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C/C++ Source or Header  |  1993-03-28  |  8KB  |  239 lines
  1. /* unpack.c -- decompress files in pack format.
  2.  * Copyright (C) 1992-1993 Jean-loup Gailly
  3.  * This is free software; you can redistribute it and/or modify it under the
  4.  * terms of the GNU General Public License, see the file COPYING.
  5.  */
  6.  
  7. #ifndef lint
  8. static char rcsid[] = "$Id: unpack.c,v 1.2 1993/02/04 13:21:06 jloup Exp $";
  9. #endif
  10.  
  11. #include "tailor.h"
  12. #include "gzip.h"
  13. #include "crypt.h"
  14.  
  15. #include <stdio.h>
  16.  
  17. #define MIN(a,b) ((a) <= (b) ? (a) : (b))
  18. /* The arguments must not have side effects. */
  19.  
  20. #define MAX_BITLEN 25
  21. /* Maximum length of Huffman codes. (Minor modifications to the code
  22.  * would be needed to support 32 bits codes, but pack never generates
  23.  * more than 24 bits anyway.)
  24.  */
  25.  
  26. #define LITERALS 256
  27. /* Number of literals, excluding the End of Block (EOB) code */
  28.  
  29. #define MAX_PEEK 12
  30. /* Maximum number of 'peek' bits used to optimize traversal of the
  31.  * Huffman tree.
  32.  */
  33.  
  34. local ulg orig_len;       /* original uncompressed length */
  35. local int max_len;        /* maximum bit length of Huffman codes */
  36.  
  37. local uch literal[LITERALS];
  38. /* The literal bytes present in the Huffman tree. The EOB code is not
  39.  * represented.
  40.  */
  41.  
  42. local int lit_base[MAX_BITLEN+1];
  43. /* All literals of a given bit length are contiguous in literal[] and
  44.  * have contiguous codes. literal[code+lit_base[len]] is the literal
  45.  * for a code of len bits.
  46.  */
  47.  
  48. local int leaves [MAX_BITLEN+1]; /* Number of leaves for each bit length */
  49. local int parents[MAX_BITLEN+1]; /* Number of parents for each bit length */
  50.  
  51. local int peek_bits; /* Number of peek bits currently used */
  52.  
  53. local uch prefix_len[1 << MAX_PEEK];
  54. /* For each bit pattern b of peek_bits bits, prefix_len[b] is the length
  55.  * of the Huffman code starting with a prefix of b (upper bits), or 0
  56.  * if all codes of prefix b have more than peek_bits bits. It is not
  57.  * necessary to have a huge table (large MAX_PEEK) because most of the
  58.  * codes encountered in the input stream are short codes (by construction).
  59.  * So for most codes a single lookup will be necessary.
  60.  */
  61.  
  62. local ulg bitbuf;
  63. /* Bits are added on the low part of bitbuf and read from the high part. */
  64.  
  65. local int valid;                  /* number of valid bits in bitbuf */
  66. /* all bits above the last valid bit are always zero */
  67.  
  68. /* Set code to the next 'bits' input bits without skipping them. code
  69.  * must be the name of a simple variable and bits must not have side effects.
  70.  * IN assertions: bits <= 25 (so that we still have room for an extra byte
  71.  * when valid is only 24), and mask = (1<<bits)-1.
  72.  */
  73. #define look_bits(code,bits,mask) \
  74. { \
  75.   while (valid < (bits)) bitbuf = (bitbuf<<8) | (ulg)get_byte(), valid += 8; \
  76.   code = (bitbuf >> (valid-(bits))) & (mask); \
  77. }
  78.  
  79. /* Skip the given number of bits (after having peeked at them): */
  80. #define skip_bits(bits)  (valid -= (bits))
  81.  
  82. #define clear_bitbuf() (valid = 0, bitbuf = 0)
  83.  
  84. /* Local functions */
  85.  
  86. local void read_tree  OF((void));
  87. local void build_tree OF((void));
  88.  
  89. /* ===========================================================================
  90.  * Read the Huffman tree.
  91.  */
  92. local void read_tree()
  93. {
  94.     int len;  /* bit length */
  95.     int base; /* base offset for a sequence of leaves */
  96.     int n;
  97.  
  98.     /* Read the original input size, MSB first */
  99.     orig_len = 0;
  100.     for (n = 1; n <= 4; n++) orig_len = (orig_len << 8) | (ulg)get_byte();
  101.  
  102.     max_len = (int)get_byte(); /* maximum bit length of Huffman codes */
  103.     if (max_len > MAX_BITLEN) {
  104.     error("invalid compressed data -- Huffman code > 32 bits");
  105.     }
  106.  
  107.     /* Get the number of leaves at each bit length */
  108.     n = 0;
  109.     for (len = 1; len <= max_len; len++) {
  110.     leaves[len] = (int)get_byte();
  111.     n += leaves[len];
  112.     }
  113.     if (n > LITERALS) {
  114.     error("too many leaves in Huffman tree");
  115.     }
  116.     Trace((stderr, "orig_len %ld, max_len %d, leaves %d\n",
  117.        orig_len, max_len, n));
  118.     /* There are at least 2 and at most 256 leaves of length max_len.
