951700bddfb24e69767f4d1ad284996ce6dfb900
[lede.git] / target / image / ar7 / src / LzmaDecode.c
1 /*
2   LzmaDecode.c
3   LZMA Decoder
4   
5   LZMA SDK 4.05 Copyright (c) 1999-2004 Igor Pavlov (2004-08-25)
6   http://www.7-zip.org/
7
8   LZMA SDK is licensed under two licenses:
9   1) GNU Lesser General Public License (GNU LGPL)
10   2) Common Public License (CPL)
11   It means that you can select one of these two licenses and 
12   follow rules of that license.
13
14   SPECIAL EXCEPTION:
15   Igor Pavlov, as the author of this code, expressly permits you to 
16   statically or dynamically link your code (or bind by name) to the 
17   interfaces of this file without subjecting your linked code to the 
18   terms of the CPL or GNU LGPL. Any modifications or additions 
19   to this file, however, are subject to the LGPL or CPL terms.
20 */
21
22 #include "LzmaDecode.h"
23
24 #ifndef Byte
25 #define Byte unsigned char
26 #endif
27
28 #define kNumTopBits 24
29 #define kTopValue ((UInt32)1 << kNumTopBits)
30
31 #define kNumBitModelTotalBits 11
32 #define kBitModelTotal (1 << kNumBitModelTotalBits)
33 #define kNumMoveBits 5
34
35 typedef struct _CRangeDecoder
36 {
37   Byte *Buffer;
38   Byte *BufferLim;
39   UInt32 Range;
40   UInt32 Code;
41   #ifdef _LZMA_IN_CB
42   ILzmaInCallback *InCallback;
43   int Result;
44   #endif
45   int ExtraBytes;
46 } CRangeDecoder;
47
48 Byte RangeDecoderReadByte(CRangeDecoder *rd)
49 {
50   if (rd->Buffer == rd->BufferLim)
51   {
52     #ifdef _LZMA_IN_CB
53     UInt32 size;
54     rd->Result = rd->InCallback->Read(rd->InCallback, &rd->Buffer, &size);
55     rd->BufferLim = rd->Buffer + size;
56     if (size == 0)
57     #endif
58     {
59       rd->ExtraBytes = 1;
60       return 0xFF;
61     }
62   }
63   return (*rd->Buffer++);
64 }
65
66 /* #define ReadByte (*rd->Buffer++) */
67 #define ReadByte (RangeDecoderReadByte(rd))
68
69 void RangeDecoderInit(CRangeDecoder *rd,
70   #ifdef _LZMA_IN_CB
71     ILzmaInCallback *inCallback
72   #else
73     Byte *stream, UInt32 bufferSize
74   #endif
75     )
76 {
77   int i;
78   #ifdef _LZMA_IN_CB
79   rd->InCallback = inCallback;
80   rd->Buffer = rd->BufferLim = 0;
81   #else
82   rd->Buffer = stream;
83   rd->BufferLim = stream + bufferSize;
84   #endif
85   rd->ExtraBytes = 0;
86   rd->Code = 0;
87   rd->Range = (0xFFFFFFFF);
88   for(i = 0; i < 5; i++)
89     rd->Code = (rd->Code << 8) | ReadByte;
90 }
91
92 #define RC_INIT_VAR UInt32 range = rd->Range; UInt32 code = rd->Code;        
93 #define RC_FLUSH_VAR rd->Range = range; rd->Code = code;
94 #define RC_NORMALIZE if (range < kTopValue) { range <<= 8; code = (code << 8) | ReadByte; }
95
96 UInt32 RangeDecoderDecodeDirectBits(CRangeDecoder *rd, int numTotalBits)
97 {
98   RC_INIT_VAR
99   UInt32 result = 0;
100   int i;
101   for (i = numTotalBits; i > 0; i--)
102   {
103     /* UInt32 t; */
104     range >>= 1;
105
106     result <<= 1;
107     if (code >= range)
108     {
109       code -= range;
110       result |= 1;
111     }
112     /*
113     t = (code - range) >> 31;
114     t &= 1;
115     code -= range & (t - 1);
116     result = (result + result) | (1 - t);
117     */
118     RC_NORMALIZE
119   }
120   RC_FLUSH_VAR
121   return result;
122 }
123
124 int RangeDecoderBitDecode(CProb *prob, CRangeDecoder *rd)
