crypto/rand/rand_unix.c

   1 /*
   2  * Copyright 1995-2020 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 #ifndef _GNU_SOURCE
  11 # define _GNU_SOURCE
  12 #endif
  13 #include "e_os.h"
  14 #include <stdio.h>
  15 #include "internal/cryptlib.h"
  16 #include <openssl/rand.h>
  17 #include <openssl/crypto.h>
  18 #include "rand_local.h"
  19 #include "crypto/rand.h"
  20 #include <stdio.h>
  21 #include "internal/dso.h"
  22 #ifdef __linux
  23 # include <sys/syscall.h>
  24 # ifdef DEVRANDOM_WAIT
  25 #  include <sys/shm.h>
  26 #  include <sys/utsname.h>
  27 # endif
  28 #endif
  29 #if (defined(__FreeBSD__) || defined(__NetBSD__)) && !defined(OPENSSL_SYS_UEFI)
  30 # include <sys/types.h>
  31 # include <sys/sysctl.h>
  32 # include <sys/param.h>
  33 #endif
  34 #if defined(__OpenBSD__)
  35 # include <sys/param.h>
  36 #endif
  37
  38 #if defined(OPENSSL_SYS_UNIX) || defined(__DJGPP__)
  39 # include <sys/types.h>
  40 # include <sys/stat.h>
  41 # include <fcntl.h>
  42 # include <unistd.h>
  43 # include <sys/time.h>
  44
  45 static uint64_t get_time_stamp(void);
  46 static uint64_t get_timer_bits(void);
  47
  48 /* Macro to convert two thirty two bit values into a sixty four bit one */
  49 # define TWO32TO64(a, b) ((((uint64_t)(a)) << 32) + (b))
  50
  51 /*
  52  * Check for the existence and support of POSIX timers.  The standard
  53  * says that the _POSIX_TIMERS macro will have a positive value if they
  54  * are available.
  55  *
  56  * However, we want an additional constraint: that the timer support does
  57  * not require an extra library dependency.  Early versions of glibc
  58  * require -lrt to be specified on the link line to access the timers,
  59  * so this needs to be checked for.
  60  *
  61  * It is worse because some libraries define __GLIBC__ but don't
  62  * support the version testing macro (e.g. uClibc).  This means
  63  * an extra check is needed.
  64  *
  65  * The final condition is:
  66  *      "have posix timers and either not glibc or glibc without -lrt"
  67  *
  68  * The nested #if sequences are required to avoid using a parameterised
  69  * macro that might be undefined.
  70  */
  71 # undef OSSL_POSIX_TIMER_OKAY
  72 # if defined(_POSIX_TIMERS) && _POSIX_TIMERS > 0
  73 #  if defined(__GLIBC__)
  74 #   if defined(__GLIBC_PREREQ)
  75 #    if __GLIBC_PREREQ(2, 17)
  76 #     define OSSL_POSIX_TIMER_OKAY
  77 #    endif
  78 #   endif
  79 #  else
  80 #   define OSSL_POSIX_TIMER_OKAY
  81 #  endif
  82 # endif
  83 #endif /* (defined(OPENSSL_SYS_UNIX) && !defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS))
  84           || defined(__DJGPP__) */
  85
  86 #if defined(OPENSSL_RAND_SEED_NONE)
  87 /* none means none. this simplifies the following logic */
  88 # undef OPENSSL_RAND_SEED_OS
  89 # undef OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM
  90 # undef OPENSSL_RAND_SEED_LIBRANDOM
  91 # undef OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM
  92 # undef OPENSSL_RAND_SEED_RDTSC
  93 # undef OPENSSL_RAND_SEED_RDCPU
  94 # undef OPENSSL_RAND_SEED_EGD
  95 #endif
  96
  97 #if (defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS) || defined(OPENSSL_SYS_UEFI)) && \
  98         !defined(OPENSSL_RAND_SEED_NONE)
  99 # error "UEFI and VXWorks only support seeding NONE"
 100 #endif
 101
 102 #if defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS)
 103 /* empty implementation */
 104 int rand_pool_init(void)
 105 {
 106     return 1;
 107 }
 108
 109 void rand_pool_cleanup(void)
 110 {
 111 }
 112
 113 void rand_pool_keep_random_devices_open(int keep)
 114 {
 115 }
 116
 117 size_t rand_pool_acquire_entropy(RAND_POOL *pool)
 118 {
 119     return rand_pool_entropy_available(pool);
 120 }
 121 #endif
 122
 123 #if !(defined(OPENSSL_SYS_WINDOWS) || defined(OPENSSL_SYS_WIN32) \
 124     || defined(OPENSSL_SYS_VMS) || defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS) \
 125     || defined(OPENSSL_SYS_UEFI))
 126
 127 # if defined(OPENSSL_SYS_VOS)
 128
 129 #  ifndef OPENSSL_RAND_SEED_OS
 130 #   error "Unsupported seeding method configured; must be os"
 131 #  endif
 132
 133 #  if defined(OPENSSL_SYS_VOS_HPPA) && defined(OPENSSL_SYS_VOS_IA32)
 134 #   error "Unsupported HP-PA and IA32 at the same time."
