lib/rand.h

   1 #ifndef FIO_RAND_H
   2 #define FIO_RAND_H
   3
   4 #include <inttypes.h>
   5 #include "../arch/arch.h"
   6
   7 #define FRAND32_MAX     (-1U)
   8 #define FRAND64_MAX     (-1ULL)
   9
  10 struct taus88_state {
  11         unsigned int s1, s2, s3;
  12 };
  13
  14 struct taus258_state {
  15         uint64_t s1, s2, s3, s4, s5;
  16 };
  17
  18 struct frand_state {
  19         unsigned int use64;
  20         union {
  21                 struct taus88_state state32;
  22                 struct taus258_state state64;
  23         };
  24 };
  25
  26 struct frand64_state {
  27         uint64_t s1, s2, s3, s4, s5;
  28 };
  29
  30 static inline uint64_t rand_max(struct frand_state *state)
  31 {
  32         if (state->use64)
  33                 return FRAND64_MAX;
  34         else
  35                 return FRAND32_MAX;
  36 }
  37
  38 static inline void __frand32_copy(struct taus88_state *dst,
  39                                   struct taus88_state *src)
  40 {
  41         dst->s1 = src->s1;
  42         dst->s2 = src->s2;
  43         dst->s3 = src->s3;
  44 }
  45
  46 static inline void __frand64_copy(struct taus258_state *dst,
  47                                   struct taus258_state *src)
  48 {
  49         dst->s1 = src->s1;
  50         dst->s2 = src->s2;
  51         dst->s3 = src->s3;
  52         dst->s4 = src->s4;
  53         dst->s5 = src->s5;
  54 }
  55
  56 static inline void frand_copy(struct frand_state *dst, struct frand_state *src)
  57 {
  58         if (src->use64)
  59                 __frand64_copy(&dst->state64, &src->state64);
  60         else
  61                 __frand32_copy(&dst->state32, &src->state32);
  62
  63         dst->use64 = src->use64;
  64 }
  65
  66 static inline unsigned int __rand32(struct taus88_state *state)
  67 {
  68 #define TAUSWORTHE(s,a,b,c,d) ((s&c)<<d) ^ (((s <<a) ^ s)>>b)
  69
  70         state->s1 = TAUSWORTHE(state->s1, 13, 19, 4294967294UL, 12);
  71         state->s2 = TAUSWORTHE(state->s2, 2, 25, 4294967288UL, 4);
  72         state->s3 = TAUSWORTHE(state->s3, 3, 11, 4294967280UL, 17);
  73
  74         return (state->s1 ^ state->s2 ^ state->s3);
  75 }
  76
  77 static inline uint64_t __rand64(struct taus258_state *state)
  78 {
  79         uint64_t xval;
  80
  81         xval = ((state->s1 <<  1) ^ state->s1) >> 53;
  82         state->s1 = ((state->s1 & 18446744073709551614ULL) << 10) ^ xval;
  83
  84         xval = ((state->s2 << 24) ^ state->s2) >> 50;
  85         state->s2 = ((state->s2 & 18446744073709551104ULL) <<  5) ^ xval;
  86
  87         xval = ((state->s3 <<  3) ^ state->s3) >> 23;
  88         state->s3 = ((state->s3 & 18446744073709547520ULL) << 29) ^ xval;
  89
  90         xval = ((state->s4 <<  5) ^ state->s4) >> 24;
  91         state->s4 = ((state->s4 & 18446744073709420544ULL) << 23) ^ xval;
  92
  93         xval = ((state->s5 <<  3) ^ state->s5) >> 33;
  94         state->s5 = ((state->s5 & 18446744073701163008ULL) <<  8) ^ xval;
  95
  96         return (state->s1 ^ state->s2 ^ state->s3 ^ state->s4 ^ state->s5);
  97 }
  98
  99 static inline uint64_t __rand(struct frand_state *state)
 100 {
 101         if (state->use64)
 102                 return __rand64(&state->state64);
 103         else
 104                 return __rand32(&state->state32);
 105 }
 106
 107 extern void init_rand(struct frand_state *, int);
 108 extern void init_rand_seed(struct frand_state *, unsigned int seed, int);
 109 extern void __fill_random_buf(void *buf, unsigned int len, unsigned long seed);
 110 extern unsigned long fill_random_buf(struct frand_state *, void *buf, unsigned int len);
 111 extern void __fill_random_buf_percentage(unsigned long, void *, unsigned int, unsigned int, unsigned int, char *, unsigned int);
 112 extern unsigned long fill_random_buf_percentage(struct frand_state *, void *, unsigned int, unsigned int, unsigned int, char *, unsigned int);
 113
 114 #endif