crypto/rand/rand_unix.c

   1 /*
   2  * Copyright 1995-2020 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 #ifndef _GNU_SOURCE
  11 # define _GNU_SOURCE
  12 #endif
  13 #include "e_os.h"
  14 #include <stdio.h>
  15 #include "internal/cryptlib.h"
  16 #include <openssl/rand.h>
  17 #include <openssl/crypto.h>
  18 #include "rand_local.h"
  19 #include "crypto/rand.h"
  20 #include <stdio.h>
  21 #include "internal/dso.h"
  22
  23 #ifdef __linux
  24 # include <sys/syscall.h>
  25 # ifdef DEVRANDOM_WAIT
  26 #  include <sys/shm.h>
  27 #  include <sys/utsname.h>
  28 # endif
  29 #endif
  30 #if (defined(__FreeBSD__) || defined(__NetBSD__)) && !defined(OPENSSL_SYS_UEFI)
  31 # include <sys/types.h>
  32 # include <sys/sysctl.h>
  33 # include <sys/param.h>
  34 #endif
  35 #if defined(__OpenBSD__)
  36 # include <sys/param.h>
  37 #endif
  38
  39 #if (defined(OPENSSL_SYS_UNIX) && !defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS)) \
  40      || defined(__DJGPP__)
  41 # include <sys/types.h>
  42 # include <sys/stat.h>
  43 # include <fcntl.h>
  44 # include <unistd.h>
  45 # include <sys/time.h>
  46
  47 static uint64_t get_time_stamp(void);
  48 static uint64_t get_timer_bits(void);
  49
  50 /* Macro to convert two thirty two bit values into a sixty four bit one */
  51 # define TWO32TO64(a, b) ((((uint64_t)(a)) << 32) + (b))
  52
  53 /*
  54  * Check for the existence and support of POSIX timers.  The standard
  55  * says that the _POSIX_TIMERS macro will have a positive value if they
  56  * are available.
  57  *
  58  * However, we want an additional constraint: that the timer support does
  59  * not require an extra library dependency.  Early versions of glibc
  60  * require -lrt to be specified on the link line to access the timers,
  61  * so this needs to be checked for.
  62  *
  63  * It is worse because some libraries define __GLIBC__ but don't
  64  * support the version testing macro (e.g. uClibc).  This means
  65  * an extra check is needed.
  66  *
  67  * The final condition is:
  68  *      "have posix timers and either not glibc or glibc without -lrt"
  69  *
  70  * The nested #if sequences are required to avoid using a parameterised
  71  * macro that might be undefined.
  72  */
  73 # undef OSSL_POSIX_TIMER_OKAY
  74 # if defined(_POSIX_TIMERS) && _POSIX_TIMERS > 0
  75 #  if defined(__GLIBC__)
  76 #   if defined(__GLIBC_PREREQ)
  77 #    if __GLIBC_PREREQ(2, 17)
  78 #     define OSSL_POSIX_TIMER_OKAY
  79 #    endif
  80 #   endif
  81 #  else
  82 #   define OSSL_POSIX_TIMER_OKAY
  83 #  endif
  84 # endif
  85 #endif /* (defined(OPENSSL_SYS_UNIX) && !defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS))
  86           || defined(__DJGPP__) */
  87
  88 #if defined(OPENSSL_RAND_SEED_NONE)
  89 /* none means none. this simplifies the following logic */
  90 # undef OPENSSL_RAND_SEED_OS
  91 # undef OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM
  92 # undef OPENSSL_RAND_SEED_LIBRANDOM
  93 # undef OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM
  94 # undef OPENSSL_RAND_SEED_RDTSC
  95 # undef OPENSSL_RAND_SEED_RDCPU
  96 # undef OPENSSL_RAND_SEED_EGD
  97 #endif
  98
  99 #if defined(OPENSSL_SYS_UEFI) && !defined(OPENSSL_RAND_SEED_NONE)
 100 # error "UEFI only supports seeding NONE"
 101 #endif
 102
 103 #if !(defined(OPENSSL_SYS_WINDOWS) || defined(OPENSSL_SYS_WIN32) \
 104     || defined(OPENSSL_SYS_VMS) || defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS) \
 105     || defined(OPENSSL_SYS_UEFI))
 106
 107 # if defined(OPENSSL_SYS_VOS)
 108
 109 #  ifndef OPENSSL_RAND_SEED_OS
 110 #   error "Unsupported seeding method configured; must be os"
 111 #  endif
 112
 113 #  if defined(OPENSSL_SYS_VOS_HPPA) && defined(OPENSSL_SYS_VOS_IA32)
 114 #   error "Unsupported HP-PA and IA32 at the same time."
