xref: /openbmc/u-boot/lib/lz4.c (revision f739fcd831240dda10a92f4212f1854f8481aeee)
1*f739fcd8STom Rini // SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
2027b728dSJulius Werner /*
3027b728dSJulius Werner    LZ4 - Fast LZ compression algorithm
4027b728dSJulius Werner    Copyright (C) 2011-2015, Yann Collet.
5027b728dSJulius Werner 
6027b728dSJulius Werner    You can contact the author at :
7027b728dSJulius Werner    - LZ4 source repository : https://github.com/Cyan4973/lz4
8027b728dSJulius Werner    - LZ4 public forum : https://groups.google.com/forum/#!forum/lz4c
9027b728dSJulius Werner */
10027b728dSJulius Werner 
11027b728dSJulius Werner 
12027b728dSJulius Werner /**************************************
13027b728dSJulius Werner *  Reading and writing into memory
14027b728dSJulius Werner **************************************/
15027b728dSJulius Werner 
16027b728dSJulius Werner /* customized version of memcpy, which may overwrite up to 7 bytes beyond dstEnd */
LZ4_wildCopy(void * dstPtr,const void * srcPtr,void * dstEnd)17027b728dSJulius Werner static void LZ4_wildCopy(void* dstPtr, const void* srcPtr, void* dstEnd)
18027b728dSJulius Werner {
19027b728dSJulius Werner     BYTE* d = (BYTE*)dstPtr;
20027b728dSJulius Werner     const BYTE* s = (const BYTE*)srcPtr;
21027b728dSJulius Werner     BYTE* e = (BYTE*)dstEnd;
22027b728dSJulius Werner     do { LZ4_copy8(d,s); d+=8; s+=8; } while (d<e);
23027b728dSJulius Werner }
24027b728dSJulius Werner 
25027b728dSJulius Werner 
26027b728dSJulius Werner /**************************************
27027b728dSJulius Werner *  Common Constants
28027b728dSJulius Werner **************************************/
29027b728dSJulius Werner #define MINMATCH 4
30027b728dSJulius Werner 
31027b728dSJulius Werner #define COPYLENGTH 8
32027b728dSJulius Werner #define LASTLITERALS 5
33027b728dSJulius Werner #define MFLIMIT (COPYLENGTH+MINMATCH)
34027b728dSJulius Werner static const int LZ4_minLength = (MFLIMIT+1);
35027b728dSJulius Werner 
36027b728dSJulius Werner #define KB *(1 <<10)
37027b728dSJulius Werner #define MB *(1 <<20)
38027b728dSJulius Werner #define GB *(1U<<30)
39027b728dSJulius Werner 
40027b728dSJulius Werner #define MAXD_LOG 16
41027b728dSJulius Werner #define MAX_DISTANCE ((1 << MAXD_LOG) - 1)
42027b728dSJulius Werner 
43027b728dSJulius Werner #define ML_BITS  4
44027b728dSJulius Werner #define ML_MASK  ((1U<<ML_BITS)-1)
45027b728dSJulius Werner #define RUN_BITS (8-ML_BITS)
46027b728dSJulius Werner #define RUN_MASK ((1U<<RUN_BITS)-1)
47027b728dSJulius Werner 
48027b728dSJulius Werner 
49027b728dSJulius Werner /**************************************
50027b728dSJulius Werner *  Local Structures and types
51027b728dSJulius Werner **************************************/
52027b728dSJulius Werner typedef enum { noDict = 0, withPrefix64k, usingExtDict } dict_directive;
53027b728dSJulius Werner typedef enum { endOnOutputSize = 0, endOnInputSize = 1 } endCondition_directive;
54027b728dSJulius Werner typedef enum { full = 0, partial = 1 } earlyEnd_directive;
55027b728dSJulius Werner 
56027b728dSJulius Werner 
57027b728dSJulius Werner 
58027b728dSJulius Werner /*******************************
59027b728dSJulius Werner *  Decompression functions
60027b728dSJulius Werner *******************************/
61027b728dSJulius Werner /*
62027b728dSJulius Werner  * This generic decompression function cover all use cases.
