1*00b67f09SDavid van Moolenbroek /* $NetBSD: lfsr.c,v 1.4 2014/12/10 04:37:59 christos Exp $ */
2*00b67f09SDavid van Moolenbroek
3*00b67f09SDavid van Moolenbroek /*
4*00b67f09SDavid van Moolenbroek * Copyright (C) 2004, 2005, 2007 Internet Systems Consortium, Inc. ("ISC")
5*00b67f09SDavid van Moolenbroek * Copyright (C) 1999-2002 Internet Software Consortium.
6*00b67f09SDavid van Moolenbroek *
7*00b67f09SDavid van Moolenbroek * Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
8*00b67f09SDavid van Moolenbroek * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
9*00b67f09SDavid van Moolenbroek * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
10*00b67f09SDavid van Moolenbroek *
11*00b67f09SDavid van Moolenbroek * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND ISC DISCLAIMS ALL WARRANTIES WITH
12*00b67f09SDavid van Moolenbroek * REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY
13*00b67f09SDavid van Moolenbroek * AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL ISC BE LIABLE FOR ANY SPECIAL, DIRECT,
14*00b67f09SDavid van Moolenbroek * INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM
15*00b67f09SDavid van Moolenbroek * LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE
16*00b67f09SDavid van Moolenbroek * OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR
17*00b67f09SDavid van Moolenbroek * PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
18*00b67f09SDavid van Moolenbroek */
19*00b67f09SDavid van Moolenbroek
20*00b67f09SDavid van Moolenbroek /* Id: lfsr.c,v 1.20 2007/06/19 23:47:17 tbox Exp */
21*00b67f09SDavid van Moolenbroek
22*00b67f09SDavid van Moolenbroek /*! \file */
23*00b67f09SDavid van Moolenbroek
24*00b67f09SDavid van Moolenbroek #include <config.h>
25*00b67f09SDavid van Moolenbroek
26*00b67f09SDavid van Moolenbroek #include <stddef.h>
27*00b67f09SDavid van Moolenbroek #include <stdlib.h>
28*00b67f09SDavid van Moolenbroek
29*00b67f09SDavid van Moolenbroek #include <isc/assertions.h>
30*00b67f09SDavid van Moolenbroek #include <isc/lfsr.h>
31*00b67f09SDavid van Moolenbroek #include <isc/util.h>
32*00b67f09SDavid van Moolenbroek
33*00b67f09SDavid van Moolenbroek #define VALID_LFSR(x) (x != NULL)
34*00b67f09SDavid van Moolenbroek
35*00b67f09SDavid van Moolenbroek void
isc_lfsr_init(isc_lfsr_t * lfsr,isc_uint32_t state,unsigned int bits,isc_uint32_t tap,unsigned int count,isc_lfsrreseed_t reseed,void * arg)36*00b67f09SDavid van Moolenbroek isc_lfsr_init(isc_lfsr_t *lfsr, isc_uint32_t state, unsigned int bits,
37*00b67f09SDavid van Moolenbroek isc_uint32_t tap, unsigned int count,
38*00b67f09SDavid van Moolenbroek isc_lfsrreseed_t reseed, void *arg)
39*00b67f09SDavid van Moolenbroek {
40*00b67f09SDavid van Moolenbroek REQUIRE(VALID_LFSR(lfsr));
41*00b67f09SDavid van Moolenbroek REQUIRE(8 <= bits && bits <= 32);
42*00b67f09SDavid van Moolenbroek REQUIRE(tap != 0);
43*00b67f09SDavid van Moolenbroek
44*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->state = state;
45*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->bits = bits;
46*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->tap = tap;
47*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->count = count;
48*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->reseed = reseed;
49*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->arg = arg;
50*00b67f09SDavid van Moolenbroek
51*00b67f09SDavid van Moolenbroek if (count == 0 && reseed != NULL)
52*00b67f09SDavid van Moolenbroek reseed(lfsr, arg);
53*00b67f09SDavid van Moolenbroek if (lfsr->state == 0)
54*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->state = 0xffffffffU >> (32 - lfsr->bits);
55*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
56*00b67f09SDavid van Moolenbroek
57*00b67f09SDavid van Moolenbroek /*!
