bf98c2ece4e2ae7168de66a3d1aba426aa9f20eb
[dragonfly.git] / sys / kern / kern_nrandom.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2004-2014 The DragonFly Project. All rights reserved.
3  *
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  * by Alex Hornung <alex@alexhornung.com>
7  * by Robin J Carey
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions, and the following disclaimer,
14  *    without modification, immediately at the beginning of the file.
15  * 2. The name of the author may not be used to endorse or promote products
16  *    derived from this software without specific prior written permission.
17  *
18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
19  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
20  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
21  * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR
22  * ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
23  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
24  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
25  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
26  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
27  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
28  * SUCH DAMAGE.
29  */
30 /*                         --- NOTES ---
31  *
32  * Note: The word "entropy" is often incorrectly used to describe
33  * random data. The word "entropy" originates from the science of
34  * Physics. The correct descriptive definition would be something
35  * along the lines of "seed", "unpredictable numbers" or
36  * "unpredictable data".
37  *
38  * Note: Some /dev/[u]random implementations save "seed" between
39  * boots which represents a security hazard since an adversary
40  * could acquire this data (since it is stored in a file). If
41  * the unpredictable data used in the above routines is only
42  * generated during Kernel operation, then an adversary can only
43  * acquire that data through a Kernel security compromise and/or
44  * a cryptographic algorithm failure/cryptanalysis.
45  *
46  * Note: On FreeBSD-4.11, interrupts have to be manually enabled
47  * using the rndcontrol(8) command.
48  *
49  *              --- DESIGN (FreeBSD-4.11 based) ---
50  *
51  *   The rnddev module automatically initializes itself the first time
52  * it is used (client calls any public rnddev_*() interface routine).
53  * Both CSPRNGs are initially seeded from the precise nano[up]time() routines.
54  * Tests show this method produces good enough results, suitable for intended
55  * use. It is necessary for both CSPRNGs to be completely seeded, initially.
56  *
57  *   After initialization and during Kernel operation the only suitable
58  * unpredictable data available is:
59  *
60  *      (1) Keyboard scan-codes.
61  *      (2) Nanouptime acquired by a Keyboard/Read-Event.
62  *      (3) Suitable interrupt source; hard-disk/ATA-device.
63  *
64  *      (X) Mouse-event (xyz-data unsuitable); NOT IMPLEMENTED.
65  *
66  *   This data is added to both CSPRNGs in real-time as it happens/
67  * becomes-available. Additionally, unpredictable (?) data may be
68  * acquired from a true-random number generator if such a device is
69  * available to the system (not advisable !).
70  *   Nanouptime() acquired by a Read-Event is a very important aspect of
71  * this design, since it ensures that unpredictable data is added to
72  * the CSPRNGs even if there are no other sources.
73  *   The nanouptime() Kernel routine is used since time relative to
74  * boot is less adversary-known than time itself.
75  *
76  *   This design has been thoroughly tested with debug logging
77  * and the output from both /dev/random and /dev/urandom has
78  * been tested with the DIEHARD test-suite; both pass.
79  *
80  * MODIFICATIONS MADE TO ORIGINAL "kern_random.c":
81  *
82  * 6th July 2005:
83  *
84  * o Changed ReadSeed() function to schedule future read-seed-events
85  *   by at least one second. Previous implementation used a randomised
86  *   scheduling { 0, 1, 2, 3 seconds }.
87  * o Changed SEED_NANOUP() function to use a "previous" accumulator
88  *   algorithm similar to ReadSeed(). This ensures that there is no
89  *   way that an adversary can tell what number is being added to the
90  *   CSPRNGs, since the number added to the CSPRNGs at Event-Time is
91  *   the sum of nanouptime()@Event and an unknown/secret number.
92  * o Changed rnddev_add_interrupt() function to schedule future
93  *   interrupt-events by at least one second. Previous implementation
94  *   had no scheduling algorithm which allowed an "interrupt storm"
95  *   to occur resulting in skewed data entering into the CSPRNGs.
96  *
97  *
98  * 9th July 2005:
99  *
100  * o Some small cleanups and change all internal functions to be
101  *   static/private.
102  * o Removed ReadSeed() since its functionality is already performed
103  *   by another function { rnddev_add_interrupt_OR_read() } and remove
104  *   the silly rndByte accumulator/feedback-thing (since multipying by
105  *   rndByte could yield a value of 0).