 135 #  endif
 136 #  if !defined(OPENSSL_SYS_VOS_HPPA) && !defined(OPENSSL_SYS_VOS_IA32)
 137 #   error "Must have one of HP-PA or IA32"
 138 #  endif
 139
 140 /*
 141  * The following algorithm repeatedly samples the real-time clock (RTC) to
 142  * generate a sequence of unpredictable data.  The algorithm relies upon the
 143  * uneven execution speed of the code (due to factors such as cache misses,
 144  * interrupts, bus activity, and scheduling) and upon the rather large
 145  * relative difference between the speed of the clock and the rate at which
 146  * it can be read.  If it is ported to an environment where execution speed
 147  * is more constant or where the RTC ticks at a much slower rate, or the
 148  * clock can be read with fewer instructions, it is likely that the results
 149  * would be far more predictable.  This should only be used for legacy
 150  * platforms.
 151  *
 152  * As a precaution, we assume only 2 bits of entropy per byte.
 153  */
 154 size_t rand_pool_acquire_entropy(RAND_POOL *pool)
 155 {
 156     short int code;
 157     int i, k;
 158     size_t bytes_needed;
 159     struct timespec ts;
 160     unsigned char v;
 161 #  ifdef OPENSSL_SYS_VOS_HPPA
 162     long duration;
 163     extern void s$sleep(long *_duration, short int *_code);
 164 #  else
 165     long long duration;
 166     extern void s$sleep2(long long *_duration, short int *_code);
 167 #  endif
 168
 169     bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 4 /*entropy_factor*/);
 170
 171     for (i = 0; i < bytes_needed; i++) {
 172         /*
 173          * burn some cpu; hope for interrupts, cache collisions, bus
 174          * interference, etc.
 175          */
 176         for (k = 0; k < 99; k++)
 177             ts.tv_nsec = random();
 178
 179 #  ifdef OPENSSL_SYS_VOS_HPPA
 180         /* sleep for 1/1024 of a second (976 us).  */
 181         duration = 1;
 182         s$sleep(&duration, &code);
 183 #  else
 184         /* sleep for 1/65536 of a second (15 us).  */
 185         duration = 1;
 186         s$sleep2(&duration, &code);
 187 #  endif
 188
 189         /* Get wall clock time, take 8 bits. */
 190         clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 191         v = (unsigned char)(ts.tv_nsec & 0xFF);
 192         rand_pool_add(pool, arg, &v, sizeof(v) , 2);
 193     }
 194     return rand_pool_entropy_available(pool);
 195 }
 196
 197 void rand_pool_cleanup(void)
 198 {
 199 }
 200
 201 void rand_pool_keep_random_devices_open(int keep)
 202 {
 203 }
 204
 205 # else
 206
 207 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_EGD) && \
 208         (defined(OPENSSL_NO_EGD) || !defined(DEVRANDOM_EGD))
 209 #   error "Seeding uses EGD but EGD is turned off or no device given"
 210 #  endif
 211
 212 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM) && !defined(DEVRANDOM)
 213 #   error "Seeding uses urandom but DEVRANDOM is not configured"
 214 #  endif
 215
 216 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_OS)
 217 #   if !defined(DEVRANDOM)
 218 #    error "OS seeding requires DEVRANDOM to be configured"
 219 #   endif
 220 #   define OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM
 221 #   define OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM
 222 #  endif
 223
 224 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_LIBRANDOM)
 225 #   error "librandom not (yet) supported"
 226 #  endif
 227
 228 #  if (defined(__FreeBSD__) || defined(__NetBSD__)) && defined(KERN_ARND)
 229 /*
 230  * sysctl_random(): Use sysctl() to read a random number from the kernel
 231  * Returns the number of bytes returned in buf on success, -1 on failure.
