gzip: code shrink
[oweals/busybox.git] / archival / gzip.c
1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
2 /*
3  * Gzip implementation for busybox
4  *
5  * Based on GNU gzip Copyright (C) 1992-1993 Jean-loup Gailly.
6  *
7  * Originally adjusted for busybox by Charles P. Wright <cpw@unix.asb.com>
8  * "this is a stripped down version of gzip I put into busybox, it does
9  * only standard in to standard out with -9 compression.  It also requires
10  * the zcat module for some important functions."
11  *
12  * Adjusted further by Erik Andersen <andersen@codepoet.org> to support
13  * files as well as stdin/stdout, and to generally behave itself wrt
14  * command line handling.
15  *
16  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
17  */
18 /* TODO: full support for -v for DESKTOP
19  * "/usr/bin/gzip -v a bogus aa" should say:
20 a:       85.1% -- replaced with a.gz
21 gzip: bogus: No such file or directory
22 aa:      85.1% -- replaced with aa.gz
23 */
24 //config:config GZIP
25 //config:       bool "gzip (19 kb)"
26 //config:       default y
27 //config:       help
28 //config:       gzip is used to compress files.
29 //config:       It's probably the most widely used UNIX compression program.
30 //config:
31 //config:config FEATURE_GZIP_LONG_OPTIONS
32 //config:       bool "Enable long options"
33 //config:       default y
34 //config:       depends on GZIP && LONG_OPTS
35 //config:
36 //config:config GZIP_FAST
37 //config:       int "Trade memory for speed (0:small,slow - 2:fast,big)"
38 //config:       default 0
39 //config:       range 0 2
40 //config:       depends on GZIP
41 //config:       help
42 //config:       Enable big memory options for gzip.
43 //config:       0: small buffers, small hash-tables
44 //config:       1: larger buffers, larger hash-tables
45 //config:       2: larger buffers, largest hash-tables
46 //config:       Larger models may give slightly better compression
47 //config:
48 //config:config FEATURE_GZIP_LEVELS
49 //config:       bool "Enable compression levels"
50 //config:       default n
51 //config:       depends on GZIP
52 //config:       help
53 //config:       Enable support for compression levels 4-9. The default level
54 //config:       is 6. If levels 1-3 are specified, 4 is used.
55 //config:       If this option is not selected, -N options are ignored and -9
56 //config:       is used.
57 //config:
58 //config:config FEATURE_GZIP_DECOMPRESS
59 //config:       bool "Enable decompression"
60 //config:       default y
61 //config:       depends on GZIP || GUNZIP || ZCAT
62 //config:       help
63 //config:       Enable -d (--decompress) and -t (--test) options for gzip.
64 //config:       This will be automatically selected if gunzip or zcat is
65 //config:       enabled.
66
67 //applet:IF_GZIP(APPLET(gzip, BB_DIR_BIN, BB_SUID_DROP))
68
69 //kbuild:lib-$(CONFIG_GZIP) += gzip.o
70
71 //usage:#define gzip_trivial_usage
72 //usage:       "[-cfk" IF_FEATURE_GZIP_DECOMPRESS("dt") IF_FEATURE_GZIP_LEVELS("123456789") "] [FILE]..."
73 //usage:#define gzip_full_usage "\n\n"
74 //usage:       "Compress FILEs (or stdin)\n"
75 //usage:        IF_FEATURE_GZIP_LEVELS(
76 //usage:     "\n        -1..9   Compression level"
77 //usage:        )
78 //usage:        IF_FEATURE_GZIP_DECOMPRESS(
79 //usage:     "\n        -d      Decompress"
80 //usage:     "\n        -t      Test file integrity"
81 //usage:        )
82 //usage:     "\n        -c      Write to stdout"
83 //usage:     "\n        -f      Force"
84 //usage:     "\n        -k      Keep input files"
85 //usage:
86 //usage:#define gzip_example_usage
87 //usage:       "$ ls -la /tmp/busybox*\n"
88 //usage:       "-rw-rw-r--    1 andersen andersen  1761280 Apr 14 17:47 /tmp/busybox.tar\n"
89 //usage:       "$ gzip /tmp/busybox.tar\n"
90 //usage:       "$ ls -la /tmp/busybox*\n"
91 //usage:       "-rw-rw-r--    1 andersen andersen   554058 Apr 14 17:49 /tmp/busybox.tar.gz\n"
92
93 #include "libbb.h"
94 #include "bb_archive.h"
95
96
97 /* ===========================================================================
98  */
99 //#define DEBUG 1
100 /* Diagnostic functions */
101 #ifdef DEBUG
102 static int verbose;
103 #  define Assert(cond,msg) { if (!(cond)) bb_error_msg(msg); }
104 #  define Trace(x) fprintf x
105 #  define Tracev(x) {if (verbose) fprintf x; }
106 #  define Tracevv(x) {if (verbose > 1) fprintf x; }
107 #  define Tracec(c,x) {if (verbose && (c)) fprintf x; }
108 #  define Tracecv(c,x) {if (verbose > 1 && (c)) fprintf x; }
109 #else
110 #  define Assert(cond,msg)
111 #  define Trace(x)
112 #  define Tracev(x)
113 #  define Tracevv(x)
114 #  define Tracec(c,x)
115 #  define Tracecv(c,x)
116 #endif
117
118
119 /* ===========================================================================
120  */
121 #if   CONFIG_GZIP_FAST == 0
122 # define SMALL_MEM
123 #elif CONFIG_GZIP_FAST == 1
124 # define MEDIUM_MEM
125 #elif CONFIG_GZIP_FAST == 2
126 # define BIG_MEM
127 #else
128 # error "Invalid CONFIG_GZIP_FAST value"
129 #endif
130
131 #ifndef INBUFSIZ
132 #  ifdef SMALL_MEM
133 #    define INBUFSIZ  0x2000    /* input buffer size */
134 #  else
135 #    define INBUFSIZ  0x8000    /* input buffer size */
136 #  endif
137 #endif
138
139 #ifndef OUTBUFSIZ
140 #  ifdef SMALL_MEM
141 #    define OUTBUFSIZ   8192    /* output buffer size */
142 #  else
143 #    define OUTBUFSIZ  16384    /* output buffer size */
144 #  endif
145 #endif
146
147 #ifndef DIST_BUFSIZE
148 #  ifdef SMALL_MEM
149 #    define DIST_BUFSIZE 0x2000 /* buffer for distances, see trees.c */
150 #  else
151 #    define DIST_BUFSIZE 0x8000 /* buffer for distances, see trees.c */
152 #  endif
153 #endif
154
155 /* gzip flag byte */
156 #define ASCII_FLAG   0x01       /* bit 0 set: file probably ascii text */
157 #define CONTINUATION 0x02       /* bit 1 set: continuation of multi-part gzip file */
158 #define EXTRA_FIELD  0x04       /* bit 2 set: extra field present */
159 #define ORIG_NAME    0x08       /* bit 3 set: original file name present */
160 #define COMMENT      0x10       /* bit 4 set: file comment present */
161 #define RESERVED     0xC0       /* bit 6,7:   reserved */
162
163 /* internal file attribute */
164 #define UNKNOWN 0xffff
165 #define BINARY  0
166 #define ASCII   1
167
168 #ifndef WSIZE
169 #  define WSIZE 0x8000  /* window size--must be a power of two, and */
170 #endif                  /*  at least 32K for zip's deflate method */
171
172 #define MIN_MATCH  3
173 #define MAX_MATCH  258
174 /* The minimum and maximum match lengths */
175
176 #define MIN_LOOKAHEAD (MAX_MATCH+MIN_MATCH+1)
177 /* Minimum amount of lookahead, except at the end of the input file.
178  * See deflate.c for comments about the MIN_MATCH+1.
179  */
180
181 #define MAX_DIST  (WSIZE-MIN_LOOKAHEAD)
182 /* In order to simplify the code, particularly on 16 bit machines, match
183  * distances are limited to MAX_DIST instead of WSIZE.
184  */
185
186 #ifndef MAX_PATH_LEN
187 #  define MAX_PATH_LEN   1024   /* max pathname length */
188 #endif
189
190 #define seekable()    0 /* force sequential output */
191 #define translate_eol 0 /* no option -a yet */
192
193 #ifndef BITS
194 #  define BITS 16
195 #endif
196 #define INIT_BITS 9             /* Initial number of bits per code */
197
198 #define BIT_MASK    0x1f        /* Mask for 'number of compression bits' */
199 /* Mask 0x20 is reserved to mean a fourth header byte, and 0x40 is free.
200  * It's a pity that old uncompress does not check bit 0x20. That makes
201  * extension of the format actually undesirable because old compress
202  * would just crash on the new format instead of giving a meaningful
203  * error message. It does check the number of bits, but it's more
204  * helpful to say "unsupported format, get a new version" than
205  * "can only handle 16 bits".
206  */
207
208 #ifdef MAX_EXT_CHARS
209 #  define MAX_SUFFIX  MAX_EXT_CHARS
210 #else
211 #  define MAX_SUFFIX  30
212 #endif
213
214
215 /* ===========================================================================
216  * Compile with MEDIUM_MEM to reduce the memory requirements or
217  * with SMALL_MEM to use as little memory as possible. Use BIG_MEM if the
218  * entire input file can be held in memory (not possible on 16 bit systems).
219  * Warning: defining these symbols affects HASH_BITS (see below) and thus
220  * affects the compression ratio. The compressed output
221  * is still correct, and might even be smaller in some cases.
222  */
223
224 #ifdef SMALL_MEM
225 #   define HASH_BITS  13        /* Number of bits used to hash strings */
226 #endif
227 #ifdef MEDIUM_MEM
228 #   define HASH_BITS  14
229 #endif
230 #ifndef HASH_BITS
231 #   define HASH_BITS  15
232    /* For portability to 16 bit machines, do not use values above 15. */
233 #endif
234
235 #define HASH_SIZE (unsigned)(1<<HASH_BITS)
236 #define HASH_MASK (HASH_SIZE-1)
237 #define WMASK     (WSIZE-1)
238 /* HASH_SIZE and WSIZE must be powers of two */
239 #ifndef TOO_FAR
240 #  define TOO_FAR 4096
241 #endif
242 /* Matches of length 3 are discarded if their distance exceeds TOO_FAR */
243
244
245 /* ===========================================================================
246  * These types are not really 'char', 'short' and 'long'
247  */
248 typedef uint8_t uch;
249 typedef uint16_t ush;
250 typedef uint32_t ulg;
251 typedef int32_t lng;
252
253 typedef ush Pos;
254 typedef unsigned IPos;
255 /* A Pos is an index in the character window. We use short instead of int to
256  * save space in the various tables. IPos is used only for parameter passing.
257  */
258
259 enum {
260         WINDOW_SIZE = 2 * WSIZE,
261 /* window size, 2*WSIZE except for MMAP or BIG_MEM, where it is the
262  * input file length plus MIN_LOOKAHEAD.
263  */
264
265 #if !ENABLE_FEATURE_GZIP_LEVELS
266
267         max_chain_length = 4096,
268 /* To speed up deflation, hash chains are never searched beyond this length.
269  * A higher limit improves compression ratio but degrades the speed.
270  */
271
272         max_lazy_match = 258,
273 /* Attempt to find a better match only when the current match is strictly
274  * smaller than this value. This mechanism is used only for compression
275  * levels >= 4.
276  */
277
278         max_insert_length = max_lazy_match,
279 /* Insert new strings in the hash table only if the match length
280  * is not greater than this length. This saves time but degrades compression.
281  * max_insert_length is used only for compression levels <= 3.
282  */
283
284         good_match = 32,
285 /* Use a faster search when the previous match is longer than this */
286
287 /* Values for max_lazy_match, good_match and max_chain_length, depending on
288  * the desired pack level (0..9). The values given below have been tuned to
289  * exclude worst case performance for pathological files. Better values may be
290  * found for specific files.