 115 #  endif
 116 #  if !defined(OPENSSL_SYS_VOS_HPPA) && !defined(OPENSSL_SYS_VOS_IA32)
 117 #   error "Must have one of HP-PA or IA32"
 118 #  endif
 119
 120 /*
 121  * The following algorithm repeatedly samples the real-time clock (RTC) to
 122  * generate a sequence of unpredictable data.  The algorithm relies upon the
 123  * uneven execution speed of the code (due to factors such as cache misses,
 124  * interrupts, bus activity, and scheduling) and upon the rather large
 125  * relative difference between the speed of the clock and the rate at which
 126  * it can be read.  If it is ported to an environment where execution speed
 127  * is more constant or where the RTC ticks at a much slower rate, or the
 128  * clock can be read with fewer instructions, it is likely that the results
 129  * would be far more predictable.  This should only be used for legacy
 130  * platforms.
 131  *
 132  * As a precaution, we assume only 2 bits of entropy per byte.
 133  */
 134 size_t rand_pool_acquire_entropy(RAND_POOL *pool)
 135 {
 136     short int code;
 137     int i, k;
 138     size_t bytes_needed;
 139     struct timespec ts;
 140     unsigned char v;
 141 #  ifdef OPENSSL_SYS_VOS_HPPA
 142     long duration;
 143     extern void s$sleep(long *_duration, short int *_code);
 144 #  else
 145     long long duration;
 146     extern void s$sleep2(long long *_duration, short int *_code);
 147 #  endif
 148
 149     bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 4 /*entropy_factor*/);
 150
 151     for (i = 0; i < bytes_needed; i++) {
 152         /*
 153          * burn some cpu; hope for interrupts, cache collisions, bus
 154          * interference, etc.
 155          */
 156         for (k = 0; k < 99; k++)
 157             ts.tv_nsec = random();
 158
 159 #  ifdef OPENSSL_SYS_VOS_HPPA
 160         /* sleep for 1/1024 of a second (976 us).  */
 161         duration = 1;
 162         s$sleep(&duration, &code);
 163 #  else
 164         /* sleep for 1/65536 of a second (15 us).  */
 165         duration = 1;
 166         s$sleep2(&duration, &code);
 167 #  endif
 168
 169         /* Get wall clock time, take 8 bits. */
 170         clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 171         v = (unsigned char)(ts.tv_nsec & 0xFF);
 172         rand_pool_add(pool, arg, &v, sizeof(v) , 2);
 173     }
 174     return rand_pool_entropy_available(pool);
 175 }
 176
 177 void rand_pool_cleanup(void)
 178 {
 179 }
 180
 181 void rand_pool_keep_random_devices_open(int keep)
 182 {
 183 }
 184
 185 # else
 186
 187 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_EGD) && \
 188         (defined(OPENSSL_NO_EGD) || !defined(DEVRANDOM_EGD))
 189 #   error "Seeding uses EGD but EGD is turned off or no device given"
 190 #  endif
 191
 192 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM) && !defined(DEVRANDOM)
 193 #   error "Seeding uses urandom but DEVRANDOM is not configured"
 194 #  endif
 195
 196 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_OS)
 197 #   if !defined(DEVRANDOM)
 198 #    error "OS seeding requires DEVRANDOM to be configured"
 199 #   endif
 200 #   define OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM
 201 #   define OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM
 202 #  endif
 203
 204 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_LIBRANDOM)
 205 #   error "librandom not (yet) supported"
 206 #  endif
 207
 208 #  if (defined(__FreeBSD__) || defined(__NetBSD__)) && defined(KERN_ARND)
 209 /*
 210  * sysctl_random(): Use sysctl() to read a random number from the kernel
 211  * Returns the number of bytes returned in buf on success, -1 on failure.