 232  */
 233 static ssize_t sysctl_random(char *buf, size_t buflen)
 234 {
 235     int mib[2];
 236     size_t done = 0;
 237     size_t len;
 238
 239     /*
 240      * Note: sign conversion between size_t and ssize_t is safe even
 241      * without a range check, see comment in syscall_random()
 242      */
 243
 244     /*
 245      * On FreeBSD old implementations returned longs, newer versions support
 246      * variable sizes up to 256 byte. The code below would not work properly
 247      * when the sysctl returns long and we want to request something not a
 248      * multiple of longs, which should never be the case.
 249      */
 250 #if   defined(__FreeBSD__)
 251     if (!ossl_assert(buflen % sizeof(long) == 0)) {
 252         errno = EINVAL;
 253         return -1;
 254     }
 255 #endif
 256
 257     /*
 258      * On NetBSD before 4.0 KERN_ARND was an alias for KERN_URND, and only
 259      * filled in an int, leaving the rest uninitialized. Since NetBSD 4.0
 260      * it returns a variable number of bytes with the current version supporting
 261      * up to 256 bytes.
 262      * Just return an error on older NetBSD versions.
 263      */
 264 #if   defined(__NetBSD__) && __NetBSD_Version__ < 400000000
 265     errno = ENOSYS;
 266     return -1;
 267 #endif
 268
 269     mib[0] = CTL_KERN;
 270     mib[1] = KERN_ARND;
 271
 272     do {
 273         len = buflen > 256 ? 256 : buflen;
 274         if (sysctl(mib, 2, buf, &len, NULL, 0) == -1)
 275             return done > 0 ? done : -1;
 276         done += len;
 277         buf += len;
 278         buflen -= len;
 279     } while (buflen > 0);
 280
 281     return done;
 282 }
 283 #  endif
 284
 285 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM)
 286
 287 #   if defined(__linux) && !defined(__NR_getrandom)
 288 #    if defined(__arm__)
 289 #     define __NR_getrandom    (__NR_SYSCALL_BASE+384)
 290 #    elif defined(__i386__)
 291 #     define __NR_getrandom    355
 292 #    elif defined(__x86_64__)
 293 #     if defined(__ILP32__)
 294 #      define __NR_getrandom   (__X32_SYSCALL_BIT + 318)
 295 #     else
 296 #      define __NR_getrandom   318
 297 #     endif
 298 #    elif defined(__xtensa__)
 299 #     define __NR_getrandom    338
 300 #    elif defined(__s390__) || defined(__s390x__)
 301 #     define __NR_getrandom    349
 302 #    elif defined(__bfin__)
 303 #     define __NR_getrandom    389
 304 #    elif defined(__powerpc__)
 305 #     define __NR_getrandom    359
 306 #    elif defined(__mips__) || defined(__mips64)
 307 #     if _MIPS_SIM == _MIPS_SIM_ABI32
 308 #      define __NR_getrandom   (__NR_Linux + 353)
 309 #     elif _MIPS_SIM == _MIPS_SIM_ABI64
 310 #      define __NR_getrandom   (__NR_Linux + 313)
 311 #     elif _MIPS_SIM == _MIPS_SIM_NABI32
 312 #      define __NR_getrandom   (__NR_Linux + 317)
 313 #     endif
 314 #    elif defined(__hppa__)
 315 #     define __NR_getrandom    (__NR_Linux + 339)
 316 #    elif defined(__sparc__)
 317 #     define __NR_getrandom    347
 318 #    elif defined(__ia64__)
 319 #     define __NR_getrandom    1339
 320 #    elif defined(__alpha__)
 321 #     define __NR_getrandom    511
 322 #    elif defined(__sh__)
 323 #     if defined(__SH5__)
 324 #      define __NR_getrandom   373
 325 #     else
 326 #      define __NR_getrandom   384
 327 #     endif
 328 #    elif defined(__avr32__)
 329 #     define __NR_getrandom    317
 330 #    elif defined(__microblaze__)
 331 #     define __NR_getrandom    385