63027b728dSJulius Werner  * It shall be instantiated several times, using different sets of directives
64027b728dSJulius Werner  * Note that it is essential this generic function is really inlined,
65027b728dSJulius Werner  * in order to remove useless branches during compilation optimization.
66027b728dSJulius Werner  */
LZ4_decompress_generic(const char * const source,char * const dest,int inputSize,int outputSize,int endOnInput,int partialDecoding,int targetOutputSize,int dict,const BYTE * const lowPrefix,const BYTE * const dictStart,const size_t dictSize)67027b728dSJulius Werner FORCE_INLINE int LZ4_decompress_generic(
68027b728dSJulius Werner                  const char* const source,
69027b728dSJulius Werner                  char* const dest,
70027b728dSJulius Werner                  int inputSize,
71027b728dSJulius Werner                  int outputSize,         /* If endOnInput==endOnInputSize, this value is the max size of Output Buffer. */
72027b728dSJulius Werner 
73027b728dSJulius Werner                  int endOnInput,         /* endOnOutputSize, endOnInputSize */
74027b728dSJulius Werner                  int partialDecoding,    /* full, partial */
75027b728dSJulius Werner                  int targetOutputSize,   /* only used if partialDecoding==partial */
76027b728dSJulius Werner                  int dict,               /* noDict, withPrefix64k, usingExtDict */
77027b728dSJulius Werner                  const BYTE* const lowPrefix,  /* == dest if dict == noDict */
78027b728dSJulius Werner                  const BYTE* const dictStart,  /* only if dict==usingExtDict */
79027b728dSJulius Werner                  const size_t dictSize         /* note : = 0 if noDict */
80027b728dSJulius Werner                  )
81027b728dSJulius Werner {
82027b728dSJulius Werner     /* Local Variables */
83027b728dSJulius Werner     const BYTE* ip = (const BYTE*) source;
84027b728dSJulius Werner     const BYTE* const iend = ip + inputSize;
85027b728dSJulius Werner 
86027b728dSJulius Werner     BYTE* op = (BYTE*) dest;
87027b728dSJulius Werner     BYTE* const oend = op + outputSize;
88027b728dSJulius Werner     BYTE* cpy;
89027b728dSJulius Werner     BYTE* oexit = op + targetOutputSize;
90027b728dSJulius Werner     const BYTE* const lowLimit = lowPrefix - dictSize;
91027b728dSJulius Werner 
92027b728dSJulius Werner     const BYTE* const dictEnd = (const BYTE*)dictStart + dictSize;
93027b728dSJulius Werner     const size_t dec32table[] = {4, 1, 2, 1, 4, 4, 4, 4};
94027b728dSJulius Werner     const size_t dec64table[] = {0, 0, 0, (size_t)-1, 0, 1, 2, 3};
95027b728dSJulius Werner 
96027b728dSJulius Werner     const int safeDecode = (endOnInput==endOnInputSize);
97027b728dSJulius Werner     const int checkOffset = ((safeDecode) && (dictSize < (int)(64 KB)));
98027b728dSJulius Werner 
99027b728dSJulius Werner 
100027b728dSJulius Werner     /* Special cases */
101027b728dSJulius Werner     if ((partialDecoding) && (oexit> oend-MFLIMIT)) oexit = oend-MFLIMIT;                         /* targetOutputSize too high => decode everything */
102027b728dSJulius Werner     if ((endOnInput) && (unlikely(outputSize==0))) return ((inputSize==1) && (*ip==0)) ? 0 : -1;  /* Empty output buffer */
103027b728dSJulius Werner     if ((!endOnInput) && (unlikely(outputSize==0))) return (*ip==0?1:-1);
104027b728dSJulius Werner 
105027b728dSJulius Werner 
106027b728dSJulius Werner     /* Main Loop */
107027b728dSJulius Werner     while (1)
108027b728dSJulius Werner     {
109027b728dSJulius Werner         unsigned token;
110027b728dSJulius Werner         size_t length;
111027b728dSJulius Werner         const BYTE* match;
112027b728dSJulius Werner 
113027b728dSJulius Werner         /* get literal length */
114027b728dSJulius Werner         token = *ip++;
115027b728dSJulius Werner         if ((length=(token>>ML_BITS)) == RUN_MASK)
116027b728dSJulius Werner         {
117027b728dSJulius Werner             unsigned s;
118027b728dSJulius Werner             do
