#include <stdio.h>

/*  Parametri LCG-a */
unsigned int LCG_var = 1; // trenutna vrijednost LCG-a

/* Parametri LFG-a */
unsigned int LFG_polje[55] = {0}; // polje potrebno za rad LFG-a
unsigned int LFG_brojac = 0; // brojac kroz elemente polja

/* Parametri hash_rnd-a */
FILE *hash_dat; 
/* datoteka iz koje ce se citati bitovi iz kojih ce biti
generirani pseudoslucajni bitovi */ 


/* funkcija sndrnd_l vraca slucajni broj tipa int dobiven citanjem
   podataka s /dev/audio ulaza */

unsigned int sndrnd_l() {
  FILE *f;
  unsigned int rez = 0;
  char x, x1, tmp=127, a ;
  int i, j;
  f = fopen("/dev/audio","rb");
  for(i=0;i<sizeof(rez)*8;i++) {
    x1 = 0;
    while((x1==0) || (x1==3)) {
    // citanje para bajtova s /dev/audio te usporedba da li odgovaraju 
    // kodovima jedinice ili nule
      x1 = 0;
      for(j=0;j<2;j++) {
        fread(&x,sizeof(x),1,f);
        x1 = x1 << 1;
        a = x - tmp;
        if(a<0) x1 = x1 | 1;
        tmp = x;
      }
    }
      if (x1 == 1) {
      // upis nule u izlaznu rijec
        rez = rez << 1; 
      }
      if (x1 == 2) {
      // upis jedinice u izlaznu rijec
        rez = rez << 1;
        rez = rez | 1;
      }

  }
//  rez = rez >> (rez & 0x1F);
  // dodatak za povecanje ucestalosti malih brojeva
  fclose(f);
  return rez;
}

/* funkcija sndrnd_ll je analogna funkciji sndrnd_l, osim sto vraca 64
bita, odnosno broj tipa long long */

unsigned long long sndrnd_ll(void) {
  FILE *f;
  unsigned long long rez = 0;
  char x, x1, tmp=127, a ;
  int i, j; 
  f = fopen("/dev/audio","rb");
  for(i=0;i<sizeof(rez)*8;i++) {
    x1 = 0;
    while((x1==0) || (x1==3)) {
    // citanje para bajtova s /dev/audio te usporedba da li odgovaraju
    // kodovima jedinice ili nule
      x1 = 0;
      for(j=0;j<2;j++) {
        fread(&x,sizeof(x),1,f);
        x1 = x1 << 1;
        a = x - tmp;
        if(a<0) x1 = x1 | 1;
        tmp = x;
      }
    }
      if (x1 == 1) {
      // upis nule u izlaznu rijec
        rez = rez << 1;
      }
      if (x1 == 2) {
      // upis jedinice u izlaznu rijec
        rez = rez << 1;
        rez = rez | 1;
      }
    
  }
//  rez = rez >> (rez & 0x3F);
  // pomak za povecanje ucestalosti malih brojeva
  fclose(f);
  return rez;
}

/* funkcija za inicijalizaciju LCG-a pomocu funkcije sndrnd_l */

void init_LCG() {
  LCG_var = sndrnd_l(); // neparnost seed-a osigurana
}

/* funkcija za rucno postavljanje seed-a LCG-a */

void seed_LCG(unsigned int seed) {
  LCG_var = seed;
} 

/* primjer funkcije LCG(16807, 1, 2^31 - 1, X0)
   gdje je X0 inicijalno 1, a moze ga se postaviti funkcijom init_LCG ili seed_LCG */

unsigned int LCG() {
  LCG_var = (16807 * LCG_var + 1) & 0x7fffffff;
  return LCG_var;
}

/* funkcija inicijalizacije datoteke koju koristi hash_rnd */
 
void init_hash_rnd(char * ime) {
  hash_dat = fopen(ime,"rb");
}

/* funkcija zatvaranja datoteke koju koristi hash_rnd */

void stop_hash_rnd() {
  fclose(hash_dat);
}

/* funkcija hash_rnd, koja generira slucajnu rijec pretvaranjem parova
bitova iz datoteke u bitove u toj rijeci */

unsigned int hash_rnd() {
  unsigned int rez = 0;
  short i, j=0;
  char pod, tmp;
  for (i = 0; i<sizeof(int)*8;) {
    if (j < 2) { 
    // ako treba ucitati novi znak iz datoteke
      fread(&pod, sizeof(char), 1, hash_dat);
/* ako se doslo do kraj datoteke, citanje vratimo na pocetak datoteke */
      if (feof(hash_dat)) {
        fseek(hash_dat, 0, SEEK_SET);
        fread(&pod, sizeof(char), 1, hash_dat);
      }
      j = 8;
    }
    tmp = pod & 0x3; // izoliranje zadnja 2 bita
//    printf("%u, %u, %u \n", tmp, rez, i);
    if ( tmp == 1) { 
    // detektirana nula, koja se zapisuje u izlaznu rijec
      rez = rez << 1;
      pod = pod >> 2;
      j -= 2;
      i++;
    }
    else  if (tmp == 2) {
    // detektirana jedinica, koja se zapisuje u izlaznu rijec
      rez = rez << 1;
      rez = rez | 1;
      pod = pod >> 2;
      j -= 2;
      i++;
    }
    else { // niti nula ni jedinica se ne zapisuju
      pod = pod >> 2;
      j -= 2;
    }
  }
//  rez = rez >> (rez & 0x1F); 
  // pomak za povecanje ucestalosti manjih brojeva 
  return rez;
}

/* funkcija inicijalizacije pocetnog niza, potrebnog za rad LFG-a */
/* niz se inicijalizira pomocu funkcije sndrnd_l */
void init_LFG() {
  for (LFG_brojac = 0 ; LFG_brojac < 55 ; LFG_brojac++)
    LFG_polje[LFG_brojac] = sndrnd_l();
  /* da bi jedan od pocetnog niza brojeva sigurno bio neparan */
  LFG_polje[24] |= 0x1;
}

/* rezervna funkcija inicijalizacije LFG-a, koja koristi funkciju hash_rnd
*/

void h_init_LFG() {
  for (LFG_brojac = 0 ; LFG_brojac < 55 ; LFG_brojac++)
    LFG_polje[LFG_brojac] = hash_rnd();
  /* da bi jedan od pocetnog niza brojeva sigurno bio neparan */
  LFG_polje[24] |= 0x1;
}


/* funkcija LFG-a , zbraja 24-og i 55-og prethodnika u nizu, dobiveni broj
po modulu 0x7fffffff sprema u polje, te ga vraca korisniku */

unsigned int LFG() {
  unsigned int tmp;
  LFG_brojac = LFG_brojac%55;
  LFG_polje[LFG_brojac] = (LFG_polje[LFG_brojac] +
    LFG_polje[(LFG_brojac - 24 + 55) % 55]) & 0x7fffffff;
  tmp = LFG_polje[LFG_brojac];
  LFG_brojac = (LFG_brojac++) % 55;
  return tmp;
}