291  */
292
293         nice_match = 258,       /* Stop searching when current match exceeds this */
294 /* Note: the deflate() code requires max_lazy >= MIN_MATCH and max_chain >= 4
295  * For deflate_fast() (levels <= 3) good is ignored and lazy has a different
296  * meaning.
297  */
298 #endif /* ENABLE_FEATURE_GZIP_LEVELS */
299 };
300
301
302 struct globals {
303 /* =========================================================================== */
304 /* global buffers, allocated once */
305
306 #define DECLARE(type, array, size) \
307         type * array
308 #define ALLOC(type, array, size) \
309         array = xzalloc((size_t)(((size)+1L)/2) * 2*sizeof(type))
310 #define FREE(array) \
311         do { free(array); array = NULL; } while (0)
312
313         /* buffer for literals or lengths */
314         /* DECLARE(uch, l_buf, LIT_BUFSIZE); */
315         DECLARE(uch, l_buf, INBUFSIZ);
316
317         DECLARE(ush, d_buf, DIST_BUFSIZE);
318         DECLARE(uch, outbuf, OUTBUFSIZ);
319
320 /* Sliding window. Input bytes are read into the second half of the window,
321  * and move to the first half later to keep a dictionary of at least WSIZE
322  * bytes. With this organization, matches are limited to a distance of
323  * WSIZE-MAX_MATCH bytes, but this ensures that IO is always
324  * performed with a length multiple of the block size. Also, it limits
325  * the window size to 64K, which is quite useful on MSDOS.
326  * To do: limit the window size to WSIZE+BSZ if SMALL_MEM (the code would
327  * be less efficient).
328  */
329         DECLARE(uch, window, 2L * WSIZE);
330
331 /* Link to older string with same hash index. To limit the size of this
332  * array to 64K, this link is maintained only for the last 32K strings.
333  * An index in this array is thus a window index modulo 32K.
334  */
335         /* DECLARE(Pos, prev, WSIZE); */
336         DECLARE(ush, prev, 1L << BITS);
337
338 /* Heads of the hash chains or 0. */
339         /* DECLARE(Pos, head, 1<<HASH_BITS); */
340 #define head (G1.prev + WSIZE) /* hash head (see deflate.c) */
341
342 /* =========================================================================== */
343 /* all members below are zeroed out in pack_gzip() for each next file */
344
345         uint32_t crc;   /* shift register contents */
346         /*uint32_t *crc_32_tab;*/
347
348 #if ENABLE_FEATURE_GZIP_LEVELS
349         unsigned max_chain_length;
350         unsigned max_lazy_match;
351         unsigned good_match;
352         unsigned nice_match;
353 #define max_chain_length (G1.max_chain_length)
354 #define max_lazy_match   (G1.max_lazy_match)
355 #define good_match       (G1.good_match)
356 #define nice_match       (G1.nice_match)
357 #endif
358
359 /* window position at the beginning of the current output block. Gets
360  * negative when the window is moved backwards.
361  */
362         lng block_start;
363
364         unsigned ins_h; /* hash index of string to be inserted */
365
366 /* Number of bits by which ins_h and del_h must be shifted at each
367  * input step. It must be such that after MIN_MATCH steps, the oldest
368  * byte no longer takes part in the hash key, that is:
369  * H_SHIFT * MIN_MATCH >= HASH_BITS
370  */
371 #define H_SHIFT  ((HASH_BITS+MIN_MATCH-1) / MIN_MATCH)
372
373 /* Length of the best match at previous step. Matches not greater than this
374  * are discarded. This is used in the lazy match evaluation.
375  */
376         unsigned prev_length;
377
378         unsigned strstart;      /* start of string to insert */
379         unsigned match_start;   /* start of matching string */
380         unsigned lookahead;     /* number of valid bytes ahead in window */
381
382 /* number of input bytes */
383         ulg isize;              /* only 32 bits stored in .gz file */
384
385 /* bbox always use stdin/stdout */
386 #define ifd STDIN_FILENO        /* input file descriptor */
387 #define ofd STDOUT_FILENO       /* output file descriptor */
388
389 #ifdef DEBUG
390         unsigned insize;        /* valid bytes in l_buf */
391 #endif
392         unsigned outcnt;        /* bytes in output buffer */
393         smallint eofile;        /* flag set at end of input file */
394
395 /* ===========================================================================
396  * Local data used by the "bit string" routines.
397  */
398
399 /* Output buffer. bits are inserted starting at the bottom (least significant
400  * bits).
401  */
402         unsigned bi_buf;        /* was unsigned short */
403
404 #undef BUF_SIZE
405 #define BUF_SIZE (int)(8 * sizeof(G1.bi_buf))
406
407 /* Number of bits used within bi_buf. (bi_buf might be implemented on
408  * more than 16 bits on some systems.)
409  */
410         unsigned bi_valid;
411
412 #ifdef DEBUG
413         ulg bits_sent;  /* bit length of the compressed data */
414 #endif
415 };
416
417 #define G1 (*(ptr_to_globals - 1))
418
419
420 /* ===========================================================================
421  * Write the output buffer outbuf[0..outcnt-1] and update bytes_out.
422  * (used for the compressed data only)
423  */
424 static void flush_outbuf(void)
425 {
426         if (G1.outcnt == 0)
427                 return;
428
429         xwrite(ofd, (char *) G1.outbuf, G1.outcnt);
430         G1.outcnt = 0;
431 }
432
433
434 /* ===========================================================================
435  */
436 /* put_8bit is used for the compressed output */
437 #define put_8bit(c) \
438 do { \
439         G1.outbuf[G1.outcnt++] = (c); \
440         if (G1.outcnt == OUTBUFSIZ) \
441                 flush_outbuf(); \
442 } while (0)
443
444 /* Output a 16 bit value, lsb first */
445 static void put_16bit(ush w)
446 {
447         /* GCC 4.2.1 won't optimize out redundant loads of G1.outcnt
448          * (probably because of fear of aliasing with G1.outbuf[]
449          * stores), do it explicitly:
450          */
451         unsigned outcnt = G1.outcnt;
452         uch *dst = &G1.outbuf[outcnt];
453
454 #if BB_UNALIGNED_MEMACCESS_OK && BB_LITTLE_ENDIAN
455         if (outcnt < OUTBUFSIZ-2) {
456                 /* Common case */
457                 ush *dst16 = (void*) dst;
458                 *dst16 = w; /* unaligned LSB 16-bit store */
459                 G1.outcnt = outcnt + 2;
460                 return;
461         }
462         *dst = (uch)w;
463         w >>= 8;
464         G1.outcnt = ++outcnt;
465 #else
466         *dst = (uch)w;
467         w >>= 8;
468         if (outcnt < OUTBUFSIZ-2) {
469                 /* Common case */
470                 dst[1] = w;
471                 G1.outcnt = outcnt + 2;
472                 return;
473         }
474         G1.outcnt = ++outcnt;
475 #endif
476
477         /* Slowpath: we will need to do flush_outbuf() */
478         if (outcnt == OUTBUFSIZ)
479                 flush_outbuf(); /* here */
480         put_8bit(w); /* or here */
481 }
482
483 #define OPTIMIZED_PUT_32BIT (CONFIG_GZIP_FAST > 0 && BB_UNALIGNED_MEMACCESS_OK && BB_LITTLE_ENDIAN)
484 static void put_32bit(ulg n)
485 {
486 #if OPTIMIZED_PUT_32BIT
487         unsigned outcnt = G1.outcnt;
488         if (outcnt < OUTBUFSIZ-4) {
489                 /* Common case */
490                 ulg *dst32 = (void*) &G1.outbuf[outcnt];
491                 *dst32 = n; /* unaligned LSB 32-bit store */
492                 G1.outcnt = outcnt + 4;
493                 return;
494         }
495 #endif
496         put_16bit(n);
497         put_16bit(n >> 16);
498 }
499
500 /* ===========================================================================
501  * Run a set of bytes through the crc shift register.  If s is a NULL
502  * pointer, then initialize the crc shift register contents instead.
503  * Return the current crc in either case.
504  */
505 static void updcrc(uch * s, unsigned n)
506 {
507         G1.crc = crc32_block_endian0(G1.crc, s, n, global_crc32_table /*G1.crc_32_tab*/);
508 }
509
510
511 /* ===========================================================================
512  * Read a new buffer from the current input file, perform end-of-line
513  * translation, and update the crc and input file size.
514  * IN assertion: size >= 2 (for end-of-line translation)
515  */
516 static unsigned file_read(void *buf, unsigned size)
517 {
518         unsigned len;
519
520         Assert(G1.insize == 0, "l_buf not empty");
521
522         len = safe_read(ifd, buf, size);
523         if (len == (unsigned)(-1) || len == 0)
524                 return len;
525
526         updcrc(buf, len);
527         G1.isize += len;
528         return len;
529 }
530
531
532 /* ===========================================================================
533  * Send a value on a given number of bits.
534  * IN assertion: length <= 16 and value fits in length bits.
535  */
536 static void send_bits(unsigned value, unsigned length)
537 {
538         unsigned new_buf;
539
540 #ifdef DEBUG
541         Tracev((stderr, " l %2d v %4x ", length, value));
542         Assert(length > 0 && length <= 15, "invalid length");
543         G1.bits_sent += length;
544 #endif
545         BUILD_BUG_ON(BUF_SIZE != 32 && BUF_SIZE != 16);
546
547         new_buf = G1.bi_buf | (value << G1.bi_valid);
548         /* NB: the above may sometimes do "<< 32" shift (undefined)
549          * if check below is changed to "length > BUF_SIZE" instead of >= */
550         length += G1.bi_valid;
551
552         /* If bi_buf is full */
553         if (length >= BUF_SIZE) {
554                 /* ...use (valid) bits from bi_buf and
555                  * (BUF_SIZE - bi_valid) bits from value,
556                  *  leaving (width - (BUF_SIZE-bi_valid)) unused bits in value.
557                  */
558                 value >>= (BUF_SIZE - G1.bi_valid);
559                 if (BUF_SIZE == 32) {
560                         put_32bit(new_buf);
561                 } else { /* 16 */
562                         put_16bit(new_buf);
563                 }
564                 new_buf = value;
565                 length -= BUF_SIZE;
566         }
567         G1.bi_buf = new_buf;
568         G1.bi_valid = length;
569 }
570
571
572 /* ===========================================================================
573  * Reverse the first len bits of a code, using straightforward code (a faster
574  * method would use a table)
575  * IN assertion: 1 <= len <= 15
576  */
577 static unsigned bi_reverse(unsigned code, int len)
578 {
579         unsigned res = 0;
580
581         while (1) {
582                 res |= code & 1;
583                 if (--len <= 0) return res;
584                 code >>= 1;
585                 res <<= 1;
586         }
587 }
588
589
590 /* ===========================================================================
591  * Write out any remaining bits in an incomplete byte.
592  */
593 static void bi_windup(void)
594 {
595         unsigned bits = G1.bi_buf;
596         int cnt = G1.bi_valid;
597
598         while (cnt > 0) {
599                 put_8bit(bits);
600                 bits >>= 8;
601                 cnt -= 8;
602         }
603         G1.bi_buf = 0;
604         G1.bi_valid = 0;
605 #ifdef DEBUG
606         G1.bits_sent = (G1.bits_sent + 7) & ~7;
607 #endif
608 }
609
610
611 /* ===========================================================================
612  * Copy a stored block to the zip file, storing first the length and its
613  * one's complement if requested.
