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[debian/gzip] / unpack.c
1 /* unpack.c -- decompress files in pack format.
2
3    Copyright (C) 1997, 1999, 2006, 2009-2012 Free Software Foundation, Inc.
4    Copyright (C) 1992-1993 Jean-loup Gailly
5
6    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7    it under the terms of the GNU General Public License as published by
8    the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9    any later version.
10
11    This program is distributed in the hope that it will be useful,
12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14    GNU General Public License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU General Public License
17    along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
18    Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.  */
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20 #include <config.h>
21 #include "tailor.h"
22 #include "gzip.h"
23
24 #define MIN(a,b) ((a) <= (b) ? (a) : (b))
25 /* The arguments must not have side effects. */
26
27 #define MAX_BITLEN 25
28 /* Maximum length of Huffman codes. (Minor modifications to the code
29  * would be needed to support 32 bits codes, but pack never generates
30  * more than 24 bits anyway.)
31  */
32
33 #define LITERALS 256
34 /* Number of literals, excluding the End of Block (EOB) code */
35
36 #define MAX_PEEK 12
37 /* Maximum number of 'peek' bits used to optimize traversal of the
38  * Huffman tree.
39  */
40
41 local ulg orig_len;       /* original uncompressed length */
42 local int max_len;        /* maximum bit length of Huffman codes */
43
44 local uch literal[LITERALS];
45 /* The literal bytes present in the Huffman tree. The EOB code is not
46  * represented.
47  */
48
49 local int lit_base[MAX_BITLEN+1];
50 /* All literals of a given bit length are contiguous in literal[] and
51  * have contiguous codes. literal[code+lit_base[len]] is the literal
52  * for a code of len bits.
53  */
54
55 local int leaves [MAX_BITLEN+1]; /* Number of leaves for each bit length */
56 local int parents[MAX_BITLEN+1]; /* Number of parents for each bit length */
57
58 local int peek_bits; /* Number of peek bits currently used */
59
60 /* local uch prefix_len[1 << MAX_PEEK]; */
61 #define prefix_len outbuf
62 /* For each bit pattern b of peek_bits bits, prefix_len[b] is the length
63  * of the Huffman code starting with a prefix of b (upper bits), or 0
64  * if all codes of prefix b have more than peek_bits bits. It is not
65  * necessary to have a huge table (large MAX_PEEK) because most of the
66  * codes encountered in the input stream are short codes (by construction).
67  * So for most codes a single lookup will be necessary.
68  */
69 #if (1<<MAX_PEEK) > OUTBUFSIZ
70     error cannot overlay prefix_len and outbuf
71 #endif
72
73 local ulg bitbuf;
74 /* Bits are added on the low part of bitbuf and read from the high part. */
75
76 local int valid;                  /* number of valid bits in bitbuf */
77 /* all bits above the last valid bit are always zero */
78
79 /* Set code to the next 'bits' input bits without skipping them. code
80  * must be the name of a simple variable and bits must not have side effects.
81  * IN assertions: bits <= 25 (so that we still have room for an extra byte
82  * when valid is only 24), and mask = (1<<bits)-1.
83  */
84 #define look_bits(code,bits,mask) \
85 { \
86   while (valid < (bits)) bitbuf = (bitbuf<<8) | (ulg)get_byte(), valid += 8; \
87   code = (bitbuf >> (valid-(bits))) & (mask); \
88 }
89
90 /* Skip the given number of bits (after having peeked at them): */
91 #define skip_bits(bits)  (valid -= (bits))
92
93 #define clear_bitbuf() (valid = 0, bitbuf = 0)
94
95 /* Local functions */
96
97 local void read_tree  (void);
98 local void build_tree (void);
99
100 /* ===========================================================================
101  * Read the Huffman tree.
102  */
103 local void read_tree()
104 {
105     int len;  /* bit length */
106     int base; /* base offset for a sequence of leaves */
107     int n;
108     int max_leaves = 1;
109
110     /* Read the original input size, MSB first */
111     orig_len = 0;
112     for (n = 1; n <= 4; n++) orig_len = (orig_len << 8) | (ulg)get_byte();
113
114     max_len = (int)get_byte(); /* maximum bit length of Huffman codes */
115     if (max_len > MAX_BITLEN) {
116         gzip_error ("invalid compressed data -- Huffman code > 32 bits");
117     }
118
119     /* Get the number of leaves at each bit length */
120     n = 0;
121     for (len = 1; len <= max_len; len++) {
122         leaves[len] = (int)get_byte();
123         if (max_leaves - (len == max_len) < leaves[len])
124           gzip_error ("too many leaves in Huffman tree");
125         max_leaves = (max_leaves - leaves[len] + 1) * 2 - 1;
126         n += leaves[len];
127     }
128     if (LITERALS <= n) {
129         gzip_error ("too many leaves in Huffman tree");
130     }
131     Trace((stderr, "orig_len %lu, max_len %d, leaves %d\n",
132            orig_len, max_len, n));
133     /* There are at least 2 and at most 256 leaves of length max_len.
