home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1014.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  39KB  |  602 lines

  1.  Network Working Group                             Sun Microsystems, Inc. Request for Comments: 1014                                     June 1987 
  2.  
  3.                 XDR: External Data Representation Standard 
  4.  
  5. STATUS OF THIS MEMO 
  6.  
  7.    This RFC describes a standard that Sun Microsystems, Inc., and others    are using, one we wish to propose for the Internet's consideration.    Distribution of this memo is unlimited. 
  8.  
  9. 1. INTRODUCTION 
  10.  
  11.    XDR is a standard for the description and encoding of data.  It is    useful for transferring data between different computer    architectures, and has been used to communicate data between such    diverse machines as the SUN WORKSTATION*, VAX*, IBM-PC*, and Cray*.    XDR fits into the ISO presentation layer, and is roughly analogous in    purpose to X.409, ISO Abstract Syntax Notation.  The major difference    between these two is that XDR uses implicit typing, while X.409 uses    explicit typing. 
  12.  
  13.    XDR uses a language to describe data formats.  The language can only    be used only to describe data; it is not a programming language.    This language allows one to describe intricate data formats in a    concise manner. The alternative of using graphical representations    (itself an informal language) quickly becomes incomprehensible when    faced with complexity.  The XDR language itself is similar to the C    language [1], just as Courier [4] is similar to Mesa. Protocols such    as Sun RPC (Remote Procedure Call) and the NFS* (Network File System)    use XDR to describe the format of their data. 
  14.  
  15.    The XDR standard makes the following assumption: that bytes (or    octets) are portable, where a byte is defined to be 8 bits of data.    A given hardware device should encode the bytes onto the various    media in such a way that other hardware devices may decode the bytes    without loss of meaning.  For example, the Ethernet* standard    suggests that bytes be encoded in "little-endian" style [2], or least    significant bit first. 
  16.  
  17. 2. BASIC BLOCK SIZE 
  18.  
  19.    The representation of all items requires a multiple of four bytes (or    32 bits) of data.  The bytes are numbered 0 through n-1.  The bytes    are read or written to some byte stream such that byte m always    precedes byte m+1.  If the n bytes needed to contain the data are not    a multiple of four, then the n bytes are followed by enough (0 to 3) 
  20.  
  21.  
  22.  
  23. SUN Microsystems                                                [Page 1] 
  24.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  25.  
  26.     residual zero bytes, r, to make the total byte count a multiple of 4. 
  27.  
  28.    We include the familiar graphic box notation for illustration and    comparison.  In most illustrations, each box (delimited by a plus    sign at the 4 corners and vertical bars and dashes) depicts a byte.    Ellipses (...) between boxes show zero or more additional bytes where    required. 
  29.  
  30.         +--------+--------+...+--------+--------+...+--------+         | byte 0 | byte 1 |...|byte n-1|    0   |...|    0   |   BLOCK         +--------+--------+...+--------+--------+...+--------+         |<-----------n bytes---------->|<------r bytes------>|         |<-----------n+r (where (n+r) mod 4 = 0)>----------->| 
  31.  
  32. 3. XDR DATA TYPES 
  33.  
  34.    Each of the sections that follow describes a data type defined in the    XDR standard, shows how it is declared in the language, and includes    a graphic illustration of its encoding. 
  35.  
  36.    For each data type in the language we show a general paradigm    declaration.  Note that angle brackets (< and >) denote    variablelength sequences of data and square brackets ([ and ]) denote    fixed-length sequences of data.  "n", "m" and "r" denote integers.    For the full language specification and more formal definitions of    terms such as "identifier" and "declaration", refer to section 5:    "The XDR Language Specification". 
  37.  
  38.    For some data types, more specific examples are included.  A more    extensive example of a data description is in section 6:  "An Example    of an XDR Data Description". 
  39.  
  40. 3.1 Integer 
  41.  
  42.    An XDR signed integer is a 32-bit datum that encodes an integer in    the range [-2147483648,2147483647].  The integer is represented in    two's complement notation.  The most and least significant bytes are    0 and 3, respectively.  Integers are declared as follows: 
  43.  
  44.          int identifier; 
  45.  
  46.            (MSB)                   (LSB)          +-------+-------+-------+-------+          |byte 0 |byte 1 |byte 2 |byte 3 |                      INTEGER          +-------+-------+-------+-------+          <------------32 bits------------> 
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52. SUN Microsystems                                                [Page 2] 
  53.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  54.  
  55.  3.2.Unsigned Integer 
  56.  