614  */
615 static void copy_block(char *buf, unsigned len, int header)
616 {
617         bi_windup();            /* align on byte boundary */
618
619         if (header) {
620                 unsigned v = ((uint16_t)len) | ((~len) << 16);
621                 put_32bit(v);
622 #ifdef DEBUG
623                 G1.bits_sent += 2 * 16;
624 #endif
625         }
626 #ifdef DEBUG
627         G1.bits_sent += (ulg) len << 3;
628 #endif
629         while (len--) {
630                 put_8bit(*buf++);
631         }
632 }
633
634
635 /* ===========================================================================
636  * Fill the window when the lookahead becomes insufficient.
637  * Updates strstart and lookahead, and sets eofile if end of input file.
638  * IN assertion: lookahead < MIN_LOOKAHEAD && strstart + lookahead > 0
639  * OUT assertions: at least one byte has been read, or eofile is set;
640  *    file reads are performed for at least two bytes (required for the
641  *    translate_eol option).
642  */
643 static void fill_window(void)
644 {
645         unsigned n, m;
646         unsigned more = WINDOW_SIZE - G1.lookahead - G1.strstart;
647         /* Amount of free space at the end of the window. */
648
649         /* If the window is almost full and there is insufficient lookahead,
650          * move the upper half to the lower one to make room in the upper half.
651          */
652         if (more == (unsigned) -1) {
653                 /* Very unlikely, but possible on 16 bit machine if strstart == 0
654                  * and lookahead == 1 (input done one byte at time)
655                  */
656                 more--;
657         } else if (G1.strstart >= WSIZE + MAX_DIST) {
658                 /* By the IN assertion, the window is not empty so we can't confuse
659                  * more == 0 with more == 64K on a 16 bit machine.
660                  */
661                 Assert(WINDOW_SIZE == 2 * WSIZE, "no sliding with BIG_MEM");
662
663                 memcpy(G1.window, G1.window + WSIZE, WSIZE);
664                 G1.match_start -= WSIZE;
665                 G1.strstart -= WSIZE;   /* we now have strstart >= MAX_DIST: */
666
667                 G1.block_start -= WSIZE;
668
669                 for (n = 0; n < HASH_SIZE; n++) {
670                         m = head[n];
671                         head[n] = (Pos) (m >= WSIZE ? m - WSIZE : 0);
672                 }
673                 for (n = 0; n < WSIZE; n++) {
674                         m = G1.prev[n];
675                         G1.prev[n] = (Pos) (m >= WSIZE ? m - WSIZE : 0);
676                         /* If n is not on any hash chain, prev[n] is garbage but
677                          * its value will never be used.
678                          */
679                 }
680                 more += WSIZE;
681         }
682         /* At this point, more >= 2 */
683         if (!G1.eofile) {
684                 n = file_read(G1.window + G1.strstart + G1.lookahead, more);
685                 if (n == 0 || n == (unsigned) -1) {
686                         G1.eofile = 1;
687                 } else {
688                         G1.lookahead += n;
689                 }
690         }
691 }
692 /* Both users fill window with the same loop: */
693 static void fill_window_if_needed(void)
694 {
695         while (G1.lookahead < MIN_LOOKAHEAD && !G1.eofile)
696                 fill_window();
697 }
698
699
700 /* ===========================================================================
701  * Set match_start to the longest match starting at the given string and
702  * return its length. Matches shorter or equal to prev_length are discarded,
703  * in which case the result is equal to prev_length and match_start is
704  * garbage.
705  * IN assertions: cur_match is the head of the hash chain for the current
706  *   string (strstart) and its distance is <= MAX_DIST, and prev_length >= 1
707  */
708
709 /* For MSDOS, OS/2 and 386 Unix, an optimized version is in match.asm or
710  * match.s. The code is functionally equivalent, so you can use the C version
711  * if desired.
712  */
713 static int longest_match(IPos cur_match)
714 {
715         unsigned chain_length = max_chain_length;       /* max hash chain length */
716         uch *scan = G1.window + G1.strstart;    /* current string */
717         uch *match;     /* matched string */
718         int len;        /* length of current match */
719         int best_len = G1.prev_length;  /* best match length so far */
720         IPos limit = G1.strstart > (IPos) MAX_DIST ? G1.strstart - (IPos) MAX_DIST : 0;
721         /* Stop when cur_match becomes <= limit. To simplify the code,
722          * we prevent matches with the string of window index 0.
723          */
724
725 /* The code is optimized for HASH_BITS >= 8 and MAX_MATCH-2 multiple of 16.
726  * It is easy to get rid of this optimization if necessary.
727  */
728 #if HASH_BITS < 8 || MAX_MATCH != 258
729 #  error Code too clever
730 #endif
731         uch *strend = G1.window + G1.strstart + MAX_MATCH;
732         uch scan_end1 = scan[best_len - 1];
733         uch scan_end = scan[best_len];
734
735         /* Do not waste too much time if we already have a good match: */
736         if (G1.prev_length >= good_match) {
737                 chain_length >>= 2;
738         }
739         Assert(G1.strstart <= WINDOW_SIZE - MIN_LOOKAHEAD, "insufficient lookahead");
740
741         do {
742                 Assert(cur_match < G1.strstart, "no future");
743                 match = G1.window + cur_match;
744
745                 /* Skip to next match if the match length cannot increase
746                  * or if the match length is less than 2:
747                  */
748                 if (match[best_len] != scan_end
749                  || match[best_len - 1] != scan_end1
750                  || *match != *scan || *++match != scan[1]
751                 ) {
752                         continue;
753                 }
754
755                 /* The check at best_len-1 can be removed because it will be made
756                  * again later. (This heuristic is not always a win.)
757                  * It is not necessary to compare scan[2] and match[2] since they
758                  * are always equal when the other bytes match, given that
759                  * the hash keys are equal and that HASH_BITS >= 8.
760                  */
761                 scan += 2, match++;
762
763                 /* We check for insufficient lookahead only every 8th comparison;
764                  * the 256th check will be made at strstart+258.
765                  */
766                 do {
767                 } while (*++scan == *++match && *++scan == *++match &&
768                                  *++scan == *++match && *++scan == *++match &&
769                                  *++scan == *++match && *++scan == *++match &&
770                                  *++scan == *++match && *++scan == *++match && scan < strend);
771
772                 len = MAX_MATCH - (int) (strend - scan);
773                 scan = strend - MAX_MATCH;
774
775                 if (len > best_len) {
776                         G1.match_start = cur_match;
777                         best_len = len;
778                         if (len >= nice_match)
779                                 break;
780                         scan_end1 = scan[best_len - 1];
781                         scan_end = scan[best_len];
782                 }
783         } while ((cur_match = G1.prev[cur_match & WMASK]) > limit
784                          && --chain_length != 0);
785
786         return best_len;
787 }
788
789
790 #ifdef DEBUG
791 /* ===========================================================================
792  * Check that the match at match_start is indeed a match.
793  */
794 static void check_match(IPos start, IPos match, int length)
795 {
796         /* check that the match is indeed a match */
797         if (memcmp(G1.window + match, G1.window + start, length) != 0) {
798                 bb_error_msg(" start %d, match %d, length %d", start, match, length);
799                 bb_error_msg("invalid match");
800         }
801         if (verbose > 1) {
802                 bb_error_msg("\\[%d,%d]", start - match, length);
803                 do {
804                         bb_putchar_stderr(G1.window[start++]);
805                 } while (--length != 0);
806         }
807 }
808 #else
809 #  define check_match(start, match, length) ((void)0)
810 #endif
811
812
813 /* trees.c -- output deflated data using Huffman coding
814  * Copyright (C) 1992-1993 Jean-loup Gailly
815  * This is free software; you can redistribute it and/or modify it under the
816  * terms of the GNU General Public License, see the file COPYING.
817  */
818
819 /*  PURPOSE
820  *      Encode various sets of source values using variable-length
821  *      binary code trees.
822  *
823  *  DISCUSSION
824  *      The PKZIP "deflation" process uses several Huffman trees. The more
825  *      common source values are represented by shorter bit sequences.
826  *
827  *      Each code tree is stored in the ZIP file in a compressed form
828  *      which is itself a Huffman encoding of the lengths of
829  *      all the code strings (in ascending order by source values).
830  *      The actual code strings are reconstructed from the lengths in
831  *      the UNZIP process, as described in the "application note"
832  *      (APPNOTE.TXT) distributed as part of PKWARE's PKZIP program.
833  *
834  *  REFERENCES
835  *      Lynch, Thomas J.
836  *          Data Compression:  Techniques and Applications, pp. 53-55.
837  *          Lifetime Learning Publications, 1985.  ISBN 0-534-03418-7.
838  *
839  *      Storer, James A.
840  *          Data Compression:  Methods and Theory, pp. 49-50.
841  *          Computer Science Press, 1988.  ISBN 0-7167-8156-5.
842  *
843  *      Sedgewick, R.
844  *          Algorithms, p290.
845  *          Addison-Wesley, 1983. ISBN 0-201-06672-6.
846  *
847  *  INTERFACE
848  *      void ct_init()
849  *          Allocate the match buffer, initialize the various tables [and save
850  *          the location of the internal file attribute (ascii/binary) and
851  *          method (DEFLATE/STORE) -- deleted in bbox]
852  *
853  *      void ct_tally(int dist, int lc);
854  *          Save the match info and tally the frequency counts.
855  *
856  *      ulg flush_block(char *buf, ulg stored_len, int eof)
857  *          Determine the best encoding for the current block: dynamic trees,
858  *          static trees or store, and output the encoded block to the zip
859  *          file. Returns the total compressed length for the file so far.
860  */
861
862 #define MAX_BITS 15
863 /* All codes must not exceed MAX_BITS bits */
864
865 #define MAX_BL_BITS 7
866 /* Bit length codes must not exceed MAX_BL_BITS bits */
867
868 #define LENGTH_CODES 29
869 /* number of length codes, not counting the special END_BLOCK code */
870
871 #define LITERALS  256
872 /* number of literal bytes 0..255 */
873
874 #define END_BLOCK 256
875 /* end of block literal code */
876
877 #define L_CODES (LITERALS+1+LENGTH_CODES)
878 /* number of Literal or Length codes, including the END_BLOCK code */
879
880 #define D_CODES   30
881 /* number of distance codes */
882
883 #define BL_CODES  19
884 /* number of codes used to transfer the bit lengths */
885
886 /* extra bits for each length code */
887 static const uint8_t extra_lbits[LENGTH_CODES] ALIGN1 = {
888         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4,
889         4, 4, 5, 5, 5, 5, 0
890 };
891
892 /* extra bits for each distance code */
893 static const uint8_t extra_dbits[D_CODES] ALIGN1 = {
894         0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9,
895         10, 10, 11, 11, 12, 12, 13, 13
896 };
897
898 /* extra bits for each bit length code */
899 static const uint8_t extra_blbits[BL_CODES] ALIGN1 = {
900         0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 3, 7 };
901
902 /* number of codes at each bit length for an optimal tree */
903 static const uint8_t bl_order[BL_CODES] ALIGN1 = {
904         16, 17, 18, 0, 8, 7, 9, 6, 10, 5, 11, 4, 12, 3, 13, 2, 14, 1, 15 };
905
906 #define STORED_BLOCK 0
907 #define STATIC_TREES 1
908 #define DYN_TREES    2
909 /* The three kinds of block type */
910
911 #ifndef LIT_BUFSIZE
912 #  ifdef SMALL_MEM
913 #    define LIT_BUFSIZE  0x2000
914 #  else
915 #  ifdef MEDIUM_MEM
916 #    define LIT_BUFSIZE  0x4000
917 #  else
918 #    define LIT_BUFSIZE  0x8000
919 #  endif
920 #  endif
921 #endif
922 #ifndef DIST_BUFSIZE
923 #  define DIST_BUFSIZE  LIT_BUFSIZE
924 #endif
925 /* Sizes of match buffers for literals/lengths and distances.  There are
926  * 4 reasons for limiting LIT_BUFSIZE to 64K:
927  *   - frequencies can be kept in 16 bit counters
928  *   - if compression is not successful for the first block, all input data is
929  *     still in the window so we can still emit a stored block even when input
930  *     comes from standard input.  (This can also be done for all blocks if
931  *     LIT_BUFSIZE is not greater than 32K.)