 212  */
 213 static ssize_t sysctl_random(char *buf, size_t buflen)
 214 {
 215     int mib[2];
 216     size_t done = 0;
 217     size_t len;
 218
 219     /*
 220      * Note: sign conversion between size_t and ssize_t is safe even
 221      * without a range check, see comment in syscall_random()
 222      */
 223
 224     /*
 225      * On FreeBSD old implementations returned longs, newer versions support
 226      * variable sizes up to 256 byte. The code below would not work properly
 227      * when the sysctl returns long and we want to request something not a
 228      * multiple of longs, which should never be the case.
 229      */
 230 #if   defined(__FreeBSD__)
 231     if (!ossl_assert(buflen % sizeof(long) == 0)) {
 232         errno = EINVAL;
 233         return -1;
 234     }
 235 #endif
 236
 237     /*
 238      * On NetBSD before 4.0 KERN_ARND was an alias for KERN_URND, and only
 239      * filled in an int, leaving the rest uninitialized. Since NetBSD 4.0
 240      * it returns a variable number of bytes with the current version supporting
 241      * up to 256 bytes.
 242      * Just return an error on older NetBSD versions.
 243      */
 244 #if   defined(__NetBSD__) && __NetBSD_Version__ < 400000000
 245     errno = ENOSYS;
 246     return -1;
 247 #endif
 248
 249     mib[0] = CTL_KERN;
 250     mib[1] = KERN_ARND;
 251
 252     do {
 253         len = buflen > 256 ? 256 : buflen;
 254         if (sysctl(mib, 2, buf, &len, NULL, 0) == -1)
 255             return done > 0 ? done : -1;
 256         done += len;
 257         buf += len;
 258         buflen -= len;
 259     } while (buflen > 0);
 260
 261     return done;
 262 }
 263 #  endif
 264
 265 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM)
 266
 267 #   if defined(__linux) && !defined(__NR_getrandom)
 268 #    if defined(__arm__)
 269 #     define __NR_getrandom    (__NR_SYSCALL_BASE+384)
 270 #    elif defined(__i386__)
 271 #     define __NR_getrandom    355
 272 #    elif defined(__x86_64__)
 273 #     if defined(__ILP32__)
 274 #      define __NR_getrandom   (__X32_SYSCALL_BIT + 318)
 275 #     else
 276 #      define __NR_getrandom   318
 277 #     endif
 278 #    elif defined(__xtensa__)
 279 #     define __NR_getrandom    338
 280 #    elif defined(__s390__) || defined(__s390x__)
 281 #     define __NR_getrandom    349
 282 #    elif defined(__bfin__)
 283 #     define __NR_getrandom    389
 284 #    elif defined(__powerpc__)
 285 #     define __NR_getrandom    359
 286 #    elif defined(__mips__) || defined(__mips64)
 287 #     if _MIPS_SIM == _MIPS_SIM_ABI32
 288 #      define __NR_getrandom   (__NR_Linux + 353)
 289 #     elif _MIPS_SIM == _MIPS_SIM_ABI64
 290 #      define __NR_getrandom   (__NR_Linux + 313)
 291 #     elif _MIPS_SIM == _MIPS_SIM_NABI32
 292 #      define __NR_getrandom   (__NR_Linux + 317)
 293 #     endif
 294 #    elif defined(__hppa__)
 295 #     define __NR_getrandom    (__NR_Linux + 339)
 296 #    elif defined(__sparc__)
 297 #     define __NR_getrandom    347
 298 #    elif defined(__ia64__)
 299 #     define __NR_getrandom    1339
 300 #    elif defined(__alpha__)
 301 #     define __NR_getrandom    511
 302 #    elif defined(__sh__)
 303 #     if defined(__SH5__)
 304 #      define __NR_getrandom   373
 305 #     else
 306 #      define __NR_getrandom   384
 307 #     endif
 308 #    elif defined(__avr32__)
 309 #     define __NR_getrandom    317
 310 #    elif defined(__microblaze__)
 311 #     define __NR_getrandom    385
 312 #    elif defined(__m68k__)
 313 #     define __NR_getrandom    352
 314 #    elif defined(__cris__)
 315 #     define __NR_getrandom    356
 316 #    elif defined(__aarch64__)
 317 #     define __NR_getrandom    278
 318 #    else /* generic */
 319 #     define __NR_getrandom    278
 320 #    endif
 321 #   endif
 322
 323 /*
 324  * syscall_random(): Try to get random data using a system call
 325  * returns the number of bytes returned in buf, or < 0 on error.