  57.    An XDR unsigned integer is a 32-bit datum that encodes a nonnegative    integer in the range [0,4294967295].  It is represented by an    unsigned binary number whose most and least significant bytes are 0    and 3, respectively.  An unsigned integer is declared as follows: 
  58.  
  59.          unsigned int identifier; 
  60.  
  61.            (MSB)                   (LSB)          +-------+-------+-------+-------+          |byte 0 |byte 1 |byte 2 |byte 3 |             UNSIGNED INTEGER          +-------+-------+-------+-------+          <------------32 bits------------> 
  62.  
  63. 3.3 Enumeration 
  64.  
  65.    Enumerations have the same representation as signed integers.    Enumerations are handy for describing subsets of the integers.    Enumerated data is declared as follows: 
  66.  
  67.          enum { name-identifier = constant, ... } identifier; 
  68.  
  69.    For example, the three colors red, yellow, and blue could be    described by an enumerated type: 
  70.  
  71.          enum { RED = 2, YELLOW = 3, BLUE = 5 } colors; 
  72.  
  73.    It is an error to encode as an enum any other integer than those that    have been given assignments in the enum declaration. 
  74.  
  75. 3.4 Boolean 
  76.  
  77.    Booleans are important enough and occur frequently enough to warrant    their own explicit type in the standard.  Booleans are declared as    follows: 
  78.  
  79.       bool identifier; 
  80.  
  81.       This is equivalent to: 
  82.  
  83.          enum { FALSE = 0, TRUE = 1 } identifier; 
  84.  
  85.  
  86.  
  87.  
  88.  
  89.  
  90.  
  91.  
  92.  
  93. SUN Microsystems                                                [Page 3] 
  94.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  95.  
  96.  3.5 Hyper Integer and Unsigned Hyper Integer 
  97.  
  98.    The standard also defines 64-bit (8-byte) numbers called hyper    integer and unsigned hyper integer.  Their representations are the    obvious extensions of integer and unsigned integer defined above.    They are represented in two's complement notation.  The most and    least significant bytes are 0 and 7, respectively.  Their    declarations: 
  99.  
  100.    hyper identifier; unsigned hyper identifier; 
  101.  
  102.         (MSB)                                                   (LSB)       +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+       |byte 0 |byte 1 |byte 2 |byte 3 |byte 4 |byte 5 |byte 6 |byte 7 |       +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+       <----------------------------64 bits---------------------------->                                                  HYPER INTEGER                                                  UNSIGNED HYPER INTEGER 
  103.  
  104. 3.6 Floating-point 
  105.  
  106.    The standard defines the floating-point data type "float" (32 bits or    4 bytes).  The encoding used is the IEEE standard for normalized    single-precision floating-point numbers [3].  The following three    fields describe the single-precision floating-point number: 
  107.  
  108.       S: The sign of the number.  Values 0 and 1 represent positive and          negative, respectively.  One bit. 
  109.  
  110.       E: The exponent of the number, base 2.  8 bits are devoted to this          field.  The exponent is biased by 127. 
  111.  
  112.       F: The fractional part of the number's mantissa, base 2.  23 bits          are devoted to this field. 
  113.  
  114.    Therefore, the floating-point number is described by: 
  115.  
  116.          (-1)**S * 2**(E-Bias) * 1.F 
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  
  123.  
  124.  
  125.  
  126.  
  127.  
  128.  
  129.  
  130. SUN Microsystems                                                [Page 4] 
  131.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  132.  
  133.     It is declared as follows:          float identifier; 
  134.  
  135.          +-------+-------+-------+-------+          |byte 0 |byte 1 |byte 2 |byte 3 |              SINGLE-PRECISION          S|   E   |           F          |         FLOATING-POINT NUMBER          +-------+-------+-------+-------+          1|<- 8 ->|<-------23 bits------>|          <------------32 bits------------> 
  136.  
  137.    Just as the most and least significant bytes of a number are 0 and 3,    the most and least significant bits of a single-precision floating-    point number are 0 and 31.  The beginning bit (and most significant    bit) offsets of S, E, and F are 0, 1, and 9, respectively.  Note that    these numbers refer to the mathematical positions of the bits, and    NOT to their actual physical locations (which vary from medium to    medium). 
  138.  
  139.    The EEE specifications should be consulted concerning the encoding    for signed zero, signed infinity (overflow), and denormalized numbers    (underflow) [3].  According to IEEE specifications, the "NaN" (not a    number) is system dependent and should not be used externally. 
  140.  
  141. 3.7 Double-precision Floating-point 
  142.  
