~ubuntu-branches/ubuntu/precise/pristine-tar/precise-proposed

« back to all changes in this revision

Viewing changes to zgz/gzip/trees.c

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Joey Hess
  • Date: 2010-08-19 16:36:25 UTC
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20100819163625-y78g4vegbjm1n7mw
Tags: 1.10
* pristine-gz gengz: Bugfix: Always remove uncompressed input file.
* Large refactoring and modularization. (Thanks Gabriel de Perthuis
  for inspiration for this.))
* Remove environment variables used by tar, gz, and bzip2, to avoid
  local environment settings possibly breaking things.
  Closes: #498760 (probably; thanks Ralph Lange for analysis)
* Lintian fixes.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
/* trees.c -- output deflated data using Huffman coding
 
2
 
 
3
   Copyright (C) 1997, 1998, 1999 Free Software Foundation, Inc.
 
4
   Copyright (C) 1992-1993 Jean-loup Gailly
 
5
   Copyright (C) 2008 Josh Triplett
 
6
 
 
7
   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
8
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
9
   the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
 
10
   any later version.
 
11
 
 
12
   This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
13
   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
14
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
15
   GNU General Public License for more details.
 
16
 
 
17
   You should have received a copy of the GNU General Public License
 
18
   along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
 
19
   Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.  */
 
20
 
 
21
/*
 
22
 *  PURPOSE
 
23
 *
 
24
 *      Encode various sets of source values using variable-length
 
25
 *      binary code trees.
 
26
 *
 
27
 *  DISCUSSION
 
28
 *
 
29
 *      The PKZIP "deflation" process uses several Huffman trees. The more
 
30
 *      common source values are represented by shorter bit sequences.
 
31
 *
 
32
 *      Each code tree is stored in the ZIP file in a compressed form
 
33
 *      which is itself a Huffman encoding of the lengths of
 
34
 *      all the code strings (in ascending order by source values).
 
35
 *      The actual code strings are reconstructed from the lengths in
 
36
 *      the UNZIP process, as described in the "application note"
 
37
 *      (APPNOTE.TXT) distributed as part of PKWARE's PKZIP program.
 
38
 *
 
39
 *  REFERENCES
 
40
 *
 
41
 *      Lynch, Thomas J.
 
42
 *          Data Compression:  Techniques and Applications, pp. 53-55.
 
43
 *          Lifetime Learning Publications, 1985.  ISBN 0-534-03418-7.
 
44
 *
 
45
 *      Storer, James A.
 
46
 *          Data Compression:  Methods and Theory, pp. 49-50.
 
47
 *          Computer Science Press, 1988.  ISBN 0-7167-8156-5.
 
48
 *
 
49
 *      Sedgewick, R.
 
50
 *          Algorithms, p290.
 
51
 *          Addison-Wesley, 1983. ISBN 0-201-06672-6.
 
52
 *
 
53
 *  INTERFACE
 
54
 *
 
55
 *      void ct_init (void)
 
56
 *          Allocate the match buffer and initialize the various tables
 
57
 *
 
58
 *      void ct_tally (int pack_level, int dist, int lc);
 
59
 *          Save the match info and tally the frequency counts.
 
60
 *
 
61
 *      void flush_block (char *buf, ulg stored_len, int pad, int eof)
 
62
 *          Determine the best encoding for the current block: dynamic trees,
 
63
 *          static trees or store, and output the encoded block to the zip
 
64
 *          file. If pad is set, pads the block to the next byte.
 
65
 * */
 
66
 
 
67
#include <ctype.h>
 
68
 
 
69
#include "gzip.h"
 
70
 
 
71
/* ===========================================================================
 
72
 * Constants
 
73
 */
 
74
 
 
75
#define MAX_BITS 15
 
76
/* All codes must not exceed MAX_BITS bits */
 
77
 
 
78
#define MAX_BL_BITS 7
 
79
/* Bit length codes must not exceed MAX_BL_BITS bits */
 
80
 
 
81
#define LENGTH_CODES 29
 
82
/* number of length codes, not counting the special END_BLOCK code */
 
83
 
 
84
#define LITERALS  256
 
85
/* number of literal bytes 0..255 */
 
86
 
 
87
#define END_BLOCK 256
 
88
/* end of block literal code */
 
89
 
 
90
#define L_CODES (LITERALS+1+LENGTH_CODES)
 
91
/* number of Literal or Length codes, including the END_BLOCK code */
 
92
 
 
93
#define D_CODES   30
 
94
/* number of distance codes */
 
95
 
 
96
#define BL_CODES  19
 
97
/* number of codes used to transfer the bit lengths */
 
98
 
 
99
 
 
100
static int extra_lbits[LENGTH_CODES] /* extra bits for each length code */
 
101
   = {0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,4,4,4,4,5,5,5,5,0};
 
