无交互系统或工作站设备上的随机数填充器

转自 https://cloud.tencent.com/developer/article/1087417

 

一般生成随机数，可以用glibc提供的random()函数，不过这个是伪随机的函数，所以一般会在使用使用random函数之前初始化种子：srandom(time())，或者使用srandom(getpid())。但是，两次使用的种子相同的情况下，会得到相同的随机数！简单做一个实验，使用同一个seed，两次生成100个随机数，它们是相同的数列！原因也很简单，通过相同的算法做hash或者移位或者加减，必然会得到同样的结果。 所以，/dev/random出现了。用来生成随机数，避免生成相同的数列的随机数！但是在使用dev random的时候，可能会遇到生成随机数非常慢的情况，如果只是为了解决问题，直接到第四步，如果希望看一下原理，可以选择从头开始看。

分析： 1，dev random block 一个小实验，期待生成很多的随机数，使用shell命令：cat /dev/random > out。 然而，情况并非如此，很长的时间，只生成了几个byte的数据。查一下原因：

居然sleep了。。

2，stack 继续分析，查看stack：

很显然，不是cat进程自己主动调用了sleep或者yield，而是因为调用read读取的时候，被block住了。

3，random_read_wait 有了地址，就好说了。使用命令：addr2line -e vmlinux -a 0xffffffff81513767来看看问题出在了哪里： 在linux-4.0.4/drivers/char/random.c中：

好吧，需要被唤醒。所以找到wake_up_interruptible(&random_read_wait);这个函数在哪里调用的，就可以知道怎么可以触发被唤醒了。

 

4，haveged 在google的时候，很可能会提示安装haveged这个包。 对于ubuntu：apt-get install haveged 对于centos：yum install -y haveged 安装上了haveged包，果然可以快速生成大量的随机数了。 下载haveged的源代码包：http://www.issihosts.com/haveged/haveged-1.9.1.tar.gz

可见，haveged使用死循环调用ioctl。找到对应的kernel代码，发现在RNDADDENTROPY的时候，会唤醒 random_read_wait，进一步唤醒通过/dev/random获取随机数的进程。 那么整个过程就分析完了。