See ChangeLog: Mon Sep 13 10:55:14 CEST 1999 Werner Koch
[gnupg.git] / cipher / random.c
index 699f769..8ade26c 100644 (file)
@@ -1,14 +1,14 @@
 /* random.c  - random number generator
  *     Copyright (C) 1998 Free Software Foundation, Inc.
  *
- * This file is part of GNUPG.
+ * This file is part of GnuPG.
  *
- * GNUPG is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * GnuPG is free software; you can redistribute it and/or modify
  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  * (at your option) any later version.
  *
- * GNUPG is distributed in the hope that it will be useful,
+ * GnuPG is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  * GNU General Public License for more details.
@@ -35,6 +35,7 @@
 #include <sys/time.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/stat.h>
+#include <unistd.h>
 #ifdef HAVE_GETHRTIME
   #include <sys/times.h>
 #endif
 #include "dynload.h"
 
 
+#ifndef RAND_MAX   /* for SunOS */
+  #define RAND_MAX 32767
+#endif
+
+
 #if SIZEOF_UNSIGNED_LONG == 8
   #define ADD_VALUE 0xa5a5a5a5a5a5a5a5
 #elif SIZEOF_UNSIGNED_LONG == 4
@@ -94,12 +100,25 @@ static int faked_rng;
 static void read_pool( byte *buffer, size_t length, int level );
 static void add_randomness( const void *buffer, size_t length, int source );
 static void random_poll(void);
-static void read_random_source( byte *buffer, size_t length, int level );
-static int gather_faked( byte *buffer, size_t *r_length, int level );
-
+static void read_random_source( int requester, size_t length, int level);
+static int gather_faked( void (*add)(const void*, size_t, int), int requester,
+                                                   size_t length, int level );
+
+static struct {
+    ulong mixrnd;
+    ulong mixkey;
+    ulong slowpolls;
+    ulong fastpolls;
+    ulong getbytes1;
+    ulong ngetbytes1;
+    ulong getbytes2;
+    ulong ngetbytes2;
+    ulong addbytes;
+    ulong naddbytes;
+} rndstats;
 
 static void
-initialize()
+initialize(void)
 {
     /* The data buffer is allocated somewhat larger, so that
      * we can use this extra space (which is allocated in secure memory)
@@ -109,20 +128,20 @@ initialize()
     keypool = secure_alloc ? m_alloc_secure_clear(POOLSIZE+BLOCKLEN)
                           : m_alloc_clear(POOLSIZE+BLOCKLEN);
     is_initialized = 1;
+    cipher_modules_constructor();
+}
 
-  #if  USE_RNDLINUX
-    rndlinux_constructor();
-  #elif USE_RNDUNIX
-    rndunix_constructor();
-  #elif USE_RNDW32
-    rndw32_constructor();
-  #elif USE_RNDOS2
-    rndos2_constructor();
-  #elif USE_RNDATARI
-    rndatari_constructor();
-  #elif USE_RNDMVS
-    rndmvs_constructor();
-  #endif
+
+void
+random_dump_stats()
+{
+    fprintf(stderr,
+           "random usage: poolsize=%d mixed=%lu polls=%lu/%lu added=%lu/%lu\n"
+           "              outmix=%lu getlvl1=%lu/%lu getlvl2=%lu/%lu\n",
+       POOLSIZE, rndstats.mixrnd, rndstats.slowpolls, rndstats.fastpolls,
+                 rndstats.naddbytes, rndstats.addbytes,
+       rndstats.mixkey, rndstats.ngetbytes1, rndstats.getbytes1,
+                   rndstats.ngetbytes2, rndstats.getbytes2 );
 }
 
 void
@@ -137,7 +156,7 @@ quick_random_gen( int onoff )
 {
     int last;
 
-    read_random_source( NULL, 0, 0 ); /* load module */
+    read_random_source(0,0,0); /* init */
     last = quick_test;
     if( onoff != -1 )
        quick_test = onoff;
@@ -153,12 +172,19 @@ quick_random_gen( int onoff )
 void
 randomize_buffer( byte *buffer, size_t length, int level )
 {
-    char *p = get_random_bits( length*8, level, m_is_secure(buffer) );
+    char *p = get_random_bits( length*8, level, 1 );
     memcpy( buffer, p, length );
     m_free(p);
 }
 