106  * o Made IBAA/L14 public interface become static/private;
107  *   Local to this file (not changed to that in the original C modules).
108  *
109  * 16th July 2005:
110  *
111  * o SEED_NANOUP() -> NANOUP_EVENT() function rename.
112  * o Make NANOUP_EVENT() handle the time-buffering directly so that all
113  *   time-stamp-events use this single time-buffer (including keyboard).
114  *   This removes dependancy on "time_second" Kernel variable.
115  * o Removed second-time-buffer code in rnddev_add_interrupt_OR_read (void).
116  * o Rewrote the time-buffering algorithm in NANOUP_EVENT() to use a
117  *   randomised time-delay range.
118  *
119  * 12th Dec 2005:
120  *
121  * o Updated to (hopefully final) L15 algorithm.
122  *
123  * 12th June 2006:
124  *
125  * o Added missing (u_char *) cast in RnddevRead() function.
126  * o Changed copyright to 3-clause BSD license and cleaned up the layout
127  *   of this file.
128  *
129  * For a proper changelog, refer to the version control history of this
130  * file.
131  */
132
133 #include <sys/types.h>
134 #include <sys/kernel.h>
135 #include <sys/systm.h>
136 #include <sys/poll.h>
137 #include <sys/event.h>
138 #include <sys/random.h>
139 #include <sys/systimer.h>
140 #include <sys/time.h>
141 #include <sys/proc.h>
142 #include <sys/lock.h>
143 #include <sys/sysctl.h>
144 #include <sys/spinlock.h>
145 #include <sys/csprng.h>
146 #include <machine/atomic.h>
147 #include <machine/clock.h>
148
149 #include <sys/thread2.h>
150 #include <sys/spinlock2.h>
151
152 struct csprng_state csprng_state;
153
154 /*
155  * Portability note: The u_char/unsigned char type is used where
156  * uint8_t from <stdint.h> or u_int8_t from <sys/types.h> should really
157  * be being used. On FreeBSD, it is safe to make the assumption that these
158  * different types are equivalent (on all architectures).
159  * The FreeBSD <sys/crypto/rc4> module also makes this assumption.
160  */
161
162 /*------------------------------ IBAA ----------------------------------*/
163
164 /*-------------------------- IBAA CSPRNG -------------------------------*/
165
166 /*
167  * NOTE: The original source code from which this source code (IBAA)
168  *       was taken has no copyright/license. The algorithm has no patent
169  *       and is freely/publicly available from:
170  *
171  *           http://www.burtleburtle.net/bob/rand/isaac.html
172  */
173
174 /*
175  * ^ means XOR, & means bitwise AND, a<<b means shift a by b.
176  * barrel(a) shifts a 19 bits to the left, and bits wrap around
177  * ind(x) is (x AND 255), or (x mod 256)
178  */
179 typedef u_int32_t       u4;   /* unsigned four bytes, 32 bits */
180
181 #define ALPHA           (8)
182 #define SIZE            (1 << ALPHA)
183 #define MASK            (SIZE - 1)
184 #define ind(x)          ((x) & (SIZE - 1))
185 #define barrel(a)       (((a) << 20) ^ ((a) >> 12))  /* beta=32,shift=20 */
186  
187 static void IBAA
188 (
189         u4 *m,          /* Memory: array of SIZE ALPHA-bit terms */
190         u4 *r,          /* Results: the sequence, same size as m */
191         u4 *aa,         /* Accumulator: a single value */
192         u4 *bb,         /* the previous result */
193         u4 *counter     /* counter */
194 )
195 {
196         u4 a, b, x, y, i;
197  
198         a = *aa;
199         b = *bb + *counter;
200         ++*counter;
201         for (i = 0; i < SIZE; ++i) {
202                 x = m[i];  
203                 a = barrel(a) + m[ind(i + (SIZE / 2))]; /* set a */
204                 m[i] = y = m[ind(x)] + a + b;           /* set m */
205                 r[i] = b = m[ind(y >> ALPHA)] + x;      /* set r */
206         }
207         *bb = b; *aa = a;
208 }
209
210 /*-------------------------- IBAA CSPRNG -------------------------------*/
211
212
213 static u4       IBAA_memory[SIZE];
214 static u4       IBAA_results[SIZE];
215 static u4       IBAA_aa;
216 static u4       IBAA_bb;
217 static u4       IBAA_counter;
218
219 static volatile int IBAA_byte_index;
220
221
222 static void     IBAA_Init(void);
223 static void     IBAA_Call(void);
224 static void     IBAA_Seed(const u_int32_t val);
225 static u_char   IBAA_Byte(void);
226
227 /*
228  * Initialize IBAA. 
