lib/libc/stdlib/random.h

   1 /*-
   2  * Copyright 2020 Conrad Meyer <cem@FreeBSD.org>.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  11  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  12  *
  13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  14  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  16  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  17  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  18  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  19  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  20  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  21  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  22  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  23  * SUCH DAMAGE.
  24  */
  25
  26 #pragma once
  27
  28 /*
  29  * For each of the currently supported random number generators, we have a
  30  * break value on the amount of state information (you need at least this
  31  * many bytes of state info to support this random number generator), a degree
  32  * for the polynomial (actually a trinomial) that the R.N.G. is based on, and
  33  * the separation between the two lower order coefficients of the trinomial.
  34  */
  35 #define TYPE_0          0               /* linear congruential */
  36 #define BREAK_0         8
  37 #define DEG_0           0
  38 #define SEP_0           0
  39
  40 #define TYPE_1          1               /* x**7 + x**3 + 1 */
  41 #define BREAK_1         32
  42 #define DEG_1           7
  43 #define SEP_1           3
  44
  45 #define TYPE_2          2               /* x**15 + x + 1 */
  46 #define BREAK_2         64
  47 #define DEG_2           15
  48 #define SEP_2           1
  49
  50 #define TYPE_3          3               /* x**31 + x**3 + 1 */
  51 #define BREAK_3         128
  52 #define DEG_3           31
  53 #define SEP_3           3
  54
  55 #define TYPE_4          4               /* x**63 + x + 1 */
  56 #define BREAK_4         256
  57 #define DEG_4           63
  58 #define SEP_4           1
  59
  60 /*
  61  * Array versions of the above information to make code run faster --
  62  * relies on fact that TYPE_i == i.
  63  */
  64 #define MAX_TYPES       5               /* max number of types above */
  65
  66 /* A full instance of the random(3) generator. */
  67 struct __random_state {
  68         uint32_t        *rst_fptr;
  69         uint32_t        *rst_rptr;
  70         uint32_t        *rst_state;
  71         int             rst_type;
  72         int             rst_deg;
  73         int             rst_sep;
  74         uint32_t        *rst_end_ptr;
  75         /* Flexible array member must be last. */
  76         uint32_t        rst_randtbl[];
  77 };
  78
  79 struct __random_state *allocatestate(unsigned type);
  80 int initstate_r(struct __random_state *, unsigned, uint32_t *, size_t);
  81 long random_r(struct __random_state *);
  82 void srandom_r(struct __random_state *, unsigned);
  83 void srandomdev_r(struct __random_state *);