  143.    The standard defines the encoding for the double-precision floating-    point data type "double" (64 bits or 8 bytes).  The encoding used is    the IEEE standard for normalized double-precision floating-point    numbers [3].  The standard encodes the following three fields, which    describe the double-precision floating-point number: 
  144.  
  145.       S: The sign of the number.  Values 0 and 1 represent positive and          negative, respectively.  One bit. 
  146.  
  147.       E: The exponent of the number, base 2.  11 bits are devoted to          this field.  The exponent is biased by 1023. 
  148.  
  149.       F: The fractional part of the number's mantissa, base 2.  52 bits          are devoted to this field. 
  150.  
  151.    Therefore, the floating-point number is described by: 
  152.  
  153.          (-1)**S * 2**(E-Bias) * 1.F 
  154.  
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  SUN Microsystems                                                [Page 5] 
  162.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  163.  
  164.     It is declared as follows: 
  165.  
  166.          double identifier; 
  167.  
  168.          +------+------+------+------+------+------+------+------+          |byte 0|byte 1|byte 2|byte 3|byte 4|byte 5|byte 6|byte 7|          S|    E   |                    F                        |          +------+------+------+------+------+------+------+------+          1|<--11-->|<-----------------52 bits------------------->|          <-----------------------64 bits------------------------->                                         DOUBLE-PRECISION FLOATING-POINT 
  169.  
  170.    Just as the most and least significant bytes of a number are 0 and 3,    the most and least significant bits of a double-precision floating-    point number are 0 and 63.  The beginning bit (and most significant    bit) offsets of S, E , and F are 0, 1, and 12, respectively.  Note    that these numbers refer to the mathematical positions of the bits,    and NOT to their actual physical locations (which vary from medium to    medium). 
  171.  
  172.    The IEEE specifications should be consulted concerning the encoding    for signed zero, signed infinity (overflow), and denormalized numbers    (underflow) [3].  According to IEEE specifications, the "NaN" (not a    number) is system dependent and should not be used externally. 
  173.  
  174. 3.8 Fixed-length Opaque Data 
  175.  
  176.    At times, fixed-length uninterpreted data needs to be passed among    machines.  This data is called "opaque" and is declared as follows: 
  177.  
  178.          opaque identifier[n]; 
  179.  
  180.    where the constant n is the (static) number of bytes necessary to    contain the opaque data.  If n is not a multiple of four, then the n    bytes are followed by enough (0 to 3) residual zero bytes, r, to make    the total byte count of the opaque object a multiple of four. 
  181.  
  182.           0        1     ...       +--------+--------+...+--------+--------+...+--------+       | byte 0 | byte 1 |...|byte n-1|    0   |...|    0   |       +--------+--------+...+--------+--------+...+--------+       |<-----------n bytes---------->|<------r bytes------>|       |<-----------n+r (where (n+r) mod 4 = 0)------------>|                                                    FIXED-LENGTH OPAQUE 
  183.  
  184. 3.9 Variable-length Opaque Data 
  185.  
  186.    The standard also provides for variable-length (counted) opaque data, 
  187.  
  188.  
  189.  
  190. SUN Microsystems                                                [Page 6] 
  191.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  192.  
  193.     defined as a sequence of n (numbered 0 through n-1) arbitrary bytes    to be the number n encoded as an unsigned integer (as described    below), and followed by the n bytes of the sequence. 
  194.  
  195.    Byte m of the sequence always precedes byte m+1 of the sequence, and    byte 0 of the sequence always follows the sequence's length (count).    If n is not a multiple of four, then the n bytes are followed by    enough (0 to 3) residual zero bytes, r, to make the total byte count    a multiple of four.  Variable-length opaque data is declared in the    following way: 
  196.  
  197.          opaque identifier<m>;       or          opaque identifier<>; 
  198.  
  199.    The constant m denotes an upper bound of the number of bytes that the    sequence may contain.  If m is not specified, as in the second    declaration, it is assumed to be (2**32) - 1, the maximum length.    The constant m would normally be found in a protocol specification.    For example, a filing protocol may state that the maximum data    transfer size is 8192 bytes, as follows: 
  200.  
  201.          opaque filedata<8192>; 
  202.  
  203.             0     1     2     3     4     5   ...          +-----+-----+-----+-----+-----+-----+...+-----+-----+...+-----+          |        length n       |byte0|byte1|...| n-1 |  0  |...|  0  |          +-----+-----+-----+-----+-----+-----+...+-----+-----+...+-----+          |<-------4 bytes------->|<------n bytes------>|<---r bytes--->|                                  |<----n+r (where (n+r) mod 4 = 0)---->|                                                   VARIABLE-LENGTH OPAQUE 
  204.  