229  */
230 static void
231 IBAA_Init(void)
232 {
233         size_t  i;
234
235         for (i = 0; i < SIZE; ++i) {
236                 IBAA_memory[i] = i;
237         }
238         IBAA_aa = IBAA_bb = 0;
239         IBAA_counter = 0;
240         IBAA_byte_index = sizeof(IBAA_results); /* force IBAA_Call() */
241 }
242
243 /*
244  * PRIVATE: Call IBAA to produce 256 32-bit u4 results.
245  */
246 static void
247 IBAA_Call (void)
248 {
249         IBAA(IBAA_memory, IBAA_results, &IBAA_aa, &IBAA_bb, &IBAA_counter);
250         IBAA_byte_index = 0;
251 }
252
253 /*
254  * Add a 32-bit u4 seed value into IBAAs memory.  Mix the low 4 bits 
255  * with 4 bits of PNG data to reduce the possibility of a seeding-based
256  * attack.
257  */
258 static void
259 IBAA_Seed (const u_int32_t val)
260 {
261         static int memIndex;
262         u4 *iptr;
263
264         iptr = &IBAA_memory[memIndex & MASK];
265         *iptr = ((*iptr << 3) | (*iptr >> 29)) + (val ^ (IBAA_Byte() & 15));
266         ++memIndex;
267 }
268
269 static void
270 IBAA_Vector (const char *buf, int bytes)
271 {
272         int i;
273
274         while (bytes >= sizeof(int)) {
275                 IBAA_Seed(*(const int *)buf);
276                 buf += sizeof(int);
277                 bytes -= sizeof(int);
278         }
279
280         /*
281          * Warm up the generator to get rid of weak initial states.
282          */
283         for (i = 0; i < 10; ++i)
284                 IBAA_Call();
285 }
286
287 /*
288  * Extract a byte from IBAAs 256 32-bit u4 results array. 
289  *
290  * NOTE: This code is designed to prevent MP races from taking
291  * IBAA_byte_index out of bounds.
292  */
293 static u_char
294 IBAA_Byte(void)
295 {
296         u_char result;
297         int index;
298
299         index = IBAA_byte_index;
300         if (index == sizeof(IBAA_results)) {
301                 IBAA_Call();
302                 index = 0;
303         }
304         result = ((u_char *)IBAA_results)[index];
305         IBAA_byte_index = index + 1;
306         return result;
307 }
308
309 /*------------------------------ IBAA ----------------------------------*/
310
311
312 /*------------------------------- L15 ----------------------------------*/
313
314 /*
315  * IMPORTANT NOTE: LByteType must be exactly 8-bits in size or this software
316  * will not function correctly.