 332 #    elif defined(__m68k__)
 333 #     define __NR_getrandom    352
 334 #    elif defined(__cris__)
 335 #     define __NR_getrandom    356
 336 #    elif defined(__aarch64__)
 337 #     define __NR_getrandom    278
 338 #    else /* generic */
 339 #     define __NR_getrandom    278
 340 #    endif
 341 #   endif
 342
 343 /*
 344  * syscall_random(): Try to get random data using a system call
 345  * returns the number of bytes returned in buf, or < 0 on error.
 346  */
 347 static ssize_t syscall_random(void *buf, size_t buflen)
 348 {
 349     /*
 350      * Note: 'buflen' equals the size of the buffer which is used by the
 351      * get_entropy() callback of the RAND_DRBG. It is roughly bounded by
 352      *
 353      *   2 * RAND_POOL_FACTOR * (RAND_DRBG_STRENGTH / 8) = 2^14
 354      *
 355      * which is way below the OSSL_SSIZE_MAX limit. Therefore sign conversion
 356      * between size_t and ssize_t is safe even without a range check.
 357      */
 358
 359     /*
 360      * Do runtime detection to find getentropy().
 361      *
 362      * Known OSs that should support this:
 363      * - Darwin since 16 (OSX 10.12, IOS 10.0).
 364      * - Solaris since 11.3
 365      * - OpenBSD since 5.6
 366      * - Linux since 3.17 with glibc 2.25
 367      * - FreeBSD since 12.0 (1200061)
 368      *
 369      * Note: Sometimes getentropy() can be provided but not implemented
 370      * internally. So we need to check errno for ENOSYS
 371      */
 372 #  if defined(__GNUC__) && __GNUC__>=2 && defined(__ELF__) && !defined(__hpux)
 373     extern int getentropy(void *buffer, size_t length) __attribute__((weak));
 374
 375     if (getentropy != NULL) {
 376         if (getentropy(buf, buflen) == 0)
 377             return (ssize_t)buflen;
 378         if (errno != ENOSYS)
 379             return -1;
 380     }
 381 #  else
 382     union {
 383         void *p;
 384         int (*f)(void *buffer, size_t length);
 385     } p_getentropy;
 386
 387     /*
 388      * We could cache the result of the lookup, but we normally don't
 389      * call this function often.
 390      */
 391     ERR_set_mark();
 392     p_getentropy.p = DSO_global_lookup("getentropy");
 393     ERR_pop_to_mark();
 394     if (p_getentropy.p != NULL)
 395         return p_getentropy.f(buf, buflen) == 0 ? (ssize_t)buflen : -1;
 396 #  endif
 397
 398     /* Linux supports this since version 3.17 */
 399 #  if defined(__linux) && defined(__NR_getrandom)
 400     return syscall(__NR_getrandom, buf, buflen, 0);
 401 #  elif (defined(__FreeBSD__) || defined(__NetBSD__)) && defined(KERN_ARND)
 402     return sysctl_random(buf, buflen);
 403 #  else
 404     errno = ENOSYS;
 405     return -1;
 406 #  endif
 407 }
 408 #  endif    /* defined(OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM) */
 409
 410 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM)
 411 static const char *random_device_paths[] = { DEVRANDOM };
 412 static struct random_device {
 413     int fd;
 414     dev_t dev;
 415     ino_t ino;
 416     mode_t mode;
 417     dev_t rdev;
 418 } random_devices[OSSL_NELEM(random_device_paths)];
 419 static int keep_random_devices_open = 1;
 420
 421 #   if defined(__linux) && defined(DEVRANDOM_WAIT) \
 422        && defined(OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM)
 423 static void *shm_addr;
 424
 425 static void cleanup_shm(void)
 426 {
 427     shmdt(shm_addr);
 428 }
 429
 430 /*
 431  * Ensure that the system randomness source has been adequately seeded.