102
 
 
103
static int extra_dbits[D_CODES] /* extra bits for each distance code */
 
104
   = {0,0,0,0,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13};
 
105
 
 
106
static int extra_blbits[BL_CODES]/* extra bits for each bit length code */
 
107
   = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,2,3,7};
 
108
 
 
109
#define STORED_BLOCK 0
 
110
#define STATIC_TREES 1
 
111
#define DYN_TREES    2
 
112
/* The three kinds of block type */
 
113
 
 
114
#define LIT_BUFSIZE  0x8000
 
115
/* Sizes of match buffers for literals/lengths and distances.  There are
 
116
 * 4 reasons for limiting LIT_BUFSIZE to 64K:
 
117
 *   - frequencies can be kept in 16 bit counters
 
118
 *   - if compression is not successful for the first block, all input data is
 
119
 *     still in the window so we can still emit a stored block even when input
 
120
 *     comes from standard input.  (This can also be done for all blocks if
 
121
 *     LIT_BUFSIZE is not greater than 32K.)
 
122
 *   - if compression is not successful for a file smaller than 64K, we can
 
123
 *     even emit a stored file instead of a stored block (saving 5 bytes).
 
124
 *   - creating new Huffman trees less frequently may not provide fast
 
125
 *     adaptation to changes in the input data statistics. (Take for
 
126
 *     example a binary file with poorly compressible code followed by
 
127
 *     a highly compressible string table.) Smaller buffer sizes give
 
128
 *     fast adaptation but have of course the overhead of transmitting trees
 
129
 *     more frequently.
 
130
 *   - I can't count above 4
 
131
 * The current code is general and allows DIST_BUFSIZE < LIT_BUFSIZE (to save
 
132
 * memory at the expense of compression). Some optimizations would be possible
 
133
 * if we rely on DIST_BUFSIZE == LIT_BUFSIZE.
 
134
 */
 
135
 
 
136
#define REP_3_6      16
 
137
/* repeat previous bit length 3-6 times (2 bits of repeat count) */
 
138
 
 
139
#define REPZ_3_10    17
 
140
/* repeat a zero length 3-10 times  (3 bits of repeat count) */
 
141
 
 
142
#define REPZ_11_138  18
 
143
/* repeat a zero length 11-138 times  (7 bits of repeat count) */
 
144
 
 
145
/* ===========================================================================
 
146
 * Local data
 
147
 */
 
148
 
 
149
/* Data structure describing a single value and its code string. */
 
150
typedef struct ct_data {
 
151
    union {
 
152
        ush  freq;       /* frequency count */
 
153
        ush  code;       /* bit string */
 
154
    } fc;
 
155
    union {
 
156
        ush  dad;        /* father node in Huffman tree */
 
157
        ush  len;        /* length of bit string */
 
158
    } dl;
 
159
} ct_data;
 
160
 
 
161
#define Freq fc.freq
 
162
#define Code fc.code
 
163
#define Dad  dl.dad
 
164
#define Len  dl.len
 
165
 
 
166
#define HEAP_SIZE (2*L_CODES+1)
 
167
/* maximum heap size */
 
168
 
 
169
static ct_data dyn_ltree[HEAP_SIZE];   /* literal and length tree */
 
170
static ct_data dyn_dtree[2*D_CODES+1]; /* distance tree */
 
171
 
 
172
static ct_data static_ltree[L_CODES+2];
 
173
/* The static literal tree. Since the bit lengths are imposed, there is no
 
174
 * need for the L_CODES extra codes used during heap construction. However
 
175
 * The codes 286 and 287 are needed to build a canonical tree (see ct_init
 
176
 * below).
 
177
 */
 
178
 
 
179
static ct_data static_dtree[D_CODES];
 
180
/* The static distance tree. (Actually a trivial tree since all codes use
 
181
 * 5 bits.)
 