119027b728dSJulius Werner             {
120027b728dSJulius Werner                 s = *ip++;
121027b728dSJulius Werner                 length += s;
122027b728dSJulius Werner             }
123027b728dSJulius Werner             while (likely((endOnInput)?ip<iend-RUN_MASK:1) && (s==255));
124027b728dSJulius Werner             if ((safeDecode) && unlikely((size_t)(op+length)<(size_t)(op))) goto _output_error;   /* overflow detection */
125027b728dSJulius Werner             if ((safeDecode) && unlikely((size_t)(ip+length)<(size_t)(ip))) goto _output_error;   /* overflow detection */
126027b728dSJulius Werner         }
127027b728dSJulius Werner 
128027b728dSJulius Werner         /* copy literals */
129027b728dSJulius Werner         cpy = op+length;
130027b728dSJulius Werner         if (((endOnInput) && ((cpy>(partialDecoding?oexit:oend-MFLIMIT)) || (ip+length>iend-(2+1+LASTLITERALS))) )
131027b728dSJulius Werner             || ((!endOnInput) && (cpy>oend-COPYLENGTH)))
132027b728dSJulius Werner         {
133027b728dSJulius Werner             if (partialDecoding)
134027b728dSJulius Werner             {
135027b728dSJulius Werner                 if (cpy > oend) goto _output_error;                           /* Error : write attempt beyond end of output buffer */
136027b728dSJulius Werner                 if ((endOnInput) && (ip+length > iend)) goto _output_error;   /* Error : read attempt beyond end of input buffer */
137027b728dSJulius Werner             }
138027b728dSJulius Werner             else
139027b728dSJulius Werner             {
140027b728dSJulius Werner                 if ((!endOnInput) && (cpy != oend)) goto _output_error;       /* Error : block decoding must stop exactly there */
141027b728dSJulius Werner                 if ((endOnInput) && ((ip+length != iend) || (cpy > oend))) goto _output_error;   /* Error : input must be consumed */
142027b728dSJulius Werner             }
143027b728dSJulius Werner             memcpy(op, ip, length);
144027b728dSJulius Werner             ip += length;
145027b728dSJulius Werner             op += length;
146027b728dSJulius Werner             break;     /* Necessarily EOF, due to parsing restrictions */
147027b728dSJulius Werner         }
148027b728dSJulius Werner         LZ4_wildCopy(op, ip, cpy);
149027b728dSJulius Werner         ip += length; op = cpy;
150027b728dSJulius Werner 
151027b728dSJulius Werner         /* get offset */
152027b728dSJulius Werner         match = cpy - LZ4_readLE16(ip); ip+=2;
153027b728dSJulius Werner         if ((checkOffset) && (unlikely(match < lowLimit))) goto _output_error;   /* Error : offset outside destination buffer */
154027b728dSJulius Werner 
155027b728dSJulius Werner         /* get matchlength */
156027b728dSJulius Werner         length = token & ML_MASK;
157027b728dSJulius Werner         if (length == ML_MASK)
158027b728dSJulius Werner         {
159027b728dSJulius Werner             unsigned s;
160027b728dSJulius Werner             do
161027b728dSJulius Werner             {
162027b728dSJulius Werner                 if ((endOnInput) && (ip > iend-LASTLITERALS)) goto _output_error;
163027b728dSJulius Werner                 s = *ip++;
164027b728dSJulius Werner                 length += s;
165027b728dSJulius Werner             } while (s==255);
166027b728dSJulius Werner             if ((safeDecode) && unlikely((size_t)(op+length)<(size_t)op)) goto _output_error;   /* overflow detection */
167027b728dSJulius Werner         }
168027b728dSJulius Werner         length += MINMATCH;
169027b728dSJulius Werner 
170027b728dSJulius Werner         /* check external dictionary */
171027b728dSJulius Werner         if ((dict==usingExtDict) && (match < lowPrefix))
172027b728dSJulius Werner         {
173027b728dSJulius Werner             if (unlikely(op+length > oend-LASTLITERALS)) goto _output_error;   /* doesn't respect parsing restriction */
174027b728dSJulius Werner 
175027b728dSJulius Werner             if (length <= (size_t)(lowPrefix-match))
176027b728dSJulius Werner             {