 432  * This is done by having the first start of libcrypto, wait until the device
 433  * /dev/random becomes able to supply a byte of entropy.  Subsequent starts
 434  * of the library and later reseedings do not need to do this.
 435  */
 436 static int wait_random_seeded(void)
 437 {
 438     static int seeded = OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM_SHM_ID < 0;
 439     static const int kernel_version[] = { DEVRANDOM_SAFE_KERNEL };
 440     int kernel[2];
 441     int shm_id, fd, r;
 442     char c, *p;
 443     struct utsname un;
 444     fd_set fds;
 445
 446     if (!seeded) {
 447         /* See if anything has created the global seeded indication */
 448         if ((shm_id = shmget(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM_SHM_ID, 1, 0)) == -1) {
 449             /*
 450              * Check the kernel's version and fail if it is too recent.
 451              *
 452              * Linux kernels from 4.8 onwards do not guarantee that
 453              * /dev/urandom is properly seeded when /dev/random becomes
 454              * readable.  However, such kernels support the getentropy(2)
 455              * system call and this should always succeed which renders
 456              * this alternative but essentially identical source moot.
 457              */
 458             if (uname(&un) == 0) {
 459                 kernel[0] = atoi(un.release);
 460                 p = strchr(un.release, '.');
 461                 kernel[1] = p == NULL ? 0 : atoi(p + 1);
 462                 if (kernel[0] > kernel_version[0]
 463                     || (kernel[0] == kernel_version[0]
 464                         && kernel[1] >= kernel_version[1])) {
 465                     return 0;
 466                 }
 467             }
 468             /* Open /dev/random and wait for it to be readable */
 469             if ((fd = open(DEVRANDOM_WAIT, O_RDONLY)) != -1) {
 470                 if (DEVRANDM_WAIT_USE_SELECT && fd < FD_SETSIZE) {
 471                     FD_ZERO(&fds);
 472                     FD_SET(fd, &fds);
 473                     while ((r = select(fd + 1, &fds, NULL, NULL, NULL)) < 0
 474                            && errno == EINTR);
 475                 } else {
 476                     while ((r = read(fd, &c, 1)) < 0 && errno == EINTR);
 477                 }
 478                 close(fd);
 479                 if (r == 1) {
 480                     seeded = 1;
 481                     /* Create the shared memory indicator */
 482                     shm_id = shmget(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM_SHM_ID, 1,
 483                                     IPC_CREAT | S_IRUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
 484                 }
 485             }
 486         }
 487         if (shm_id != -1) {
 488             seeded = 1;
 489             /*
 490              * Map the shared memory to prevent its premature destruction.
 491              * If this call fails, it isn't a big problem.
 492              */
 493             shm_addr = shmat(shm_id, NULL, SHM_RDONLY);
 494             if (shm_addr != (void *)-1)
 495                 OPENSSL_atexit(&cleanup_shm);
 496         }
 497     }
 498     return seeded;
 499 }
 500 #   else /* defined __linux && DEVRANDOM_WAIT && OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM */
 501 static int wait_random_seeded(void)
 502 {
 503     return 1;
 504 }
 505 #   endif
 506
 507 /*
 508  * Verify that the file descriptor associated with the random source is
 509  * still valid. The rationale for doing this is the fact that it is not
 510  * uncommon for daemons to close all open file handles when daemonizing.
 511  * So the handle might have been closed or even reused for opening
 512  * another file.
