Another bzip2 update and speedup from Manuel Novoa III, with some
authorEric Andersen <andersen@codepoet.org>
Thu, 23 Oct 2003 06:52:01 +0000 (06:52 -0000)
committerEric Andersen <andersen@codepoet.org>
Thu, 23 Oct 2003 06:52:01 +0000 (06:52 -0000)
additional changes (primarily lots of comments) from Rob Landley.

archival/libunarchive/decompress_bunzip2.c

index b4bcb0b490b3df8f6c436ae9ec6315847881b02c..f00c439139552c80ea8741d2393b2e34eccc4dd7 100644 (file)
                LGPL (http://www.gnu.org/copyleft/lgpl.html
 */
 
+/*
+       Size and speed optimizations by Manuel Novoa III  (mjn3@codepoet.org).
+
+       More efficient reading of huffman codes, a streamlined read_bunzip()
+       function, and various other tweaks.  In (limited) tests, approximately
+       20% faster than bzcat on x86 and about 10% faster on arm.
+
+       Note that about 2/3 of the time is spent in read_unzip() reversing
+       the Burrows-Wheeler transformation.  Much of that time is delay
+       resulting from cache misses.
+
+       I would ask that anyone benefiting from this work, especially those
+       using it in commercial products, consider making a donation to my local
+       non-profit hospice organization in the name of the woman I loved, who
+       passed away Feb. 12, 2003.
+
+               In memory of Toni W. Hagan
+
+               Hospice of Acadiana, Inc.
+               2600 Johnston St., Suite 200
+               Lafayette, LA 70503-3240
+
+               Phone (337) 232-1234 or 1-800-738-2226
+               Fax   (337) 232-1297
+
+               http://www.hospiceacadiana.com/
+
+       Manuel
+ */
+
 #include <setjmp.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 /* Other housekeeping constants */
 #define IOBUF_SIZE                     4096
 
-static char * const bunzip_errors[]={NULL,"Bad file checksum","Not bzip data",
-               "Unexpected input EOF","Unexpected output EOF","Data error",
-                "Out of memory","Obsolete (pre 0.9.5) bzip format not supported."};
-
 /* This is what we know about each huffman coding group */
 struct group_data {
        /* We have an extra slot at the end of limit[] for a sentinal value. */
        int limit[MAX_HUFCODE_BITS+1],base[MAX_HUFCODE_BITS],permute[MAX_SYMBOLS];
-       char minLen, maxLen;
+       int minLen, maxLen;
 };
 
 /* Structure holding all the housekeeping data, including IO buffers and
    memory that persists between calls to bunzip */
 typedef struct {
-       /* For I/O error handling */
-       jmp_buf jmpbuf;
-       /* Input stream, input buffer, input bit buffer */
-       int in_fd,inbufCount,inbufPos;
-       unsigned char *inbuf;
+       /* State for interrupting output loop */
+       int writeCopies,writePos,writeRunCountdown,writeCount,writeCurrent;
+       /* I/O tracking data (file handles, buffers, positions, etc.) */
+       int in_fd,out_fd,inbufCount,inbufPos /*,outbufPos*/;
+       unsigned char *inbuf /*,*outbuf*/;
        unsigned int inbufBitCount, inbufBits;
-       /* Output buffer */
-       char outbuf[IOBUF_SIZE];
-       int outbufPos;
        /* The CRC values stored in the block header and calculated from the data */
-       unsigned int crc32Table[256],headerCRC, dataCRC, totalCRC;
+       unsigned int crc32Table[256],headerCRC, totalCRC, writeCRC;
        /* Intermediate buffer and its size (in bytes) */
        unsigned int *dbuf, dbufSize;
-       /* State for interrupting output loop */
-       int writePos,writeRun,writeCount,writeCurrent;
-
        /* These things are a bit too big to go on the stack */
        unsigned char selectors[32768];                 /* nSelectors=15 bits */
        struct group_data groups[MAX_GROUPS];   /* huffman coding tables */
+       /* For I/O error handling */
+       jmp_buf jmpbuf;
 } bunzip_data;
 
 /* Return the next nnn bits of input.  All reads from the compressed input
@@ -106,39 +128,29 @@ static unsigned int get_bits(bunzip_data *bd, char bits_wanted)
        return bits;
 }
 
