOL(prandom32);
62
63 /**
64  *      random32 - pseudo random number generator
65  *
66  *      A 32 bit pseudo-random number is generated using a fast
67  *      algorithm suitable for simulation. This algorithm is NOT
68  *      considered safe for cryptographic use.
69  */
70 u32 random32(void)
71 {
72         unsigned long r;
73         struct rnd_state *state = &get_cpu_var(net_rand_state);
74         r = prandom32(state);
75         put_cpu_var(state);
76         return r;
77 }
78 EXPORT_SYMBOL(random32);
79
80 /**
81  *      srandom32 - add entropy to pseudo random number generator
82  *      @seed: seed value
83  *
84  *      Add some additional seeding to the random32() pool.
85  */
86 void srandom32(u32 entropy)
87 {
88         int i;
89         /*
90          * No locking on the CPUs, but then somewhat random results are, well,
91          * expected.
92          */
93         for_each_possible_cpu (i) {
94                 struct rnd_state *state = &per_cpu(net_rand_state, i);
95                 state->s1 = __seed(state->s1 ^ entropy, 1);
96         }
97 }
98 EXPORT_SYMBOL(srandom32);
99
100 /*
101  *      Generate some initially weak seeding values to allow
102  *      to start the random32() engine.
103  */
104 static int __init random32_init(void)
105 {
106         int i;
107
108         for_each_possible_cpu(i) {
109                 struct rnd_state *state = &per_cpu(net_rand_state,i);
110
111 #define LCG(x)  ((x) * 69069)   /* super-duper LCG */
112                 state->s1 = __seed(LCG(i + jiffies), 1);
113                 state->s2 = __seed(LCG(state->s1), 7);
114                 state->s3 = __seed(LCG(state->s2), 15);
115
116                 /* "warm it up" */
117                 prandom32(state);
118                 prandom32(state);
119                 prandom32(state);
120                 prandom32(state);
121                 prandom32(state);
122                 prandom32(state);
123         }
124         return 0;
125 }
126 core_initcall(random32_init);
127
128 /*
129  *      Generate better values after random number generator
130  *      is fully initialized.
131  */
132 static int __init random32_reseed(void)
133 {
134         int i;
135
136         for_each_possible_cpu(i) {
137                 struct rnd_state *state = &per_cpu(net_rand_state,i);
138                 u32 seeds[3];
139
140                 get_random_bytes(&seeds, sizeof(seeds));
141                 state->s1 = __seed(seeds[0], 1);
142                 state->s2 = __seed(seeds[1], 7);
143                 state->s3 = __seed(seeds[2], 15);
144
145                 /* mix it in */
146                 prandom32(state);
147         }
148         return 0;
149 }
150 late_initcall(random32_reseed);