182
 */
 
183
 
 
184
static ct_data bl_tree[2*BL_CODES+1];
 
185
/* Huffman tree for the bit lengths */
 
186
 
 
187
typedef struct tree_desc {
 
188
    ct_data *dyn_tree;      /* the dynamic tree */
 
189
    ct_data *static_tree;   /* corresponding static tree or NULL */
 
190
    int     *extra_bits;    /* extra bits for each code or NULL */
 
191
    int     extra_base;          /* base index for extra_bits */
 
192
    int     elems;               /* max number of elements in the tree */
 
193
    int     max_length;          /* max bit length for the codes */
 
194
    int     max_code;            /* largest code with non zero frequency */
 
195
} tree_desc;
 
196
 
 
197
static tree_desc l_desc =
 
198
{dyn_ltree, static_ltree, extra_lbits, LITERALS+1, L_CODES, MAX_BITS, 0};
 
199
 
 
200
static tree_desc d_desc =
 
201
{dyn_dtree, static_dtree, extra_dbits, 0,          D_CODES, MAX_BITS, 0};
 
202
 
 
203
static tree_desc bl_desc =
 
204
{bl_tree, (ct_data *)0, extra_blbits, 0,      BL_CODES, MAX_BL_BITS, 0};
 
205
 
 
206
 
 
207
static ush bl_count[MAX_BITS+1];
 
208
/* number of codes at each bit length for an optimal tree */
 
209
 
 
210
static uch bl_order[BL_CODES]
 
211
   = {16,17,18,0,8,7,9,6,10,5,11,4,12,3,13,2,14,1,15};
 
212
/* The lengths of the bit length codes are sent in order of decreasing
 
213
 * probability, to avoid transmitting the lengths for unused bit length codes.
 
214
 */
 
215
 
 
216
static int heap[2*L_CODES+1]; /* heap used to build the Huffman trees */
 
217
static int heap_len;               /* number of elements in the heap */
 
218
static int heap_max;               /* element of largest frequency */
 
219
/* The sons of heap[n] are heap[2*n] and heap[2*n+1]. heap[0] is not used.
 
220
 * The same heap array is used to build all trees.
 
221
 */
 
222
 
 
223
static uch depth[2*L_CODES+1];
 
224
/* Depth of each subtree used as tie breaker for trees of equal frequency */
 
225
 
 
226
static uch length_code[MAX_MATCH-MIN_MATCH+1];
 
227
/* length code for each normalized match length (0 == MIN_MATCH) */
 
228
 
 
229
static uch dist_code[512];
 
230
/* distance codes. The first 256 values correspond to the distances
 
231
 * 3 .. 258, the last 256 values correspond to the top 8 bits of
 
232
 * the 15 bit distances.
 
233
 */
 
234
 
 
235
static int base_length[LENGTH_CODES];
 
236
/* First normalized length for each code (0 = MIN_MATCH) */
 
237
 
 
238
static int base_dist[D_CODES];
 
239
/* First normalized distance for each code (0 = distance of 1) */
 
240
 
 
241
static uch l_buf[INBUFSIZ];     /* buffer for literals or lengths */
 
242
static ush d_buf[DIST_BUFSIZE]; /* buffer for distances */
 
243
 
 
244
static uch flag_buf[(LIT_BUFSIZE/8)];
 
245
/* flag_buf is a bit array distinguishing literals from lengths in
 
246
 * l_buf, thus indicating the presence or absence of a distance.
 
247
 */
 
248
 
 
249
static unsigned last_lit;    /* running index in l_buf */
 
250
static unsigned last_dist;   /* running index in d_buf */
 
251
static unsigned last_flags;  /* running index in flag_buf */
 
252
static uch flags;            /* current flags not yet saved in flag_buf */
 
253
static uch flag_bit;         /* current bit used in flags */
 
254
/* bits are filled in flags starting at bit 0 (least significant).
 
255
 * Note: these flags are overkill in the current code since we don't
 
256
 * take advantage of DIST_BUFSIZE == LIT_BUFSIZE.
 
257
 */
 
258
 
 
259
static ulg opt_len;        /* bit length of current block with optimal trees */
 
260
static ulg static_len;     /* bit length of current block with static trees */
 
261
 
 
262
static off_t compressed_len; /* total bit length of compressed file */
 
263
 
 
264
extern long block_start;       /* window offset of current block */
 
265
extern unsigned strstart; /* window offset of current string */
 
266
 
 
267
/* ===========================================================================
 
268
 * Local (static) routines in this file.
 
269
 */
 
270
 
 
271
static void init_block(void);
 
272
static void pqdownheap(ct_data *tree, int k);
 
273
static void gen_bitlen(tree_desc *desc);
 
274
static void gen_codes(ct_data *tree, int max_code);
 
275
static void build_tree(tree_desc *desc);
 
276
static void scan_tree(ct_data *tree, int max_code);
 
277
static void send_tree(ct_data *tree, int max_code);
 
278
static int  build_bl_tree(void);
 
279
static void send_all_trees(int lcodes, int dcodes, int blcodes);
 
280
static void compress_block(ct_data *ltree, ct_data *dtree);
 
281
 
 
282
#define send_code(c, tree) send_bits(tree[c].Code, tree[c].Len)
 
283
/* Send a code of the given tree. c and tree must not have side effects */
 
284
 
 
285
#define d_code(dist) \
 
286
   ((dist) < 256 ? dist_code[dist] : dist_code[256+((dist)>>7)])
 
287
/* Mapping from a distance to a distance code. dist is the distance - 1 and
 
288
 * must not have side effects. dist_code[256] and dist_code[257] are never
 
289
 * used.
 