-/* At certain times, it pays to have an optimized inline version of
- * get_bits() which gets a single bit. */
-#define GET_A_BIT(bd) \
-   ((bd->inbufBitCount > 0) \
-       ? ((unsigned int)(((bd)->inbufBits >> --(bd)->inbufBitCount) & 1)) \
-       : get_bits((bd), 1))
-
-
-/* Decompress a block of text to into intermediate buffer */
+/* Unpacks the next block and sets up for the inverse burrows-wheeler step. */
 
-extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
+static int get_next_block(bunzip_data *bd)
 {
        struct group_data *hufGroup;
-       int dbufCount,nextSym,dbufSize,origPtr,groupCount,*base,*limit,selector,
+       int dbufCount,nextSym,dbufSize,groupCount,*base,*limit,selector,
                i,j,k,t,runPos,symCount,symTotal,nSelectors,byteCount[256];
        unsigned char uc, symToByte[256], mtfSymbol[256], *selectors;
-       unsigned int *dbuf;
-
-       /* Read in header signature (borrowing mtfSymbol for temp space). */
-       for(i=0;i<6;i++) mtfSymbol[i]=get_bits(bd,8);
-       mtfSymbol[6]=0;
-       /* Read CRC (which is stored big endian). */
-       bd->headerCRC=get_bits(bd,32);
-       /* Is this the last block (with CRC for file)? */
-       if(!strcmp(mtfSymbol,"\x17\x72\x45\x38\x50\x90"))
-               return RETVAL_LAST_BLOCK;
-       /* If it's not a valid data block, barf. */
-       if(strcmp(mtfSymbol,"\x31\x41\x59\x26\x53\x59"))
-               return RETVAL_NOT_BZIP_DATA;
+       unsigned int *dbuf,origPtr;
 