58*00b67f09SDavid van Moolenbroek * Return the next state of the lfsr.
59*00b67f09SDavid van Moolenbroek */
60*00b67f09SDavid van Moolenbroek static inline isc_uint32_t
lfsr_generate(isc_lfsr_t * lfsr)61*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr_generate(isc_lfsr_t *lfsr)
62*00b67f09SDavid van Moolenbroek {
63*00b67f09SDavid van Moolenbroek
64*00b67f09SDavid van Moolenbroek /*
65*00b67f09SDavid van Moolenbroek * If the previous state is zero, we must fill it with something
66*00b67f09SDavid van Moolenbroek * here, or we will begin to generate an extremely predictable output.
67*00b67f09SDavid van Moolenbroek *
68*00b67f09SDavid van Moolenbroek * First, give the reseed function a crack at it. If the state is
69*00b67f09SDavid van Moolenbroek * still 0, set it to all ones.
70*00b67f09SDavid van Moolenbroek */
71*00b67f09SDavid van Moolenbroek if (lfsr->state == 0) {
72*00b67f09SDavid van Moolenbroek if (lfsr->reseed != NULL)
73*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->reseed(lfsr, lfsr->arg);
74*00b67f09SDavid van Moolenbroek if (lfsr->state == 0)
75*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->state = 0xffffffffU >> (32 - lfsr->bits);
76*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
77*00b67f09SDavid van Moolenbroek
78*00b67f09SDavid van Moolenbroek if (lfsr->state & 0x01) {
79*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->state = (lfsr->state >> 1) ^ lfsr->tap;
80*00b67f09SDavid van Moolenbroek return (1);
81*00b67f09SDavid van Moolenbroek } else {
82*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->state >>= 1;
83*00b67f09SDavid van Moolenbroek return (0);
84*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
85*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
86*00b67f09SDavid van Moolenbroek
87*00b67f09SDavid van Moolenbroek void
isc_lfsr_generate(isc_lfsr_t * lfsr,void * data,unsigned int count)88*00b67f09SDavid van Moolenbroek isc_lfsr_generate(isc_lfsr_t *lfsr, void *data, unsigned int count)
89*00b67f09SDavid van Moolenbroek {
90*00b67f09SDavid van Moolenbroek unsigned char *p;
91*00b67f09SDavid van Moolenbroek unsigned int bit;
92*00b67f09SDavid van Moolenbroek unsigned int byte;
93*00b67f09SDavid van Moolenbroek
94*00b67f09SDavid van Moolenbroek REQUIRE(VALID_LFSR(lfsr));
95*00b67f09SDavid van Moolenbroek REQUIRE(data != NULL);
96*00b67f09SDavid van Moolenbroek REQUIRE(count > 0);
97*00b67f09SDavid van Moolenbroek
98*00b67f09SDavid van Moolenbroek p = data;
99*00b67f09SDavid van Moolenbroek byte = count;
100*00b67f09SDavid van Moolenbroek
101*00b67f09SDavid van Moolenbroek while (byte--) {
102*00b67f09SDavid van Moolenbroek *p = 0;
103*00b67f09SDavid van Moolenbroek for (bit = 0; bit < 7; bit++) {
104*00b67f09SDavid van Moolenbroek *p |= lfsr_generate(lfsr);
105*00b67f09SDavid van Moolenbroek *p <<= 1;
106*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
107*00b67f09SDavid van Moolenbroek *p |= lfsr_generate(lfsr);
108*00b67f09SDavid van Moolenbroek p++;
109*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
110*00b67f09SDavid van Moolenbroek