177027b728dSJulius Werner                 /* match can be copied as a single segment from external dictionary */
178027b728dSJulius Werner                 match = dictEnd - (lowPrefix-match);
179027b728dSJulius Werner                 memmove(op, match, length); op += length;
180027b728dSJulius Werner             }
181027b728dSJulius Werner             else
182027b728dSJulius Werner             {
183027b728dSJulius Werner                 /* match encompass external dictionary and current segment */
184027b728dSJulius Werner                 size_t copySize = (size_t)(lowPrefix-match);
185027b728dSJulius Werner                 memcpy(op, dictEnd - copySize, copySize);
186027b728dSJulius Werner                 op += copySize;
187027b728dSJulius Werner                 copySize = length - copySize;
188027b728dSJulius Werner                 if (copySize > (size_t)(op-lowPrefix))   /* overlap within current segment */
189027b728dSJulius Werner                 {
190027b728dSJulius Werner                     BYTE* const endOfMatch = op + copySize;
191027b728dSJulius Werner                     const BYTE* copyFrom = lowPrefix;
192027b728dSJulius Werner                     while (op < endOfMatch) *op++ = *copyFrom++;
193027b728dSJulius Werner                 }
194027b728dSJulius Werner                 else
195027b728dSJulius Werner                 {
196027b728dSJulius Werner                     memcpy(op, lowPrefix, copySize);
197027b728dSJulius Werner                     op += copySize;
198027b728dSJulius Werner                 }
199027b728dSJulius Werner             }
200027b728dSJulius Werner             continue;
201027b728dSJulius Werner         }
202027b728dSJulius Werner 
203027b728dSJulius Werner         /* copy repeated sequence */
204027b728dSJulius Werner         cpy = op + length;
205027b728dSJulius Werner         if (unlikely((op-match)<8))
206027b728dSJulius Werner         {
207027b728dSJulius Werner             const size_t dec64 = dec64table[op-match];
208027b728dSJulius Werner             op[0] = match[0];
209027b728dSJulius Werner             op[1] = match[1];
210027b728dSJulius Werner             op[2] = match[2];
211027b728dSJulius Werner             op[3] = match[3];
212027b728dSJulius Werner             match += dec32table[op-match];
213027b728dSJulius Werner             LZ4_copy4(op+4, match);
214027b728dSJulius Werner             op += 8; match -= dec64;
215027b728dSJulius Werner         } else { LZ4_copy8(op, match); op+=8; match+=8; }
216027b728dSJulius Werner 
217027b728dSJulius Werner         if (unlikely(cpy>oend-12))
218027b728dSJulius Werner         {
219027b728dSJulius Werner             if (cpy > oend-LASTLITERALS) goto _output_error;    /* Error : last LASTLITERALS bytes must be literals */
220027b728dSJulius Werner             if (op < oend-8)
221027b728dSJulius Werner             {
222027b728dSJulius Werner                 LZ4_wildCopy(op, match, oend-8);
223027b728dSJulius Werner                 match += (oend-8) - op;
224027b728dSJulius Werner                 op = oend-8;
225027b728dSJulius Werner             }
226027b728dSJulius Werner             while (op<cpy) *op++ = *match++;
227027b728dSJulius Werner         }
228027b728dSJulius Werner         else
229027b728dSJulius Werner             LZ4_wildCopy(op, match, cpy);
230027b728dSJulius Werner         op=cpy;   /* correction */
231027b728dSJulius Werner     }
232027b728dSJulius Werner 
233027b728dSJulius Werner     /* end of decoding */
234027b728dSJulius Werner     if (endOnInput)
235027b728dSJulius Werner        return (int) (((char*)op)-dest);     /* Nb of output bytes decoded */
236027b728dSJulius Werner     else
237027b728dSJulius Werner        return (int) (((const char*)ip)-source);   /* Nb of input bytes read */
238027b728dSJulius Werner 
239027b728dSJulius Werner     /* Overflow error detected */
240027b728dSJulius Werner _output_error:
241027b728dSJulius Werner     return (int) (-(((const char*)ip)-source))-1;
242027b728dSJulius Werner }
243