        dbuf=bd->dbuf;
        dbufSize=bd->dbufSize;
        selectors=bd->selectors;
+       /* Reset longjmp I/O error handling */
+       i=setjmp(bd->jmpbuf);
+       if(i) return i;
+       /* Read in header signature and CRC, then validate signature.
+          (last block signature means CRC is for whole file, return now) */
+       i = get_bits(bd,24);
+       j = get_bits(bd,24);
+       bd->headerCRC=get_bits(bd,32);
+       if ((i == 0x177245) && (j == 0x385090)) return RETVAL_LAST_BLOCK;
+       if ((i != 0x314159) || (j != 0x265359)) return RETVAL_NOT_BZIP_DATA;
        /* We can add support for blockRandomised if anybody complains.  There was
           some code for this in busybox 1.0.0-pre3, but nobody ever noticed that
           it didn't actually work. */
@@ -150,10 +162,6 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
           values were present.  We make a translation table to convert the symbols
           back to the corresponding bytes. */
        t=get_bits(bd, 16);
-#if 0
-       /* I don't believe this is necessary.  Rob? */
-       memset(symToByte,0,256);
-#endif
        symTotal=0;
        for (i=0;i<16;i++) {
                if(t&(1<<(15-i))) {
@@ -167,7 +175,8 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
        if (groupCount<2 || groupCount>MAX_GROUPS) return RETVAL_DATA_ERROR;
        /* nSelectors: Every GROUP_SIZE many symbols we select a new huffman coding
           group.  Read in the group selector list, which is stored as MTF encoded
-          bit runs. */
+          bit runs.  (MTF=Move To Front, as each value is used it's moved to the
+          start of the list.) */
        if(!(nSelectors=get_bits(bd, 15))) return RETVAL_DATA_ERROR;
        for(i=0; i<groupCount; i++) mtfSymbol[i] = i;
        for(i=0; i<nSelectors; i++) {
@@ -175,13 +184,7 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
                for(j=0;get_bits(bd,1);j++) if (j>=groupCount) return RETVAL_DATA_ERROR;
                /* Decode MTF to get the next selector */
                uc = mtfSymbol[j];
-               /* A very small amount of data to move, so memmove is overkill
-                * and bigger at least in my tests. */
-               k = j;
-               while (k) {
-                       mtfSymbol[k] = mtfSymbol[k-1];
-                       --k;
-               }
+               for(;j;j--) mtfSymbol[j] = mtfSymbol[j-1];
                mtfSymbol[0]=selectors[i]=uc;
        }
        /* Read the huffman coding tables for each group, which code for symTotal
@@ -190,16 +193,30 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
        for (j=0; j<groupCount; j++) {
                unsigned char length[MAX_SYMBOLS],temp[MAX_HUFCODE_BITS+1];
                int     minLen, maxLen, pp;
-               /* Read lengths */
-               t=get_bits(bd, 5) - 1;  /* This lets us avoid a test in the loop. */
+               /* Read huffman code lengths for each symbol.  They're stored in
+                  a way similar to mtf; record a starting value for the first symbol,
+                  and an offset from the previous value for everys symbol after that.
+                  (Subtracting 1 before the loop and then adding it back at the end is
+                  an optimization that makes the test inside the loop simpler: symbol
+                  length 0 becomes negative, so an unsigned inequality catches it.) */
+               t=get_bits(bd, 5)-1;
                for (i = 0; i < symCount; i++) {
                        for(;;) {
-                               if (((unsigned)t) > (MAX_HUFCODE_BITS-1)) return RETVAL_DATA_ERROR;
-                                       if(!get_bits(bd, 1)) break;
-                                       /* We can avoid an if/else with a little arithmetic. */
-                                       t += (1 - 2*get_bits(bd, 1)); /* 0 -> t++ ; 1 -> t-- */
+                               if (((unsigned)t) > (MAX_HUFCODE_BITS-1))
+                                       return RETVAL_DATA_ERROR;
+                               /* If first bit is 0, stop.  Else second bit indicates whether
+                                  to increment or decrement the value.  Optimization: grab 2