 326  */
 327 static ssize_t syscall_random(void *buf, size_t buflen)
 328 {
 329     /*
 330      * Note: 'buflen' equals the size of the buffer which is used by the
 331      * get_entropy() callback of the RAND_DRBG. It is roughly bounded by
 332      *
 333      *   2 * RAND_POOL_FACTOR * (RAND_DRBG_STRENGTH / 8) = 2^14
 334      *
 335      * which is way below the OSSL_SSIZE_MAX limit. Therefore sign conversion
 336      * between size_t and ssize_t is safe even without a range check.
 337      */
 338
 339     /*
 340      * Do runtime detection to find getentropy().
 341      *
 342      * Known OSs that should support this:
 343      * - Darwin since 16 (OSX 10.12, IOS 10.0).
 344      * - Solaris since 11.3
 345      * - OpenBSD since 5.6
 346      * - Linux since 3.17 with glibc 2.25
 347      * - FreeBSD since 12.0 (1200061)
 348      */
 349 #  if defined(__GNUC__) && __GNUC__>=2 && defined(__ELF__) && !defined(__hpux)
 350     extern int getentropy(void *buffer, size_t length) __attribute__((weak));
 351
 352     if (getentropy != NULL)
 353         return getentropy(buf, buflen) == 0 ? (ssize_t)buflen : -1;
 354 #  elif !defined(FIPS_MODULE)
 355     union {
 356         void *p;
 357         int (*f)(void *buffer, size_t length);
 358     } p_getentropy;
 359
 360     /*
 361      * We could cache the result of the lookup, but we normally don't
 362      * call this function often.
 363      */
 364     ERR_set_mark();
 365     p_getentropy.p = DSO_global_lookup("getentropy");
 366     ERR_pop_to_mark();
 367     if (p_getentropy.p != NULL)
 368         return p_getentropy.f(buf, buflen) == 0 ? (ssize_t)buflen : -1;
 369 #  endif
 370
 371     /* Linux supports this since version 3.17 */
 372 #  if defined(__linux) && defined(__NR_getrandom)
 373     return syscall(__NR_getrandom, buf, buflen, 0);
 374 #  elif (defined(__FreeBSD__) || defined(__NetBSD__)) && defined(KERN_ARND)
 375     return sysctl_random(buf, buflen);
 376 #  else
 377     errno = ENOSYS;
 378     return -1;
 379 #  endif
 380 }
 381 #  endif    /* defined(OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM) */
 382
 383 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM)
 384 static const char *random_device_paths[] = { DEVRANDOM };
 385 static struct random_device {
 386     int fd;
 387     dev_t dev;
 388     ino_t ino;
 389     mode_t mode;
 390     dev_t rdev;
 391 } random_devices[OSSL_NELEM(random_device_paths)];
 392 static int keep_random_devices_open = 1;
 393
 394 #   if defined(__linux) && defined(DEVRANDOM_WAIT)
 395 static void *shm_addr;
 396
 397 #    if !defined(FIPS_MODULE)
 398 static void cleanup_shm(void)
 399 {
 400     shmdt(shm_addr);
 401 }
 402 #    endif
 403
 404 /*
 405  * Ensure that the system randomness source has been adequately seeded.