 513  */
 514 static int check_random_device(struct random_device * rd)
 515 {
 516     struct stat st;
 517
 518     return rd->fd != -1
 519            && fstat(rd->fd, &st) != -1
 520            && rd->dev == st.st_dev
 521            && rd->ino == st.st_ino
 522            && ((rd->mode ^ st.st_mode) & ~(S_IRWXU | S_IRWXG | S_IRWXO)) == 0
 523            && rd->rdev == st.st_rdev;
 524 }
 525
 526 /*
 527  * Open a random device if required and return its file descriptor or -1 on error
 528  */
 529 static int get_random_device(size_t n)
 530 {
 531     struct stat st;
 532     struct random_device * rd = &random_devices[n];
 533
 534     /* reuse existing file descriptor if it is (still) valid */
 535     if (check_random_device(rd))
 536         return rd->fd;
 537
 538     /* open the random device ... */
 539     if ((rd->fd = open(random_device_paths[n], O_RDONLY)) == -1)
 540         return rd->fd;
 541
 542     /* ... and cache its relevant stat(2) data */
 543     if (fstat(rd->fd, &st) != -1) {
 544         rd->dev = st.st_dev;
 545         rd->ino = st.st_ino;
 546         rd->mode = st.st_mode;
 547         rd->rdev = st.st_rdev;
 548     } else {
 549         close(rd->fd);
 550         rd->fd = -1;
 551     }
 552
 553     return rd->fd;
 554 }
 555
 556 /*
 557  * Close a random device making sure it is a random device
 558  */
 559 static void close_random_device(size_t n)
 560 {
 561     struct random_device * rd = &random_devices[n];
 562
 563     if (check_random_device(rd))
 564         close(rd->fd);
 565     rd->fd = -1;
 566 }
 567
 568 int rand_pool_init(void)
 569 {
 570     size_t i;
 571
 572     for (i = 0; i < OSSL_NELEM(random_devices); i++)
 573         random_devices[i].fd = -1;
 574
 575     return 1;
 576 }
 577
 578 void rand_pool_cleanup(void)
 579 {
 580     size_t i;
 581
 582     for (i = 0; i < OSSL_NELEM(random_devices); i++)
 583         close_random_device(i);
 584 }
 585
 586 void rand_pool_keep_random_devices_open(int keep)
 587 {
 588     if (!keep)
 589         rand_pool_cleanup();
 590
 591     keep_random_devices_open = keep;
 592 }
 593
 594 #  else     /* !defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM) */
 595
 596 int rand_pool_init(void)
 597 {
 598     return 1;
 599 }
 600
 601 void rand_pool_cleanup(void)
 602 {
 603 }
 604
 605 void rand_pool_keep_random_devices_open(int keep)
 606 {
 607 }
 608
 609 #  endif    /* defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM) */
 610
 611 /*
 612  * Try the various seeding methods in turn, exit when successful.
 613  *
 614  * TODO(DRBG): If more than one entropy source is available, is it
 615  * preferable to stop as soon as enough entropy has been collected
 616  * (as favored by @rsalz) or should one rather be defensive and add
 617  * more entropy than requested and/or from different sources?
 618  *
 619  * Currently, the user can select multiple entropy sources in the
 620  * configure step, yet in practice only the first available source
 621  * will be used. A more flexible solution has been requested, but
 622  * currently it is not clear how this can be achieved without
 623  * overengineering the problem. There are many parameters which
 624  * could be taken into account when selecting the order and amount
 625  * of input from the different entropy sources (trust, quality,
 626  * possibility of blocking).