  205.    It is an error to encode a length greater than the maximum described    in the specification. 
  206.  
  207. 3.10 String 
  208.  
  209.    The standard defines a string of n (numbered 0 through n-1) ASCII    bytes to be the number n encoded as an unsigned integer (as described    above), and followed by the n bytes of the string.  Byte m of the    string always precedes byte m+1 of the string, and byte 0 of the    string always follows the string's length.  If n is not a multiple of    four, then the n bytes are followed by enough (0 to 3) residual zero    bytes, r, to make the total byte count a multiple of four.  Counted    byte strings are declared as follows: 
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  SUN Microsystems                                                [Page 7] 
  216.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  217.  
  218.           string object<m>;       or          string object<>; 
  219.  
  220.     The constant m denotes an upper bound of the number of bytes that a    string may contain.  If m is not specified, as in the second    declaration, it is assumed to be (2**32) - 1, the maximum length.    The constant m would normally be found in a protocol specification.    For example, a filing protocol may state that a file name can be no    longer than 255 bytes, as follows: 
  221.  
  222.          string filename<255>; 
  223.  
  224.             0     1     2     3     4     5   ...          +-----+-----+-----+-----+-----+-----+...+-----+-----+...+-----+          |        length n       |byte0|byte1|...| n-1 |  0  |...|  0  |          +-----+-----+-----+-----+-----+-----+...+-----+-----+...+-----+          |<-------4 bytes------->|<------n bytes------>|<---r bytes--->|                                  |<----n+r (where (n+r) mod 4 = 0)---->|                                                                   STRING 
  225.  
  226.    It is an error to encode a length greater than the maximum described    in the specification. 
  227.  
  228. 3.11 Fixed-length Array 
  229.  
  230.    Declarations for fixed-length arrays of homogeneous elements are in    the following form: 
  231.  
  232.          type-name identifier[n]; 
  233.  
  234.    Fixed-length arrays of elements numbered 0 through n-1 are encoded by    individually encoding the elements of the array in their natural    order, 0 through n-1.  Each element's size is a multiple of four    bytes. Though all elements are of the same type, the elements may    have different sizes.  For example, in a fixed-length array of    strings, all elements are of type "string", yet each element will    vary in its length. 
  235.  
  236.          +---+---+---+---+---+---+---+---+...+---+---+---+---+          |   element 0   |   element 1   |...|  element n-1  |          +---+---+---+---+---+---+---+---+...+---+---+---+---+          |<--------------------n elements------------------->| 
  237.  
  238.                                                FIXED-LENGTH ARRAY 
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244. SUN Microsystems                                                [Page 8] 
  245.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  246.  
  247.  3.12 Variable-length Array 
  248.  
  249.    Counted arrays provide the ability to encode variable-length arrays    of homogeneous elements.  The array is encoded as the element count n    (an unsigned integer) followed by the encoding of each of the array's    elements, starting with element 0 and progressing through element n-    1.  The declaration for variable-length arrays follows this form: 
  250.  
  251.          type-name identifier<m>;       or          type-name identifier<>; 
  252.  
  253.    The constant m specifies the maximum acceptable element count of an    array; if m is not specified, as in the second declaration, it is    assumed to be (2**32) - 1. 
  254.  
  255.            0  1  2  3          +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+...+--+--+--+--+          |     n     | element 0 | element 1 |...|element n-1|          +--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+...+--+--+--+--+          |<-4 bytes->|<--------------n elements------------->|                                                          COUNTED ARRAY 
  256.  
  257.    It is an error to encode a value of n that is greater than the    maximum described in the specification. 
  258.  
  259. 3.13 Structure 
  260.  
  261.    Structures are declared as follows: 
  262.  
  263.          struct {             component-declaration-A;             component-declaration-B;             ...          } identifier; 
  264.  
  265.    The components of the structure are encoded in the order of their    declaration in the structure.  Each component's size is a multiple of    four bytes, though the components may be different sizes. 
  266.  
  267.          +-------------+-------------+...          | component A | component B |...                      STRUCTURE          +-------------+-------------+... 
  268.  
  269. 3.14 Discriminated Union 
  270.  
  271.    A discriminated union is a type composed of a discriminant followed    by a type selected from a set of prearranged types according to the 
  272.  
  273.  
  274.  
  275. SUN Microsystems                                                [Page 9] 
  276.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  277.  
  278.     value of the discriminant.  The type of discriminant is either "int",    "unsigned int", or an enumerated type, such as "bool".  The component    types are called "arms" of the union, and are preceded by the value    of the discriminant which implies their encoding.  Discriminated    unions are declared as follows: 
  279.  