932  *   - if compression is not successful for a file smaller than 64K, we can
933  *     even emit a stored file instead of a stored block (saving 5 bytes).
934  *   - creating new Huffman trees less frequently may not provide fast
935  *     adaptation to changes in the input data statistics. (Take for
936  *     example a binary file with poorly compressible code followed by
937  *     a highly compressible string table.) Smaller buffer sizes give
938  *     fast adaptation but have of course the overhead of transmitting trees
939  *     more frequently.
940  *   - I can't count above 4
941  * The current code is general and allows DIST_BUFSIZE < LIT_BUFSIZE (to save
942  * memory at the expense of compression). Some optimizations would be possible
943  * if we rely on DIST_BUFSIZE == LIT_BUFSIZE.
944  */
945 #define REP_3_6      16
946 /* repeat previous bit length 3-6 times (2 bits of repeat count) */
947 #define REPZ_3_10    17
948 /* repeat a zero length 3-10 times  (3 bits of repeat count) */
949 #define REPZ_11_138  18
950 /* repeat a zero length 11-138 times  (7 bits of repeat count) */
951
952 /* ===========================================================================
953 */
954 /* Data structure describing a single value and its code string. */
955 typedef struct ct_data {
956         union {
957                 ush freq;               /* frequency count */
958                 ush code;               /* bit string */
959         } fc;
960         union {
961                 ush dad;                /* father node in Huffman tree */
962                 ush len;                /* length of bit string */
963         } dl;
964 } ct_data;
965
966 #define Freq fc.freq
967 #define Code fc.code
968 #define Dad  dl.dad
969 #define Len  dl.len
970
971 #define HEAP_SIZE (2*L_CODES + 1)
972 /* maximum heap size */
973
974 typedef struct tree_desc {
975         ct_data *dyn_tree;      /* the dynamic tree */
976         ct_data *static_tree;   /* corresponding static tree or NULL */
977         const uint8_t *extra_bits;      /* extra bits for each code or NULL */
978         int extra_base;         /* base index for extra_bits */
979         int elems;                      /* max number of elements in the tree */
980         int max_length;         /* max bit length for the codes */
981         int max_code;           /* largest code with non zero frequency */
982 } tree_desc;
983
984 struct globals2 {
985
986         ush heap[HEAP_SIZE];     /* heap used to build the Huffman trees */
987         int heap_len;            /* number of elements in the heap */
988         int heap_max;            /* element of largest frequency */
989
990 /* The sons of heap[n] are heap[2*n] and heap[2*n+1]. heap[0] is not used.
991  * The same heap array is used to build all trees.
992  */
993
994         ct_data dyn_ltree[HEAP_SIZE];   /* literal and length tree */
995         ct_data dyn_dtree[2 * D_CODES + 1];     /* distance tree */
996
997         ct_data static_ltree[L_CODES + 2];
998
999 /* The static literal tree. Since the bit lengths are imposed, there is no
1000  * need for the L_CODES extra codes used during heap construction. However
1001  * The codes 286 and 287 are needed to build a canonical tree (see ct_init
1002  * below).
1003  */
1004
1005         ct_data static_dtree[D_CODES];
1006
1007 /* The static distance tree. (Actually a trivial tree since all codes use
1008  * 5 bits.)
1009  */
1010
1011         ct_data bl_tree[2 * BL_CODES + 1];
1012
1013 /* Huffman tree for the bit lengths */
1014
1015         tree_desc l_desc;
1016         tree_desc d_desc;
1017         tree_desc bl_desc;
1018
1019         ush bl_count[MAX_BITS + 1];
1020
1021 /* The lengths of the bit length codes are sent in order of decreasing
1022  * probability, to avoid transmitting the lengths for unused bit length codes.
1023  */
1024
1025         uch depth[2 * L_CODES + 1];
1026
1027 /* Depth of each subtree used as tie breaker for trees of equal frequency */
1028
1029         uch length_code[MAX_MATCH - MIN_MATCH + 1];
1030
1031 /* length code for each normalized match length (0 == MIN_MATCH) */
1032
1033         uch dist_code[512];
1034
1035 /* distance codes. The first 256 values correspond to the distances
1036  * 3 .. 258, the last 256 values correspond to the top 8 bits of
1037  * the 15 bit distances.
1038  */
1039
1040         int base_length[LENGTH_CODES];
1041
1042 /* First normalized length for each code (0 = MIN_MATCH) */
1043
1044         int base_dist[D_CODES];
1045
1046 /* First normalized distance for each code (0 = distance of 1) */
1047
1048         uch flag_buf[LIT_BUFSIZE / 8];
1049
1050 /* flag_buf is a bit array distinguishing literals from lengths in
1051  * l_buf, thus indicating the presence or absence of a distance.
1052  */
1053
1054         unsigned last_lit;       /* running index in l_buf */
1055         unsigned last_dist;      /* running index in d_buf */
1056         unsigned last_flags;     /* running index in flag_buf */
1057         uch flags;               /* current flags not yet saved in flag_buf */
1058         uch flag_bit;            /* current bit used in flags */
1059
1060 /* bits are filled in flags starting at bit 0 (least significant).
1061  * Note: these flags are overkill in the current code since we don't
1062  * take advantage of DIST_BUFSIZE == LIT_BUFSIZE.
1063  */
1064
1065         ulg opt_len;             /* bit length of current block with optimal trees */
1066         ulg static_len;          /* bit length of current block with static trees */
1067
1068         ulg compressed_len;      /* total bit length of compressed file */
1069 };
1070
1071 #define G2ptr ((struct globals2*)(ptr_to_globals))
1072 #define G2 (*G2ptr)
1073
1074
1075 /* ===========================================================================
1076  */
1077 static void gen_codes(ct_data * tree, int max_code);
1078 static void build_tree(tree_desc * desc);
1079 static void scan_tree(ct_data * tree, int max_code);
1080 static void send_tree(ct_data * tree, int max_code);
1081 static int build_bl_tree(void);
1082 static void send_all_trees(int lcodes, int dcodes, int blcodes);
1083 static void compress_block(ct_data * ltree, ct_data * dtree);
1084
1085
1086 #ifndef DEBUG
1087 /* Send a code of the given tree. c and tree must not have side effects */
1088 #  define SEND_CODE(c, tree) send_bits(tree[c].Code, tree[c].Len)
1089 #else
1090 #  define SEND_CODE(c, tree) \
1091 { \
1092         if (verbose > 1) bb_error_msg("\ncd %3d ", (c)); \
1093         send_bits(tree[c].Code, tree[c].Len); \
1094 }
1095 #endif
1096
1097 #define D_CODE(dist) \
1098         ((dist) < 256 ? G2.dist_code[dist] : G2.dist_code[256 + ((dist)>>7)])
1099 /* Mapping from a distance to a distance code. dist is the distance - 1 and
1100  * must not have side effects. dist_code[256] and dist_code[257] are never
1101  * used.
1102  * The arguments must not have side effects.
1103  */
1104
1105
1106 /* ===========================================================================
1107  * Initialize a new block.
1108  */
1109 static void init_block(void)
1110 {
1111         int n; /* iterates over tree elements */
1112
1113         /* Initialize the trees. */
1114         for (n = 0; n < L_CODES; n++)
1115                 G2.dyn_ltree[n].Freq = 0;
1116         for (n = 0; n < D_CODES; n++)
1117                 G2.dyn_dtree[n].Freq = 0;
1118         for (n = 0; n < BL_CODES; n++)
1119                 G2.bl_tree[n].Freq = 0;
1120
1121         G2.dyn_ltree[END_BLOCK].Freq = 1;
1122         G2.opt_len = G2.static_len = 0;
1123         G2.last_lit = G2.last_dist = G2.last_flags = 0;
1124         G2.flags = 0;
1125         G2.flag_bit = 1;
1126 }
1127
1128
1129 /* ===========================================================================
1130  * Restore the heap property by moving down the tree starting at node k,
1131  * exchanging a node with the smallest of its two sons if necessary, stopping
1132  * when the heap property is re-established (each father smaller than its
1133  * two sons).
1134  */
1135
1136 /* Compares to subtrees, using the tree depth as tie breaker when
1137  * the subtrees have equal frequency. This minimizes the worst case length. */
1138 #define SMALLER(tree, n, m) \
1139         (tree[n].Freq < tree[m].Freq \
1140         || (tree[n].Freq == tree[m].Freq && G2.depth[n] <= G2.depth[m]))
1141
1142 static void pqdownheap(ct_data * tree, int k)
1143 {
1144         int v = G2.heap[k];
1145         int j = k << 1;         /* left son of k */
1146
1147         while (j <= G2.heap_len) {
1148                 /* Set j to the smallest of the two sons: */
1149                 if (j < G2.heap_len && SMALLER(tree, G2.heap[j + 1], G2.heap[j]))
1150                         j++;
1151
1152                 /* Exit if v is smaller than both sons */
1153                 if (SMALLER(tree, v, G2.heap[j]))
1154                         break;
1155
1156                 /* Exchange v with the smallest son */
1157                 G2.heap[k] = G2.heap[j];
1158                 k = j;
1159
1160                 /* And continue down the tree, setting j to the left son of k */
1161                 j <<= 1;
1162         }
1163         G2.heap[k] = v;
1164 }
1165
1166
1167 /* ===========================================================================
1168  * Compute the optimal bit lengths for a tree and update the total bit length
1169  * for the current block.
1170  * IN assertion: the fields freq and dad are set, heap[heap_max] and
1171  *    above are the tree nodes sorted by increasing frequency.
1172  * OUT assertions: the field len is set to the optimal bit length, the
1173  *     array bl_count contains the frequencies for each bit length.
1174  *     The length opt_len is updated; static_len is also updated if stree is
1175  *     not null.
1176  */
1177 static void gen_bitlen(tree_desc * desc)
1178 {
1179         ct_data *tree = desc->dyn_tree;
1180         const uint8_t *extra = desc->extra_bits;
1181         int base = desc->extra_base;
1182         int max_code = desc->max_code;
1183         int max_length = desc->max_length;
1184         ct_data *stree = desc->static_tree;
1185         int h;                          /* heap index */
1186         int n, m;                       /* iterate over the tree elements */
1187         int bits;                       /* bit length */
1188         int xbits;                      /* extra bits */
1189         ush f;                          /* frequency */
1190         int overflow = 0;       /* number of elements with bit length too large */
1191
1192         for (bits = 0; bits <= MAX_BITS; bits++)
1193                 G2.bl_count[bits] = 0;
1194
1195         /* In a first pass, compute the optimal bit lengths (which may
1196          * overflow in the case of the bit length tree).