125 {
126   UInt32 bound = (rd->Range >> kNumBitModelTotalBits) * *prob;
127   if (rd->Code < bound)
128   {
129     rd->Range = bound;
130     *prob += (kBitModelTotal - *prob) >> kNumMoveBits;
131     if (rd->Range < kTopValue)
132     {
133       rd->Code = (rd->Code << 8) | ReadByte;
134       rd->Range <<= 8;
135     }
136     return 0;
137   }
138   else
139   {
140     rd->Range -= bound;
141     rd->Code -= bound;
142     *prob -= (*prob) >> kNumMoveBits;
143     if (rd->Range < kTopValue)
144     {
145       rd->Code = (rd->Code << 8) | ReadByte;
146       rd->Range <<= 8;
147     }
148     return 1;
149   }
150 }
151
152 #define RC_GET_BIT2(prob, mi, A0, A1) \
153   UInt32 bound = (range >> kNumBitModelTotalBits) * *prob; \
154   if (code < bound) \
155     { A0; range = bound; *prob += (kBitModelTotal - *prob) >> kNumMoveBits; mi <<= 1; } \
156   else \
157     { A1; range -= bound; code -= bound; *prob -= (*prob) >> kNumMoveBits; mi = (mi + mi) + 1; } \
158   RC_NORMALIZE
159
160 #define RC_GET_BIT(prob, mi) RC_GET_BIT2(prob, mi, ; , ;)               
161
162 int RangeDecoderBitTreeDecode(CProb *probs, int numLevels, CRangeDecoder *rd)
163 {
164   int mi = 1;
165   int i;
166   #ifdef _LZMA_LOC_OPT
167   RC_INIT_VAR
168   #endif
169   for(i = numLevels; i > 0; i--)
170   {
171     #ifdef _LZMA_LOC_OPT
172     CProb *prob = probs + mi;
173     RC_GET_BIT(prob, mi)
174     #else
175     mi = (mi + mi) + RangeDecoderBitDecode(probs + mi, rd);
176     #endif
177   }
178   #ifdef _LZMA_LOC_OPT
179   RC_FLUSH_VAR
180   #endif
181   return mi - (1 << numLevels);
182 }
183
184 int RangeDecoderReverseBitTreeDecode(CProb *probs, int numLevels, CRangeDecoder *rd)
185 {
186   int mi = 1;
187   int i;
188   int symbol = 0;
189   #ifdef _LZMA_LOC_OPT
190   RC_INIT_VAR
191   #endif
192   for(i = 0; i < numLevels; i++)
193   {
194     #ifdef _LZMA_LOC_OPT
195     CProb *prob = probs + mi;
196     RC_GET_BIT2(prob, mi, ; , symbol |= (1 << i))
197     #else
198     int bit = RangeDecoderBitDecode(probs + mi, rd);
199     mi = mi + mi + bit;
200     symbol |= (bit << i);
201     #endif
202   }
203   #ifdef _LZMA_LOC_OPT
204   RC_FLUSH_VAR
205   #endif
206   return symbol;
207 }
208
209 Byte LzmaLiteralDecode(CProb *probs, CRangeDecoder *rd)
210
211   int symbol = 1;
212   #ifdef _LZMA_LOC_OPT
213   RC_INIT_VAR
214   #endif
215   do
216   {
217     #ifdef _LZMA_LOC_OPT
218     CProb *prob = probs + symbol;
219     RC_GET_BIT(prob, symbol)
220     #else
221     symbol = (symbol + symbol) | RangeDecoderBitDecode(probs + symbol, rd);
222     #endif
223   }
224   while (symbol < 0x100);
225   #ifdef _LZMA_LOC_OPT
226   RC_FLUSH_VAR
227   #endif
228   return symbol;
229 }
230
231 Byte LzmaLiteralDecodeMatch(CProb *probs, CRangeDecoder *rd, Byte matchByte)
232
233   int symbol = 1;
234   #ifdef _LZMA_LOC_OPT
235   RC_INIT_VAR
236   #endif
237   do
238   {
239     int bit;
240     int matchBit = (matchByte >> 7) & 1;
241     matchByte <<= 1;
242     #ifdef _LZMA_LOC_OPT
243     {
244       CProb *prob = probs + ((1 + matchBit) << 8) + symbol;
245       RC_GET_BIT2(prob, symbol, bit = 0, bit = 1)
246     }
247     #else
248     bit = RangeDecoderBitDecode(probs + ((1 + matchBit) << 8) + symbol, rd);