  280.          union switch (discriminant-declaration) {          case discriminant-value-A:             arm-declaration-A;          case discriminant-value-B:             arm-declaration-B;          ...          default: default-declaration;          } identifier; 
  281.  
  282.    Each "case" keyword is followed by a legal value of the discriminant.    The default arm is optional.  If it is not specified, then a valid    encoding of the union cannot take on unspecified discriminant values.    The size of the implied arm is always a multiple of four bytes. 
  283.  
  284.    The discriminated union is encoded as its discriminant followed by    the encoding of the implied arm. 
  285.  
  286.            0   1   2   3          +---+---+---+---+---+---+---+---+          |  discriminant |  implied arm  |          DISCRIMINATED UNION          +---+---+---+---+---+---+---+---+          |<---4 bytes--->| 
  287.  
  288. 3.15 Void 
  289.  
  290.    An XDR void is a 0-byte quantity.  Voids are useful for describing    operations that take no data as input or no data as output. They are    also useful in unions, where some arms may contain data and others do    not.  The declaration is simply as follows:          void; 
  291.  
  292.    Voids are illustrated as follows: 
  293.  
  294.            ++            ||                                                     VOID            ++          --><-- 0 bytes 
  295.  
  296. 3.16 Constant 
  297.  
  298.    The data declaration for a constant follows this form: 
  299.  
  300.  
  301.  
  302.  SUN Microsystems                                               [Page 10] 
  303.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  304.  
  305.           const name-identifier = n; 
  306.  
  307.    "const" is used to define a symbolic name for a constant; it does not    declare any data.  The symbolic constant may be used anywhere a    regular constant may be used.  For example, the following defines a    symbolic constant DOZEN, equal to 12. 
  308.  
  309.          const DOZEN = 12; 
  310.  
  311. 3.17 Typedef 
  312.  
  313.    "typedef" does not declare any data either, but serves to define new    identifiers for declaring data. The syntax is: 
  314.  
  315.          typedef declaration;     The new type name is actually the variable name in the declaration    part of the typedef.  For example, the following defines a new type    called "eggbox" using an existing type called "egg": 
  316.  
  317.          typedef egg eggbox[DOZEN]; 
  318.  
  319.    Variables declared using the new type name have the same type as the    new type name would have in the typedef, if it was considered a    variable.  For example, the following two declarations are equivalent    in declaring the variable "fresheggs": 
  320.  
  321.          eggbox  fresheggs;          egg     fresheggs[DOZEN]; 
  322.  
  323.    When a typedef involves a struct, enum, or union definition, there is    another (preferred) syntax that may be used to define the same type.    In general, a typedef of the following form: 
  324.  
  325.          typedef <<struct, union, or enum definition>> identifier; 
  326.  
  327.    may be converted to the alternative form by removing the "typedef"    part and placing the identifier after the "struct", "union", or    "enum" keyword, instead of at the end.  For example, here are the two    ways to define the type "bool": 
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334.  
  335.  
  336.  
  337.  
  338.  
  339. SUN Microsystems                                               [Page 11] 
  340.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  341.  
  342.           typedef enum {    /* using typedef */             FALSE = 0,             TRUE = 1          } bool; 
  343.  
  344.          enum bool {       /* preferred alternative */             FALSE = 0,             TRUE = 1          }; 
  345.  
  346.    The reason this syntax is preferred is one does not have to wait    until the end of a declaration to figure out the name of the new    type. 
  347.  
  348. 3.18 Optional-data 
  349.  
  350.    Optional-data is one kind of union that occurs so frequently that we    give it a special syntax of its own for declaring it.  It is declared    as follows: 
  351.  
  352.          type-name *identifier; 
  353.  
  354.    This is equivalent to the following union: 
  355.  
  356.          union switch (bool opted) {          case TRUE:             type-name element;          case FALSE:             void;          } identifier; 
  357.  
  358.    It is also equivalent to the following variable-length array    declaration, since the boolean "opted" can be interpreted as the    length of the array: 
  359.  
  360.          type-name identifier<1>; 
  361.  
  362.    Optional-data is not so interesting in itself, but it is very useful    for describing recursive data-structures such as linked-lists and    trees.  For example, the following defines a type "stringlist" that    encodes lists of arbitrary length strings: 
  363.  
  364.          struct *stringlist {             string item<>;             stringlist next;          }; 
  365.  
  366.  
  367.  
  368.  
  369.  
  370. SUN Microsystems                                               [Page 12] 
  371.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  372.  
  373.     It could have been equivalently declared as the following union: 
  374.  
