lib/rand.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 "rand.h"
  37 #include "../hash.h"
  38
  39 struct frand_state __fio_rand_state;
  40
  41 static inline int __seed(unsigned int x, unsigned int m)
  42 {
  43         return (x < m) ? x + m : x;
  44 }
  45
  46 void init_rand(struct frand_state *state)
  47 {
  48 #define LCG(x)  ((x) * 69069)   /* super-duper LCG */
  49
  50         state->s1 = __seed(LCG((2^31) + (2^17) + (2^7)), 1);
  51         state->s2 = __seed(LCG(state->s1), 7);
  52         state->s3 = __seed(LCG(state->s2), 15);
  53
  54         __rand(state);
  55         __rand(state);
  56         __rand(state);
  57         __rand(state);
  58         __rand(state);
  59         __rand(state);
  60 }
  61
  62 void __fill_random_buf(void *buf, unsigned int len, unsigned long seed)
  63 {
  64         long *ptr = buf;
  65
  66         while ((void *) ptr - buf < len) {
  67                 *ptr = seed;
  68                 ptr++;
  69                 seed *= GOLDEN_RATIO_PRIME;
  70                 seed >>= 3;
  71         }
  72 }
  73
  74 unsigned long fill_random_buf(void *buf, unsigned int len)
  75 {
  76         unsigned long r = __rand(&__fio_rand_state);
  77
  78         if (sizeof(int) != sizeof(long *))
  79                 r *= (unsigned long) __rand(&__fio_rand_state);
  80
  81         __fill_random_buf(buf, len, r);
  82         return r;
  83 }