resource/c_common/ocrandom/src/ocrandom.c

   1 //******************************************************************
   2 //
   3 // Copyright 2014 Intel Mobile Communications GmbH All Rights Reserved.
   4 //
   5 //-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
   6 //
   7 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   8 // you may not use this file except in compliance with the License.
   9 // You may obtain a copy of the License at
  10 //
  11 //      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  12 //
  13 // Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  14 // distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  15 // WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  16 // See the License for the specific language governing permissions and
  17 // limitations under the License.
  18 //
  19 //-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
  20
  21 // Defining _POSIX_C_SOURCE macro with 199309L (or greater) as value
  22 // causes header files to expose definitions
  23 // corresponding to the POSIX.1b, Real-time extensions
  24 // (IEEE Std 1003.1b-1993) specification
  25 //
  26 // For this specific file, see use of clock_gettime,
  27 // Refer to http://pubs.opengroup.org/stage7tc1/functions/clock_gettime.html
  28 // and to http://man7.org/linux/man-pages/man2/clock_gettime.2.html
  29 #ifndef _POSIX_C_SOURCE
  30 #define _POSIX_C_SOURCE 200809L
  31 #endif
  32
  33 #include "iotivity_config.h"
  34
  35 #ifdef HAVE_FCNTL_H
  36 #include <fcntl.h>
  37 #endif
  38 #ifdef HAVE_UNISTD_H
  39 #include <unistd.h>
  40 #endif
  41 #ifdef HAVE_STDLIB_H
  42 #include <stdlib.h>
  43 #endif
  44 #ifdef HAVE_STRING_H
  45 #include <string.h>
  46 #elif defined(HAVE_STRINGS_H)
  47 #include <strings.h>
  48 #endif
  49 #ifdef HAVE_SYS_TIME_H
  50 #include <sys/time.h>
  51 #endif
  52 #ifdef HAVE_TIME_H
  53 #include <time.h>
  54 #endif
  55 #if defined(__ANDROID__)
  56 #include <ctype.h>
  57 #include <linux/time.h>
  58 #endif
  59 #ifdef HAVE_WINDOWS_H
  60 #include <windows.h>
  61 #endif
  62 #include "ocrandom.h"
  63 #include <stdio.h>
  64
  65 #ifdef HAVE_UUID_UUID_H
  66 #include <uuid/uuid.h>
  67 #endif
  68
  69 #define NANO_SEC 1000000000
  70
  71 #ifdef ARDUINO
  72 #include "Arduino.h"
  73
  74 // ARM GCC compiler doesnt define srandom function.
  75 #if defined(ARDUINO) && !defined(ARDUINO_ARCH_SAM)
  76 #define HAVE_SRANDOM 1
  77 #endif
  78
  79 uint8_t GetRandomBitRaw()
  80 {
  81     return analogRead((uint8_t)ANALOG_IN) & 0x1;
  82 }
  83
  84 uint8_t GetRandomBitRaw2()
  85 {
  86     int a = 0;
  87     for (;;)
  88     {
  89         a = GetRandomBitRaw() | (GetRandomBitRaw()<<1);
  90         if (a==1)
  91         {
  92             return 0; // 1 to 0 transition: log a zero bit
  93         }
  94         if (a==2)
  95         {
  96             return 1;// 0 to 1 transition: log a one bit
  97         }
  98         // For other cases, try again.
  99     }
 100 }
 101
 102 uint8_t GetRandomBit()
 103 {
 104     int a = 0;
 105     for (;;)
 106     {
 107         a = GetRandomBitRaw2() | (GetRandomBitRaw2()<<1);
 108         if (a==1)
 109         {
 110             return 0; // 1 to 0 transition: log a zero bit
 111         }
 112         if (a==2)
 113         {
 114             return 1;// 0 to 1 transition: log a one bit
 115         }
 116         // For other cases, try again.
 117     }
 118 }
 119 #endif
 120
 121 int8_t OCSeedRandom()
 122 {
 123 #ifndef ARDUINO
 124     // Get current time to Seed.
