folly/Random.cpp

   1 /*
   2  * Copyright 2014 Facebook, Inc.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <folly/Random.h>
  18
  19 #include <atomic>
  20 #include <unistd.h>
  21 #include <sys/time.h>
  22 #include <random>
  23 #include <array>
  24
  25 #include <glog/logging.h>
  26 #include <folly/File.h>
  27 #include <folly/FileUtil.h>
  28
  29 namespace folly {
  30
  31 namespace {
  32
  33 void readRandomDevice(void* data, size_t size) {
  34   // Keep it open for the duration of the program
  35   static File randomDevice("/dev/urandom");
  36   auto bytesRead = readFull(randomDevice.fd(), data, size);
  37   PCHECK(bytesRead >= 0 && size_t(bytesRead) == size);
  38 }
  39
  40 class BufferedRandomDevice {
  41  public:
  42   static constexpr size_t kDefaultBufferSize = 128;
  43
  44   explicit BufferedRandomDevice(size_t bufferSize = kDefaultBufferSize);
  45
  46   void get(void* data, size_t size) {
  47     if (LIKELY(size <= remaining())) {
  48       memcpy(data, ptr_, size);
  49       ptr_ += size;
  50     } else {
  51       getSlow(static_cast<unsigned char*>(data), size);
  52     }
  53   }
  54
  55  private:
  56   void getSlow(unsigned char* data, size_t size);
  57
  58   inline size_t remaining() const {
  59     return buffer_.get() + bufferSize_ - ptr_;
  60   }
  61
  62   const size_t bufferSize_;
  63   std::unique_ptr<unsigned char[]> buffer_;
  64   unsigned char* ptr_;
  65 };
  66
  67 BufferedRandomDevice::BufferedRandomDevice(size_t bufferSize)
  68   : bufferSize_(bufferSize),
  69     buffer_(new unsigned char[bufferSize]),
  70     ptr_(buffer_.get() + bufferSize) {  // refill on first use
  71 }
  72
  73 void BufferedRandomDevice::getSlow(unsigned char* data, size_t size) {
  74   DCHECK_GT(size, remaining());
  75   if (size >= bufferSize_) {
  76     // Just read directly.
  77     readRandomDevice(data, size);
  78     return;
  79   }
  80
  81   size_t copied = remaining();
  82   memcpy(data, ptr_, copied);
  83   data += copied;
  84   size -= copied;
  85
  86   // refill
  87   readRandomDevice(buffer_.get(), bufferSize_);
  88   ptr_ = buffer_.get();
  89
  90   memcpy(data, ptr_, size);
  91   ptr_ += size;
  92 }
  93
  94
  95 }  // namespace
  96
  97 void Random::secureRandom(void* data, size_t size) {
  98   static ThreadLocal<BufferedRandomDevice> bufferedRandomDevice;
  99   bufferedRandomDevice->get(data, size);
 100 }
 101
 102 ThreadLocalPRNG::ThreadLocalPRNG() {
 103   static folly::ThreadLocal<ThreadLocalPRNG::LocalInstancePRNG> localInstance;
 104   local_ = localInstance.get();
 105 }
 106
 107 class ThreadLocalPRNG::LocalInstancePRNG {
 108  public:
 109   LocalInstancePRNG() : rng(Random::create()) { }
 110
 111   Random::DefaultGenerator rng;
 112 };
 113
 114 uint32_t ThreadLocalPRNG::getImpl(LocalInstancePRNG* local) {
 115   return local->rng();
 116 }
 117
 118 }