 406  * This is done by having the first start of libcrypto, wait until the device
 407  * /dev/random becomes able to supply a byte of entropy.  Subsequent starts
 408  * of the library and later reseedings do not need to do this.
 409  */
 410 static int wait_random_seeded(void)
 411 {
 412     static int seeded = OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM_SHM_ID < 0;
 413     static const int kernel_version[] = { DEVRANDOM_SAFE_KERNEL };
 414     int kernel[2];
 415     int shm_id, fd, r;
 416     char c, *p;
 417     struct utsname un;
 418     fd_set fds;
 419
 420     if (!seeded) {
 421         /* See if anything has created the global seeded indication */
 422         if ((shm_id = shmget(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM_SHM_ID, 1, 0)) == -1) {
 423             /*
 424              * Check the kernel's version and fail if it is too recent.
 425              *
 426              * Linux kernels from 4.8 onwards do not guarantee that
 427              * /dev/urandom is properly seeded when /dev/random becomes
 428              * readable.  However, such kernels support the getentropy(2)
 429              * system call and this should always succeed which renders
 430              * this alternative but essentially identical source moot.
 431              */
 432             if (uname(&un) == 0) {
 433                 kernel[0] = atoi(un.release);
 434                 p = strchr(un.release, '.');
 435                 kernel[1] = p == NULL ? 0 : atoi(p + 1);
 436                 if (kernel[0] > kernel_version[0]
 437                     || (kernel[0] == kernel_version[0]
 438                         && kernel[1] >= kernel_version[1])) {
 439                     return 0;
 440                 }
 441             }
 442             /* Open /dev/random and wait for it to be readable */
 443             if ((fd = open(DEVRANDOM_WAIT, O_RDONLY)) != -1) {
 444                 if (DEVRANDM_WAIT_USE_SELECT && fd < FD_SETSIZE) {
 445                     FD_ZERO(&fds);
 446                     FD_SET(fd, &fds);
 447                     while ((r = select(fd + 1, &fds, NULL, NULL, NULL)) < 0
 448                            && errno == EINTR);
 449                 } else {
 450                     while ((r = read(fd, &c, 1)) < 0 && errno == EINTR);
 451                 }
 452                 close(fd);
 453                 if (r == 1) {
 454                     seeded = 1;
 455                     /* Create the shared memory indicator */
 456                     shm_id = shmget(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM_SHM_ID, 1,
 457                                     IPC_CREAT | S_IRUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
 458                 }
 459             }
 460         }
 461         if (shm_id != -1) {
 462             seeded = 1;
 463             /*
 464              * Map the shared memory to prevent its premature destruction.
 465              * If this call fails, it isn't a big problem.
 466              */
 467             shm_addr = shmat(shm_id, NULL, SHM_RDONLY);
 468 #    ifndef FIPS_MODULE
 469             /* TODO 3.0: The FIPS provider doesn't have OPENSSL_atexit */
 470             if (shm_addr != (void *)-1)
 471                 OPENSSL_atexit(&cleanup_shm);
 472 #    endif
 473         }
 474     }
 475     return seeded;
 476 }
 477 #   else /* defined __linux */
 478 static int wait_random_seeded(void)
 479 {
 480     return 1;
 481 }
 482 #   endif
 483
 484 /*
 485  * Verify that the file descriptor associated with the random source is
 486  * still valid. The rationale for doing this is the fact that it is not
 487  * uncommon for daemons to close all open file handles when daemonizing.
 488  * So the handle might have been closed or even reused for opening
 489  * another file.