134      * (Pack arbitrarily rejects empty files and files consisting of
135      * a single byte even repeated.) To fit the last leaf count in a
136      * byte, it is offset by 2. However, the last literal is the EOB
137      * code, and is not transmitted explicitly in the tree, so we must
138      * adjust here by one only.
139      */
140     leaves[max_len]++;
141
142     /* Now read the leaves themselves */
143     base = 0;
144     for (len = 1; len <= max_len; len++) {
145         /* Remember where the literals of this length start in literal[] : */
146         lit_base[len] = base;
147         /* And read the literals: */
148         for (n = leaves[len]; n > 0; n--) {
149             literal[base++] = (uch)get_byte();
150         }
151     }
152     leaves[max_len]++; /* Now include the EOB code in the Huffman tree */
153 }
154
155 /* ===========================================================================
156  * Build the Huffman tree and the prefix table.
157  */
158 local void build_tree()
159 {
160     int nodes = 0; /* number of nodes (parents+leaves) at current bit length */
161     int len;       /* current bit length */
162     uch *prefixp;  /* pointer in prefix_len */
163
164     for (len = max_len; len >= 1; len--) {
165         /* The number of parent nodes at this level is half the total
166          * number of nodes at parent level:
167          */
168         nodes >>= 1;
169         parents[len] = nodes;
170         /* Update lit_base by the appropriate bias to skip the parent nodes
171          * (which are not represented in the literal array):
172          */
173         lit_base[len] -= nodes;
174         /* Restore nodes to be parents+leaves: */
175         nodes += leaves[len];
176     }
177     /* Construct the prefix table, from shortest leaves to longest ones.
178      * The shortest code is all ones, so we start at the end of the table.
179      */
180     peek_bits = MIN(max_len, MAX_PEEK);
181     prefixp = &prefix_len[1<<peek_bits];
182     for (len = 1; len <= peek_bits; len++) {
183         int prefixes = leaves[len] << (peek_bits-len); /* may be 0 */
184         while (prefixes--) *--prefixp = (uch)len;
185     }
186     /* The length of all other codes is unknown: */
187     while (prefixp > prefix_len) *--prefixp = 0;
188 }
189
190 /* ===========================================================================
191  * Unpack in to out.  This routine does not support the old pack format
192  * with magic header \037\037.
193  *
194  * IN assertions: the buffer inbuf contains already the beginning of
195  *   the compressed data, from offsets inptr to insize-1 included.
196  *   The magic header has already been checked. The output buffer is cleared.
197  */
198 int unpack(in, out)
199     int in, out;            /* input and output file descriptors */
200 {
201     int len;                /* Bit length of current code */
202     unsigned eob;           /* End Of Block code */
203     register unsigned peek; /* lookahead bits */
204     unsigned peek_mask;     /* Mask for peek_bits bits */
205
206     ifd = in;
207     ofd = out;
208
209     read_tree();     /* Read the Huffman tree */
210     build_tree();    /* Build the prefix table */
211     clear_bitbuf();  /* Initialize bit input */
212     peek_mask = (1<<peek_bits)-1;
213
214     /* The eob code is the largest code among all leaves of maximal length: */
215     eob = leaves[max_len]-1;
216     Trace((stderr, "eob %d %x\n", max_len, eob));
217
218     /* Decode the input data: */
219     for (;;) {
220         /* Since eob is the longest code and not shorter than max_len,
221          * we can peek at max_len bits without having the risk of reading
222          * beyond the end of file.
223          */
224         look_bits(peek, peek_bits, peek_mask);
225         len = prefix_len[peek];
226         if (len > 0) {
227             peek >>= peek_bits - len; /* discard the extra bits */
228         } else {
229             /* Code of more than peek_bits bits, we must traverse the tree */
230             ulg mask = peek_mask;
231             len = peek_bits;
232             do {
233                 len++, mask = (mask<<1)+1;
234                 look_bits(peek, len, mask);
235             } while (peek < (unsigned)parents[len]);
236             /* loop as long as peek is a parent node */
237         }
238         /* At this point, peek is the next complete code, of len bits */
239         if (peek == eob && len == max_len) break; /* end of file? */
240         put_ubyte(literal[peek+lit_base[len]]);
241         Tracev((stderr,"%02d %04x %c\n", len, peek,
242                 literal[peek+lit_base[len]]));
243         skip_bits(len);
244     } /* for (;;) */
245
246     flush_window();
247     if (orig_len != (ulg)(bytes_out & 0xffffffff)) {
248         gzip_error ("invalid compressed data--length error");
249     }
250     return OK;
251 }