249     symbol = (symbol << 1) | bit;
250     #endif
251     if (matchBit != bit)
252     {
253       while (symbol < 0x100)
254       {
255         #ifdef _LZMA_LOC_OPT
256         CProb *prob = probs + symbol;
257         RC_GET_BIT(prob, symbol)
258         #else
259         symbol = (symbol + symbol) | RangeDecoderBitDecode(probs + symbol, rd);
260         #endif
261       }
262       break;
263     }
264   }
265   while (symbol < 0x100);
266   #ifdef _LZMA_LOC_OPT
267   RC_FLUSH_VAR
268   #endif
269   return symbol;
270 }
271
272 #define kNumPosBitsMax 4
273 #define kNumPosStatesMax (1 << kNumPosBitsMax)
274
275 #define kLenNumLowBits 3
276 #define kLenNumLowSymbols (1 << kLenNumLowBits)
277 #define kLenNumMidBits 3
278 #define kLenNumMidSymbols (1 << kLenNumMidBits)
279 #define kLenNumHighBits 8
280 #define kLenNumHighSymbols (1 << kLenNumHighBits)
281
282 #define LenChoice 0
283 #define LenChoice2 (LenChoice + 1)
284 #define LenLow (LenChoice2 + 1)
285 #define LenMid (LenLow + (kNumPosStatesMax << kLenNumLowBits))
286 #define LenHigh (LenMid + (kNumPosStatesMax << kLenNumMidBits))
287 #define kNumLenProbs (LenHigh + kLenNumHighSymbols) 
288
289 int LzmaLenDecode(CProb *p, CRangeDecoder *rd, int posState)
290 {
291   if(RangeDecoderBitDecode(p + LenChoice, rd) == 0)
292     return RangeDecoderBitTreeDecode(p + LenLow +
293         (posState << kLenNumLowBits), kLenNumLowBits, rd);
294   if(RangeDecoderBitDecode(p + LenChoice2, rd) == 0)
295     return kLenNumLowSymbols + RangeDecoderBitTreeDecode(p + LenMid +
296         (posState << kLenNumMidBits), kLenNumMidBits, rd);
297   return kLenNumLowSymbols + kLenNumMidSymbols + 
298       RangeDecoderBitTreeDecode(p + LenHigh, kLenNumHighBits, rd);
299 }
300
301 #define kNumStates 12
302
303 #define kStartPosModelIndex 4
304 #define kEndPosModelIndex 14
305 #define kNumFullDistances (1 << (kEndPosModelIndex >> 1))
306
307 #define kNumPosSlotBits 6
308 #define kNumLenToPosStates 4
309
310 #define kNumAlignBits 4
311 #define kAlignTableSize (1 << kNumAlignBits)
312
313 #define kMatchMinLen 2
314
315 #define IsMatch 0
316 #define IsRep (IsMatch + (kNumStates << kNumPosBitsMax))
317 #define IsRepG0 (IsRep + kNumStates)
318 #define IsRepG1 (IsRepG0 + kNumStates)
319 #define IsRepG2 (IsRepG1 + kNumStates)
320 #define IsRep0Long (IsRepG2 + kNumStates)
321 #define PosSlot (IsRep0Long + (kNumStates << kNumPosBitsMax))
322 #define SpecPos (PosSlot + (kNumLenToPosStates << kNumPosSlotBits))
323 #define Align (SpecPos + kNumFullDistances - kEndPosModelIndex)
324 #define LenCoder (Align + kAlignTableSize)
325 #define RepLenCoder (LenCoder + kNumLenProbs)
326 #define Literal (RepLenCoder + kNumLenProbs)
327
328 #if Literal != LZMA_BASE_SIZE
329 StopCompilingDueBUG
330 #endif
331
332 #ifdef _LZMA_OUT_READ
333
334 typedef struct _LzmaVarState
335 {
336   CRangeDecoder RangeDecoder;
337   Byte *Dictionary;
338   UInt32 DictionarySize;
339   UInt32 DictionaryPos;
340   UInt32 GlobalPos;
341   UInt32 Reps[4];
342   int lc;
343   int lp;
344   int pb;
345   int State;
346   int PreviousIsMatch;
347   int RemainLen;
348 } LzmaVarState;
349
350 int LzmaDecoderInit(
351     unsigned char *buffer, UInt32 bufferSize,
352     int lc, int lp, int pb,
353     unsigned char *dictionary, UInt32 dictionarySize,