317  */
318 typedef unsigned char   LByteType;
319
320 #define L15_STATE_SIZE  256
321
322 static LByteType        L15_x, L15_y;
323 static LByteType        L15_start_x;
324 static LByteType        L15_state[L15_STATE_SIZE];
325
326 /*
327  * PRIVATE FUNCS:
328  */
329
330 static void             L15_Swap(const LByteType pos1, const LByteType pos2);
331 static void             L15_InitState(void);
332 static void             L15_KSA(const LByteType * const key,
333                                 const size_t keyLen);
334 static void             L15_Discard(const LByteType numCalls);
335
336 /*
337  * PUBLIC INTERFACE:
338  */
339 static void             L15(const LByteType * const key, const size_t keyLen);
340 static LByteType        L15_Byte(void);
341 static void             L15_Vector(const LByteType * const key,
342                                 const size_t keyLen);
343
344 static __inline void
345 L15_Swap(const LByteType pos1, const LByteType pos2)
346 {
347         const LByteType save1 = L15_state[pos1];
348
349         L15_state[pos1] = L15_state[pos2];
350         L15_state[pos2] = save1;
351 }
352
353 static void
354 L15_InitState (void)
355 {
356         size_t i;
357         for (i = 0; i < L15_STATE_SIZE; ++i)
358                 L15_state[i] = i;
359 }
360
361 #define  L_SCHEDULE(xx)                                         \
362                                                                 \
363 for (i = 0; i < L15_STATE_SIZE; ++i) {                          \
364     L15_Swap(i, (stateIndex += (L15_state[i] + (xx))));         \
365 }
366
367 static void
368 L15_KSA (const LByteType * const key, const size_t keyLen)
369 {
370         size_t  i, keyIndex;
371         static LByteType stateIndex = 0;
372
373         for (keyIndex = 0; keyIndex < keyLen; ++keyIndex) {
374                 L_SCHEDULE(key[keyIndex]);
375         }
376         L_SCHEDULE(keyLen);
377 }
378
379 static void
380 L15_Discard(const LByteType numCalls)
381 {
382         LByteType i;
383         for (i = 0; i < numCalls; ++i) {
384                 (void)L15_Byte();
385         }
386 }
387
388
389 /*
390  * PUBLIC INTERFACE:
391  */
392 static void
393 L15(const LByteType * const key, const size_t keyLen)
394 {
395         L15_x = L15_start_x = 0;
396         L15_y = L15_STATE_SIZE - 1;
397         L15_InitState();
398         L15_KSA(key, keyLen);
399         L15_Discard(L15_Byte());
400 }
401
402 static LByteType
403 L15_Byte(void)
404 {
405         LByteType z;
406
407         L15_Swap(L15_state[L15_x], L15_y);
408         z = (L15_state [L15_x++] + L15_state[L15_y--]);
409         if (L15_x == L15_start_x) {
410                 --L15_y;
411         }
412         return (L15_state[z]);
413 }
414
415 static void
416 L15_Vector (const LByteType * const key, const size_t keyLen)
417 {
418         L15_KSA(key, keyLen);
419 }
420
421 /*------------------------------- L15 ----------------------------------*/
422
423 /************************************************************************
424  *                              KERNEL INTERFACE                        *
425  ************************************************************************
426  *
427  * By Robin J Carey, Matthew Dillon and Alex Hornung.
428  */
429
430 static int rand_thread_value;
431 static void NANOUP_EVENT(void);
432 static thread_t rand_td;
433 static struct spinlock rand_spin;
434
435 static int sysctl_kern_random(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
436
437 static int nrandevents;
438 static int rand_mode = 2;
439 static struct systimer systimer_rand;
440
441 static int sysctl_kern_rand_mode(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
442
443 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, nrandevents, CTLFLAG_RD, &nrandevents, 0, "");
444 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, random, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_ANYBODY, 0, 0,
445                 sysctl_kern_random, "I", "Acquire random data");
446 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, rand_mode, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, NULL, 0,
447     sysctl_kern_rand_mode, "A", "RNG mode (csprng, ibaa or mixed)");
448
449
450 /*
451  * Called from early boot (pre-SMP)
452  */
453 void
454 rand_initialize(void)
455 {
456         struct timespec now;
457         int i;
458
459         csprng_init(&csprng_state);
460 #if 0
461         /*
462          * XXX: we do the reseeding when someone uses the RNG instead
463          * of regularly using init_reseed (which initializes a callout)
464          * to avoid unnecessary and regular reseeding.
465          */
466         csprng_init_reseed(&csprng_state);
467 #endif
468
469
470         spin_init(&rand_spin, "randinit");
471
472         /* Initialize IBAA. */
473         IBAA_Init();
474
475         /* Initialize L15. */
476         nanouptime(&now);
477         L15((const LByteType *)&now.tv_nsec, sizeof(now.tv_nsec));
478         for (i = 0; i < (SIZE / 2); ++i) {
479                 nanotime(&now);
480                 add_buffer_randomness_src((const uint8_t *)&now.tv_nsec,
481                     sizeof(now.tv_nsec), RAND_SRC_TIMING);
482                 nanouptime(&now);
483                 add_buffer_randomness_src((const uint8_t *)&now.tv_nsec,
484                     sizeof(now.tv_nsec), RAND_SRC_TIMING);
485         }
486
487         /*
488          * Warm up the generator to get rid of weak initial states.