1197          */
1198         tree[G2.heap[G2.heap_max]].Len = 0;     /* root of the heap */
1199
1200         for (h = G2.heap_max + 1; h < HEAP_SIZE; h++) {
1201                 n = G2.heap[h];
1202                 bits = tree[tree[n].Dad].Len + 1;
1203                 if (bits > max_length) {
1204                         bits = max_length;
1205                         overflow++;
1206                 }
1207                 tree[n].Len = (ush) bits;
1208                 /* We overwrite tree[n].Dad which is no longer needed */
1209
1210                 if (n > max_code)
1211                         continue;       /* not a leaf node */
1212
1213                 G2.bl_count[bits]++;
1214                 xbits = 0;
1215                 if (n >= base)
1216                         xbits = extra[n - base];
1217                 f = tree[n].Freq;
1218                 G2.opt_len += (ulg) f *(bits + xbits);
1219
1220                 if (stree)
1221                         G2.static_len += (ulg) f * (stree[n].Len + xbits);
1222         }
1223         if (overflow == 0)
1224                 return;
1225
1226         Trace((stderr, "\nbit length overflow\n"));
1227         /* This happens for example on obj2 and pic of the Calgary corpus */
1228
1229         /* Find the first bit length which could increase: */
1230         do {
1231                 bits = max_length - 1;
1232                 while (G2.bl_count[bits] == 0)
1233                         bits--;
1234                 G2.bl_count[bits]--;    /* move one leaf down the tree */
1235                 G2.bl_count[bits + 1] += 2;     /* move one overflow item as its brother */
1236                 G2.bl_count[max_length]--;
1237                 /* The brother of the overflow item also moves one step up,
1238                  * but this does not affect bl_count[max_length]
1239                  */
1240                 overflow -= 2;
1241         } while (overflow > 0);
1242
1243         /* Now recompute all bit lengths, scanning in increasing frequency.
1244          * h is still equal to HEAP_SIZE. (It is simpler to reconstruct all
1245          * lengths instead of fixing only the wrong ones. This idea is taken
1246          * from 'ar' written by Haruhiko Okumura.)
1247          */
1248         for (bits = max_length; bits != 0; bits--) {
1249                 n = G2.bl_count[bits];
1250                 while (n != 0) {
1251                         m = G2.heap[--h];
1252                         if (m > max_code)
1253                                 continue;
1254                         if (tree[m].Len != (unsigned) bits) {
1255                                 Trace((stderr, "code %d bits %d->%d\n", m, tree[m].Len, bits));
1256                                 G2.opt_len += ((int32_t) bits - tree[m].Len) * tree[m].Freq;
1257                                 tree[m].Len = bits;
1258                         }
1259                         n--;
1260                 }
1261         }
1262 }
1263
1264
1265 /* ===========================================================================
1266  * Generate the codes for a given tree and bit counts (which need not be
1267  * optimal).
1268  * IN assertion: the array bl_count contains the bit length statistics for
1269  * the given tree and the field len is set for all tree elements.
1270  * OUT assertion: the field code is set for all tree elements of non
1271  *     zero code length.
1272  */
1273 static void gen_codes(ct_data * tree, int max_code)
1274 {
1275         ush next_code[MAX_BITS + 1];    /* next code value for each bit length */
1276         ush code = 0;           /* running code value */
1277         int bits;                       /* bit index */
1278         int n;                          /* code index */
1279
1280         /* The distribution counts are first used to generate the code values
1281          * without bit reversal.
1282          */
1283         for (bits = 1; bits <= MAX_BITS; bits++) {
1284                 next_code[bits] = code = (code + G2.bl_count[bits - 1]) << 1;
1285         }
1286         /* Check that the bit counts in bl_count are consistent. The last code
1287          * must be all ones.
1288          */
1289         Assert(code + G2.bl_count[MAX_BITS] - 1 == (1 << MAX_BITS) - 1,
1290                         "inconsistent bit counts");
1291         Tracev((stderr, "\ngen_codes: max_code %d ", max_code));
1292
1293         for (n = 0; n <= max_code; n++) {
1294                 int len = tree[n].Len;
1295
1296                 if (len == 0)
1297                         continue;
1298                 /* Now reverse the bits */
1299                 tree[n].Code = bi_reverse(next_code[len]++, len);
1300
1301                 Tracec(tree != G2.static_ltree,
1302                            (stderr, "\nn %3d %c l %2d c %4x (%x) ", n,
1303                                 (n > ' ' ? n : ' '), len, tree[n].Code,
1304                                 next_code[len] - 1));
1305         }
1306 }
1307
1308
1309 /* ===========================================================================
1310  * Construct one Huffman tree and assigns the code bit strings and lengths.
1311  * Update the total bit length for the current block.
1312  * IN assertion: the field freq is set for all tree elements.
1313  * OUT assertions: the fields len and code are set to the optimal bit length
1314  *     and corresponding code. The length opt_len is updated; static_len is
1315  *     also updated if stree is not null. The field max_code is set.
1316  */
1317
1318 /* Remove the smallest element from the heap and recreate the heap with
1319  * one less element. Updates heap and heap_len. */
1320
1321 #define SMALLEST 1
1322 /* Index within the heap array of least frequent node in the Huffman tree */
1323
1324 #define PQREMOVE(tree, top) \
1325 do { \
1326         top = G2.heap[SMALLEST]; \
1327         G2.heap[SMALLEST] = G2.heap[G2.heap_len--]; \
1328         pqdownheap(tree, SMALLEST); \
1329 } while (0)
1330
1331 static void build_tree(tree_desc * desc)
1332 {
1333         ct_data *tree = desc->dyn_tree;
1334         ct_data *stree = desc->static_tree;
1335         int elems = desc->elems;
1336         int n, m;                       /* iterate over heap elements */
1337         int max_code = -1;      /* largest code with non zero frequency */
1338         int node = elems;       /* next internal node of the tree */
1339
1340         /* Construct the initial heap, with least frequent element in
1341          * heap[SMALLEST]. The sons of heap[n] are heap[2*n] and heap[2*n+1].
1342          * heap[0] is not used.
1343          */
1344         G2.heap_len = 0;
1345         G2.heap_max = HEAP_SIZE;
1346
1347         for (n = 0; n < elems; n++) {
1348                 if (tree[n].Freq != 0) {
1349                         G2.heap[++G2.heap_len] = max_code = n;
1350                         G2.depth[n] = 0;
1351                 } else {
1352                         tree[n].Len = 0;
1353                 }
1354         }
1355
1356         /* The pkzip format requires that at least one distance code exists,
1357          * and that at least one bit should be sent even if there is only one
1358          * possible code. So to avoid special checks later on we force at least
1359          * two codes of non zero frequency.
1360          */
1361         while (G2.heap_len < 2) {
1362                 int new = G2.heap[++G2.heap_len] = (max_code < 2 ? ++max_code : 0);
1363
1364                 tree[new].Freq = 1;
1365                 G2.depth[new] = 0;
1366                 G2.opt_len--;
1367                 if (stree)
1368                         G2.static_len -= stree[new].Len;
1369                 /* new is 0 or 1 so it does not have extra bits */
1370         }
1371         desc->max_code = max_code;
1372
1373         /* The elements heap[heap_len/2+1 .. heap_len] are leaves of the tree,
1374          * establish sub-heaps of increasing lengths:
1375          */
1376         for (n = G2.heap_len / 2; n >= 1; n--)
1377                 pqdownheap(tree, n);
1378
1379         /* Construct the Huffman tree by repeatedly combining the least two
1380          * frequent nodes.
1381          */
1382         do {
1383                 PQREMOVE(tree, n);      /* n = node of least frequency */
1384                 m = G2.heap[SMALLEST];  /* m = node of next least frequency */
1385
1386                 G2.heap[--G2.heap_max] = n;     /* keep the nodes sorted by frequency */
1387                 G2.heap[--G2.heap_max] = m;
1388
1389                 /* Create a new node father of n and m */
1390                 tree[node].Freq = tree[n].Freq + tree[m].Freq;
1391                 G2.depth[node] = MAX(G2.depth[n], G2.depth[m]) + 1;
1392                 tree[n].Dad = tree[m].Dad = (ush) node;
1393 #ifdef DUMP_BL_TREE
1394                 if (tree == G2.bl_tree) {
1395                         bb_error_msg("\nnode %d(%d), sons %d(%d) %d(%d)",
1396                                         node, tree[node].Freq, n, tree[n].Freq, m, tree[m].Freq);
1397                 }
1398 #endif
1399                 /* and insert the new node in the heap */
1400                 G2.heap[SMALLEST] = node++;
1401                 pqdownheap(tree, SMALLEST);
1402         } while (G2.heap_len >= 2);
1403
1404         G2.heap[--G2.heap_max] = G2.heap[SMALLEST];
1405
1406         /* At this point, the fields freq and dad are set. We can now
1407          * generate the bit lengths.
1408          */
1409         gen_bitlen((tree_desc *) desc);
1410
1411         /* The field len is now set, we can generate the bit codes */
1412         gen_codes((ct_data *) tree, max_code);
1413 }
1414
1415
1416 /* ===========================================================================
1417  * Scan a literal or distance tree to determine the frequencies of the codes
1418  * in the bit length tree. Updates opt_len to take into account the repeat
1419  * counts. (The contribution of the bit length codes will be added later
1420  * during the construction of bl_tree.)
1421  */
1422 static void scan_tree(ct_data * tree, int max_code)
1423 {
1424         int n;                          /* iterates over all tree elements */
1425         int prevlen = -1;       /* last emitted length */
1426         int curlen;                     /* length of current code */
1427         int nextlen = tree[0].Len;      /* length of next code */
1428         int count = 0;          /* repeat count of the current code */
1429         int max_count = 7;      /* max repeat count */
1430         int min_count = 4;      /* min repeat count */
1431
1432         if (nextlen == 0) {
1433                 max_count = 138;
1434                 min_count = 3;
1435         }
1436         tree[max_code + 1].Len = 0xffff; /* guard */
1437
1438         for (n = 0; n <= max_code; n++) {
1439                 curlen = nextlen;
1440                 nextlen = tree[n + 1].Len;
1441                 if (++count < max_count && curlen == nextlen)
1442                         continue;
1443
1444                 if (count < min_count) {
1445                         G2.bl_tree[curlen].Freq += count;
1446                 } else if (curlen != 0) {
1447                         if (curlen != prevlen)
1448                                 G2.bl_tree[curlen].Freq++;
1449                         G2.bl_tree[REP_3_6].Freq++;
1450                 } else if (count <= 10) {
1451                         G2.bl_tree[REPZ_3_10].Freq++;
1452                 } else {
1453                         G2.bl_tree[REPZ_11_138].Freq++;
1454                 }
1455                 count = 0;
1456                 prevlen = curlen;
1457
1458                 max_count = 7;
1459                 min_count = 4;
1460                 if (nextlen == 0) {
1461                         max_count = 138;
1462                         min_count = 3;
1463                 } else if (curlen == nextlen) {
1464                         max_count = 6;
1465                         min_count = 3;
1466                 }
1467         }
1468 }
1469
1470
1471 /* ===========================================================================
1472  * Send a literal or distance tree in compressed form, using the codes in
1473  * bl_tree.
1474  */
1475 static void send_tree(ct_data * tree, int max_code)
1476 {
1477         int n;                          /* iterates over all tree elements */
1478         int prevlen = -1;       /* last emitted length */
1479         int curlen;                     /* length of current code */
1480         int nextlen = tree[0].Len;      /* length of next code */
1481         int count = 0;          /* repeat count of the current code */
1482         int max_count = 7;      /* max repeat count */
1483         int min_count = 4;      /* min repeat count */
1484
1485 /* tree[max_code+1].Len = -1; *//* guard already set */
1486         if (nextlen == 0)
1487                 max_count = 138, min_count = 3;
1488
1489         for (n = 0; n <= max_code; n++) {
1490                 curlen = nextlen;
1491                 nextlen = tree[n + 1].Len;
1492                 if (++count < max_count && curlen == nextlen) {
1493                         continue;
1494                 } else if (count < min_count) {
1495                         do {
1496                                 SEND_CODE(curlen, G2.bl_tree);
1497                         } while (--count);
1498                 } else if (curlen != 0) {
1499                         if (curlen != prevlen) {
1500                                 SEND_CODE(curlen, G2.bl_tree);
1501                                 count--;
1502                         }
1503                         Assert(count >= 3 && count <= 6, " 3_6?");
1504                         SEND_CODE(REP_3_6, G2.bl_tree);
1505                         send_bits(count - 3, 2);
1506                 } else if (count <= 10) {
1507                         SEND_CODE(REPZ_3_10, G2.bl_tree);
1508                         send_bits(count - 3, 3);
1509                 } else {
1510                         SEND_CODE(REPZ_11_138, G2.bl_tree);
1511                         send_bits(count - 11, 7);
1512                 }
1513                 count = 0;
1514                 prevlen = curlen;
1515                 if (nextlen == 0) {
1516                         max_count = 138;
1517                         min_count = 3;
1518                 } else if (curlen == nextlen) {
1519                         max_count = 6;
1520                         min_count = 3;
1521                 } else {
1522                         max_count = 7;
1523                         min_count = 4;
1524                 }
1525         }
1526 }
1527
1528
1529 /* ===========================================================================
1530  * Construct the Huffman tree for the bit lengths and return the index in
1531  * bl_order of the last bit length code to send.