  375.          union stringlist switch (bool opted) {          case TRUE:             struct {                string item<>;                stringlist next;             } element;          case FALSE:             void;          }; 
  376.  
  377.       or as a variable-length array: 
  378.  
  379.          struct stringlist<1> {             string item<>;             stringlist next;          }; 
  380.  
  381.    Both of these declarations obscure the intention of the stringlist    type, so the optional-data declaration is preferred over both of    them.  The optional-data type also has a close correlation to how    recursive data structures are represented in high-level languages    such as Pascal or C by use of pointers. In fact, the syntax is the    same as that of the C language for pointers. 
  382.  
  383. 3.19 Areas for Future Enhancement 
  384.  
  385.    The XDR standard lacks representations for bit fields and bitmaps,    since the standard is based on bytes.  Also missing are packed (or    binary-coded) decimals. 
  386.  
  387.    The intent of the XDR standard was not to describe every kind of data    that people have ever sent or will ever want to send from machine to    machine. Rather, it only describes the most commonly used data-types    of high-level languages such as Pascal or C so that applications    written in these languages will be able to communicate easily over    some medium. 
  388.  
  389.    One could imagine extensions to XDR that would let it describe almost    any existing protocol, such as TCP.  The minimum necessary for this    are support for different block sizes and byte-orders.  The XDR    discussed here could then be considered the 4-byte big-endian member    of a larger XDR family. 
  390.  
  391.  
  392.  
  393.  
  394.  
  395.  
  396.  
  397. SUN Microsystems                                               [Page 13] 
  398.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  399.  
  400.  4. DISCUSSION 
  401.  
  402.    (1) Why use a language for describing data?  What's wrong with    diagrams? 
  403.  
  404.    There are many advantages in using a data-description language such    as  XDR  versus using  diagrams.   Languages are  more  formal than    diagrams   and   lead  to less  ambiguous   descriptions  of  data.    Languages are also easier  to understand and allow  one to think of    other   issues instead of  the   low-level details of bit-encoding.    Also,  there is  a close analogy  between the  types  of XDR and  a    high-level language   such  as C   or    Pascal.   This makes   the    implementation of XDR encoding and decoding modules an easier task.    Finally, the language specification itself  is an ASCII string that    can be passed from  machine to machine  to perform  on-the-fly data    interpretation. 
  405.  
  406.    (2) Why is there only one byte-order for an XDR unit? 
  407.  
  408.    Supporting two byte-orderings requires a higher level protocol for    determining in which byte-order the data is encoded.  Since XDR is    not a protocol, this can't be done.  The advantage of this, though,    is that data in XDR format can be written to a magnetic tape, for    example, and any machine will be able to interpret it, since no    higher level protocol is necessary for determining the byte-order. 
  409.  
  410.    (3) Why is the XDR byte-order big-endian instead of little-endian?    Isn't this unfair to little-endian machines such as the VAX(r), which    has to convert from one form to the other? 
  411.  
  412.    Yes, it is unfair, but having only one byte-order means you have to    be unfair to somebody.  Many architectures, such as the Motorola    68000* and IBM 370*, support the big-endian byte-order. 
  413.  
  414.    (4) Why is the XDR unit four bytes wide? 
  415.  
  416.    There is a tradeoff in choosing the XDR unit size.  Choosing a small    size such as two makes the encoded data small, but causes alignment    problems for machines that aren't aligned on these boundaries.  A    large size such as eight means the data will be aligned on virtually    every machine, but causes the encoded data to grow too big.  We chose    four as a compromise.  Four is big enough to support most    architectures efficiently, except for rare machines such as the    eight-byte aligned Cray*.  Four is also small enough to keep the    encoded data restricted to a reasonable size. 
  417.  
  418.  
  419.  
  420.  
  421.  
  422.  SUN Microsystems                                               [Page 14] 
  423.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  424.  
  425.     (5) Why must variable-length data be padded with zeros? 
  426.  
  427.    It is desirable that the same data encode into the same thing on all    machines, so that encoded data can be meaningfully compared or    checksummed.  Forcing the padded bytes to be zero ensures this. 
  428.  
  429.    (6) Why is there no explicit data-typing? 
  430.  
  431.    Data-typing has a relatively high cost for what small advantages it    may have.  One cost is the expansion of data due to the inserted type    fields.  Another is the added cost of interpreting these type fields    and acting accordingly.  And most protocols already know what type    they expect, so data-typing supplies only redundant information.    However, one can still get the benefits of data-typing using XDR. One    way is to encode two things: first a string which is the XDR data    description of the encoded data, and then the encoded data itself.    Another way is to assign a value to all the types in XDR, and then    define a universal type which takes this value as its discriminant    and for each value, describes the corresponding data type. 