 125     uint64_t currentTime = 0;
 126 #ifdef __ANDROID__
 127     struct timespec getTs;
 128     clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &getTs);
 129     currentTime = (getTs.tv_sec * (uint64_t)NANO_SEC + getTs.tv_nsec)/1000;
 130 #elif _WIN32
 131     LARGE_INTEGER count;
 132     if (QueryPerformanceCounter(&count)) {
 133         currentTime = count.QuadPart;
 134     }
 135 #elif  _POSIX_TIMERS > 0
 136     struct timespec ts;
 137     clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
 138     currentTime = (ts.tv_sec * (uint64_t)NANO_SEC + ts.tv_nsec)/ 1000;
 139 #else
 140     struct timeval tv;
 141     gettimeofday(&tv, NULL);
 142     currentTime = tv.tv_sec * (uint64_t)1000000 + tv.tv_usec;
 143 #endif
 144 #if defined(__unix__) || defined(__APPLE__) || defined(__TIZENRT__)
 145     int32_t fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
 146     if (fd >= 0)
 147     {
 148         uint32_t randomSeed = 0;
 149         uint32_t totalRead = 0; //how many integers were read
 150         int32_t currentRead = 0;
 151         while (totalRead < sizeof(randomSeed))
 152         {
 153             currentRead = read(fd, (uint8_t*) &randomSeed + totalRead,
 154                     sizeof(randomSeed) - totalRead);
 155             if (currentRead > 0)
 156             {
 157                 totalRead += currentRead;
 158             }
 159         }
 160         close(fd);
 161         srand(randomSeed | currentTime);
 162     }
 163     else
 164 #endif
 165     {
 166         // Do time based seed when problem in accessing "/dev/urandom"
 167         srand(currentTime);
 168     }
 169
 170     return 0;
 171 #elif defined ARDUINO
 172     uint32_t result =0;
 173     uint8_t i;
 174     for (i=32; i--;)
 175     {
 176         result += result + GetRandomBit();
 177     }
 178 #if HAVE_SRANDOM
 179     srandom(result);
 180 #else
 181     srand(result);
 182 #endif
 183     return 0;
 184 #endif
 185
 186 }
 187
 188 void OCFillRandomMem(uint8_t * location, uint16_t len)
 189 {
 190     if (!location)
 191     {
 192         return;
 193     }
 194     for (; len--;)
 195     {
 196         *location++ = OCGetRandomByte();
 197     }
 198     uint8_t *temp = (char *) OICCalloc(len, sizeof(char));
 199     int *mask = (int *) OICCalloc(len, sizeof(int));
 200     int i, j, rand_idx;
 201     for (i = 0; i < len; i++)
 202     {
 203         mask[i] = 0;
 204     }
 205     j = 0;
 206     for (i = 0; i < len; i++)
 207     {
 208         rand_idx = lrand48() % len;
 209         while((rand_idx < len) && (mask[rand_idx] != 0))
 210         {
 211             rand_idx++;
 212         }
 213         if(rand_idx == len)
 214         {
 215             rand_idx = 0;
 216             while(mask[rand_idx] != 0)
 217             {
 218                 rand_idx++;
 219             }
 220         }
 221         temp[rand_idx] = location[j];
 222         mask[rand_idx] = 1;
 223         j++;
 224     }
 225     for (i = 0; i < len; i++)
 226     {
 227         location[i] = temp[i];
 228     }
 229     OICFree(temp);
 230     OICFree(mask);
 231 }
 232
 233 uint32_t OCGetRandom()
 234 {
 235     uint32_t result = 0;
 236     OCFillRandomMem((uint8_t*) &result, 4);
 237     return result;
 238 }
 239
 240 uint8_t OCGetRandomByte(void)
 241 {
 242 #ifdef HAVE_SRANDOM
 243     return random() & 0x00FF;
 244 #else
 245     return rand() & 0x00FF;
 246 #endif
 247 }
 248
 249 uint32_t OCGetRandomRange(uint32_t firstBound, uint32_t secondBound)
 250 {
 251     uint32_t base;
 252     uint32_t diff;
 253     uint32_t result;
 254     if (firstBound > secondBound)
 255     {
 256         base = secondBound;
 257         diff = firstBound - secondBound;
 258     }
 259     else if (firstBound < secondBound)
 260     {
 261         base = firstBound;
 262         diff = secondBound - firstBound;
 263     }
 264     else
 265     {
 266         return secondBound;
 267     }
 268     result = ((float)OCGetRandom()/((float)(0xFFFFFFFF))*(float)diff) + (float) base;
 269     return result;
 270 }
 271
 272 #if defined(__ANDROID__)
 273 uint8_t parseUuidChar(char c)
 274 {
 275     if (isdigit(c))
 276     {
 277         return c - '0';
 278     }
 279     else
 280     {
 281         return c - 'a' + 10;
 282     }
 283 }
 284 uint8_t parseUuidPart(const char *c)
 285 {
 286     return (parseUuidChar(c[0])<<4) + parseUuidChar(c[1]);
 287 }
 288 #endif
 289
 290 OCRandomUuidResult OCGenerateUuid(uint8_t uuid[UUID_SIZE])
 291 {
 292     if (!uuid)
 293     {
 294         return RAND_UUID_INVALID_PARAM;
 295     }
 296 #if defined(__ANDROID__)
 297     char uuidString[UUID_STRING_SIZE];
 298     int8_t ret = OCGenerateUuidString(uuidString);