 627  */
 628 size_t rand_pool_acquire_entropy(RAND_POOL *pool)
 629 {
 630 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_NONE)
 631     return rand_pool_entropy_available(pool);
 632 #  else
 633     size_t entropy_available;
 634
 635 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM)
 636     {
 637         size_t bytes_needed;
 638         unsigned char *buffer;
 639         ssize_t bytes;
 640         /* Maximum allowed number of consecutive unsuccessful attempts */
 641         int attempts = 3;
 642
 643         bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1 /*entropy_factor*/);
 644         while (bytes_needed != 0 && attempts-- > 0) {
 645             buffer = rand_pool_add_begin(pool, bytes_needed);
 646             bytes = syscall_random(buffer, bytes_needed);
 647             if (bytes > 0) {
 648                 rand_pool_add_end(pool, bytes, 8 * bytes);
 649                 bytes_needed -= bytes;
 650                 attempts = 3; /* reset counter after successful attempt */
 651             } else if (bytes < 0 && errno != EINTR) {
 652                 break;
 653             }
 654         }
 655     }
 656     entropy_available = rand_pool_entropy_available(pool);
 657     if (entropy_available > 0)
 658         return entropy_available;
 659 #   endif
 660
 661 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_LIBRANDOM)
 662     {
 663         /* Not yet implemented. */
 664     }
 665 #   endif
 666
 667 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM)
 668     if (wait_random_seeded()) {
 669         size_t bytes_needed;
 670         unsigned char *buffer;
 671         size_t i;
 672
 673         bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1 /*entropy_factor*/);
 674         for (i = 0; bytes_needed > 0 && i < OSSL_NELEM(random_device_paths);
 675              i++) {
 676             ssize_t bytes = 0;
 677             /* Maximum number of consecutive unsuccessful attempts */
 678             int attempts = 3;
 679             const int fd = get_random_device(i);
 680
 681             if (fd == -1)
 682                 continue;
 683
 684             while (bytes_needed != 0 && attempts-- > 0) {
 685                 buffer = rand_pool_add_begin(pool, bytes_needed);
 686                 bytes = read(fd, buffer, bytes_needed);
 687
 688                 if (bytes > 0) {
 689                     rand_pool_add_end(pool, bytes, 8 * bytes);
 690                     bytes_needed -= bytes;
 691                     attempts = 3; /* reset counter on successful attempt */
 692                 } else if (bytes < 0 && errno != EINTR) {
 693                     break;
 694                 }
 695             }
 696             if (bytes < 0 || !keep_random_devices_open)
 697                 close_random_device(i);
 698
 699             bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1);
 700         }
 701         entropy_available = rand_pool_entropy_available(pool);
 702         if (entropy_available > 0)
 703             return entropy_available;
 704     }
 705 #   endif
 706
 707 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_RDTSC)
 708     entropy_available = rand_acquire_entropy_from_tsc(pool);
 709     if (entropy_available > 0)
 710         return entropy_available;
 711 #   endif
 712
 713 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_RDCPU)
 714     entropy_available = rand_acquire_entropy_from_cpu(pool);
 715     if (entropy_available > 0)
 716         return entropy_available;
 717 #   endif
 718
 719 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_EGD)
 720     {
 721         static const char *paths[] = { DEVRANDOM_EGD, NULL };
 722         size_t bytes_needed;
 723         unsigned char *buffer;
 724         int i;
 725
 726         bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1 /*entropy_factor*/);
 727         for (i = 0; bytes_needed > 0 && paths[i] != NULL; i++) {
 728             size_t bytes = 0;
 729             int num;
 730
 731             buffer = rand_pool_add_begin(pool, bytes_needed);
 732             num = RAND_query_egd_bytes(paths[i],
 733                                        buffer, (int)bytes_needed);
 734             if (num == (int)bytes_needed)
 735                 bytes = bytes_needed;
 736
 737             rand_pool_add_end(pool, bytes, 8 * bytes);
 738             bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1);
 739         }
 740         entropy_available = rand_pool_entropy_available(pool);
 741         if (entropy_available > 0)
 742             return entropy_available;
 743     }
 744 #   endif
 745
 746     return rand_pool_entropy_available(pool);
 747 #  endif
 748 }
 749 # endif
 750 #endif
 751
 752 #if defined(OPENSSL_SYS_UNIX) || defined(__DJGPP__)
 753 int rand_pool_add_nonce_data(RAND_POOL *pool)
 754 {
 755     struct {
 756         pid_t pid;
 757         CRYPTO_THREAD_ID tid;
 758         uint64_t time;
 759     } data = { 0 };
 760
 761     /*
 762      * Add process id, thread id, and a high resolution timestamp to
 763      * ensure that the nonce is unique with high probability for
 764      * different process instances.
