618a2f06349dbc90389971b8720c9ea067024e28
1 /*
2   This is a maximally equidistributed combined Tausworthe generator
3   based on code from GNU Scientific Library 1.5 (30 Jun 2004)
5    x_n = (s1_n ^ s2_n ^ s3_n)
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))
11    The period of this generator is about 2^88.
13    From: P. L'Ecuyer, "Maximally Equidistributed Combined Tausworthe
14    Generators", Mathematics of Computation, 65, 213 (1996), 203--213.
16    This is available on the net from L'Ecuyer's home page,
18    http://www.iro.umontreal.ca/~lecuyer/myftp/papers/tausme.ps
19    ftp://ftp.iro.umontreal.ca/pub/simulation/lecuyer/papers/tausme.ps
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
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 , but was mistakenly not mentioned in
29         that paper.)
31    This affects the seeding procedure by imposing the requirement
32    s1 > 1, s2 > 7, s3 > 15.
34 */
36 #include <string.h>
37 #include <assert.h>
38 #include "rand.h"
39 #include "../hash.h"
41 static inline int __seed(unsigned int x, unsigned int m)
42 {
43         return (x < m) ? x + m : x;
44 }
46 static void __init_rand(struct frand_state *state, unsigned int seed)
47 {
48         int cranks = 6;
50 #define LCG(x, seed)  ((x) * 69069 ^ (seed))
52         state->s1 = __seed(LCG((2^31) + (2^17) + (2^7), seed), 1);
53         state->s2 = __seed(LCG(state->s1, seed), 7);
54         state->s3 = __seed(LCG(state->s2, seed), 15);
56         while (cranks--)
57                 __rand(state);
58 }
60 void init_rand(struct frand_state *state)
61 {
62         __init_rand(state, 1);
63 }
65 void init_rand_seed(struct frand_state *state, unsigned int seed)
66 {
67         __init_rand(state, seed);
68 }
70 void __fill_random_buf(void *buf, unsigned int len, unsigned long seed)
71 {
72         long *ptr = buf;
74         while ((void *) ptr - buf < len) {
75                 *ptr = seed;
76                 ptr++;
77                 seed *= GOLDEN_RATIO_PRIME;
78                 seed >>= 3;
79         }
80 }
82 unsigned long fill_random_buf(struct frand_state *fs, void *buf,
83                               unsigned int len)
84 {
85         unsigned long r = __rand(fs);
87         if (sizeof(int) != sizeof(long *))
88                 r *= (unsigned long) __rand(fs);
90         __fill_random_buf(buf, len, r);
91         return r;
92 }
94 void fill_pattern(void *p, unsigned int len, char *pattern,
95                   unsigned int pattern_bytes)
96 {
97         switch (pattern_bytes) {
98         case 0:
99                 assert(0);
100                 break;
101         case 1:
102                 memset(p, pattern, len);
103                 break;
104         default: {
105                 unsigned int i = 0, size = 0;
106                 unsigned char *b = p;
108                 while (i < len) {
109                         size = pattern_bytes;
110                         if (size > (len - i))
111                                 size = len - i;
112                         memcpy(b+i, pattern, size);
113                         i += size;
114                 }
115                 break;
116                 }
117         }
118 }
120 void __fill_random_buf_percentage(unsigned long seed, void *buf,
121                                   unsigned int percentage,
122                                   unsigned int segment, unsigned int len,
123                                   char *pattern, unsigned int pbytes)
124 {
125         unsigned int this_len;
127         if (percentage == 100) {
128                 if (pbytes)
129                         fill_pattern(buf, len, pattern, pbytes);
130                 else
131                         memset(buf, 0, len);
132                 return;
133         }
135         if (segment > len)
136                 segment = len;
138         while (len) {
139                 /*
140                  * Fill random chunk
141                  */
142                 this_len = (segment * (100 - percentage)) / 100;
143                 if (this_len > len)
144                         this_len = len;
146                 __fill_random_buf(buf, this_len, seed);
148                 len -= this_len;
149                 buf += this_len;
151                 if (this_len > len)
152                         this_len = len;
154                 if (pbytes)
155                         fill_pattern(buf, this_len, pattern, pbytes);
156                 else
157                         memset(buf, 0, this_len);
159                 len -= this_len;
160                 buf += this_len;
161         }
162 }
164 unsigned long fill_random_buf_percentage(struct frand_state *fs, void *buf,
165                                          unsigned int percentage,
166                                          unsigned int segment, unsigned int len,
167                                          char *pattern, unsigned int pbytes)
168 {
169         unsigned long r = __rand(fs);
171         if (sizeof(int) != sizeof(long *))
172                 r *= (unsigned long) __rand(fs);
174         __fill_random_buf_percentage(r, buf, percentage, segment, len,
175                                         pattern, pbytes);
176         return r;
177 }