lib/libc/stdlib/rand.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1990, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  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  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  * Posix rand_r function added May 1999 by Wes Peters <wes@softweyr.com>.
  30  */
  31
  32 #if defined(LIBC_SCCS) && !defined(lint)
  33 static char sccsid[] = "@(#)rand.c      8.1 (Berkeley) 6/14/93";
  34 #endif /* LIBC_SCCS and not lint */
  35 #include <sys/cdefs.h>
  36 __FBSDID("$FreeBSD$");
  37
  38 #include "namespace.h"
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/sysctl.h>
  41 #include <sys/types.h>
  42 #include <stdlib.h>
  43 #include "un-namespace.h"
  44
  45 #ifdef TEST
  46 #include <stdio.h>
  47 #endif /* TEST */
  48
  49 static int
  50 do_rand(unsigned long *ctx)
  51 {
  52 #ifdef  USE_WEAK_SEEDING
  53 /*
  54  * Historic implementation compatibility.
  55  * The random sequences do not vary much with the seed,
  56  * even with overflowing.
  57  */
  58         return ((*ctx = *ctx * 1103515245 + 12345) % ((u_long)RAND_MAX + 1));
  59 #else   /* !USE_WEAK_SEEDING */
  60 /*
  61  * Compute x = (7^5 * x) mod (2^31 - 1)
  62  * without overflowing 31 bits:
  63  *      (2^31 - 1) = 127773 * (7^5) + 2836
  64  * From "Random number generators: good ones are hard to find",
  65  * Park and Miller, Communications of the ACM, vol. 31, no. 10,
  66  * October 1988, p. 1195.
  67  */
  68         long hi, lo, x;
  69
  70         /* Must be in [1, 0x7ffffffe] range at this point. */
  71         hi = *ctx / 127773;
  72         lo = *ctx % 127773;
  73         x = 16807 * lo - 2836 * hi;
  74         if (x < 0)
  75                 x += 0x7fffffff;
  76         *ctx = x;
  77         /* Transform to [0, 0x7ffffffd] range. */
  78         return (x - 1);
  79 #endif  /* !USE_WEAK_SEEDING */
  80 }
  81
  82
  83 int
  84 rand_r(unsigned int *ctx)
  85 {
  86         u_long val;
  87         int r;
  88
  89 #ifdef  USE_WEAK_SEEDING
  90         val = *ctx;
  91 #else
  92         /* Transform to [1, 0x7ffffffe] range. */
  93         val = (*ctx % 0x7ffffffe) + 1;
  94 #endif
  95         r = do_rand(&val);
  96
  97 #ifdef  USE_WEAK_SEEDING
  98         *ctx = (unsigned int)val;
  99 #else
 100         *ctx = (unsigned int)(val - 1);
 101 #endif
 102         return (r);
 103 }
 104
 105
 106 static u_long next =
 107 #ifdef  USE_WEAK_SEEDING
 108     1;
 109 #else
 110     2;
 111 #endif
 112
 113 int
 114 rand()
 115 {
 116         return (do_rand(&next));
 117 }
 118
 119 void
 120 srand(seed)
 121 u_int seed;
 122 {
 123         next = seed;
 124 #ifndef USE_WEAK_SEEDING
 125         /* Transform to [1, 0x7ffffffe] range. */
 126         next = (next % 0x7ffffffe) + 1;
 127 #endif
 128 }
 129
 130
 131 /*
 132  * sranddev:
 133  *
 134  * Many programs choose the seed value in a totally predictable manner.
 135  * This often causes problems.  We seed the generator using pseudo-random
 136  * data from the kernel.
 137  */
 138 void
 139 sranddev()
 140 {
 141         int mib[2];
 142         size_t len;
 143
 144         len = sizeof(next);
 145
 146         mib[0] = CTL_KERN;
 147         mib[1] = KERN_ARND;
 148         sysctl(mib, 2, (void *)&next, &len, NULL, 0);
 149 #ifndef USE_WEAK_SEEDING
 150         /* Transform to [1, 0x7ffffffe] range. */
 151         next = (next % 0x7ffffffe) + 1;
 152 #endif
 153 }
 154
 155
 156 #ifdef TEST
 157
 158 main()
 159 {
 160     int i;
 161     unsigned myseed;
 162
 163     printf("seeding rand with 0x19610910: \n");
 164     srand(0x19610910);
 165
 166     printf("generating three pseudo-random numbers:\n");
 167     for (i = 0; i < 3; i++)
 168     {
 169         printf("next random number = %d\n", rand());
 170     }
 171
 172     printf("generating the same sequence with rand_r:\n");
 173     myseed = 0x19610910;
 174     for (i = 0; i < 3; i++)
 175     {
 176         printf("next random number = %d\n", rand_r(&myseed));
 177     }
 178
 179     return 0;
 180 }
 181
 182 #endif /* TEST */
 183