489          */
490         for (i = 0; i < 10; ++i)
491                 IBAA_Call();
492 }
493
494 /*
495  * Keyboard events
496  */
497 void
498 add_keyboard_randomness(u_char scancode)
499 {
500         spin_lock(&rand_spin);
501         L15_Vector((const LByteType *) &scancode, sizeof (scancode));
502         spin_unlock(&rand_spin);
503         add_interrupt_randomness(0);
504 }
505
506 /*
507  * Interrupt events.  This is SMP safe and allowed to race.
508  *
509  * This adjusts rand_thread_value which will be incorporated into the next
510  * time-buffered seed.  It does not effect the seeding period per-say.
511  */
512 void
513 add_interrupt_randomness(int intr)
514 {
515         if (tsc_present) {
516                 rand_thread_value = (rand_thread_value << 4) ^ 1 ^
517                 ((int)rdtsc() % 151);
518         }
519         ++rand_thread_value;                            /* ~1 bit */
520 }
521
522 /*
523  * True random number source
524  */
525 int
526 add_buffer_randomness(const char *buf, int bytes)
527 {
528         spin_lock(&rand_spin);
529         L15_Vector((const LByteType *)buf, bytes);
530         IBAA_Vector(buf, bytes);
531         spin_unlock(&rand_spin);
532
533         atomic_add_int(&nrandevents, 1);
534
535         csprng_add_entropy(&csprng_state, RAND_SRC_UNKNOWN,
536             (const uint8_t *)buf, bytes, 0);
537
538         return 0;
539 }
540
541
542 int
543 add_buffer_randomness_src(const char *buf, int bytes, int srcid)
544 {
545         spin_lock(&rand_spin);
546         L15_Vector((const LByteType *)buf, bytes);
547         IBAA_Vector(buf, bytes);
548         spin_unlock(&rand_spin);
549
550         atomic_add_int(&nrandevents, 1);
551
552         csprng_add_entropy(&csprng_state, srcid & 0xff,
553             (const uint8_t *)buf, bytes, 0);
554
555         return 0;
556 }
557
558
559 /*
560  * Kqueue filter (always succeeds)
561  */
562 int
563 random_filter_read(struct knote *kn, long hint)
564 {
565         return (1);
566 }
567
568 /*
569  * Heavy weight random number generator.  May return less then the
570  * requested number of bytes.
571  *
572  * Instead of stopping early,
573  */
574 u_int
575 read_random(void *buf, u_int nbytes)
576 {
577         int i, j;
578
579         if (rand_mode == 0) {
580                 /* Only use CSPRNG */
581                 i = csprng_get_random(&csprng_state, buf, nbytes, 0);
582         } else if (rand_mode == 1) {
583                 /* Only use IBAA */
584                 spin_lock(&rand_spin);
585                 for (i = 0; i < nbytes; i++)
586                         ((u_char *)buf)[i] = IBAA_Byte();
587                 spin_unlock(&rand_spin);
588         } else {
589                 /* Mix both CSPRNG and IBAA */
590                 i = csprng_get_random(&csprng_state, buf, nbytes, 0);
591                 spin_lock(&rand_spin);
592                 for (j = 0; j < i; j++)
593                         ((u_char *)buf)[j] ^= IBAA_Byte();
594                 spin_unlock(&rand_spin);
595         }
596
597         add_interrupt_randomness(0);
598         return (i > 0) ? i : 0;
599 }
600
601 /*
602  * Heavy weight random number generator.  Must return the requested
603  * number of bytes.
604  */
605 u_int
606 read_random_unlimited(void *buf, u_int nbytes)
607 {
608         u_int i;
609
610         spin_lock(&rand_spin);
611         for (i = 0; i < nbytes; ++i)
612                 ((u_char *)buf)[i] = IBAA_Byte();
613         spin_unlock(&rand_spin);
614         add_interrupt_randomness(0);
615         return (i);
616 }
617
618 /*
619  * Read random data via sysctl().
620  */
621 static
622 int
623 sysctl_kern_random(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
624 {
625         char buf[64];
626         size_t n;
627         size_t r;
628         int error = 0;
629
630         n = req->oldlen;
631         if (n > 1024 * 1024)
632                 n = 1024 * 1024;
633         while (n > 0) {
634                 if ((r = n) > sizeof(buf))
635                         r = sizeof(buf);
636                 read_random_unlimited(buf, r);
637                 error = SYSCTL_OUT(req, buf, r);
638                 if (error)
639                         break;
640                 n -= r;
641         }
642         return(error);
643 }
644
645 /*
646  * Change the random mode via sysctl().