  432.  
  433.  5. THE XDR LANGUAGE SPECIFICATION 
  434.  
  435.    5.1 Notational Conventions 
  436.  
  437.    This specification uses an extended Back-Naur Form notation for    describing the XDR language.  Here is a brief description of the    notation: 
  438.  
  439.     (1) The characters '|', '(', ')', '[', ']', '"', and '*' are special.    (2) Terminal symbols are strings of any characters surrounded by    double quotes.    (3) Non-terminal symbols are strings of non-special characters.    (4) Alternative items are separated by a vertical bar ("|").    (5) Optional items are enclosed in brackets.    (6) Items are grouped together by enclosing them in parentheses.    (7) A '*' following an item means 0 or more occurrences of that item. 
  440.  
  441.    For example,  consider  the  following pattern: 
  442.  
  443.          "a " "very" (", " "very")* [" cold " "and "]  " rainy "          ("day" | "night") 
  444.  
  445.    An infinite number of strings match this pattern. A few of them are: 
  446.  
  447.  
  448.  
  449.  
  450.  
  451.  SUN Microsystems                                               [Page 15] 
  452.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  453.  
  454.           "a very rainy day"          "a very, very rainy day"          "a very cold and  rainy day"          "a very, very, very cold and  rainy night" 
  455.  
  456. 5.2 Lexical Notes 
  457.  
  458.    (1) Comments begin with '/*' and terminate with '*/'.    (2) White space serves to separate items and is otherwise ignored.    (3) An identifier is a letter followed by an optional sequence of    letters, digits or underbar ('_'). The case of identifiers is not    ignored.    (4) A constant is a sequence of one or more decimal digits,    optionally preceded by a minus-sign ('-'). 
  459.  
  460. 5.3 Syntax Information 
  461.  
  462.       declaration:            type-specifier identifier          | type-specifier identifier "[" value "]"          | type-specifier identifier "<" [ value ] ">"          | "opaque" identifier "[" value "]"          | "opaque" identifier "<" [ value ] ">"          | "string" identifier "<" [ value ] ">"          | type-specifier "*" identifier          | "void" 
  463.  
  464.       value:            constant          | identifier 
  465.  
  466.       type-specifier:            [ "unsigned" ] "int"          | [ "unsigned" ] "hyper"          | "float"          | "double"          | "bool"          | enum-type-spec          | struct-type-spec          | union-type-spec          | identifier 
  467.  
  468.       enum-type-spec:          "enum" enum-body 
  469.  
  470.       enum-body:          "{"             ( identifier "=" value ) 
  471.  
  472.  
  473.  
  474. SUN Microsystems                                               [Page 16] 
  475.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  476.  
  477.              ( "," identifier "=" value )*          "}" 
  478.  
  479.       struct-type-spec:          "struct" struct-body 
  480.  
  481.       struct-body:          "{"             ( declaration ";" )             ( declaration ";" )*          "}" 
  482.  
  483.       union-type-spec:          "union" union-body 
  484.  
  485.       union-body:          "switch" "(" declaration ")" "{"             ( "case" value ":" declaration ";" )             ( "case" value ":" declaration ";" )*             [ "default" ":" declaration ";" ]          "}" 
  486.  
  487.       constant-def:          "const" identifier "=" constant ";" 
  488.  
  489.       type-def:            "typedef" declaration ";"          | "enum" identifier enum-body ";"          | "struct" identifier struct-body ";"          | "union" identifier union-body ";" 
  490.  
  491.       definition:            type-def          | constant-def 
  492.  
  493.       specification:            definition * 
  494.  
  495. 5.4 Syntax Notes 
  496.  
  497.    (1) The following are keywords and cannot be used as identifiers:    "bool", "case", "const", "default", "double", "enum", "float",    "hyper", "opaque", "string", "struct", "switch", "typedef", "union",    "unsigned" and "void". 
  498.  
  499.    (2) Only unsigned constants may be used as size specifications for    arrays.  If an identifier is used, it must have been declared    previously as an unsigned constant in a "const" definition. 
  500.  
  501.  
  502.  
  503. SUN Microsystems                                               [Page 17] 
  504.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  505.  
  506.     (3) Constant and type identifiers within the scope of a specification    are in the same name space and must be declared uniquely within this    scope. 
  507.  
  508.    (4) Similarly, variable names must  be unique within  the scope  of    struct and union declarations. Nested struct and union declarations    create new scopes. 
  509.  