 490  */
 491 static int check_random_device(struct random_device * rd)
 492 {
 493     struct stat st;
 494
 495     return rd->fd != -1
 496            && fstat(rd->fd, &st) != -1
 497            && rd->dev == st.st_dev
 498            && rd->ino == st.st_ino
 499            && ((rd->mode ^ st.st_mode) & ~(S_IRWXU | S_IRWXG | S_IRWXO)) == 0
 500            && rd->rdev == st.st_rdev;
 501 }
 502
 503 /*
 504  * Open a random device if required and return its file descriptor or -1 on error
 505  */
 506 static int get_random_device(size_t n)
 507 {
 508     struct stat st;
 509     struct random_device * rd = &random_devices[n];
 510
 511     /* reuse existing file descriptor if it is (still) valid */
 512     if (check_random_device(rd))
 513         return rd->fd;
 514
 515     /* open the random device ... */
 516     if ((rd->fd = open(random_device_paths[n], O_RDONLY)) == -1)
 517         return rd->fd;
 518
 519     /* ... and cache its relevant stat(2) data */
 520     if (fstat(rd->fd, &st) != -1) {
 521         rd->dev = st.st_dev;
 522         rd->ino = st.st_ino;
 523         rd->mode = st.st_mode;
 524         rd->rdev = st.st_rdev;
 525     } else {
 526         close(rd->fd);
 527         rd->fd = -1;
 528     }
 529
 530     return rd->fd;
 531 }
 532
 533 /*
 534  * Close a random device making sure it is a random device
 535  */
 536 static void close_random_device(size_t n)
 537 {
 538     struct random_device * rd = &random_devices[n];
 539
 540     if (check_random_device(rd))
 541         close(rd->fd);
 542     rd->fd = -1;
 543 }
 544
 545 int rand_pool_init(void)
 546 {
 547     size_t i;
 548
 549     for (i = 0; i < OSSL_NELEM(random_devices); i++)
 550         random_devices[i].fd = -1;
 551
 552     return 1;
 553 }
 554
 555 void rand_pool_cleanup(void)
 556 {
 557     size_t i;
 558
 559     for (i = 0; i < OSSL_NELEM(random_devices); i++)
 560         close_random_device(i);
 561 }
 562
 563 void rand_pool_keep_random_devices_open(int keep)
 564 {
 565     if (!keep)
 566         rand_pool_cleanup();
 567
 568     keep_random_devices_open = keep;
 569 }
 570
 571 #  else     /* !defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM) */
 572
 573 int rand_pool_init(void)
 574 {
 575     return 1;
 576 }
 577
 578 void rand_pool_cleanup(void)
 579 {
 580 }
 581
 582 void rand_pool_keep_random_devices_open(int keep)
 583 {
 584 }
 585
 586 #  endif    /* defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM) */
 587
 588 /*
 589  * Try the various seeding methods in turn, exit when successful.
 590  *
 591  * TODO(DRBG): If more than one entropy source is available, is it
 592  * preferable to stop as soon as enough entropy has been collected
 593  * (as favored by @rsalz) or should one rather be defensive and add
 594  * more entropy than requested and/or from different sources?
 595  *
 596  * Currently, the user can select multiple entropy sources in the
 597  * configure step, yet in practice only the first available source
 598  * will be used. A more flexible solution has been requested, but
 599  * currently it is not clear how this can be achieved without
 600  * overengineering the problem. There are many parameters which
 601  * could be taken into account when selecting the order and amount
 602  * of input from the different entropy sources (trust, quality,
 603  * possibility of blocking).