+                                  bits and unget the second if the first was 0. */
+                               k = get_bits(bd,2);
+                               if (k < 2) {
+                                       bd->inbufBitCount++;
+                                       break;
+                               }
+                               /* Add one if second bit 1, else subtract 1.  Avoids if/else */
+                               t+=(((k+1)&2)-1);
                        }
-                       length[i] = t + 1;      /* Correct for the initial -1 adjustment. */
+                       /* Correct for the initial -1, to get the final symbol length */
+                       length[i]=t+1;
                }
                /* Find largest and smallest lengths in this group */
                minLen=maxLen=length[0];
@@ -214,11 +231,8 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
                 * value of a huffman symbol of a given length when using permute[].
                 *
                 * limit[] indicates the largest numerical value a symbol with a given
-                * number of bits can have.  It lets us know when to stop reading.
-                *
-                * To use these, keep reading bits until value<=limit[bitcount] or
-                * you've read over 20 bits (error).  Then the decoded symbol
-                * equals permute[hufcode_value-base[hufcode_bitcount]].
+                * number of bits can have.  This is how the huffman codes can vary in
+                * length: each code with a value>limit[length] needs another bit.
                 */
                hufGroup=bd->groups+j;
                hufGroup->minLen = minLen;
@@ -228,22 +242,29 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
                   entry.  We do this again when using them (during symbol decoding).*/
                base=hufGroup->base-1;
                limit=hufGroup->limit-1;
-               /* Calculate permute[] */
-               pp = 0;
-               for(i=minLen;i<=maxLen;i++) 
+               /* Calculate permute[].  Concurently, initialize temp[] and limit[]. */
+               pp=0;
+               for(i=minLen;i<=maxLen;i++) {
+                       temp[i]=limit[i]=0;
                        for(t=0;t<symCount;t++) 
                                if(length[t]==i) hufGroup->permute[pp++] = t;
-               /* Count cumulative symbols coded for at each bit length */
-               for (i=minLen;i<=maxLen;i++) temp[i]=limit[i]=0;
+               }
+               /* Count symbols coded for at each bit length */
                for (i=0;i<symCount;i++) temp[length[i]]++;
                /* Calculate limit[] (the largest symbol-coding value at each bit
                 * length, which is (previous limit<<1)+symbols at this level), and
                 * base[] (number of symbols to ignore at each bit length, which is
-                * limit-cumulative count of symbols coded for already). */
+                * limit minus the cumulative count of symbols coded for already). */
                pp=t=0;
                for (i=minLen; i<maxLen; i++) {
                        pp+=temp[i];
-                       limit[i]=pp-1;
+                       /* We read the largest possible symbol size and then unget bits
+                          after determining how many we need, and those extra bits could
+                          be set to anything.  (They're noise from future symbols.)  At
+                          each level we're really only interested in the first few bits,
+                          so here we set all the trailing to-be-ignored bits to 1 so they
+                          don't affect the value>limit[length] comparison. */
+                       limit[i]= (pp << (maxLen - i)) - 1;
                        pp<<=1;
                        base[i+1]=pp-(t+=temp[i]);
                }
@@ -255,10 +276,12 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
           block's huffman coded symbols from the file and undo the huffman coding
           and run length encoding, saving the result into dbuf[dbufCount++]=uc */
 