354     #ifdef _LZMA_IN_CB
355     ILzmaInCallback *inCallback
356     #else
357     unsigned char *inStream, UInt32 inSize
358     #endif
359     )
360 {
361   LzmaVarState *vs = (LzmaVarState *)buffer;
362   CProb *p = (CProb *)(buffer + sizeof(LzmaVarState));
363   UInt32 numProbs = Literal + ((UInt32)LZMA_LIT_SIZE << (lc + lp));
364   UInt32 i;
365   if (bufferSize < numProbs * sizeof(CProb) + sizeof(LzmaVarState))
366     return LZMA_RESULT_NOT_ENOUGH_MEM;
367   vs->Dictionary = dictionary;
368   vs->DictionarySize = dictionarySize;
369   vs->DictionaryPos = 0;
370   vs->GlobalPos = 0;
371   vs->Reps[0] = vs->Reps[1] = vs->Reps[2] = vs->Reps[3] = 1;
372   vs->lc = lc;
373   vs->lp = lp;
374   vs->pb = pb;
375   vs->State = 0;
376   vs->PreviousIsMatch = 0;
377   vs->RemainLen = 0;
378   dictionary[dictionarySize - 1] = 0;
379   for (i = 0; i < numProbs; i++)
380     p[i] = kBitModelTotal >> 1; 
381   RangeDecoderInit(&vs->RangeDecoder, 
382       #ifdef _LZMA_IN_CB
383       inCallback
384       #else
385       inStream, inSize
386       #endif
387   );
388   return LZMA_RESULT_OK;
389 }
390
391 int LzmaDecode(unsigned char *buffer, 
392     unsigned char *outStream, UInt32 outSize,
393     UInt32 *outSizeProcessed)
394 {
395   LzmaVarState *vs = (LzmaVarState *)buffer;
396   CProb *p = (CProb *)(buffer + sizeof(LzmaVarState));
397   CRangeDecoder rd = vs->RangeDecoder;
398   int state = vs->State;
399   int previousIsMatch = vs->PreviousIsMatch;
400   Byte previousByte;
401   UInt32 rep0 = vs->Reps[0], rep1 = vs->Reps[1], rep2 = vs->Reps[2], rep3 = vs->Reps[3];
402   UInt32 nowPos = 0;
403   UInt32 posStateMask = (1 << (vs->pb)) - 1;
404   UInt32 literalPosMask = (1 << (vs->lp)) - 1;
405   int lc = vs->lc;
406   int len = vs->RemainLen;
407   UInt32 globalPos = vs->GlobalPos;
408
409   Byte *dictionary = vs->Dictionary;
410   UInt32 dictionarySize = vs->DictionarySize;
411   UInt32 dictionaryPos = vs->DictionaryPos;
412
413   if (len == -1)
414   {
415     *outSizeProcessed = 0;
416     return LZMA_RESULT_OK;
417   }
418
419   while(len > 0 && nowPos < outSize)
420   {
421     UInt32 pos = dictionaryPos - rep0;
422     if (pos >= dictionarySize)
423       pos += dictionarySize;
424     outStream[nowPos++] = dictionary[dictionaryPos] = dictionary[pos];
425     if (++dictionaryPos == dictionarySize)
426       dictionaryPos = 0;
427     len--;
428   }
429   if (dictionaryPos == 0)
430     previousByte = dictionary[dictionarySize - 1];
431   else
432     previousByte = dictionary[dictionaryPos - 1];
433 #else
434
435 int LzmaDecode(
436     Byte *buffer, UInt32 bufferSize,
437     int lc, int lp, int pb,
438     #ifdef _LZMA_IN_CB
439     ILzmaInCallback *inCallback,
440     #else
441     unsigned char *inStream, UInt32 inSize,
442     #endif
443     unsigned char *outStream, UInt32 outSize,
444     UInt32 *outSizeProcessed)
445 {
446   UInt32 numProbs = Literal + ((UInt32)LZMA_LIT_SIZE << (lc + lp));
447   CProb *p = (CProb *)buffer;
448   CRangeDecoder rd;
449   UInt32 i;
450   int state = 0;
451   int previousIsMatch = 0;
452   Byte previousByte = 0;
453   UInt32 rep0 = 1, rep1 = 1, rep2 = 1, rep3 = 1;
454   UInt32 nowPos = 0;
455   UInt32 posStateMask = (1 << pb) - 1;
456   UInt32 literalPosMask = (1 << lp) - 1;