  119.      * (Pack arbitrarily rejects empty files and files consisting of
  120.      * a single byte even repeated.) To fit the last leaf count in a
  121.      * byte, it is offset by 2. However, the last literal is the EOB
  122.      * code, and is not transmitted explicitly in the tree, so we must
  123.      * adjust here by one only.
  124.      */
  125.     leaves[max_len]++;
  126.  
  127.     /* Now read the leaves themselves */
  128.     base = 0;
  129.     for (len = 1; len <= max_len; len++) {
  130.     /* Remember where the literals of this length start in literal[] : */
  131.     lit_base[len] = base;
  132.     /* And read the literals: */
  133.     for (n = leaves[len]; n > 0; n--) {
  134.         literal[base++] = (uch)get_byte();
  135.     }
  136.     }
  137.     leaves[max_len]++; /* Now include the EOB code in the Huffman tree */
  138. }
  139.  
  140. /* ===========================================================================
  141.  * Build the Huffman tree and the prefix table.
  142.  */
  143. local void build_tree()
  144. {
  145.     int nodes = 0; /* number of nodes (parents+leaves) at current bit length */
  146.     int len;       /* current bit length */
  147.     uch *prefixp;  /* pointer in prefix_len */
  148.  
  149.     for (len = max_len; len >= 1; len--) {
  150.     /* The number of parent nodes at this level is half the total
  151.      * number of nodes at parent level:
  152.      */
  153.     nodes >>= 1;
  154.     parents[len] = nodes;
  155.     /* Update lit_base by the appropriate bias to skip the parent nodes
  156.      * (which are not represented in the literal array):
  157.      */
  158.     lit_base[len] -= nodes;
  159.     /* Restore nodes to be parents+leaves: */
  160.     nodes += leaves[len];
  161.     }
  162.     /* Construct the prefix table, from shortest leaves to longest ones.
  163.      * The shortest code is all ones, so we start at the end of the table.
  164.      */
  165.     peek_bits = MIN(max_len, MAX_PEEK);
  166.     prefixp = &prefix_len[1<<peek_bits];
  167.     for (len = 1; len <= peek_bits; len++) {
  168.     int prefixes = leaves[len] << (peek_bits-len); /* may be 0 */
  169.     while (prefixes--) *--prefixp = (uch)len;
  170.     }
  171.     /* The length of all other codes is unknown: */
  172.     while (prefixp > prefix_len) *--prefixp = 0;
  173. }
  174.  
  175. /* ===========================================================================
  176.  * Unpack in to out.  This routine does not support the old pack format
  177.  * with magic header \037\037.
  178.  *
  179.  * IN assertions: the buffer inbuf contains already the beginning of
  180.  *   the compressed data, from offsets inptr to insize-1 included.
  181.  *   The magic header has already been checked. The output buffer is cleared.
  182.  */
  183. void unpack(in, out)
  184.     int in, out;            /* input and output file descriptors */
  185. {
  186.     int len;                /* Bit length of current code */
  187.     unsigned eob;           /* End Of Block code */
  188.     register unsigned peek; /* lookahead bits */
  189.     unsigned peek_mask;     /* Mask for peek_bits bits */
  190.  
  191.     ifd = in;
  192.     ofd = out;
  193.  
  194.     read_tree();     /* Read the Huffman tree */
  195.     build_tree();    /* Build the prefix table */
  196.     clear_bitbuf();  /* Initialize bit input */
  197.     peek_mask = (1<<peek_bits)-1;
  198.  
  199.     /* The eob code is the largest code among all leaves of maximal length: */
  200.     eob = leaves[max_len]-1;
  201.     Trace((stderr, "eob %d %x\n", max_len, eob));
  202.  
  203.     /* Decode the input data: */
  204.     for (;;) {
  205.     /* Since eob is the longest code and not shorter than max_len,
  206.          * we can peek at max_len bits without having the risk of reading
  207.          * beyond the end of file.
  208.      */
  209.     look_bits(peek, peek_bits, peek_mask);
  210.     len = prefix_len[peek];
  211.     if (len > 0) {
  212.         peek >>= peek_bits - len; /* discard the extra bits */
  213.     } else {
  214.         /* Code of more than peek_bits bits, we must traverse the tree */
  215.         ulg mask = peek_mask;
  216.         len = peek_bits;
  217.         do {
  218.                 len++, mask = (mask<<1)+1;
  219.         look_bits(peek, len, mask);
  220.         } while (peek < parents[len]);
  221.         /* loop as long as peek is a parent node */
  222.     }
  223.     /* At this point, peek is the next complete code, of len bits */
  224.     if (peek == eob && len == max_len) break; /* end of file? */
  225.     put_char(literal[peek+lit_base[len]]);
  226.     Tracev((stderr,"%02d %04x %c\n", len, peek,
  227.         literal[peek+lit_base[len]]));
  228.     skip_bits(len);
  229.     } /* for (;;) */
  230.  
  231.     flush_window();
  232.     Trace((stderr, "bytes_out %ld\n", bytes_out));
  233.     if (orig_len != bytes_out) {
  234.     error("invalid compressed data--length error");
  235.     }
  236. }
  237.  
  238.  
  239.