290
 */
 
291
 
 
292
#define MAX(a,b) (a >= b ? a : b)
 
293
/* the arguments must not have side effects */
 
294
 
 
295
/* ===========================================================================
 
296
 * Allocate the match buffer and initialize the various tables
 
297
 */
 
298
void ct_init(void)
 
299
{
 
300
    int n;        /* iterates over tree elements */
 
301
    int bits;     /* bit counter */
 
302
    int length;   /* length value */
 
303
    int code;     /* code value */
 
304
    int dist;     /* distance index */
 
305
 
 
306
    compressed_len = 0L;
 
307
 
 
308
    if (static_dtree[0].Len != 0) return; /* ct_init already called */
 
309
 
 
310
    /* Initialize the mapping length (0..255) -> length code (0..28) */
 
311
    length = 0;
 
312
    for (code = 0; code < LENGTH_CODES-1; code++) {
 
313
        base_length[code] = length;
 
314
        for (n = 0; n < (1<<extra_lbits[code]); n++) {
 
315
            length_code[length++] = (uch)code;
 
316
        }
 
317
    }
 
318
    Assert (length == 256, "ct_init: length != 256");
 
319
    /* Note that the length 255 (match length 258) can be represented
 
320
     * in two different ways: code 284 + 5 bits or code 285, so we
 
321
     * overwrite length_code[255] to use the best encoding:
 
322
     */
 
323
    length_code[length-1] = (uch)code;
 
324
 
 
325
    /* Initialize the mapping dist (0..32K) -> dist code (0..29) */
 
326
    dist = 0;
 
327
    for (code = 0 ; code < 16; code++) {
 
328
        base_dist[code] = dist;
 
329
        for (n = 0; n < (1<<extra_dbits[code]); n++) {
 
330
            dist_code[dist++] = (uch)code;
 
331
        }
 
332
    }
 
333
    Assert (dist == 256, "ct_init: dist != 256");
 
334
    dist >>= 7; /* from now on, all distances are divided by 128 */
 
335
    for ( ; code < D_CODES; code++) {
 
336
        base_dist[code] = dist << 7;
 
337
        for (n = 0; n < (1<<(extra_dbits[code]-7)); n++) {
 
338
            dist_code[256 + dist++] = (uch)code;
 
339
        }
 
340
    }
 
341
    Assert (dist == 256, "ct_init: 256+dist != 512");
 
342
 
 
343
    /* Construct the codes of the static literal tree */
 
344
    for (bits = 0; bits <= MAX_BITS; bits++) bl_count[bits] = 0;
 
345
    n = 0;
 
346
    while (n <= 143) static_ltree[n++].Len = 8, bl_count[8]++;
 
347
    while (n <= 255) static_ltree[n++].Len = 9, bl_count[9]++;
 
348
    while (n <= 279) static_ltree[n++].Len = 7, bl_count[7]++;
 
349
    while (n <= 287) static_ltree[n++].Len = 8, bl_count[8]++;
 
350
    /* Codes 286 and 287 do not exist, but we must include them in the
 
351
     * tree construction to get a canonical Huffman tree (longest code
 
352
     * all ones)
 
353
     */
 
354
    gen_codes((ct_data *)static_ltree, L_CODES+1);
 
355
 
 
356
    /* The static distance tree is trivial: */
 
357
    for (n = 0; n < D_CODES; n++) {
 
358
        static_dtree[n].Len = 5;
 
359
        static_dtree[n].Code = bi_reverse(n, 5);
 
360
    }
 
361
 
 
362
    /* Initialize the first block of the first file: */
 
363
    init_block();
 
364
}
 
365
 
 
366
/* ===========================================================================
 
367
 * Initialize a new block.
 
368
 */
 
369
static void init_block(void)
 
370
{
 
371
    int n; /* iterates over tree elements */
 
372
 
 
373
    /* Initialize the trees. */
 
374
    for (n = 0; n < L_CODES;  n++) dyn_ltree[n].Freq = 0;
 
375
    for (n = 0; n < D_CODES;  n++) dyn_dtree[n].Freq = 0;
 
376
    for (n = 0; n < BL_CODES; n++) bl_tree[n].Freq = 0;
 
377
 
 
378
    dyn_ltree[END_BLOCK].Freq = 1;
 
379
    opt_len = static_len = 0L;
 
380
    last_lit = last_dist = last_flags = 0;
 
381
    flags = 0; flag_bit = 1;
 
382
}
 
383
 
 
384
#define SMALLEST 1
 
385
/* Index within the heap array of least frequent node in the Huffman tree */
 
386
 
 
387
 
 
388
/* ===========================================================================
 
389
 * Remove the smallest element from the heap and recreate the heap with
 
390
 * one less element. Updates heap and heap_len.
 