 
+int
+random_is_faked()
+{
+    if( !is_initialized )
+       initialize();
+    return faked_rng || quick_test;
+}
 
 /****************
  * Return a pointer to a randomized buffer of level 0 and LENGTH bits
@@ -168,14 +194,28 @@ randomize_buffer( byte *buffer, size_t length, int level )
 byte *
 get_random_bits( size_t nbits, int level, int secure )
 {
-    byte *buf;
+    byte *buf, *p;
     size_t nbytes = (nbits+7)/8;
 
     if( quick_test && level > 1 )
        level = 1;
     MASK_LEVEL(level);
+    if( level == 1 ) {
+       rndstats.getbytes1 += nbytes;
+       rndstats.ngetbytes1++;
+    }
+    else if( level >= 2 ) {
+       rndstats.getbytes2 += nbytes;
+       rndstats.ngetbytes2++;
+    }
+
     buf = secure && secure_alloc ? m_alloc_secure( nbytes ) : m_alloc( nbytes );
-    read_pool( buf, nbytes, level );
+    for( p = buf; nbytes > 0; ) {
+       size_t n = nbytes > POOLSIZE? POOLSIZE : nbytes;
+       read_pool( p, n, level );
+       nbytes -= n;
+       p += n;
+    }
     return buf;
 }
 
@@ -236,17 +276,13 @@ read_pool( byte *buffer, size_t length, int level )
     /* for level 2 make sure that there is enough random in the pool */
     if( level == 2 && pool_balance < length ) {
        size_t needed;
-       byte *p;
 
        if( pool_balance < 0 )
            pool_balance = 0;
        needed = length - pool_balance;
        if( needed > POOLSIZE )
            BUG();
-       p = secure_alloc ? m_alloc_secure( needed ) : m_alloc(needed);
-       read_random_source( p, needed, 2 ); /* read /dev/random */
-       add_randomness( p, needed, 3);
-       m_free(p);
+       read_random_source( 3, needed, 2 );
        pool_balance += needed;
     }
 
@@ -263,21 +299,23 @@ read_pool( byte *buffer, size_t length, int level )
                                    i < POOLWORDS; i++, dp++, sp++ )
            *dp = *sp + ADD_VALUE;
        /* must mix both pools */
-       mix_pool(rndpool);
-       mix_pool(keypool);
+       mix_pool(rndpool); rndstats.mixrnd++;
+       mix_pool(keypool); rndstats.mixkey++;
        memcpy( buffer, keypool, length );
     }
     else {
        /* mix the pool (if add_randomness() didn't it) */
-       if( !just_mixed )
+       if( !just_mixed ) {
            mix_pool(rndpool);
+           rndstats.mixrnd++;
+       }
        /* create a new pool */
        for(i=0,dp=(ulong*)keypool, sp=(ulong*)rndpool;
                                    i < POOLWORDS; i++, dp++, sp++ )
            *dp = *sp + ADD_VALUE;
        /* and mix both pools */
-       mix_pool(rndpool);
-       mix_pool(keypool);
+       mix_pool(rndpool); rndstats.mixrnd++;
+       mix_pool(keypool); rndstats.mixkey++;
        /* read the required data
         * we use a readpoiter to read from a different postion each
         * time */
@@ -302,15 +340,19 @@ read_pool( byte *buffer, size_t length, int level )
 static void
 add_randomness( const void *buffer, size_t length, int source )
 {
+    const byte *p = buffer;
+
     if( !is_initialized )
        initialize();
+    rndstats.addbytes += length;
+    rndstats.naddbytes++;
     while( length-- ) {
-       rndpool[pool_writepos++] = *((byte*)buffer)++;
+       rndpool[pool_writepos++] = *p++;
        if( pool_writepos >= POOLSIZE ) {
            if( source > 1 )
                pool_filled = 1;
            pool_writepos = 0;
-           mix_pool(rndpool);
+           mix_pool(rndpool); rndstats.mixrnd++;
            just_mixed = !length;
        }
     }
@@ -321,19 +363,18 @@ add_randomness( const void *buffer, size_t length, int source )
 static void
 random_poll()
 {
-    char buf[POOLSIZE/5];
-    read_random_source( buf, POOLSIZE/5, 1 );
-    add_randomness( buf, POOLSIZE/5, 2);
-    memset( buf, 0, POOLSIZE/5);
+    rndstats.slowpolls++;
+    read_random_source( 2, POOLSIZE/5, 1 );
 }
 