-       /* Initialize symbol occurrence counters and symbol mtf table */
-       memset(byteCount,0,256*sizeof(int));
-       for(i=0;i<256;i++) mtfSymbol[i]=(unsigned char)i;
-       /* Loop through compressed symbols */
+       /* Initialize symbol occurrence counters and symbol Move To Front table */
+       for(i=0;i<256;i++) {
+               byteCount[i] = 0;
+               mtfSymbol[i]=(unsigned char)i;
+       }
+       /* Loop through compressed symbols. */
        runPos=dbufCount=symCount=selector=0;
        for(;;) {
                /* Determine which huffman coding group to use. */
@@ -269,17 +292,41 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
                        base=hufGroup->base-1;
                        limit=hufGroup->limit-1;
                }
-               /* Read next huffman-coded symbol */
-               i = hufGroup->minLen;
-               j=get_bits(bd, i);
-               while (j > limit[i]) { /* The sentinal allows us to avoid testing i. */
-                       j = (j << 1) | GET_A_BIT(bd);
-                       ++i;
-               }
-               /* Huffman decode nextSym (with bounds checking) */
-               if ((i > hufGroup->maxLen) || (((unsigned)(j-=base[i])) >= MAX_SYMBOLS)) return RETVAL_DATA_ERROR;
+               /* Read next huffman-coded symbol. */
+               /* Note: It is far cheaper to read maxLen bits and back up than it is
+                  to read minLen bits and then an additional bit at a time, testing
+                  as we go.  Because there is a trailing last block (with file CRC),
+                  there is no danger of the overread causing an unexpected EOF for a
+                  valid compressed file.  As a further optimization, we do the read
+                  inline (falling back to a call to get_bits if the buffer runs
+                  dry).  The following (up to got_huff_bits:) is equivalent to
+                  j=get_bits(bd,hufGroup->maxLen);
+                */
+               while (bd->inbufBitCount<hufGroup->maxLen) {
+                       if(bd->inbufPos==bd->inbufCount) {
+                               j = get_bits(bd,hufGroup->maxLen);
+                               goto got_huff_bits;
+                       }
+                       bd->inbufBits=(bd->inbufBits<<8)|bd->inbuf[bd->inbufPos++];
+                       bd->inbufBitCount+=8;
+               };
+               bd->inbufBitCount-=hufGroup->maxLen;
+               j = (bd->inbufBits>>bd->inbufBitCount)&((1<<hufGroup->maxLen)-1);
+got_huff_bits:
+               /* Figure how how many bits are in next symbol and unget extras */
+               i=hufGroup->minLen;
+               while(j>limit[i]) ++i;
+               bd->inbufBitCount += (hufGroup->maxLen - i);
+               /* Huffman decode value to get nextSym (with bounds checking) */
+               if ((i > hufGroup->maxLen)
+                       || (((unsigned)(j=(j>>(hufGroup->maxLen-i))-base[i]))
+                               >= MAX_SYMBOLS))
+                       return RETVAL_DATA_ERROR;
                nextSym = hufGroup->permute[j];
-               /* If this is a repeated run, loop collecting data */
+               /* We have now decoded the symbol, which indicates either a new literal
+                  byte, or a repeated run of the most recent literal byte.  First,
+                  check if nextSym indicates a repeated run, and if so loop collecting
+                  how many times to repeat the last literal. */
                if (((unsigned)nextSym) <= SYMBOL_RUNB) { /* RUNA or RUNB */
                        /* If this is the start of a new run, zero out counter */
                        if(!runPos) {
@@ -311,19 +358,20 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
                }
                /* Is this the terminating symbol? */
                if(nextSym>symTotal) break;
-               /* At this point, the symbol we just decoded indicates a new literal
-                  character.  Subtract one to get the position in the MTF array