1532  */
1533 static int build_bl_tree(void)
1534 {
1535         int max_blindex;        /* index of last bit length code of non zero freq */
1536
1537         /* Determine the bit length frequencies for literal and distance trees */
1538         scan_tree(G2.dyn_ltree, G2.l_desc.max_code);
1539         scan_tree(G2.dyn_dtree, G2.d_desc.max_code);
1540
1541         /* Build the bit length tree: */
1542         build_tree(&G2.bl_desc);
1543         /* opt_len now includes the length of the tree representations, except
1544          * the lengths of the bit lengths codes and the 5+5+4 bits for the counts.
1545          */
1546
1547         /* Determine the number of bit length codes to send. The pkzip format
1548          * requires that at least 4 bit length codes be sent. (appnote.txt says
1549          * 3 but the actual value used is 4.)
1550          */
1551         for (max_blindex = BL_CODES - 1; max_blindex >= 3; max_blindex--) {
1552                 if (G2.bl_tree[bl_order[max_blindex]].Len != 0)
1553                         break;
1554         }
1555         /* Update opt_len to include the bit length tree and counts */
1556         G2.opt_len += 3 * (max_blindex + 1) + 5 + 5 + 4;
1557         Tracev((stderr, "\ndyn trees: dyn %ld, stat %ld", (long)G2.opt_len, (long)G2.static_len));
1558
1559         return max_blindex;
1560 }
1561
1562
1563 /* ===========================================================================
1564  * Send the header for a block using dynamic Huffman trees: the counts, the
1565  * lengths of the bit length codes, the literal tree and the distance tree.
1566  * IN assertion: lcodes >= 257, dcodes >= 1, blcodes >= 4.
1567  */
1568 static void send_all_trees(int lcodes, int dcodes, int blcodes)
1569 {
1570         int rank;                       /* index in bl_order */
1571
1572         Assert(lcodes >= 257 && dcodes >= 1 && blcodes >= 4, "not enough codes");
1573         Assert(lcodes <= L_CODES && dcodes <= D_CODES
1574                    && blcodes <= BL_CODES, "too many codes");
1575         Tracev((stderr, "\nbl counts: "));
1576         send_bits(lcodes - 257, 5);     /* not +255 as stated in appnote.txt */
1577         send_bits(dcodes - 1, 5);
1578         send_bits(blcodes - 4, 4);      /* not -3 as stated in appnote.txt */
1579         for (rank = 0; rank < blcodes; rank++) {
1580                 Tracev((stderr, "\nbl code %2d ", bl_order[rank]));
1581                 send_bits(G2.bl_tree[bl_order[rank]].Len, 3);
1582         }
1583         Tracev((stderr, "\nbl tree: sent %ld", (long)G1.bits_sent));
1584
1585         send_tree((ct_data *) G2.dyn_ltree, lcodes - 1);        /* send the literal tree */
1586         Tracev((stderr, "\nlit tree: sent %ld", (long)G1.bits_sent));
1587
1588         send_tree((ct_data *) G2.dyn_dtree, dcodes - 1);        /* send the distance tree */
1589         Tracev((stderr, "\ndist tree: sent %ld", (long)G1.bits_sent));
1590 }
1591
1592
1593 /* ===========================================================================
1594  * Save the match info and tally the frequency counts. Return true if
1595  * the current block must be flushed.
1596  */
1597 static int ct_tally(int dist, int lc)
1598 {
1599         G1.l_buf[G2.last_lit++] = lc;
1600         if (dist == 0) {
1601                 /* lc is the unmatched char */
1602                 G2.dyn_ltree[lc].Freq++;
1603         } else {
1604                 /* Here, lc is the match length - MIN_MATCH */
1605                 dist--;                 /* dist = match distance - 1 */
1606                 Assert((ush) dist < (ush) MAX_DIST
1607                  && (ush) lc <= (ush) (MAX_MATCH - MIN_MATCH)
1608                  && (ush) D_CODE(dist) < (ush) D_CODES, "ct_tally: bad match"
1609                 );
1610
1611                 G2.dyn_ltree[G2.length_code[lc] + LITERALS + 1].Freq++;
1612                 G2.dyn_dtree[D_CODE(dist)].Freq++;
1613
1614                 G1.d_buf[G2.last_dist++] = dist;
1615                 G2.flags |= G2.flag_bit;
1616         }
1617         G2.flag_bit <<= 1;
1618
1619         /* Output the flags if they fill a byte: */
1620         if ((G2.last_lit & 7) == 0) {
1621                 G2.flag_buf[G2.last_flags++] = G2.flags;
1622                 G2.flags = 0;
1623                 G2.flag_bit = 1;
1624         }
1625         /* Try to guess if it is profitable to stop the current block here */
1626         if ((G2.last_lit & 0xfff) == 0) {
1627                 /* Compute an upper bound for the compressed length */
1628                 ulg out_length = G2.last_lit * 8L;
1629                 ulg in_length = (ulg) G1.strstart - G1.block_start;
1630                 int dcode;
1631
1632                 for (dcode = 0; dcode < D_CODES; dcode++) {
1633                         out_length += G2.dyn_dtree[dcode].Freq * (5L + extra_dbits[dcode]);
1634                 }
1635                 out_length >>= 3;
1636                 Trace((stderr,
1637                                 "\nlast_lit %u, last_dist %u, in %ld, out ~%ld(%ld%%) ",
1638                                 G2.last_lit, G2.last_dist,
1639                                 (long)in_length, (long)out_length,
1640                                 100L - out_length * 100L / in_length));
1641                 if (G2.last_dist < G2.last_lit / 2 && out_length < in_length / 2)
1642                         return 1;
1643         }
1644         return (G2.last_lit == LIT_BUFSIZE - 1 || G2.last_dist == DIST_BUFSIZE);
1645         /* We avoid equality with LIT_BUFSIZE because of wraparound at 64K
1646          * on 16 bit machines and because stored blocks are restricted to
1647          * 64K-1 bytes.
1648          */
1649 }
1650
1651 /* ===========================================================================
1652  * Send the block data compressed using the given Huffman trees
1653  */
1654 static void compress_block(ct_data * ltree, ct_data * dtree)
1655 {
1656         unsigned dist;          /* distance of matched string */
1657         int lc;                 /* match length or unmatched char (if dist == 0) */
1658         unsigned lx = 0;        /* running index in l_buf */
1659         unsigned dx = 0;        /* running index in d_buf */
1660         unsigned fx = 0;        /* running index in flag_buf */
1661         uch flag = 0;           /* current flags */
1662         unsigned code;          /* the code to send */
1663         int extra;              /* number of extra bits to send */
1664
1665         if (G2.last_lit != 0) do {
1666                 if ((lx & 7) == 0)
1667                         flag = G2.flag_buf[fx++];
1668                 lc = G1.l_buf[lx++];
1669                 if ((flag & 1) == 0) {
1670                         SEND_CODE(lc, ltree);   /* send a literal byte */
1671                         Tracecv(lc > ' ', (stderr, " '%c' ", lc));
1672                 } else {
1673                         /* Here, lc is the match length - MIN_MATCH */
1674                         code = G2.length_code[lc];
1675                         SEND_CODE(code + LITERALS + 1, ltree);  /* send the length code */
1676                         extra = extra_lbits[code];
1677                         if (extra != 0) {
1678                                 lc -= G2.base_length[code];
1679                                 send_bits(lc, extra);   /* send the extra length bits */
1680                         }
1681                         dist = G1.d_buf[dx++];
1682                         /* Here, dist is the match distance - 1 */
1683                         code = D_CODE(dist);
1684                         Assert(code < D_CODES, "bad d_code");
1685
1686                         SEND_CODE(code, dtree); /* send the distance code */
1687                         extra = extra_dbits[code];
1688                         if (extra != 0) {
1689                                 dist -= G2.base_dist[code];
1690                                 send_bits(dist, extra); /* send the extra distance bits */
1691                         }
1692                 }                       /* literal or match pair ? */
1693                 flag >>= 1;
1694         } while (lx < G2.last_lit);
1695
1696         SEND_CODE(END_BLOCK, ltree);
1697 }
1698
1699
1700 /* ===========================================================================
1701  * Determine the best encoding for the current block: dynamic trees, static
1702  * trees or store, and output the encoded block to the zip file. This function
1703  * returns the total compressed length for the file so far.
1704  */
1705 static ulg flush_block(char *buf, ulg stored_len, int eof)
1706 {
1707         ulg opt_lenb, static_lenb;      /* opt_len and static_len in bytes */
1708         int max_blindex;                /* index of last bit length code of non zero freq */
1709
1710         G2.flag_buf[G2.last_flags] = G2.flags;   /* Save the flags for the last 8 items */
1711
1712         /* Construct the literal and distance trees */
1713         build_tree(&G2.l_desc);
1714         Tracev((stderr, "\nlit data: dyn %ld, stat %ld", (long)G2.opt_len, (long)G2.static_len));
1715
1716         build_tree(&G2.d_desc);
1717         Tracev((stderr, "\ndist data: dyn %ld, stat %ld", (long)G2.opt_len, (long)G2.static_len));
1718         /* At this point, opt_len and static_len are the total bit lengths of
1719          * the compressed block data, excluding the tree representations.
1720          */
1721
1722         /* Build the bit length tree for the above two trees, and get the index
1723          * in bl_order of the last bit length code to send.
1724          */
1725         max_blindex = build_bl_tree();
1726
1727         /* Determine the best encoding. Compute first the block length in bytes */
1728         opt_lenb = (G2.opt_len + 3 + 7) >> 3;
1729         static_lenb = (G2.static_len + 3 + 7) >> 3;
1730
1731         Trace((stderr,
1732                         "\nopt %lu(%lu) stat %lu(%lu) stored %lu lit %u dist %u ",
1733                         (unsigned long)opt_lenb, (unsigned long)G2.opt_len,
1734                         (unsigned long)static_lenb, (unsigned long)G2.static_len,
1735                         (unsigned long)stored_len,
1736                         G2.last_lit, G2.last_dist));
1737
1738         if (static_lenb <= opt_lenb)
1739                 opt_lenb = static_lenb;
1740
1741         /* If compression failed and this is the first and last block,
1742          * and if the zip file can be seeked (to rewrite the local header),
1743          * the whole file is transformed into a stored file:
1744          */
1745         if (stored_len <= opt_lenb && eof && G2.compressed_len == 0L && seekable()) {
1746                 /* Since LIT_BUFSIZE <= 2*WSIZE, the input data must be there: */
1747                 if (buf == NULL)
1748                         bb_error_msg("block vanished");
1749
1750                 G2.compressed_len = stored_len << 3;
1751                 copy_block(buf, (unsigned) stored_len, 0);      /* without header */
1752         } else if (stored_len + 4 <= opt_lenb && buf != NULL) {
1753                 /* 4: two words for the lengths */
1754                 /* The test buf != NULL is only necessary if LIT_BUFSIZE > WSIZE.