 765      */
 766     data.pid = getpid();
 767     data.tid = CRYPTO_THREAD_get_current_id();
 768     data.time = get_time_stamp();
 769
 770     return rand_pool_add(pool, (unsigned char *)&data, sizeof(data), 0);
 771 }
 772
 773 int rand_pool_add_additional_data(RAND_POOL *pool)
 774 {
 775     struct {
 776         int fork_id;
 777         CRYPTO_THREAD_ID tid;
 778         uint64_t time;
 779     } data = { 0 };
 780
 781     /*
 782      * Add some noise from the thread id and a high resolution timer.
 783      * The fork_id adds some extra fork-safety.
 784      * The thread id adds a little randomness if the drbg is accessed
 785      * concurrently (which is the case for the <master> drbg).
 786      */
 787     data.fork_id = openssl_get_fork_id();
 788     data.tid = CRYPTO_THREAD_get_current_id();
 789     data.time = get_timer_bits();
 790
 791     return rand_pool_add(pool, (unsigned char *)&data, sizeof(data), 0);
 792 }
 793
 794
 795 /*
 796  * Get the current time with the highest possible resolution
 797  *
 798  * The time stamp is added to the nonce, so it is optimized for not repeating.
 799  * The current time is ideal for this purpose, provided the computer's clock
 800  * is synchronized.
 801  */
 802 static uint64_t get_time_stamp(void)
 803 {
 804 # if defined(OSSL_POSIX_TIMER_OKAY)
 805     {
 806         struct timespec ts;
 807
 808         if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) == 0)
 809             return TWO32TO64(ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
 810     }
 811 # endif
 812 # if defined(__unix__) \
 813      || (defined(_POSIX_C_SOURCE) && _POSIX_C_SOURCE >= 200112L)
 814     {
 815         struct timeval tv;
 816
 817         if (gettimeofday(&tv, NULL) == 0)
 818             return TWO32TO64(tv.tv_sec, tv.tv_usec);
 819     }
 820 # endif
 821     return time(NULL);
 822 }
 823
 824 /*
 825  * Get an arbitrary timer value of the highest possible resolution
 826  *
 827  * The timer value is added as random noise to the additional data,
 828  * which is not considered a trusted entropy sourec, so any result
 829  * is acceptable.
 830  */
 831 static uint64_t get_timer_bits(void)
 832 {
 833     uint64_t res = OPENSSL_rdtsc();
 834
 835     if (res != 0)
 836         return res;
 837
 838 # if defined(__sun) || defined(__hpux)
 839     return gethrtime();
 840 # elif defined(_AIX)
 841     {
 842         timebasestruct_t t;
 843
 844         read_wall_time(&t, TIMEBASE_SZ);
 845         return TWO32TO64(t.tb_high, t.tb_low);
 846     }
 847 # elif defined(OSSL_POSIX_TIMER_OKAY)
 848     {
 849         struct timespec ts;
 850
 851 #  ifdef CLOCK_BOOTTIME
 852 #   define CLOCK_TYPE CLOCK_BOOTTIME
 853 #  elif defined(_POSIX_MONOTONIC_CLOCK)
 854 #   define CLOCK_TYPE CLOCK_MONOTONIC
 855 #  else
 856 #   define CLOCK_TYPE CLOCK_REALTIME
 857 #  endif
 858
 859         if (clock_gettime(CLOCK_TYPE, &ts) == 0)
 860             return TWO32TO64(ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
 861     }
 862 # endif
 863 # if defined(__unix__) \
 864      || (defined(_POSIX_C_SOURCE) && _POSIX_C_SOURCE >= 200112L)
 865     {
 866         struct timeval tv;
 867
 868         if (gettimeofday(&tv, NULL) == 0)
 869             return TWO32TO64(tv.tv_sec, tv.tv_usec);
 870     }
 871 # endif
 872     return time(NULL);
 873 }
 874 #endif /* (defined(OPENSSL_SYS_UNIX) && !defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS))
 875           || defined(__DJGPP__) */