-                  at which this literal is currently to be found.  (Note that the
-                  result can't be -1 or 0, because 0 and 1 are RUNA and RUNB.
-                  Another instance of the first symbol in the mtf array, position 0,
-                  would have been handled as part of a run.) */
+               /* At this point, nextSym indicates a new literal character.  Subtract
+                  one to get the position in the MTF array at which this literal is
+                  currently to be found.  (Note that the result can't be -1 or 0,
+                  because 0 and 1 are RUNA and RUNB.  But another instance of the
+                  first symbol in the mtf array, position 0, would have been handled
+                  as part of a run above.  Therefore 1 unused mtf position minus
+                  2 non-literal nextSym values equals -1.) */
                if(dbufCount>=dbufSize) return RETVAL_DATA_ERROR;
                i = nextSym - 1;
                uc = mtfSymbol[i];
-               /* Since we typically expect to move only a small number of symbols,
-                * and are bound by 256 in any case, using memmove here would
-                * typically be slower due to function call overhead and other
-                * assorted setup costs. */
+               /* Adjust the MTF array.  Since we typically expect to move only a
+                * small number of symbols, and are bound by 256 in any case, using
+                * memmove here would typically be bigger and slower due to function
+                * call overhead and other assorted setup costs. */
                do {
                        mtfSymbol[i] = mtfSymbol[i-1];
                } while (--i);
@@ -333,14 +381,12 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
                byteCount[uc]++;
                dbuf[dbufCount++] = (unsigned int)uc;
        }
-       /* At this point, we've finished reading huffman-coded symbols and
-          compressed runs from the input stream.  There are dbufCount many of
-          them in dbuf[].  Now undo the Burrows-Wheeler transform on dbuf.
+       /* At this point, we've read all the huffman-coded symbols (and repeated
+       runs) for this block from the input stream, and decoded them into the
+          intermediate buffer.  There are dbufCount many decoded bytes in dbuf[].
+          Now undo the Burrows-Wheeler transform on dbuf.
           See http://dogma.net/markn/articles/bwt/bwt.htm
         */
-
-       /* Now we know what dbufCount is, do a better sanity check on origPtr.  */
-       if (((unsigned)origPtr)>=dbufCount) return RETVAL_DATA_ERROR;
        /* Turn byteCount into cumulative occurrence counts of 0 to n-1. */
        j=0;
        for(i=0;i<256;i++) {
@@ -350,144 +396,137 @@ extern int read_bunzip_data(bunzip_data *bd)
        }
        /* Figure out what order dbuf would be in if we sorted it. */
        for (i=0;i<dbufCount;i++) {
-               uc = (unsigned char)(dbuf[i] & 0xff);
+               uc=(unsigned char)(dbuf[i] & 0xff);
                dbuf[byteCount[uc]] |= (i << 8);
                byteCount[uc]++;
        }
-       /* blockRandomised support would go here. */
-
-       /* Using i as position, j as previous character, t as current character,
-          and uc as run count */
-       bd->dataCRC = 0xffffffffL;
        /* Decode first byte by hand to initialize "previous" byte.  Note that it
           doesn't get output, and if the first three characters are identical
-          it doesn't qualify as a run (hence uc=255, which will either wrap
-          to 1 or get reset). */
+          it doesn't qualify as a run (hence writeRunCountdown=5). */
        if(dbufCount) {
+               if(origPtr>=dbufCount) return RETVAL_DATA_ERROR;
                bd->writePos=dbuf[origPtr];
            bd->writeCurrent=(unsigned char)(bd->writePos&0xff);
                bd->writePos>>=8;
-               bd->writeRun=-1;
+               bd->writeRunCountdown=5;
        }
        bd->writeCount=dbufCount;
 
