Blog. Just Blog

Генератор xoshiro128 на Ассемблере

05.07.2021 | Категория: Образ мышления: Assembler | Автор: ManHunter
Семейство xoshiro (xoroshiro) - это высокоскоростные и очень эффективные алгоритмы генерации псевдослучайных чисел общего назначения с хорошим распределением. Свое название генераторы получили от используемых в них операций XOR/Shift/Rotate. Разные варианты генераторов используют для рабочего буфера разные объемы памяти, а также реализованы как в 64-битной, так и в 32-битной версии. У меня тут будет 32-битный вариант xoshiro128 с периодом 2128.

На всякий случай сразу уточню, что если в тексте встречается термин "случайное число", то имеется в виду "псевдослучайное число". У любого алгоритма генерации все равно есть зависимость и период, пусть даже очень большой, а создавать истинно случайные числа они не в состоянии.

Переходим к программированию. Как можно догадаться из суффикса названия, для работы генератора потребуется 128 бит, то есть 4 DWORD'а.
  1. ;---------------------------------------------
  2. ; Данные для генератора случайных чисел
  3.  
  4. s  rd 4
Дальше выполняется инициализация. В оригинальном алгоритме есть два варианта инициализации - "короткая" и "длинная". Они отличаются только количеством холостых прокруток генератора, соответственно, 264 и 296 раз. Я решил использовать второй вариант.
  1. ;---------------------------------------------
  2. ; Инициализация генератора случайных чисел
  3. ; stdcall long_jump,seed
  4. ;---------------------------------------------
  5. proc long_jump seed:DWORD
  6.         locals
  7.              s0 dd ?
  8.              s1 dd ?
  9.              s2 dd ?
  10.              s3 dd ?
  11.         endl
  12.  
  13.         pusha
  14.  
  15.         ; Начальное "засеивание" генератора
  16.         mov     edi,s
  17.         mov     eax,[seed]
  18.         rol     eax,1
  19.         xor     eax,0x1C580662
  20.         stosd
  21.         rol     eax,3
  22.         add     eax,0x0B6F099F
  23.         stosd
  24.         rol     eax,5
  25.         xor     eax,0xB523952E
  26.         stosd
  27.         rol     eax,7
  28.         sub     eax,0xCCF5A0EF
  29.         stosd
  30.  
  31.         ; Холостая прокрутка генератора для инициализации
  32.         lea     edi,[s0]
  33.         push    edi
  34.         xor     eax,eax
  35.         stosd
  36.         stosd
  37.         stosd
  38.         stosd
  39.  
  40.         xor     ebx,ebx
  41. .loc_for_1:
  42.         xor     ecx,ecx
  43. .loc_for_2:
  44.         mov     eax,[.lj+ebx*4]
  45.         and     eax,1
  46.         shl     eax,cl
  47.         jz      @f
  48.  
  49.         mov     esi,s
  50.         lodsd
  51.         xor     [s0],eax
  52.         lodsd
  53.         xor     [s1],eax
  54.         lodsd
  55.         xor     [s2],eax
  56.         lodsd
  57.         xor     [s3],eax
  58. @@:
  59.         stdcall next
  60.  
  61.         inc     ecx
  62.         cmp     ecx,32
  63.         jb      .loc_for_2
  64.  
  65.         inc     ebx
  66.         cmp     ebx,4
  67.         jb      .loc_for_1
  68.  
  69.         pop     esi
  70.         mov     edi,s
  71.         movsd
  72.         movsd
  73.         movsd
  74.         movsd
  75.  
  76.         popa
  77.         ret
  78.  
  79. .lj:    dd 0xB523952E
  80.         dd 0x0B6F099F
  81.         dd 0xCCF5A0EF
  82.         dd 0x1C580662
  83. endp
Также стоит упомянуть начальное "засеивание" рабочего буфера генератора. В комментариях к оригинальному коду просто сказано, что буфер не должен быть полностью нулевым, а все действия по его заполнению отдаются целиком на откуп программиста. Я добавил свой вариант заполнения, который показался мне рабочим, вы можете заменить его на любой другой. В принципе, достаточно инициализировать ненулевым значением любой из четырех DWORD'ов буфера.

Читать статью целиком »
Просмотров: 349 | Комментариев: 3

Наверх
Powered by PCL's Speckled Band Engine 0.2 RC3
© ManHunter / PCL, 2008-2021
При использовании материалов ссылка на сайт обязательна
Время генерации: 0.08 сек. / MySQL: 1 (0.0137 сек.) / Память: 4.75 Mb
Наверх