457   int len = 0;
458   if (bufferSize < numProbs * sizeof(CProb))
459     return LZMA_RESULT_NOT_ENOUGH_MEM;
460   for (i = 0; i < numProbs; i++)
461     p[i] = kBitModelTotal >> 1; 
462   RangeDecoderInit(&rd, 
463       #ifdef _LZMA_IN_CB
464       inCallback
465       #else
466       inStream, inSize
467       #endif
468       );
469 #endif
470
471   *outSizeProcessed = 0;
472   while(nowPos < outSize)
473   {
474     int posState = (int)(
475         (nowPos 
476         #ifdef _LZMA_OUT_READ
477         + globalPos
478         #endif
479         )
480         & posStateMask);
481     #ifdef _LZMA_IN_CB
482     if (rd.Result != LZMA_RESULT_OK)
483       return rd.Result;
484     #endif
485     if (rd.ExtraBytes != 0)
486       return LZMA_RESULT_DATA_ERROR;
487     if (RangeDecoderBitDecode(p + IsMatch + (state << kNumPosBitsMax) + posState, &rd) == 0)
488     {
489       CProb *probs = p + Literal + (LZMA_LIT_SIZE * 
490         (((
491         (nowPos 
492         #ifdef _LZMA_OUT_READ
493         + globalPos
494         #endif
495         )
496         & literalPosMask) << lc) + (previousByte >> (8 - lc))));
497
498       if (state < 4) state = 0;
499       else if (state < 10) state -= 3;
500       else state -= 6;
501       if (previousIsMatch)
502       {
503         Byte matchByte;
504         #ifdef _LZMA_OUT_READ
505         UInt32 pos = dictionaryPos - rep0;
506         if (pos >= dictionarySize)
507           pos += dictionarySize;
508         matchByte = dictionary[pos];
509         #else
510         matchByte = outStream[nowPos - rep0];
511         #endif
512         previousByte = LzmaLiteralDecodeMatch(probs, &rd, matchByte);
513         previousIsMatch = 0;
514       }
515       else
516         previousByte = LzmaLiteralDecode(probs, &rd);
517       outStream[nowPos++] = previousByte;
518       #ifdef _LZMA_OUT_READ
519       dictionary[dictionaryPos] = previousByte;
520       if (++dictionaryPos == dictionarySize)
521         dictionaryPos = 0;
522       #endif
523     }
524     else             
525     {
526       previousIsMatch = 1;
527       if (RangeDecoderBitDecode(p + IsRep + state, &rd) == 1)
528       {
529         if (RangeDecoderBitDecode(p + IsRepG0 + state, &rd) == 0)
530         {
531           if (RangeDecoderBitDecode(p + IsRep0Long + (state << kNumPosBitsMax) + posState, &rd) == 0)
532           {
533             #ifdef _LZMA_OUT_READ
534             UInt32 pos;
535             #endif
536             if (
537                (nowPos 
538                 #ifdef _LZMA_OUT_READ
539                 + globalPos
540                 #endif
541                )
542                == 0)
543               return LZMA_RESULT_DATA_ERROR;
544             state = state < 7 ? 9 : 11;
545             #ifdef _LZMA_OUT_READ
546             pos = dictionaryPos - rep0;
547             if (pos >= dictionarySize)
548               pos += dictionarySize;
549             previousByte = dictionary[pos];
550             dictionary[dictionaryPos] = previousByte;
551             if (++dictionaryPos == dictionarySize)
552               dictionaryPos = 0;
553             #else
554             previousByte = outStream[nowPos - rep0];
555             #endif
556             outStream[nowPos++] = previousByte;
557             continue;