        return RETVAL_OK;
 }
 
-/* Flush output buffer to disk */
-extern void flush_bunzip_outbuf(bunzip_data *bd, int out_fd)
-{
-       if(bd->outbufPos) {
-               if(write(out_fd, bd->outbuf, bd->outbufPos) != bd->outbufPos)
-                       longjmp(bd->jmpbuf,RETVAL_UNEXPECTED_OUTPUT_EOF);
-               bd->outbufPos=0;
-       }
-}
-
-
 /* Undo burrows-wheeler transform on intermediate buffer to produce output.
-   If !len, write up to len bytes of data to buf.  Otherwise write to out_fd.
-   Returns len ? bytes written : RETVAL_OK.  Notice all errors negative #'s. */
-extern int write_bunzip_data(bunzip_data *bd, int out_fd, char *outbuf, int len)
+   If start_bunzip was initialized with out_fd=-1, then up to len bytes of
+   data are written to outbuf.  Return value is number of bytes written or
+   error (all errors are negative numbers).  If out_fd!=-1, outbuf and len
+   are ignored, data is written to out_fd and return is RETVAL_OK or error.
+*/
+
+extern int read_bunzip(bunzip_data *bd, char *outbuf, int len)
 {
-       unsigned int *dbuf=bd->dbuf;
-       int count,pos,current, run,copies,outbyte,previous,gotcount=0;
+       const unsigned int *dbuf;
+       int pos,current,previous,gotcount;
 
-       for(;;) {
-               /* If last read was short due to end of file, return last block now */
-               if(bd->writeCount<0) return bd->writeCount;
-               /* If we need to refill dbuf, do it. */
-               if(!bd->writeCount) {
-                       int i=read_bunzip_data(bd);
-                       if(i) {
-                               if(i==RETVAL_LAST_BLOCK) {
-                                       bd->writeCount=i;
-                                       return gotcount;
-                               } else return i;
+       /* If last read was short due to end of file, return last block now */
+       if(bd->writeCount<0) return bd->writeCount;
+
+       gotcount = 0;
+       dbuf=bd->dbuf;
+       pos=bd->writePos;
+       current=bd->writeCurrent;
+
+       /* We will always have pending decoded data to write into the output
+          buffer unless this is the very first call (in which case we haven't
+          huffman-decoded a block into the intermediate buffer yet). */
+
+       if (bd->writeCopies) {
+               /* Inside the loop, writeCopies means extra copies (beyond 1) */
+               --bd->writeCopies;
+               /* Loop outputting bytes */
+               for(;;) {
+                       /* If the output buffer is full, snapshot state and return */
+                       if(gotcount >= len) {
+                               bd->writePos=pos;
+                               bd->writeCurrent=current;
+                               bd->writeCopies++;
+                               return len;
                        }
-               }
-               /* Loop generating output */
-               count=bd->writeCount;
-               pos=bd->writePos;
-               current=bd->writeCurrent;
-               run=bd->writeRun;
-               while(count) {
-                       /* If somebody (like busybox tar) wants a certain number of bytes of
-                       data from memory instead of written to a file, humor them */
-                       if(len && bd->outbufPos>=len) goto dataus_interruptus;
-                       count--;
+                       /* Write next byte into output buffer, updating CRC */
+                       outbuf[gotcount++] = current;
+                       bd->writeCRC=(((bd->writeCRC)<<8)
+                                                 ^bd->crc32Table[((bd->writeCRC)>>24)^current]);
+                       /* Loop now if we're outputting multiple copies of this byte */
+                       if (bd->writeCopies) {
+                               --bd->writeCopies;
+                               continue;
+                       }
+decode_next_byte:
+                       if (!bd->writeCount--) break;
                        /* Follow sequence vector to undo Burrows-Wheeler transform */
                        previous=current;
                        pos=dbuf[pos];
                        current=pos&0xff;
                        pos>>=8;
-                       /* Whenever we see 3 consecutive copies of the same byte,
-                          the 4th is a repeat count */
-                       if(run++==3) {
-                               copies=current;
-                               outbyte=previous;
-                               current=-1;
+                       /* After 3 consecutive copies of the same byte, the 4th is a repeat
+                          count.  We count down from 4 instead
+                        * of counting up because testing for non-zero is faster */
+                       if(--bd->writeRunCountdown) {
+                               if(current!=previous) bd->writeRunCountdown=4;
                        } else {
-                               copies=1;
-                               outbyte=current;
-                       }
-                       /* Output bytes to buffer, flushing to file if necessary */
-                       while(copies--) {
-                               if(bd->outbufPos == IOBUF_SIZE) flush_bunzip_outbuf(bd,out_fd);
-                               bd->outbuf[bd->outbufPos++] = outbyte;
-                               bd->dataCRC = (bd->dataCRC << 8)
-                                                               ^ bd->crc32Table[(bd->dataCRC >> 24) ^ outbyte];
+                               /* We have a repeated run, this byte indicates the count */
+                               bd->writeCopies=current;
+                               current=previous;
+                               bd->writeRunCountdown=5;
+                               /* Sometimes there are just 3 bytes (run length 0) */
+                               if(!bd->writeCopies) goto decode_next_byte;
+                               /* Subtract the 1 copy we'd output anyway to get extras */
+                               --bd->writeCopies;
                        }
-                       if(current!=previous) run=0;
                }
                /* Decompression of this block completed successfully */
-               bd->dataCRC=~(bd->dataCRC);
-               bd->totalCRC=((bd->totalCRC << 1) | (bd->totalCRC >> 31)) ^ bd->dataCRC;
+               bd->writeCRC=~bd->writeCRC;
+               bd->totalCRC=((bd->totalCRC<<1) | (bd->totalCRC>>31)) ^ bd->writeCRC;
                /* If this block had a CRC error, force file level CRC error. */
-               if(bd->dataCRC!=bd->headerCRC) {
+               if(bd->writeCRC!=bd->headerCRC) {
                        bd->totalCRC=bd->headerCRC+1;
                        return RETVAL_LAST_BLOCK;
                }
-dataus_interruptus:
-               bd->writeCount=count;
-               if(len) {
-                       gotcount+=bd->outbufPos;
-                       memcpy(outbuf,bd->outbuf,len);
-                       /* If we got enough data, checkpoint loop state and return */
-                       if((len-=bd->outbufPos)<1) {
-                               bd->outbufPos-=len;
-                               if(bd->outbufPos)
-                                       memmove(bd->outbuf,bd->outbuf+len,bd->outbufPos);
-                               bd->writePos=pos;
-                               bd->writeCurrent=current;
-                               bd->writeRun=run;
-                               return gotcount;
-                       }
-               }
        }
+
+       /* Refill the intermediate buffer by huffman-decoding next block of input */
+       /* (previous is just a convenient unused temp variable here) */
+       previous=get_next_block(bd);
+       if(previous) {
+               bd->writeCount=previous;
+               return (previous!=RETVAL_LAST_BLOCK) ? previous : gotcount;
+       }
+       bd->writeCRC=0xffffffffUL;
+       pos=bd->writePos;
+       current=bd->writeCurrent;
+       goto decode_next_byte;
 }
 