391
 */
 
392
#define pqremove(tree, top) \
 
393
{\
 
394
    top = heap[SMALLEST]; \
 
395
    heap[SMALLEST] = heap[heap_len--]; \
 
396
    pqdownheap(tree, SMALLEST); \
 
397
}
 
398
 
 
399
/* ===========================================================================
 
400
 * Compares to subtrees, using the tree depth as tie breaker when
 
401
 * the subtrees have equal frequency. This minimizes the worst case length.
 
402
 */
 
403
#define smaller(tree, n, m) \
 
404
   (tree[n].Freq < tree[m].Freq || \
 
405
   (tree[n].Freq == tree[m].Freq && depth[n] <= depth[m]))
 
406
 
 
407
/* ===========================================================================
 
408
 * Restore the heap property by moving down the tree starting at node k,
 
409
 * exchanging a node with the smallest of its two sons if necessary, stopping
 
410
 * when the heap property is re-established (each father smaller than its
 
411
 * two sons).
 
412
 */
 
413
static void pqdownheap(ct_data *tree, /* the tree to restore */
 
414
                       int k)         /* node to move down */
 
415
{
 
416
    int v = heap[k];
 
417
    int j = k << 1;  /* left son of k */
 
418
    while (j <= heap_len) {
 
419
        /* Set j to the smallest of the two sons: */
 
420
        if (j < heap_len && smaller(tree, heap[j+1], heap[j])) j++;
 
421
 
 
422
        /* Exit if v is smaller than both sons */
 
423
        if (smaller(tree, v, heap[j])) break;
 
424
 
 
425
        /* Exchange v with the smallest son */
 
426
        heap[k] = heap[j];  k = j;
 
427
 
 
428
        /* And continue down the tree, setting j to the left son of k */
 
429
        j <<= 1;
 
430
    }
 
431
    heap[k] = v;
 
432
}
 
433
 
 
434
/* ===========================================================================
 
435
 * Compute the optimal bit lengths for a tree and update the total bit length
 
436
 * for the current block.
 
437
 * IN assertion: the fields freq and dad are set, heap[heap_max] and
 
438
 *    above are the tree nodes sorted by increasing frequency.
 
439
 * OUT assertions: the field len is set to the optimal bit length, the
 
440
 *     array bl_count contains the frequencies for each bit length.
 
441
 *     The length opt_len is updated; static_len is also updated if stree is
 
442
 *     not null.
 
443
 */
 
444
static void gen_bitlen(tree_desc *desc)
 
445
{
 
446
    ct_data *tree  = desc->dyn_tree;
 
447
    int *extra     = desc->extra_bits;
 
448
    int base            = desc->extra_base;
 
449
    int max_code        = desc->max_code;
 
450
    int max_length      = desc->max_length;
 
451
    ct_data *stree = desc->static_tree;
 
452
    int h;              /* heap index */
 
453
    int n, m;           /* iterate over the tree elements */
 
454
    int bits;           /* bit length */
 
455
    int xbits;          /* extra bits */
 
456
    ush f;              /* frequency */
 
457
    int overflow = 0;   /* number of elements with bit length too large */
 
458
 
 
459
    for (bits = 0; bits <= MAX_BITS; bits++) bl_count[bits] = 0;
 
460
 
 
461
    /* In a first pass, compute the optimal bit lengths (which may
 
462
     * overflow in the case of the bit length tree).
 
463
     */
 
464
    tree[heap[heap_max]].Len = 0; /* root of the heap */
 
465
 
 
466
    for (h = heap_max+1; h < HEAP_SIZE; h++) {
 
467
        n = heap[h];
 
468
        bits = tree[tree[n].Dad].Len + 1;
 
469
        if (bits > max_length) bits = max_length, overflow++;
 
470
        tree[n].Len = (ush)bits;
 
471
        /* We overwrite tree[n].Dad which is no longer needed */
 
472
 
 
473
        if (n > max_code) continue; /* not a leaf node */
 
474
 
 
475
        bl_count[bits]++;
 
476
        xbits = 0;
 
477
        if (n >= base) xbits = extra[n-base];
 
478
        f = tree[n].Freq;
 