 
 void
 fast_random_poll()
 {
-    static void (*fnc)( void (*)(const void*, size_t, int)) = NULL;
+    static void (*fnc)( void (*)(const void*, size_t, int), int) = NULL;
     static int initialized = 0;
 
+    rndstats.fastpolls++;
     if( !initialized ) {
        if( !is_initialized )
            initialize();
@@ -341,7 +382,7 @@ fast_random_poll()
        fnc = dynload_getfnc_fast_random_poll();
     }
     if( fnc ) {
-       (*fnc)( add_randomness );
+       (*fnc)( add_randomness, 1 );
        return;
     }
 
@@ -359,10 +400,12 @@ fast_random_poll()
        add_randomness( &tv.tv_usec, sizeof(tv.tv_usec), 1 );
     }
   #else /* use times */
+    #ifndef HAVE_DOSISH_SYSTEM
     {  struct tms buf;
        times( &buf );
        add_randomness( &buf, sizeof buf, 1 );
     }
+    #endif
   #endif
   #ifdef HAVE_GETRUSAGE
     {  struct rusage buf;
@@ -377,12 +420,10 @@ fast_random_poll()
 
 
 static void
-read_random_source( byte *buffer, size_t length, int level )
+read_random_source( int requester, size_t length, int level )
 {
-    static int (*fnc)(byte*, size_t*, int) = NULL;
-    int nbytes;
-    int goodness;
-
+    static int (*fnc)(void (*)(const void*, size_t, int), int,
+                                                   size_t, int) = NULL;
     if( !fnc ) {
        if( !is_initialized )
            initialize();
@@ -391,24 +432,21 @@ read_random_source( byte *buffer, size_t length, int level )
            faked_rng = 1;
            fnc = gather_faked;
        }
+       if( !requester && !length && !level )
+           return; /* init only */
     }
-    while( length ) {
-       nbytes = length;
-       goodness = (*fnc)( buffer, &nbytes, level );
-       if( goodness < 0 )
-           log_fatal("No way to gather entropy for the RNG\n");
-       buffer +=nbytes;
-       length -= nbytes;
-       /* FIXME: how can we handle the goodness */
-    }
+    if( (*fnc)( add_randomness, requester, length, level ) < 0 )
+       log_fatal("No way to gather entropy for the RNG\n");
 }
 
 
 static int
-gather_faked( byte *buffer, size_t *r_length, int level )
+gather_faked( void (*add)(const void*, size_t, int), int requester,
+             size_t length, int level )
 {
     static int initialized=0;
-    size_t length = *r_length;
+    size_t n;
+    char *buffer, *p;
 
     if( !initialized ) {
        log_info(_("WARNING: using insecure random number generator!!\n"));
@@ -423,13 +461,17 @@ gather_faked( byte *buffer, size_t *r_length, int level )
       #endif
     }
 
+    p = buffer = m_alloc( length );
+    n = length;
   #ifdef HAVE_RAND
-    while( length-- )
-       *buffer++ = ((unsigned)(1 + (int) (256.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)))-1);
+    while( n-- )
+       *p++ = ((unsigned)(1 + (int) (256.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)))-1);
   #else
-    while( length-- )
-       *buffer++ = ((unsigned)(1 + (int) (256.0*random()/(RAND_MAX+1.0)))-1);
+    while( n-- )
+       *p++ = ((unsigned)(1 + (int) (256.0*random()/(RAND_MAX+1.0)))-1);
   #endif
-    return 100; /* We really fake it ;-) */
+    add_randomness( buffer, length, requester );
+    m_free(buffer);
+    return 0; /* okay */
 }