-/* Allocate the structure, read file header.  If !len, src_fd contains
-   filehandle to read from.  Else inbuf contains data. */
-extern int start_bunzip(bunzip_data **bdp, int src_fd, char *inbuf, int len)
+/* Allocate the structure, read file header.  If in_fd==-1, inbuf must contain
+   a complete bunzip file (len bytes long).  If in_fd!=-1, inbuf and len are
+   ignored, and data is read from file handle into temporary buffer. */
+extern int start_bunzip(bunzip_data **bdp, int in_fd, char *inbuf, int len)
 {
        bunzip_data *bd;
        unsigned int i,j,c;
+       const unsigned int BZh0=(((unsigned int)'B')<<24)+(((unsigned int)'Z')<<16)
+                                                       +(((unsigned int)'h')<<8)+(unsigned int)'0';
 
        /* Figure out how much data to allocate */
        i=sizeof(bunzip_data);
-       if(!len) i+=IOBUF_SIZE;
+       if(in_fd!=-1) i+=IOBUF_SIZE;
        /* Allocate bunzip_data.  Most fields initialize to zero. */
        if(!(bd=*bdp=malloc(i))) return RETVAL_OUT_OF_MEMORY;
        memset(bd,0,sizeof(bunzip_data));
-       if(len) {
+       /* Setup input buffer */
+       if(-1==(bd->in_fd=in_fd)) {
                bd->inbuf=inbuf;
                bd->inbufCount=len;
-               bd->in_fd=-1;
-       } else {
-               bd->inbuf=(char *)(bd+1);
-               bd->in_fd=src_fd;
-       }
+       } else bd->inbuf=(unsigned char *)(bd+1);
        /* Init the CRC32 table (big endian) */
        for(i=0;i<256;i++) {
                c=i<<24;
@@ -498,55 +537,60 @@ extern int start_bunzip(bunzip_data **bdp, int src_fd, char *inbuf, int len)
        /* Setup for I/O error handling via longjmp */
        i=setjmp(bd->jmpbuf);
        if(i) return i;
-       /* Ensure that file starts with "BZh" */
-    for(i=0;i<3;i++) if(get_bits(bd,8)!="BZh"[i]) return RETVAL_NOT_BZIP_DATA;
-       /* Next byte ascii '1'-'9', indicates block size in units of 100k of
+
+       /* Ensure that file starts with "BZh['1'-'9']." */
+       i = get_bits(bd,32);
+       if (((unsigned int)(i-BZh0-1)) >= 9) return RETVAL_NOT_BZIP_DATA;
+
+       /* Fourth byte (ascii '1'-'9'), indicates block size in units of 100k of
           uncompressed data.  Allocate intermediate buffer for block. */
-       i=get_bits(bd,8);
-       if (i<'1' || i>'9') return RETVAL_NOT_BZIP_DATA;
-       bd->dbufSize=100000*(i-'0');
+       bd->dbufSize=100000*(i-BZh0);
+
        if(!(bd->dbuf=malloc(bd->dbufSize * sizeof(int))))
                return RETVAL_OUT_OF_MEMORY;
        return RETVAL_OK;
 }
 
-extern char *uncompressStream(int src_fd, int dst_fd)
+/* Example usage: decompress src_fd to dst_fd.  (Stops at end of bzip data,
+   not end of file.) */
+extern int uncompressStream(int src_fd, int dst_fd)
 {
+       char *outbuf;
        bunzip_data *bd;
        int i;
 
+       if(!(outbuf=malloc(IOBUF_SIZE))) return RETVAL_OUT_OF_MEMORY;
        if(!(i=start_bunzip(&bd,src_fd,0,0))) {
-               i=write_bunzip_data(bd,dst_fd,0,0);
-               if(i==RETVAL_LAST_BLOCK && bd->headerCRC==bd->totalCRC) i=RETVAL_OK;
+               for(;;) {
+                       if((i=read_bunzip(bd,outbuf,IOBUF_SIZE)) <= 0) break;
+                       if(i!=write(dst_fd,outbuf,i)) {
+                               i=RETVAL_UNEXPECTED_OUTPUT_EOF;
+                               break;
+                       }
+               }
        }
-       flush_bunzip_outbuf(bd,dst_fd);
+       /* Check CRC and release memory */
+       if(i==RETVAL_LAST_BLOCK && bd->headerCRC==bd->totalCRC) i=RETVAL_OK;
        if(bd->dbuf) free(bd->dbuf);
        free(bd);
-       return bunzip_errors[-i];
+       free(outbuf);
+       return i;
 }
 
-/* This new version is not yet properly integrated with tar */
-extern ssize_t read_bz2(int fd, void *buf, size_t count)
-{
-#warning FIXME
-       return(0);
-}
+#ifdef TESTING
 
-extern void BZ2_bzReadOpen(int fd, void *unused, int nUnused)
-{
-#warning FIXME
-       return;
-}
-extern void BZ2_bzReadClose(void)
-{
-#warning FIXME
-}
+static char * const bunzip_errors[]={NULL,"Bad file checksum","Not bzip data",
+               "Unexpected input EOF","Unexpected output EOF","Data error",
+                "Out of memory","Obsolete (pre 0.9.5) bzip format not supported."};
 
-#if 0
 /* Dumb little test thing, decompress stdin to stdout */
 int main(int argc, char *argv[])
 {
-       char *c=uncompressStream(0,1);
-       fprintf(stderr,"\n%s\n", c ? c : "Completed OK");
+       int i=uncompressStream(0,1);
+       char c;
+
+       if(i) fprintf(stderr,"%s\n", bunzip_errors[-i]);
+    else if(read(0,&c,1)) fprintf(stderr,"Trailing garbage ignored\n");
+       return -i;
 }
 #endif