479
        opt_len += (ulg)f * (bits + xbits);
 
480
        if (stree) static_len += (ulg)f * (stree[n].Len + xbits);
 
481
    }
 
482
    if (overflow == 0) return;
 
483
 
 
484
    Trace((stderr,"\nbit length overflow\n"));
 
485
    /* This happens for example on obj2 and pic of the Calgary corpus */
 
486
 
 
487
    /* Find the first bit length which could increase: */
 
488
    do {
 
489
        bits = max_length-1;
 
490
        while (bl_count[bits] == 0) bits--;
 
491
        bl_count[bits]--;      /* move one leaf down the tree */
 
492
        bl_count[bits+1] += 2; /* move one overflow item as its brother */
 
493
        bl_count[max_length]--;
 
494
        /* The brother of the overflow item also moves one step up,
 
495
         * but this does not affect bl_count[max_length]
 
496
         */
 
497
        overflow -= 2;
 
498
    } while (overflow > 0);
 
499
 
 
500
    /* Now recompute all bit lengths, scanning in increasing frequency.
 
501
     * h is still equal to HEAP_SIZE. (It is simpler to reconstruct all
 
502
     * lengths instead of fixing only the wrong ones. This idea is taken
 
503
     * from 'ar' written by Haruhiko Okumura.)
 
504
     */
 
505
    for (bits = max_length; bits != 0; bits--) {
 
506
        n = bl_count[bits];
 
507
        while (n != 0) {
 
508
            m = heap[--h];
 
509
            if (m > max_code) continue;
 
510
            if (tree[m].Len != (unsigned) bits) {
 
511
                Trace((stderr,"code %d bits %d->%d\n", m, tree[m].Len, bits));
 
512
                opt_len += ((long)bits-(long)tree[m].Len)*(long)tree[m].Freq;
 
513
                tree[m].Len = (ush)bits;
 
514
            }
 
515
            n--;
 
516
        }
 
517
    }
 
518
}
 
519
 
 
520
/* ===========================================================================
 
521
 * Generate the codes for a given tree and bit counts (which need not be
 
522
 * optimal).
 
523
 * IN assertion: the array bl_count contains the bit length statistics for
 
524
 * the given tree and the field len is set for all tree elements.
 
525
 * OUT assertion: the field code is set for all tree elements of non
 
526
 *     zero code length.
 
527
 */
 
528
static void gen_codes (ct_data *tree, /* the tree to decorate */
 
529
                       int max_code)  /* largest code with non zero frequency */
 
530
{
 
531
    ush next_code[MAX_BITS+1]; /* next code value for each bit length */
 
532
    ush code = 0;              /* running code value */
 
533
    int bits;                  /* bit index */
 
534
    int n;                     /* code index */
 
535
 
 
536
    /* The distribution counts are first used to generate the code values
 
537
     * without bit reversal.
 
538
     */
 
539
    for (bits = 1; bits <= MAX_BITS; bits++) {
 
540
        next_code[bits] = code = (code + bl_count[bits-1]) << 1;
 
541
    }
 
542
    /* Check that the bit counts in bl_count are consistent. The last code
 
543
     * must be all ones.
 
544
     */
 
545
    Assert (code + bl_count[MAX_BITS]-1 == (1<<MAX_BITS)-1,
 
546
            "inconsistent bit counts");
 
547
    Tracev((stderr,"\ngen_codes: max_code %d ", max_code));
 
548
 
 
549
    for (n = 0;  n <= max_code; n++) {
 
550
        int len = tree[n].Len;
 
551
        if (len == 0) continue;
 
552
        /* Now reverse the bits */
 
553
        tree[n].Code = bi_reverse(next_code[len]++, len);
 
554
 
 
555
        Tracec(tree != static_ltree, (stderr,"\nn %3d %c l %2d c %4x (%x) ",
 
556
             n, (isgraph(n) ? n : ' '), len, tree[n].Code, next_code[len]-1));
 
557
    }
 
558
}
 
559
 
 
560
/* ===========================================================================
 
561
 * Construct one Huffman tree and assigns the code bit strings and lengths.
 
562
 * Update the total bit length for the current block.
 
563
 * IN assertion: the field freq is set for all tree elements.
 
564
 * OUT assertions: the fields len and code are set to the optimal bit length
 
565
 *     and corresponding code. The length opt_len is updated; static_len is
 
566
 *     also updated if stree is not null. The field max_code is set.
 
