sys/dev/random/unit_test.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2000-2015 Mark R V Murray
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer
  10  *    in this position and unchanged.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD$
  27  */
  28
  29 /*
  30  Build this by going:
  31
  32 cc -g -O0 -pthread -DRANDOM_<alg> -I../.. -lstdthreads -Wall \
  33         unit_test.c \
  34         fortuna.c \
  35         hash.c \
  36         ../../crypto/rijndael/rijndael-api-fst.c \
  37         ../../crypto/rijndael/rijndael-alg-fst.c \
  38         ../../crypto/sha2/sha256c.c \
  39         -lz \
  40         -o unit_test
  41 ./unit_test
  42
  43 Where <alg> is FORTUNA. The parameterisation is a leftover from
  44 when Yarrow was an option, and remains to enable the testing of
  45 possible future algorithms.
  46 */
  47
  48 #include <sys/types.h>
  49 #include <inttypes.h>
  50 #include <stdbool.h>
  51 #include <stdio.h>
  52 #include <stdlib.h>
  53 #include <threads.h>
  54 #include <unistd.h>
  55 #include <zlib.h>
  56
  57 #include "randomdev.h"
  58 #include "unit_test.h"
  59
  60 #define NUM_THREADS       3
  61 #define DEBUG
  62
  63 static volatile int stopseeding = 0;
  64
  65 static __inline void
  66 check_err(int err, const char *func)
  67 {
  68         if (err != Z_OK) {
  69                 fprintf(stderr, "Compress error in %s: %d\n", func, err);
  70                 exit(0);
  71         }
  72 }
  73
  74 void *
  75 myalloc(void *q, unsigned n, unsigned m)
  76 {
  77         q = Z_NULL;
  78         return (calloc(n, m));
  79 }
  80
  81 void myfree(void *q, void *p)
  82 {
  83         q = Z_NULL;
  84         free(p);
  85 }
  86
  87 size_t
  88 block_deflate(uint8_t *uncompr, uint8_t *compr, const size_t len)
  89 {
  90         z_stream c_stream;
  91         int err;
  92
  93         if (len == 0)
  94                 return (0);
  95
  96         c_stream.zalloc = myalloc;
  97         c_stream.zfree = myfree;
  98         c_stream.opaque = NULL;
  99
 100         err = deflateInit(&c_stream, Z_DEFAULT_COMPRESSION);
 101         check_err(err, "deflateInit");
 102
 103         c_stream.next_in  = uncompr;
 104         c_stream.next_out = compr;
 105         c_stream.avail_in = len;
 106         c_stream.avail_out = len*2u +512u;
 107
 108         while (c_stream.total_in != len && c_stream.total_out < (len*2u + 512u)) {
 109                 err = deflate(&c_stream, Z_NO_FLUSH);
 110 #ifdef DEBUG
 111                 printf("deflate progress: len = %zd  total_in = %lu  total_out = %lu\n", len, c_stream.total_in, c_stream.total_out);
 112 #endif
 113                 check_err(err, "deflate(..., Z_NO_FLUSH)");
 114         }
 115
 116         for (;;) {
 117                 err = deflate(&c_stream, Z_FINISH);
 118 #ifdef DEBUG
 119                 printf("deflate    final: len = %zd  total_in = %lu  total_out = %lu\n", len, c_stream.total_in, c_stream.total_out);
 120 #endif
 121                 if (err == Z_STREAM_END) break;
 122                 check_err(err, "deflate(..., Z_STREAM_END)");
 123         }
 124
 125         err = deflateEnd(&c_stream);
 126         check_err(err, "deflateEnd");
 127
 128         return ((size_t)c_stream.total_out);
 129 }
 130
 131 void
 132 randomdev_unblock(void)
 133 {
 134
 135 #if 0
 136         if (mtx_trylock(&random_reseed_mtx) == thrd_busy)
 137                 printf("Mutex held. Good.\n");
 138         else {
 139                 printf("Mutex not held. PANIC!!\n");
 140                 thrd_exit(0);
 141         }
 142 #endif
 143         printf("random: unblocking device.\n");
 144 }
 145
 146 static int
 147 RunHarvester(void *arg __unused)
 148 {
 149         int i, r;
 150         struct harvest_event e;
 151
 152         for (i = 0; ; i++) {
 153                 if (stopseeding)
 154                         break;