111*00b67f09SDavid van Moolenbroek if (lfsr->count != 0 && lfsr->reseed != NULL) {
112*00b67f09SDavid van Moolenbroek if (lfsr->count <= count * 8)
113*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->reseed(lfsr, lfsr->arg);
114*00b67f09SDavid van Moolenbroek else
115*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr->count -= (count * 8);
116*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
117*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
118*00b67f09SDavid van Moolenbroek
119*00b67f09SDavid van Moolenbroek static inline isc_uint32_t
lfsr_skipgenerate(isc_lfsr_t * lfsr,unsigned int skip)120*00b67f09SDavid van Moolenbroek lfsr_skipgenerate(isc_lfsr_t *lfsr, unsigned int skip)
121*00b67f09SDavid van Moolenbroek {
122*00b67f09SDavid van Moolenbroek while (skip--)
123*00b67f09SDavid van Moolenbroek (void)lfsr_generate(lfsr);
124*00b67f09SDavid van Moolenbroek
125*00b67f09SDavid van Moolenbroek (void)lfsr_generate(lfsr);
126*00b67f09SDavid van Moolenbroek
127*00b67f09SDavid van Moolenbroek return (lfsr->state);
128*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
129*00b67f09SDavid van Moolenbroek
130*00b67f09SDavid van Moolenbroek /*
131*00b67f09SDavid van Moolenbroek * Skip "skip" states in "lfsr".
132*00b67f09SDavid van Moolenbroek */
133*00b67f09SDavid van Moolenbroek void
isc_lfsr_skip(isc_lfsr_t * lfsr,unsigned int skip)134*00b67f09SDavid van Moolenbroek isc_lfsr_skip(isc_lfsr_t *lfsr, unsigned int skip)
135*00b67f09SDavid van Moolenbroek {
136*00b67f09SDavid van Moolenbroek REQUIRE(VALID_LFSR(lfsr));
137*00b67f09SDavid van Moolenbroek
138*00b67f09SDavid van Moolenbroek while (skip--)
139*00b67f09SDavid van Moolenbroek (void)lfsr_generate(lfsr);
140*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
141*00b67f09SDavid van Moolenbroek
142*00b67f09SDavid van Moolenbroek /*
143*00b67f09SDavid van Moolenbroek * Skip states in lfsr1 and lfsr2 using the other's current state.
144*00b67f09SDavid van Moolenbroek * Return the final state of lfsr1 ^ lfsr2.
145*00b67f09SDavid van Moolenbroek */
146*00b67f09SDavid van Moolenbroek isc_uint32_t
isc_lfsr_generate32(isc_lfsr_t * lfsr1,isc_lfsr_t * lfsr2)147*00b67f09SDavid van Moolenbroek isc_lfsr_generate32(isc_lfsr_t *lfsr1, isc_lfsr_t *lfsr2)
148*00b67f09SDavid van Moolenbroek {
149*00b67f09SDavid van Moolenbroek isc_uint32_t state1, state2;
150*00b67f09SDavid van Moolenbroek isc_uint32_t skip1, skip2;
151*00b67f09SDavid van Moolenbroek
152*00b67f09SDavid van Moolenbroek REQUIRE(VALID_LFSR(lfsr1));
153*00b67f09SDavid van Moolenbroek REQUIRE(VALID_LFSR(lfsr2));
154*00b67f09SDavid van Moolenbroek
155*00b67f09SDavid van Moolenbroek skip1 = lfsr1->state & 0x01;
156*00b67f09SDavid van Moolenbroek skip2 = lfsr2->state & 0x01;
157*00b67f09SDavid van Moolenbroek
158*00b67f09SDavid van Moolenbroek /* cross-skip. */
159*00b67f09SDavid van Moolenbroek state1 = lfsr_skipgenerate(lfsr1, skip2);
160*00b67f09SDavid van Moolenbroek state2 = lfsr_skipgenerate(lfsr2, skip1);
161*00b67f09SDavid van Moolenbroek
162*00b67f09SDavid van Moolenbroek return (state1 ^ state2);
163*00b67f09SDavid van Moolenbroek }
164