567
 */
 
568
static void build_tree(tree_desc *desc)
 
569
{
 
570
    ct_data *tree   = desc->dyn_tree;
 
571
    ct_data *stree  = desc->static_tree;
 
572
    int elems            = desc->elems;
 
573
    int n, m;          /* iterate over heap elements */
 
574
    int max_code = -1; /* largest code with non zero frequency */
 
575
    int node = elems;  /* next internal node of the tree */
 
576
 
 
577
    /* Construct the initial heap, with least frequent element in
 
578
     * heap[SMALLEST]. The sons of heap[n] are heap[2*n] and heap[2*n+1].
 
579
     * heap[0] is not used.
 
580
     */
 
581
    heap_len = 0, heap_max = HEAP_SIZE;
 
582
 
 
583
    for (n = 0; n < elems; n++) {
 
584
        if (tree[n].Freq != 0) {
 
585
            heap[++heap_len] = max_code = n;
 
586
            depth[n] = 0;
 
587
        } else {
 
588
            tree[n].Len = 0;
 
589
        }
 
590
    }
 
591
 
 
592
    /* The pkzip format requires that at least one distance code exists,
 
593
     * and that at least one bit should be sent even if there is only one
 
594
     * possible code. So to avoid special checks later on we force at least
 
595
     * two codes of non zero frequency.
 
596
     */
 
597
    while (heap_len < 2) {
 
598
        int new = heap[++heap_len] = (max_code < 2 ? ++max_code : 0);
 
599
        tree[new].Freq = 1;
 
600
        depth[new] = 0;
 
601
        opt_len--; if (stree) static_len -= stree[new].Len;
 
602
        /* new is 0 or 1 so it does not have extra bits */
 
603
    }
 
604
    desc->max_code = max_code;
 
605
 
 
606
    /* The elements heap[heap_len/2+1 .. heap_len] are leaves of the tree,
 
607
     * establish sub-heaps of increasing lengths:
 
608
     */
 
609
    for (n = heap_len/2; n >= 1; n--) pqdownheap(tree, n);
 
610
 
 
611
    /* Construct the Huffman tree by repeatedly combining the least two
 
612
     * frequent nodes.
 
613
     */
 
614
    do {
 
615
        pqremove(tree, n);   /* n = node of least frequency */
 
616
        m = heap[SMALLEST];  /* m = node of next least frequency */
 
617
 
 
618
        heap[--heap_max] = n; /* keep the nodes sorted by frequency */
 
619
        heap[--heap_max] = m;
 
620
 
 
621
        /* Create a new node father of n and m */
 
622
        tree[node].Freq = tree[n].Freq + tree[m].Freq;
 
623
        depth[node] = (uch) (MAX(depth[n], depth[m]) + 1);
 
624
        tree[n].Dad = tree[m].Dad = (ush)node;
 
625
#ifdef DUMP_BL_TREE
 
626
        if (tree == bl_tree) {
 
627
            fprintf(stderr,"\nnode %d(%d), sons %d(%d) %d(%d)",
 
628
                    node, tree[node].Freq, n, tree[n].Freq, m, tree[m].Freq);
 
629
        }
 
630
#endif
 
631
        /* and insert the new node in the heap */
 
632
        heap[SMALLEST] = node++;
 
633
        pqdownheap(tree, SMALLEST);
 
634
 
 
635
    } while (heap_len >= 2);
 
636
 
 
637
    heap[--heap_max] = heap[SMALLEST];
 
638
 
 
639
    /* At this point, the fields freq and dad are set. We can now
 
640
     * generate the bit lengths.
 
641
     */
 
642
    gen_bitlen((tree_desc *)desc);
 
643
 
 
644
    /* The field len is now set, we can generate the bit codes */
 
645
    gen_codes ((ct_data *)tree, max_code);
 
646
}
 
647
 
 
648
/* ===========================================================================
 
649
 * Scan a literal or distance tree to determine the frequencies of the codes
 
650
 * in the bit length tree. Updates opt_len to take into account the repeat
 
651
 * counts. (The contribution of the bit length codes will be added later
 
652
 * during the construction of bl_tree.)
 
653
 */
 
654
static void scan_tree (ct_data *tree, /* the tree to be scanned */
 
655
                       int max_code)  /* and its largest code of non zero frequency */
 
656
{
 
657
    int n;                     /* iterates over all tree elements */
 
658
    int prevlen = -1;          /* last emitted length */
 
659
    int curlen;                /* length of current code */
 
660
    int nextlen = tree[0].Len; /* length of next code */
 
661
    int count = 0;             /* repeat count of the current code */
 
662
    int max_count = 7;         /* max repeat count */
 
663
    int min_count = 4;         /* min repeat count */
 
664
 
 
665
    if (nextlen == 0) max_count = 138, min_count = 3;
 