558           }
559         }
560         else
561         {
562           UInt32 distance;
563           if(RangeDecoderBitDecode(p + IsRepG1 + state, &rd) == 0)
564             distance = rep1;
565           else 
566           {
567             if(RangeDecoderBitDecode(p + IsRepG2 + state, &rd) == 0)
568               distance = rep2;
569             else
570             {
571               distance = rep3;
572               rep3 = rep2;
573             }
574             rep2 = rep1;
575           }
576           rep1 = rep0;
577           rep0 = distance;
578         }
579         len = LzmaLenDecode(p + RepLenCoder, &rd, posState);
580         state = state < 7 ? 8 : 11;
581       }
582       else
583       {
584         int posSlot;
585         rep3 = rep2;
586         rep2 = rep1;
587         rep1 = rep0;
588         state = state < 7 ? 7 : 10;
589         len = LzmaLenDecode(p + LenCoder, &rd, posState);
590         posSlot = RangeDecoderBitTreeDecode(p + PosSlot +
591             ((len < kNumLenToPosStates ? len : kNumLenToPosStates - 1) << 
592             kNumPosSlotBits), kNumPosSlotBits, &rd);
593         if (posSlot >= kStartPosModelIndex)
594         {
595           int numDirectBits = ((posSlot >> 1) - 1);
596           rep0 = ((2 | ((UInt32)posSlot & 1)) << numDirectBits);
597           if (posSlot < kEndPosModelIndex)
598           {
599             rep0 += RangeDecoderReverseBitTreeDecode(
600                 p + SpecPos + rep0 - posSlot - 1, numDirectBits, &rd);
601           }
602           else
603           {
604             rep0 += RangeDecoderDecodeDirectBits(&rd, 
605                 numDirectBits - kNumAlignBits) << kNumAlignBits;
606             rep0 += RangeDecoderReverseBitTreeDecode(p + Align, kNumAlignBits, &rd);
607           }
608         }
609         else
610           rep0 = posSlot;
611         rep0++;
612       }
613       if (rep0 == (UInt32)(0))
614       {
615         /* it's for stream version */
616         len = -1;
617         break;
618       }
619       if (rep0 > nowPos 
620         #ifdef _LZMA_OUT_READ
621         + globalPos
622         #endif
623         )
624       {
625         return LZMA_RESULT_DATA_ERROR;
626       }
627       len += kMatchMinLen;
628       do
629       {
630         #ifdef _LZMA_OUT_READ
631         UInt32 pos = dictionaryPos - rep0;
632         if (pos >= dictionarySize)
633           pos += dictionarySize;
634         previousByte = dictionary[pos];
635         dictionary[dictionaryPos] = previousByte;
636         if (++dictionaryPos == dictionarySize)
637           dictionaryPos = 0;
638         #else
639         previousByte = outStream[nowPos - rep0];
640         #endif
641         outStream[nowPos++] = previousByte;
642         len--;
643       }
644       while(len > 0 && nowPos < outSize);
645     }
646   }
647
648   #ifdef _LZMA_OUT_READ
649   vs->RangeDecoder = rd;
650   vs->DictionaryPos = dictionaryPos;
651   vs->GlobalPos = globalPos + nowPos;
652   vs->Reps[0] = rep0;
653   vs->Reps[1] = rep1;
654   vs->Reps[2] = rep2;
655   vs->Reps[3] = rep3;
656   vs->State = state;
657   vs->PreviousIsMatch = previousIsMatch;
658   vs->RemainLen = len;
659   #endif
660
661   *outSizeProcessed = nowPos;
662   return LZMA_RESULT_OK;
663 }