 604  */
 605 size_t rand_pool_acquire_entropy(RAND_POOL *pool)
 606 {
 607 #  if defined(OPENSSL_RAND_SEED_NONE)
 608     return rand_pool_entropy_available(pool);
 609 #  else
 610     size_t entropy_available;
 611
 612 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_GETRANDOM)
 613     {
 614         size_t bytes_needed;
 615         unsigned char *buffer;
 616         ssize_t bytes;
 617         /* Maximum allowed number of consecutive unsuccessful attempts */
 618         int attempts = 3;
 619
 620         bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1 /*entropy_factor*/);
 621         while (bytes_needed != 0 && attempts-- > 0) {
 622             buffer = rand_pool_add_begin(pool, bytes_needed);
 623             bytes = syscall_random(buffer, bytes_needed);
 624             if (bytes > 0) {
 625                 rand_pool_add_end(pool, bytes, 8 * bytes);
 626                 bytes_needed -= bytes;
 627                 attempts = 3; /* reset counter after successful attempt */
 628             } else if (bytes < 0 && errno != EINTR) {
 629                 break;
 630             }
 631         }
 632     }
 633     entropy_available = rand_pool_entropy_available(pool);
 634     if (entropy_available > 0)
 635         return entropy_available;
 636 #   endif
 637
 638 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_LIBRANDOM)
 639     {
 640         /* Not yet implemented. */
 641     }
 642 #   endif
 643
 644 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_DEVRANDOM)
 645     if (wait_random_seeded()) {
 646         size_t bytes_needed;
 647         unsigned char *buffer;
 648         size_t i;
 649
 650         bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1 /*entropy_factor*/);
 651         for (i = 0; bytes_needed > 0 && i < OSSL_NELEM(random_device_paths);
 652              i++) {
 653             ssize_t bytes = 0;
 654             /* Maximum number of consecutive unsuccessful attempts */
 655             int attempts = 3;
 656             const int fd = get_random_device(i);
 657
 658             if (fd == -1)
 659                 continue;
 660
 661             while (bytes_needed != 0 && attempts-- > 0) {
 662                 buffer = rand_pool_add_begin(pool, bytes_needed);
 663                 bytes = read(fd, buffer, bytes_needed);
 664
 665                 if (bytes > 0) {
 666                     rand_pool_add_end(pool, bytes, 8 * bytes);
 667                     bytes_needed -= bytes;
 668                     attempts = 3; /* reset counter on successful attempt */
 669                 } else if (bytes < 0 && errno != EINTR) {
 670                     break;
 671                 }
 672             }
 673             if (bytes < 0 || !keep_random_devices_open)
 674                 close_random_device(i);
 675
 676             bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1);
 677         }
 678         entropy_available = rand_pool_entropy_available(pool);
 679         if (entropy_available > 0)
 680             return entropy_available;
 681     }
 682 #   endif
 683
 684 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_RDTSC)
 685     entropy_available = rand_acquire_entropy_from_tsc(pool);
 686     if (entropy_available > 0)
 687         return entropy_available;
 688 #   endif
 689
 690 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_RDCPU)
 691     entropy_available = rand_acquire_entropy_from_cpu(pool);
 692     if (entropy_available > 0)
 693         return entropy_available;
 694 #   endif
 695
 696 #   if defined(OPENSSL_RAND_SEED_EGD)
 697     {
 698         static const char *paths[] = { DEVRANDOM_EGD, NULL };
 699         size_t bytes_needed;
 700         unsigned char *buffer;
 701         int i;
 702
 703         bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1 /*entropy_factor*/);
 704         for (i = 0; bytes_needed > 0 && paths[i] != NULL; i++) {
 705             size_t bytes = 0;
 706             int num;
 707
 708             buffer = rand_pool_add_begin(pool, bytes_needed);
 709             num = RAND_query_egd_bytes(paths[i],
 710                                        buffer, (int)bytes_needed);
 711             if (num == (int)bytes_needed)
 712                 bytes = bytes_needed;
 713
 714             rand_pool_add_end(pool, bytes, 8 * bytes);
 715             bytes_needed = rand_pool_bytes_needed(pool, 1);
 716         }
 717         entropy_available = rand_pool_entropy_available(pool);
 718         if (entropy_available > 0)
 719             return entropy_available;
 720     }
 721 #   endif
 722
 723     return rand_pool_entropy_available(pool);
 724 #  endif
 725 }
 726 # endif
 727 #endif
 728
 729 #if (defined(OPENSSL_SYS_UNIX) && !defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS)) \
 730      || defined(__DJGPP__)
 731 int rand_pool_add_nonce_data(RAND_POOL *pool)
 732 {
 733     struct {
 734         pid_t pid;
 735         CRYPTO_THREAD_ID tid;
 736         uint64_t time;
 737     } data;
 738
 739     /* Erase the entire structure including any padding */
 740     memset(&data, 0, sizeof(data));
 741
 742     /*
 743      * Add process id, thread id, and a high resolution timestamp to
 744      * ensure that the nonce is unique with high probability for
 745      * different process instances.
