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/**
* \file shr3.c
* \brief SHR3 - Pseudo random number generator
*
* \subsection Copyright
* Copyright (c) 2013 Michael Buesch <m@bues.ch>
*
* \subsection License
* Licensed under the terms of the GNU General Public License version 2.
*/
#include "shr3.h"
#include "bitops.h"
#include "util.h"
/** SHR3 Zustand */
struct shr3_state {
/** Das Schieberegister */
uint32_t reg;
};
/** SHR3 Zustand - Instanz */
static struct shr3_state shr3;
/** \brief Extrahiert Pseudozufallsbits aus dem Schieberegister.
*
* SHR3 Algorithmus entnommen aus einem sci.math Post
* von George Marsaglia (Feb 25 2003, 10:25 am)
* als Teil des KISS Generators:
* http://groups.google.com/group/sci.math/msg/9959175f66dd138f
* http://groups.google.com/group/sci.math/msg/7e499231fb1e58d3
*
* \param nr_of_bits Die Anzahl der Bits die zu extrahieren sind.
* Maximum 8.
*
* \return Gibt die Pseudozufallsbits in den LSBs zurueck.
*/
uint8_t shr3_get_random_bits(uint8_t nr_of_bits)
{
uint32_t y = shr3.reg;
uint8_t ret = 0;
while (nr_of_bits--) {
/* Schieberegister weitertakten. */
y ^= y << 13;
y ^= y >> 17;
y ^= y << 5;
/* Ein Bit aus dem Schieberegister entnehmen. */
ret = (ret << 1) | (y & 1);
}
shr3.reg = y;
return ret;
}
/** \brief Extrahiert ein Pseudozufallsbyte aus dem Schieberegister.
* Die Funktion achtet dabei auf eine gleichmaessige
* Verteilung der moeglichen Zahlen.
*
* \param max_value Der groesste Wert, der zurueckgegeben werden kann.
*
* \return Gibt den Pseudozufallswert zurueck.
*/
uint8_t shr3_get_random_value_byte(uint8_t max_value)
{
uint8_t nr_of_bits, value;
if (!max_value)
return 0;
/* Bitnummer (plus 1) des hoechstwertigsten gesetzten Bits
* in max_value suchen.
* Dies sucht effektiv die Zweierpotenz die
* groesser oder gleich max_value ist. */
nr_of_bits = fls8(max_value);
do {
/* Zufallswert mit "nr_of_bits" zufaelligen Bits generieren.
* Das generiert eine Zufallszahl zwischen 0 und
* der naechsten Zweierpotenz die groesser oder
* gleich max_value ist. */
value = shr3_get_random_bits(nr_of_bits);
/* Erneut versuchen, wenn Wert groesser als max_value ist. */
} while (value > max_value);
return value;
}
/** \brief Initialisiert das SHR3.
*
* \param seed Der Initialisierungswert des Schieberegisters.
* Sollte nicht 0 sein.
*/
void shr3_init(uint32_t seed)
{
shr3.reg = seed ? seed : 0x7FFFFFFF;
}
|