 155                 if (i % 1000 == 0)
 156                         printf("Harvest: %d\n", i);
 157                 r = random()%10;
 158                 e.he_somecounter = i;
 159                 *((uint64_t *)e.he_entropy) = random();
 160                 e.he_size = 8;
 161                 e.he_destination = i;
 162                 e.he_source = (i + 3)%7;
 163                 e.he_next = NULL;
 164                 random_alg_context.ra_event_processor(&e);
 165                 usleep(r);
 166         }
 167
 168         printf("Thread #0 ends\n");
 169
 170         thrd_exit(0);
 171
 172         return (0);
 173 }
 174
 175 static int
 176 ReadCSPRNG(void *threadid)
 177 {
 178         size_t tid, zsize;
 179         u_int buffersize;
 180         uint8_t *buf, *zbuf;
 181         int i;
 182 #ifdef DEBUG
 183         int j;
 184 #endif
 185
 186         tid = (size_t)threadid;
 187         printf("Thread #%zd starts\n", tid);
 188
 189         while (!random_alg_context.ra_seeded())
 190         {
 191                 random_alg_context.ra_pre_read();
 192                 usleep(100);
 193         }
 194
 195         for (i = 0; i < 100000; i++) {
 196                 buffersize = i + RANDOM_BLOCKSIZE;
 197                 buffersize -= buffersize%RANDOM_BLOCKSIZE;
 198                 buf = malloc(buffersize);
 199                 zbuf = malloc(2*i + 1024);
 200                 if (i % 1000 == 0)
 201                         printf("Thread read %zd - %d\n", tid, i);
 202                 if (buf != NULL && zbuf != NULL) {
 203                         random_alg_context.ra_pre_read();
 204                         random_alg_context.ra_read(buf, buffersize);
 205                         zsize = block_deflate(buf, zbuf, i);
 206                         if (zsize < i)
 207                                 printf("ERROR!! Compressible RNG output!\n");
 208 #ifdef DEBUG
 209                         printf("RNG output:\n");
 210                         for (j = 0; j < i; j++) {
 211                                 printf(" %02X", buf[j]);
 212                                 if (j % 32 == 31 || j == i - 1)
 213                                         printf("\n");
 214                         }
 215                         printf("Compressed output:\n");
 216                         for (j = 0; j < zsize; j++) {
 217                                 printf(" %02X", zbuf[j]);
 218                                 if (j % 32 == 31 || j == zsize - 1)
 219                                         printf("\n");
 220                         }
 221 #endif
 222                         free(zbuf);
 223                         free(buf);
 224                 }
 225                 usleep(100);
 226         }
 227
 228         printf("Thread #%zd ends\n", tid);
 229
 230         thrd_exit(0);
 231
 232         return (0);
 233 }
 234
 235 int
 236 main(int argc, char *argv[])
 237 {
 238         thrd_t threads[NUM_THREADS];
 239         int rc;
 240         long t;
 241
 242         random_alg_context.ra_init_alg(NULL);
 243
 244         for (t = 0; t < NUM_THREADS; t++) {
 245                 printf("In main: creating thread %ld\n", t);
 246                 rc = thrd_create(&threads[t], (t == 0 ? RunHarvester : ReadCSPRNG), NULL);
 247                 if (rc != thrd_success) {
 248                         printf("ERROR; return code from thrd_create() is %d\n", rc);
 249                         exit(-1);
 250                 }
 251         }
 252
 253         for (t = 2; t < NUM_THREADS; t++)
 254                 thrd_join(threads[t], &rc);
 255
 256         stopseeding = 1;
 257
 258         thrd_join(threads[1], &rc);
 259         thrd_join(threads[0], &rc);
 260
 261         random_alg_context.ra_deinit_alg(NULL);
 262
 263         /* Last thing that main() should do */
 264         thrd_exit(0);
 265
 266         return (0);
 267 }