  510.    (5) The discriminant of a union must be of a type that evaluates to    an integer. That is, "int", "unsigned int", "bool", an enumerated    type or any typedefed type that evaluates to one of these is legal.    Also, the case values must be one of the legal values of the    discriminant.  Finally, a case value may not be specified more than    once within the scope of a union declaration. 
  511.  
  512. 6. AN EXAMPLE OF AN XDR DATA DESCRIPTION 
  513.  
  514.    Here is a short XDR data description of a thing called a "file",    which might be used to transfer files from one machine to another. 
  515.  
  516.          const MAXUSERNAME = 32;     /* max length of a user name */          const MAXFILELEN = 65535;   /* max length of a file      */          const MAXNAMELEN = 255;     /* max length of a file name */ 
  517.  
  518.          /*           * Types of files:           */          enum filekind {             TEXT = 0,       /* ascii data */             DATA = 1,       /* raw data   */             EXEC = 2        /* executable */          }; 
  519.  
  520.          /*           * File information, per kind of file:           */          union filetype switch (filekind kind) {          case TEXT:             void;                           /* no extra information */          case DATA:             string creator<MAXNAMELEN>;     /* data creator         */          case EXEC:             string interpretor<MAXNAMELEN>; /* program interpretor  */          }; 
  521.  
  522.  
  523.  
  524.  
  525.  
  526.  
  527.  
  528. SUN Microsystems                                               [Page 18] 
  529.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  530.  
  531.           /*           * A complete file:           */          struct file {             string filename<MAXNAMELEN>; /* name of file    */             filetype type;               /* info about file */             string owner<MAXUSERNAME>;   /* owner of file   */             opaque data<MAXFILELEN>;     /* file data       */          }; 
  532.  
  533.    Suppose now that there is a user named "john" who wants to store his    lisp program "sillyprog" that contains just the data "(quit)".  His    file would be encoded as follows: 
  534.  
  535.        OFFSET  HEX BYTES       ASCII    COMMENTS        ------  ---------       -----    --------         0      00 00 00 09     ....     -- length of filename = 9         4      73 69 6c 6c     sill     -- filename characters         8      79 70 72 6f     ypro     -- ... and more characters ...        12      67 00 00 00     g...     -- ... and 3 zero-bytes of fill        16      00 00 00 02     ....     -- filekind is EXEC = 2        20      00 00 00 04     ....     -- length of interpretor = 4        24      6c 69 73 70     lisp     -- interpretor characters        28      00 00 00 04     ....     -- length of owner = 4        32      6a 6f 68 6e     john     -- owner characters        36      00 00 00 06     ....     -- length of file data = 6        40      28 71 75 69     (qui     -- file data bytes ...        44      74 29 00 00     t)..     -- ... and 2 zero-bytes of fill 
  536.  
  537. 7. REFERENCES 
  538.  
  539.    [1]  Brian W. Kernighan & Dennis M. Ritchie, "The C Programming         Language", Bell Laboratories, Murray Hill, New Jersey, 1978. 
  540.  
  541.    [2]  Danny Cohen, "On Holy Wars and a Plea for Peace", IEEE Computer,         October 1981. 
  542.  
  543.    [3]  "IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic", ANSI/IEEE         Standard 754-1985, Institute of Electrical and Electronics         Engineers, August 1985. 
  544.  
  545.    [4]  "Courier: The Remote Procedure Call Protocol", XEROX         Corporation, XSIS 038112, December 1981. 
  546.  
  547.  
  548.  
  549.  
  550.  
  551.  
  552.  
  553.  SUN Microsystems                                               [Page 19] 
  554.  RFC 1014              External Data Representation             June 1987 
  555.  
  556.  8. TRADEMARKS AND OWNERS 
  557.  
  558.         SUN WORKSTATION  Sun Microsystems, Inc.         VAX              Digital Equipment Corporation         IBM-PC           International Business Machines Corporation         Cray             Cray Research         NFS              Sun Microsystems, Inc.         Ethernet         Xerox Corporation.         Motorola 68000   Motorola, Inc.         IBM 370          International Business Machines Corporation 
  559.  
  560.  
  561.  
  562.  
  563.  
  564.  
  565.  
  566.  
  567.  
  568.  
  569.  
  570.  
  571.  
  572.  
  573.  
  574.  
  575.  
  576.  
  577.  
  578.  
  579.  
  580.  
  581.  
  582.  
  583.  
  584.  
  585.  
  586.  
  587.  
  588.  
  589.  
  590.  
  591.  
  592.  
  593.  
  594.  
  595.  
  596.  
  597.  
  598.  
  599.  
  600. SUN Microsystems                                               [Page 20] 
  601.  
  602.