647  */
648 static
649 const char *
650 rand_mode_to_str(int mode)
651 {
652         switch (mode) {
653         case 0:
654                 return "csprng";
655         case 1:
656                 return "ibaa";
657         case 2:
658                 return "mixed";
659         default:
660                 return "unknown";
661         }
662 }
663
664 static
665 int
666 sysctl_kern_rand_mode(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
667 {
668         char mode[32];
669         int error;
670
671         strncpy(mode, rand_mode_to_str(rand_mode), sizeof(mode)-1);
672         error = sysctl_handle_string(oidp, mode, sizeof(mode), req);
673         if (error || req->newptr == NULL)
674             return error;
675
676         if ((strncmp(mode, "csprng", sizeof(mode))) == 0)
677                 rand_mode = 0;
678         else if ((strncmp(mode, "ibaa", sizeof(mode))) == 0)
679                 rand_mode = 1;
680         else if ((strncmp(mode, "mixed", sizeof(mode))) == 0)
681                 rand_mode = 2;
682         else
683                 error = EINVAL;
684
685         return error;
686 }
687
688 /*
689  * Random number generator helper thread.  This limits code overhead from
690  * high frequency events by delaying the clearing of rand_thread_value.
691  *
692  * This is a time-buffered loop, with a randomizing delay.  Note that interrupt
693  * entropy does not cause the thread to wakeup any faster, but does improve the
694  * quality of the entropy produced.
695  */
696 static
697 void
698 rand_thread_loop(void *dummy)
699 {
700         int64_t count;
701
702         for (;;) {
703                 /*
704                  * Generate entropy.
705                  */
706                 NANOUP_EVENT();
707                 spin_lock(&rand_spin);
708                 count = (uint8_t)L15_Byte();
709                 spin_unlock(&rand_spin);
710
711                 /*
712                  * Calculate 1/10 of a second to 2/10 of a second, fine-grained
713                  * using a L15_Byte() feedback.
714                  *
715                  * Go faster in the first 1200 seconds after boot.  This effects
716                  * the time-after-next interrupt (pipeline delay).
717                  */
718                 count = sys_cputimer->freq * (count + 256) / (256 * 10);
719                 if (time_uptime < 120)
720                         count = count / 10 + 1;
721                 systimer_rand.periodic = count;
722
723                 tsleep(rand_td, 0, "rwait", 0);
724         }
725 }
726
727 /*
728  * Systimer trigger - fine-grained random trigger
729  */
730 static
731 void
732 rand_thread_wakeup(struct systimer *timer, int in_ipi, struct intrframe *frame)
733 {
734         wakeup(rand_td);
735 }
736
737 static
738 void
739 rand_thread_init(void)
740 {
741         systimer_init_periodic_nq(&systimer_rand, rand_thread_wakeup, NULL, 25);
742         lwkt_create(rand_thread_loop, NULL, &rand_td, NULL, 0, 0, "random");
743 }
744
745 SYSINIT(rand, SI_SUB_HELPER_THREADS, SI_ORDER_ANY, rand_thread_init, 0);
746
747 /*
748  * Caller is time-buffered.  Incorporate any accumulated interrupt randomness
749  * as well as the high frequency bits of the TSC.
750  *
751  * A delta nanoseconds value is used to remove absolute time from the generated
752  * entropy.  Even though we are pushing 32 bits, this entropy is probably only
753  * good for one or two bits without any interrupt sources, and possibly 8 bits with.
754  */
755 static void
756 NANOUP_EVENT(void)
757 {
758         static struct timespec  last;
759         struct timespec         now;
760         int                     nsec;
761
762         /*
763          * Delta nanoseconds since last event
764          */
765         nanouptime(&now);
766         nsec = now.tv_nsec - last.tv_nsec;
767         last = now;
768
769         /*
770          * Interrupt randomness.
771          */
772         nsec ^= rand_thread_value;
773
774         /*
775          * The TSC, if present, generally has an even higher
776          * resolution.  Integrate a portion of it into our seed.
777          */
778         if (tsc_present)
779                 nsec ^= (rdtsc() & 255) << 8;
780
781         /* 
782          * Ok.
783          */
784
785         add_buffer_randomness_src((const uint8_t *)&nsec, sizeof(nsec), RAND_SRC_INTR);
786 }
787