 299
 300     if (RAND_UUID_OK == ret)
 301     {
 302         uuid[ 0] = parseUuidPart(&uuidString[0]);
 303         uuid[ 1] = parseUuidPart(&uuidString[2]);
 304         uuid[ 2] = parseUuidPart(&uuidString[4]);
 305         uuid[ 3] = parseUuidPart(&uuidString[6]);
 306
 307         uuid[ 4] = parseUuidPart(&uuidString[9]);
 308         uuid[ 5] = parseUuidPart(&uuidString[11]);
 309
 310         uuid[ 6] = parseUuidPart(&uuidString[14]);
 311         uuid[ 7] = parseUuidPart(&uuidString[16]);
 312
 313         uuid[ 8] = parseUuidPart(&uuidString[19]);
 314         uuid[ 9] = parseUuidPart(&uuidString[21]);
 315
 316         uuid[10] = parseUuidPart(&uuidString[24]);
 317         uuid[11] = parseUuidPart(&uuidString[26]);
 318         uuid[12] = parseUuidPart(&uuidString[28]);
 319         uuid[13] = parseUuidPart(&uuidString[30]);
 320         uuid[14] = parseUuidPart(&uuidString[32]);
 321         uuid[15] = parseUuidPart(&uuidString[34]);
 322
 323         return RAND_UUID_OK;
 324     }
 325 #endif
 326 #if defined(HAVE_UUID_UUID_H)
 327     // note: uuid_t is typedefed as unsigned char[16] on linux/apple
 328     uuid_generate(uuid);
 329     return RAND_UUID_OK;
 330 #else
 331     // Fallback for all platforms is filling the array with random data
 332     OCFillRandomMem(uuid, UUID_SIZE);
 333     return RAND_UUID_OK;
 334 #endif
 335 }
 336
 337 OCRandomUuidResult OCGenerateUuidString(char uuidString[UUID_STRING_SIZE])
 338 {
 339     if (!uuidString)
 340     {
 341         return RAND_UUID_INVALID_PARAM;
 342     }
 343 #if defined(__ANDROID__)
 344     int32_t fd = open("/proc/sys/kernel/random/uuid", O_RDONLY);
 345     if (fd > 0)
 346     {
 347         ssize_t readResult = read(fd, uuidString, UUID_STRING_SIZE - 1);
 348         close(fd);
 349         if (readResult < 0)
 350         {
 351             return RAND_UUID_READ_ERROR;
 352         }
 353         else if (readResult < UUID_STRING_SIZE - 1)
 354         {
 355             uuidString[0] = '\0';
 356             return RAND_UUID_READ_ERROR;
 357         }
 358
 359         uuidString[UUID_STRING_SIZE - 1] = '\0';
 360         for (char* p = uuidString; *p; ++p)
 361         {
 362             *p = tolower(*p);
 363         }
 364         return RAND_UUID_OK;
 365     }
 366     else
 367     {
 368         return RAND_UUID_READ_ERROR;
 369     }
 370 #elif defined(HAVE_UUID_UUID_H)
 371     uint8_t uuid[UUID_SIZE];
 372     int8_t ret = OCGenerateUuid(uuid);
 373
 374     if (ret != 0)
 375     {
 376         return ret;
 377     }
 378
 379     uuid_unparse_lower(uuid, uuidString);
 380     return RAND_UUID_OK;
 381
 382 #else
 383     uint8_t uuid[UUID_SIZE];
 384     OCGenerateUuid(uuid);
 385
 386     return OCConvertUuidToString(uuid, uuidString);
 387 #endif
 388 }
 389
 390 OCRandomUuidResult OCConvertUuidToString(const uint8_t uuid[UUID_SIZE],
 391                                          char uuidString[UUID_STRING_SIZE])
 392 {
 393     if (uuid == NULL || uuidString == NULL)
 394     {
 395         return RAND_UUID_INVALID_PARAM;
 396     }
 397
 398
 399     int ret = snprintf(uuidString, UUID_STRING_SIZE,
 400             "%02x%02x%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x%02x%02x%02x%02x",
 401             uuid[0], uuid[1], uuid[2], uuid[3],
 402             uuid[4], uuid[5], uuid[6], uuid[7],
 403             uuid[8], uuid[9], uuid[10], uuid[11],
 404             uuid[12], uuid[13], uuid[14], uuid[15]
 405             );
 406
 407     if (ret != UUID_STRING_SIZE - 1)
 408     {
 409         return RAND_UUID_CONVERT_ERROR;
 410     }
 411
 412     return RAND_UUID_OK;
 413 }
 414
 415 OCRandomUuidResult OCConvertStringToUuid(const char uuidString[UUID_STRING_SIZE],
 416                                          uint8_t uuid[UUID_SIZE])
 417 {
 418     if(NULL == uuidString || NULL == uuid)
 419     {
 420         return RAND_UUID_INVALID_PARAM;
 421     }
 422
 423     size_t urnIdx = 0;
 424     size_t uuidIdx = 0;
 425     size_t strUuidLen = 0;
 426     char convertedUuid[UUID_SIZE * 2] = {0};
 427
 428     strUuidLen = strlen(uuidString);
 429     if((UUID_STRING_SIZE - 1) == strUuidLen)
 430     {
 431         for(uuidIdx=0, urnIdx=0; uuidIdx < UUID_SIZE ; uuidIdx++, urnIdx+=2)
 432         {
 433             if(*(uuidString + urnIdx) == '-')
 434             {
 435                 urnIdx++;
 436             }
 437             sscanf(uuidString + urnIdx, "%2hhx", &convertedUuid[uuidIdx]);
 438         }
 439     }
 440     else
 441     {
 442         return RAND_UUID_CONVERT_ERROR;
 443     }
 444
 445     memcpy(uuid, convertedUuid, UUID_SIZE);
 446
 447     return RAND_UUID_OK;
 448 }
 449