1755                  * Otherwise we can't have processed more than WSIZE input bytes since
1756                  * the last block flush, because compression would have been
1757                  * successful. If LIT_BUFSIZE <= WSIZE, it is never too late to
1758                  * transform a block into a stored block.
1759                  */
1760                 send_bits((STORED_BLOCK << 1) + eof, 3);        /* send block type */
1761                 G2.compressed_len = ((G2.compressed_len + 3 + 7) & ~7L)
1762                                 + ((stored_len + 4) << 3);
1763                 copy_block(buf, (unsigned) stored_len, 1);      /* with header */
1764         } else if (static_lenb == opt_lenb) {
1765                 send_bits((STATIC_TREES << 1) + eof, 3);
1766                 compress_block((ct_data *) G2.static_ltree, (ct_data *) G2.static_dtree);
1767                 G2.compressed_len += 3 + G2.static_len;
1768         } else {
1769                 send_bits((DYN_TREES << 1) + eof, 3);
1770                 send_all_trees(G2.l_desc.max_code + 1, G2.d_desc.max_code + 1,
1771                                         max_blindex + 1);
1772                 compress_block((ct_data *) G2.dyn_ltree, (ct_data *) G2.dyn_dtree);
1773                 G2.compressed_len += 3 + G2.opt_len;
1774         }
1775         Assert(G2.compressed_len == G1.bits_sent, "bad compressed size");
1776         init_block();
1777
1778         if (eof) {
1779                 bi_windup();
1780                 G2.compressed_len += 7; /* align on byte boundary */
1781         }
1782         Tracev((stderr, "\ncomprlen %lu(%lu) ",
1783                         (unsigned long)G2.compressed_len >> 3,
1784                         (unsigned long)G2.compressed_len - 7 * eof));
1785
1786         return G2.compressed_len >> 3;
1787 }
1788
1789
1790 /* ===========================================================================
1791  * Update a hash value with the given input byte
1792  * IN  assertion: all calls to UPDATE_HASH are made with consecutive
1793  *    input characters, so that a running hash key can be computed from the
1794  *    previous key instead of complete recalculation each time.
1795  */
1796 #define UPDATE_HASH(h, c) (h = (((h)<<H_SHIFT) ^ (c)) & HASH_MASK)
1797
1798
1799 /* ===========================================================================
1800  * Same as above, but achieves better compression. We use a lazy
1801  * evaluation for matches: a match is finally adopted only if there is
1802  * no better match at the next window position.
1803  *
1804  * Processes a new input file and return its compressed length. Sets
1805  * the compressed length, crc, deflate flags and internal file
1806  * attributes.
1807  */
1808
1809 /* Flush the current block, with given end-of-file flag.
1810  * IN assertion: strstart is set to the end of the current match. */
1811 #define FLUSH_BLOCK(eof) \
1812         flush_block( \
1813                 G1.block_start >= 0L \
1814                         ? (char*)&G1.window[(unsigned)G1.block_start] \
1815                         : (char*)NULL, \
1816                 (ulg)G1.strstart - G1.block_start, \
1817                 (eof) \
1818         )
1819
1820 /* Insert string s in the dictionary and set match_head to the previous head
1821  * of the hash chain (the most recent string with same hash key). Return
1822  * the previous length of the hash chain.
1823  * IN  assertion: all calls to INSERT_STRING are made with consecutive
1824  *    input characters and the first MIN_MATCH bytes of s are valid
1825  *    (except for the last MIN_MATCH-1 bytes of the input file). */
1826 #define INSERT_STRING(s, match_head) \
1827 do { \
1828         UPDATE_HASH(G1.ins_h, G1.window[(s) + MIN_MATCH-1]); \
1829         G1.prev[(s) & WMASK] = match_head = head[G1.ins_h]; \
1830         head[G1.ins_h] = (s); \
1831 } while (0)
1832
1833 static NOINLINE ulg deflate(void)
1834 {
1835         IPos hash_head;         /* head of hash chain */
1836         IPos prev_match;        /* previous match */
1837         int flush;                      /* set if current block must be flushed */
1838         int match_available = 0;        /* set if previous match exists */
1839         unsigned match_length = MIN_MATCH - 1;  /* length of best match */
1840
1841         /* Process the input block. */
1842         while (G1.lookahead != 0) {
1843                 /* Insert the string window[strstart .. strstart+2] in the
1844                  * dictionary, and set hash_head to the head of the hash chain:
1845                  */
1846                 INSERT_STRING(G1.strstart, hash_head);
1847
1848                 /* Find the longest match, discarding those <= prev_length.
1849                  */
1850                 G1.prev_length = match_length;
1851                 prev_match = G1.match_start;
1852                 match_length = MIN_MATCH - 1;
1853
1854                 if (hash_head != 0 && G1.prev_length < max_lazy_match
1855                  && G1.strstart - hash_head <= MAX_DIST
1856                 ) {
1857                         /* To simplify the code, we prevent matches with the string
1858                          * of window index 0 (in particular we have to avoid a match
1859                          * of the string with itself at the start of the input file).
1860                          */
1861                         match_length = longest_match(hash_head);
1862                         /* longest_match() sets match_start */
1863                         if (match_length > G1.lookahead)
1864                                 match_length = G1.lookahead;
1865
1866                         /* Ignore a length 3 match if it is too distant: */
1867                         if (match_length == MIN_MATCH && G1.strstart - G1.match_start > TOO_FAR) {
1868                                 /* If prev_match is also MIN_MATCH, G1.match_start is garbage
1869                                  * but we will ignore the current match anyway.
1870                                  */
1871                                 match_length--;
1872                         }
1873                 }
1874                 /* If there was a match at the previous step and the current
1875                  * match is not better, output the previous match:
1876                  */
1877                 if (G1.prev_length >= MIN_MATCH && match_length <= G1.prev_length) {
1878                         check_match(G1.strstart - 1, prev_match, G1.prev_length);
1879                         flush = ct_tally(G1.strstart - 1 - prev_match, G1.prev_length - MIN_MATCH);
1880
1881                         /* Insert in hash table all strings up to the end of the match.
1882                          * strstart-1 and strstart are already inserted.
1883                          */
1884                         G1.lookahead -= G1.prev_length - 1;
1885                         G1.prev_length -= 2;
1886                         do {
1887                                 G1.strstart++;
1888                                 INSERT_STRING(G1.strstart, hash_head);
1889                                 /* strstart never exceeds WSIZE-MAX_MATCH, so there are
1890                                  * always MIN_MATCH bytes ahead. If lookahead < MIN_MATCH
1891                                  * these bytes are garbage, but it does not matter since the
1892                                  * next lookahead bytes will always be emitted as literals.
1893                                  */
1894                         } while (--G1.prev_length != 0);
1895                         match_available = 0;
1896                         match_length = MIN_MATCH - 1;
1897                         G1.strstart++;
1898                         if (flush) {
1899                                 FLUSH_BLOCK(0);
1900                                 G1.block_start = G1.strstart;
1901                         }
1902                 } else if (match_available) {
1903                         /* If there was no match at the previous position, output a
1904                          * single literal. If there was a match but the current match
1905                          * is longer, truncate the previous match to a single literal.
1906                          */
1907                         Tracevv((stderr, "%c", G1.window[G1.strstart - 1]));
1908                         if (ct_tally(0, G1.window[G1.strstart - 1])) {
1909                                 FLUSH_BLOCK(0);
1910                                 G1.block_start = G1.strstart;
1911                         }
1912                         G1.strstart++;
1913                         G1.lookahead--;
1914                 } else {
1915                         /* There is no previous match to compare with, wait for
1916                          * the next step to decide.
1917                          */
1918                         match_available = 1;
1919                         G1.strstart++;
1920                         G1.lookahead--;
1921                 }
1922                 Assert(G1.strstart <= G1.isize && G1.lookahead <= G1.isize, "a bit too far");
1923
1924                 /* Make sure that we always have enough lookahead, except
1925                  * at the end of the input file. We need MAX_MATCH bytes
1926                  * for the next match, plus MIN_MATCH bytes to insert the
1927                  * string following the next match.
1928                  */
1929                 fill_window_if_needed();
1930         }
1931         if (match_available)
1932                 ct_tally(0, G1.window[G1.strstart - 1]);
1933
1934         return FLUSH_BLOCK(1);  /* eof */
1935 }
1936
1937
1938 /* ===========================================================================
1939  * Initialize the bit string routines.
1940  */
1941 static void bi_init(void)
1942 {
1943         //G1.bi_buf = 0; // globals are zeroed in pack_gzip()
1944         //G1.bi_valid = 0; // globals are zeroed in pack_gzip()
1945 #ifdef DEBUG
1946         //G1.bits_sent = 0L; // globals are zeroed in pack_gzip()
1947 #endif
1948 }
1949
1950
1951 /* ===========================================================================
1952  * Initialize the "longest match" routines for a new file
1953  */
1954 static void lm_init(unsigned *flags16p)
1955 {
1956         unsigned j;
1957
1958         /* Initialize the hash table. */
1959         memset(head, 0, HASH_SIZE * sizeof(*head));
1960         /* prev will be initialized on the fly */
1961
1962         /* speed options for the general purpose bit flag */
1963         *flags16p |= 2; /* FAST 4, SLOW 2 */
1964         /* ??? reduce max_chain_length for binary files */
1965
1966         //G1.strstart = 0; // globals are zeroed in pack_gzip()
1967         //G1.block_start = 0L; // globals are zeroed in pack_gzip()
1968
1969         G1.lookahead = file_read(G1.window,
1970                         sizeof(int) <= 2 ? (unsigned) WSIZE : 2 * WSIZE);
1971
1972         if (G1.lookahead == 0 || G1.lookahead == (unsigned) -1) {
1973                 G1.eofile = 1;
1974                 G1.lookahead = 0;
1975                 return;
1976         }
1977         //G1.eofile = 0; // globals are zeroed in pack_gzip()
1978
1979         /* Make sure that we always have enough lookahead. This is important
1980          * if input comes from a device such as a tty.
1981          */
1982         fill_window_if_needed();
1983
1984         //G1.ins_h = 0; // globals are zeroed in pack_gzip()
1985         for (j = 0; j < MIN_MATCH - 1; j++)
1986                 UPDATE_HASH(G1.ins_h, G1.window[j]);
1987         /* If lookahead < MIN_MATCH, ins_h is garbage, but this is
1988          * not important since only literal bytes will be emitted.
1989          */
1990 }
1991
1992
1993 /* ===========================================================================
1994  * Allocate the match buffer, initialize the various tables and save the
1995  * location of the internal file attribute (ascii/binary) and method
1996  * (DEFLATE/STORE).