 746      */
 747     data.pid = getpid();
 748     data.tid = CRYPTO_THREAD_get_current_id();
 749     data.time = get_time_stamp();
 750
 751     return rand_pool_add(pool, (unsigned char *)&data, sizeof(data), 0);
 752 }
 753
 754 int rand_pool_add_additional_data(RAND_POOL *pool)
 755 {
 756     struct {
 757         int fork_id;
 758         CRYPTO_THREAD_ID tid;
 759         uint64_t time;
 760     } data;
 761
 762     /* Erase the entire structure including any padding */
 763     memset(&data, 0, sizeof(data));
 764
 765     /*
 766      * Add some noise from the thread id and a high resolution timer.
 767      * The fork_id adds some extra fork-safety.
 768      * The thread id adds a little randomness if the drbg is accessed
 769      * concurrently (which is the case for the <master> drbg).
 770      */
 771     data.fork_id = openssl_get_fork_id();
 772     data.tid = CRYPTO_THREAD_get_current_id();
 773     data.time = get_timer_bits();
 774
 775     return rand_pool_add(pool, (unsigned char *)&data, sizeof(data), 0);
 776 }
 777
 778
 779 /*
 780  * Get the current time with the highest possible resolution
 781  *
 782  * The time stamp is added to the nonce, so it is optimized for not repeating.
 783  * The current time is ideal for this purpose, provided the computer's clock
 784  * is synchronized.
 785  */
 786 static uint64_t get_time_stamp(void)
 787 {
 788 # if defined(OSSL_POSIX_TIMER_OKAY)
 789     {
 790         struct timespec ts;
 791
 792         if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) == 0)
 793             return TWO32TO64(ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
 794     }
 795 # endif
 796 # if defined(__unix__) \
 797      || (defined(_POSIX_C_SOURCE) && _POSIX_C_SOURCE >= 200112L)
 798     {
 799         struct timeval tv;
 800
 801         if (gettimeofday(&tv, NULL) == 0)
 802             return TWO32TO64(tv.tv_sec, tv.tv_usec);
 803     }
 804 # endif
 805     return time(NULL);
 806 }
 807
 808 /*
 809  * Get an arbitrary timer value of the highest possible resolution
 810  *
 811  * The timer value is added as random noise to the additional data,
 812  * which is not considered a trusted entropy sourec, so any result
 813  * is acceptable.
 814  */
 815 static uint64_t get_timer_bits(void)
 816 {
 817     uint64_t res = OPENSSL_rdtsc();
 818
 819     if (res != 0)
 820         return res;
 821
 822 # if defined(__sun) || defined(__hpux)
 823     return gethrtime();
 824 # elif defined(_AIX)
 825     {
 826         timebasestruct_t t;
 827
 828         read_wall_time(&t, TIMEBASE_SZ);
 829         return TWO32TO64(t.tb_high, t.tb_low);
 830     }
 831 # elif defined(OSSL_POSIX_TIMER_OKAY)
 832     {
 833         struct timespec ts;
 834
 835 #  ifdef CLOCK_BOOTTIME
 836 #   define CLOCK_TYPE CLOCK_BOOTTIME
 837 #  elif defined(_POSIX_MONOTONIC_CLOCK)
 838 #   define CLOCK_TYPE CLOCK_MONOTONIC
 839 #  else
 840 #   define CLOCK_TYPE CLOCK_REALTIME
 841 #  endif
 842
 843         if (clock_gettime(CLOCK_TYPE, &ts) == 0)
 844             return TWO32TO64(ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
 845     }
 846 # endif
 847 # if defined(__unix__) \
 848      || (defined(_POSIX_C_SOURCE) && _POSIX_C_SOURCE >= 200112L)
 849     {
 850         struct timeval tv;
 851
 852         if (gettimeofday(&tv, NULL) == 0)
 853             return TWO32TO64(tv.tv_sec, tv.tv_usec);
 854     }
 855 # endif
 856     return time(NULL);
 857 }
 858 #endif /* (defined(OPENSSL_SYS_UNIX) && !defined(OPENSSL_SYS_VXWORKS))
 859           || defined(__DJGPP__) */