1997  * One callsite in zip()
1998  */
1999 static void ct_init(void)
2000 {
2001         int n;                          /* iterates over tree elements */
2002         int length;                     /* length value */
2003         int code;                       /* code value */
2004         int dist;                       /* distance index */
2005
2006         //G2.compressed_len = 0L; // globals are zeroed in pack_gzip()
2007
2008 #ifdef NOT_NEEDED
2009         if (G2.static_dtree[0].Len != 0)
2010                 return;                 /* ct_init already called */
2011 #endif
2012
2013         /* Initialize the mapping length (0..255) -> length code (0..28) */
2014         length = 0;
2015         for (code = 0; code < LENGTH_CODES - 1; code++) {
2016                 G2.base_length[code] = length;
2017                 for (n = 0; n < (1 << extra_lbits[code]); n++) {
2018                         G2.length_code[length++] = code;
2019                 }
2020         }
2021         Assert(length == 256, "ct_init: length != 256");
2022         /* Note that the length 255 (match length 258) can be represented
2023          * in two different ways: code 284 + 5 bits or code 285, so we
2024          * overwrite length_code[255] to use the best encoding:
2025          */
2026         G2.length_code[length - 1] = code;
2027
2028         /* Initialize the mapping dist (0..32K) -> dist code (0..29) */
2029         dist = 0;
2030         for (code = 0; code < 16; code++) {
2031                 G2.base_dist[code] = dist;
2032                 for (n = 0; n < (1 << extra_dbits[code]); n++) {
2033                         G2.dist_code[dist++] = code;
2034                 }
2035         }
2036         Assert(dist == 256, "ct_init: dist != 256");
2037         dist >>= 7;                     /* from now on, all distances are divided by 128 */
2038         for (; code < D_CODES; code++) {
2039                 G2.base_dist[code] = dist << 7;
2040                 for (n = 0; n < (1 << (extra_dbits[code] - 7)); n++) {
2041                         G2.dist_code[256 + dist++] = code;
2042                 }
2043         }
2044         Assert(dist == 256, "ct_init: 256+dist != 512");
2045
2046         /* Construct the codes of the static literal tree */
2047         //for (n = 0; n <= MAX_BITS; n++) // globals are zeroed in pack_gzip()
2048         //      G2.bl_count[n] = 0;
2049
2050         n = 0;
2051         while (n <= 143) {
2052                 G2.static_ltree[n++].Len = 8;
2053                 //G2.bl_count[8]++;
2054         }
2055         //G2.bl_count[8] = 143 + 1;
2056         while (n <= 255) {
2057                 G2.static_ltree[n++].Len = 9;
2058                 //G2.bl_count[9]++;
2059         }
2060         //G2.bl_count[9] = 255 - 143;
2061         while (n <= 279) {
2062                 G2.static_ltree[n++].Len = 7;
2063                 //G2.bl_count[7]++;
2064         }
2065         //G2.bl_count[7] = 279 - 255;
2066         while (n <= 287) {
2067                 G2.static_ltree[n++].Len = 8;
2068                 //G2.bl_count[8]++;
2069         }
2070         //G2.bl_count[8] += 287 - 279;
2071         G2.bl_count[7] = 279 - 255;
2072         G2.bl_count[8] = (143 + 1) + (287 - 279);
2073         G2.bl_count[9] = 255 - 143;
2074         /* Codes 286 and 287 do not exist, but we must include them in the
2075          * tree construction to get a canonical Huffman tree (longest code
2076          * all ones)
2077          */
2078         gen_codes((ct_data *) G2.static_ltree, L_CODES + 1);
2079
2080         /* The static distance tree is trivial: */
2081         for (n = 0; n < D_CODES; n++) {
2082                 G2.static_dtree[n].Len = 5;
2083                 G2.static_dtree[n].Code = bi_reverse(n, 5);
2084         }
2085
2086         /* Initialize the first block of the first file: */
2087         init_block();
2088 }
2089
2090
2091 /* ===========================================================================
2092  * Deflate in to out.
2093  * IN assertions: the input and output buffers are cleared.
2094  */
2095 static void zip(void)
2096 {
2097         unsigned deflate_flags;
2098
2099         //G1.outcnt = 0; // globals are zeroed in pack_gzip()
2100
2101         /* Write the header to the gzip file. See algorithm.doc for the format */
2102         /* magic header for gzip files: 1F 8B */
2103         /* compression method: 8 (DEFLATED) */
2104         /* general flags: 0 */
2105         put_32bit(0x00088b1f);
2106         put_32bit(0);           /* Unix timestamp */
2107
2108         /* Write deflated file to zip file */
2109         G1.crc = ~0;
2110
2111         bi_init();
2112         ct_init();
2113         deflate_flags = 0;  /* pkzip -es, -en or -ex equivalent */
2114         lm_init(&deflate_flags);
2115
2116         put_16bit(deflate_flags | 0x300); /* extra flags. OS id = 3 (Unix) */
2117
2118 #if OPTIMIZED_PUT_32BIT
2119         /* put_32bit() performs 32bit stores. If we use it in send_bits()... */
2120         if (BUF_SIZE > 16)
2121                 /* then all stores are misaligned, unless we flush the buffer now */
2122                 flush_outbuf();
2123 #endif
2124
2125         deflate();
2126
2127         /* Write the crc and uncompressed size */
2128         put_32bit(~G1.crc);
2129         put_32bit(G1.isize);
2130
2131         flush_outbuf();
2132 }
2133
2134
2135 /* ======================================================================== */
2136 static
2137 IF_DESKTOP(long long) int FAST_FUNC pack_gzip(transformer_state_t *xstate UNUSED_PARAM)
2138 {
2139         /* Reinit G1.xxx except pointers to allocated buffers, and entire G2 */
2140         memset(&G1.crc, 0, (sizeof(G1) - offsetof(struct globals, crc)) + sizeof(G2));
2141
2142         /* Clear input and output buffers */
2143         //G1.outcnt = 0;
2144 #ifdef DEBUG
2145         //G1.insize = 0;
2146 #endif
2147         //G1.isize = 0;
2148
2149         /* Reinit G2.xxx */
2150         G2.l_desc.dyn_tree     = G2.dyn_ltree;
2151         G2.l_desc.static_tree  = G2.static_ltree;
2152         G2.l_desc.extra_bits   = extra_lbits;
2153         G2.l_desc.extra_base   = LITERALS + 1;
2154         G2.l_desc.elems        = L_CODES;
2155         G2.l_desc.max_length   = MAX_BITS;
2156         //G2.l_desc.max_code     = 0;
2157         G2.d_desc.dyn_tree     = G2.dyn_dtree;
2158         G2.d_desc.static_tree  = G2.static_dtree;
2159         G2.d_desc.extra_bits   = extra_dbits;
2160         //G2.d_desc.extra_base   = 0;
2161         G2.d_desc.elems        = D_CODES;
2162         G2.d_desc.max_length   = MAX_BITS;
2163         //G2.d_desc.max_code     = 0;
2164         G2.bl_desc.dyn_tree    = G2.bl_tree;
2165         //G2.bl_desc.static_tree = NULL;
2166         G2.bl_desc.extra_bits  = extra_blbits,
2167         //G2.bl_desc.extra_base  = 0;
2168         G2.bl_desc.elems       = BL_CODES;
2169         G2.bl_desc.max_length  = MAX_BL_BITS;
2170         //G2.bl_desc.max_code    = 0;
2171
2172 #if 0
2173         /* Saving of timestamp is disabled. Why?
2174          * - it is not Y2038-safe.
2175          * - some people want deterministic results
2176          *   (normally they'd use -n, but our -n is a nop).
2177          * - it's bloat.
2178          * Per RFC 1952, gzfile.time=0 is "no timestamp".
2179          * If users will demand this to be reinstated,
2180          * implement -n "don't save timestamp".
2181          */
2182         struct stat s;
2183         s.st_ctime = 0;
2184         fstat(STDIN_FILENO, &s);
2185         zip(s.st_ctime);
2186 #else
2187         zip();
2188 #endif
2189         return 0;
2190 }
2191
2192 #if ENABLE_FEATURE_GZIP_LONG_OPTIONS
2193 static const char gzip_longopts[] ALIGN1 =
2194         "stdout\0"              No_argument       "c"
2195         "to-stdout\0"           No_argument       "c"
2196         "force\0"               No_argument       "f"
2197         "verbose\0"             No_argument       "v"
2198 #if ENABLE_FEATURE_GZIP_DECOMPRESS
2199         "decompress\0"          No_argument       "d"
2200         "uncompress\0"          No_argument       "d"
2201         "test\0"                No_argument       "t"
2202 #endif
2203         "quiet\0"               No_argument       "q"
2204         "fast\0"                No_argument       "1"
2205         "best\0"                No_argument       "9"
2206         "no-name\0"             No_argument       "n"
2207         ;
2208 #endif
2209
2210 /*
2211  * Linux kernel build uses gzip -d -n. We accept and ignore -n.
2212  * Man page says:
2213  * -n --no-name
2214  * gzip: do not save the original file name and time stamp.
2215  * (The original name is always saved if the name had to be truncated.)
2216  * gunzip: do not restore the original file name/time even if present
2217  * (remove only the gzip suffix from the compressed file name).
2218  * This option is the default when decompressing.
2219  * -N --name
2220  * gzip: always save the original file name and time stamp (this is the default)
2221  * gunzip: restore the original file name and time stamp if present.
2222  */
2223
2224 int gzip_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
2225 #if ENABLE_FEATURE_GZIP_DECOMPRESS
2226 int gzip_main(int argc, char **argv)
2227 #else
2228 int gzip_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
2229 #endif
2230 {
2231         unsigned opt;
2232 #if ENABLE_FEATURE_GZIP_LEVELS
2233         static const struct {
2234                 uint8_t good;
2235                 uint8_t chain_shift;
2236                 uint8_t lazy2;
2237                 uint8_t nice2;
2238         } gzip_level_config[6] = {
2239                 {4,   4,   4/2,  16/2}, /* Level 4 */
2240                 {8,   5,  16/2,  32/2}, /* Level 5 */
2241                 {8,   7,  16/2, 128/2}, /* Level 6 */
2242                 {8,   8,  32/2, 128/2}, /* Level 7 */
2243                 {32, 10, 128/2, 258/2}, /* Level 8 */
2244                 {32, 12, 258/2, 258/2}, /* Level 9 */
2245         };
2246 #endif
2247
2248         SET_PTR_TO_GLOBALS((char *)xzalloc(sizeof(struct globals)+sizeof(struct globals2))
2249                         + sizeof(struct globals));
2250
2251         /* Must match bbunzip's constants OPT_STDOUT, OPT_FORCE! */
2252 #if ENABLE_FEATURE_GZIP_LONG_OPTIONS
2253         opt = getopt32long(argv, "cfkv" IF_FEATURE_GZIP_DECOMPRESS("dt") "qn123456789", gzip_longopts);
2254 #else
2255         opt = getopt32(argv, "cfkv" IF_FEATURE_GZIP_DECOMPRESS("dt") "qn123456789");
2256 #endif
2257 #if ENABLE_FEATURE_GZIP_DECOMPRESS /* gunzip_main may not be visible... */
2258         if (opt & 0x30) // -d and/or -t
2259                 return gunzip_main(argc, argv);
2260 #endif
2261 #if ENABLE_FEATURE_GZIP_LEVELS
2262         opt >>= ENABLE_FEATURE_GZIP_DECOMPRESS ? 8 : 6; /* drop cfkv[dt]qn bits */
2263         if (opt == 0)
2264                 opt = 1 << 6; /* default: 6 */
2265         opt = ffs(opt >> 4); /* Maps -1..-4 to [0], -5 to [1] ... -9 to [5] */
2266         max_chain_length = 1 << gzip_level_config[opt].chain_shift;
2267         good_match       = gzip_level_config[opt].good;
2268         max_lazy_match   = gzip_level_config[opt].lazy2 * 2;
2269         nice_match       = gzip_level_config[opt].nice2 * 2;
2270 #endif
2271         option_mask32 &= 0xf; /* retain only -cfkv */
2272
2273         /* Allocate all global buffers (for DYN_ALLOC option) */
2274         ALLOC(uch, G1.l_buf, INBUFSIZ);
2275         ALLOC(uch, G1.outbuf, OUTBUFSIZ);
2276         ALLOC(ush, G1.d_buf, DIST_BUFSIZE);
2277         ALLOC(uch, G1.window, 2L * WSIZE);
2278         ALLOC(ush, G1.prev, 1L << BITS);
2279
2280         /* Initialize the CRC32 table */
2281         global_crc32_table = crc32_filltable(NULL, 0);
2282
2283         argv += optind;
2284         return bbunpack(argv, pack_gzip, append_ext, "gz");
2285 }