666
    tree[max_code+1].Len = (ush)0xffff; /* guard */
 
667
 
 
668
    for (n = 0; n <= max_code; n++) {
 
669
        curlen = nextlen; nextlen = tree[n+1].Len;
 
670
        if (++count < max_count && curlen == nextlen) {
 
671
            continue;
 
672
        } else if (count < min_count) {
 
673
            bl_tree[curlen].Freq += count;
 
674
        } else if (curlen != 0) {
 
675
            if (curlen != prevlen) bl_tree[curlen].Freq++;
 
676
            bl_tree[REP_3_6].Freq++;
 
677
        } else if (count <= 10) {
 
678
            bl_tree[REPZ_3_10].Freq++;
 
679
        } else {
 
680
            bl_tree[REPZ_11_138].Freq++;
 
681
        }
 
682
        count = 0; prevlen = curlen;
 
683
        if (nextlen == 0) {
 
684
            max_count = 138, min_count = 3;
 
685
        } else if (curlen == nextlen) {
 
686
            max_count = 6, min_count = 3;
 
687
        } else {
 
688
            max_count = 7, min_count = 4;
 
689
        }
 
690
    }
 
691
}
 
692
 
 
693
/* ===========================================================================
 
694
 * Send a literal or distance tree in compressed form, using the codes in
 
695
 * bl_tree.
 
696
 */
 
697
static void send_tree (ct_data *tree, /* the tree to be scanned */
 
698
                       int max_code)  /* and its largest code of non zero frequency */
 
699
{
 
700
    int n;                     /* iterates over all tree elements */
 
701
    int prevlen = -1;          /* last emitted length */
 
702
    int curlen;                /* length of current code */
 
703
    int nextlen = tree[0].Len; /* length of next code */
 
704
    int count = 0;             /* repeat count of the current code */
 
705
    int max_count = 7;         /* max repeat count */
 
706
    int min_count = 4;         /* min repeat count */
 
707
 
 
708
    /* tree[max_code+1].Len = -1; */  /* guard already set */
 
709
    if (nextlen == 0) max_count = 138, min_count = 3;
 
710
 
 
711
    for (n = 0; n <= max_code; n++) {
 
712
        curlen = nextlen; nextlen = tree[n+1].Len;
 
713
        if (++count < max_count && curlen == nextlen) {
 
714
            continue;
 
715
        } else if (count < min_count) {
 
716
            do { send_code(curlen, bl_tree); } while (--count != 0);
 
717
 
 
718
        } else if (curlen != 0) {
 
719
            if (curlen != prevlen) {
 
720
                send_code(curlen, bl_tree); count--;
 
721
            }
 
722
            Assert(count >= 3 && count <= 6, " 3_6?");
 
723
            send_code(REP_3_6, bl_tree); send_bits(count-3, 2);
 
724
 
 
725
        } else if (count <= 10) {
 
726
            send_code(REPZ_3_10, bl_tree); send_bits(count-3, 3);
 
727
 
 
728
        } else {
 
729
            send_code(REPZ_11_138, bl_tree); send_bits(count-11, 7);
 
730
        }
 
731
        count = 0; prevlen = curlen;
 
732
        if (nextlen == 0) {
 
733
            max_count = 138, min_count = 3;
 
734
        } else if (curlen == nextlen) {
 
735
            max_count = 6, min_count = 3;
 
736
        } else {
 
737
            max_count = 7, min_count = 4;
 
738
        }
 
739
    }
 
740
}
 
741
 
 
742
/* ===========================================================================
 
743
 * Construct the Huffman tree for the bit lengths and return the index in
 
744
 * bl_order of the last bit length code to send.
 
745
 */
 
746
static int build_bl_tree(void)
 
747
{
 
748
    int max_blindex;  /* index of last bit length code of non zero freq */
 
749
 
 
750
    /* Determine the bit length frequencies for literal and distance trees */
 
751
    scan_tree((ct_data *)dyn_ltree, l_desc.max_code);
 
752
    scan_tree((ct_data *)dyn_dtree, d_desc.max_code);
 
753
 
 
754
    /* Build the bit length tree: */
 
755
    build_tree((tree_desc *)(&bl_desc));
 
756
    /* opt_len now includes the length of the tree representations, except
 
757
     * the lengths of the bit lengths codes and the 5+5+4 bits for the counts.
 
758
     */
 
759
 
 
760
    /* Determine the number of bit length codes to send. The pkzip format
 
761
     * requires that at least 4 bit length codes be sent. (appnote.txt says
 
762
     * 3 but the actual value used is 4.)
 
763
     */
 
764
    for (max_blindex = BL_CODES-1; max_blindex >= 3; max_blindex--) {
 
765
        if (bl_tree[bl_order[max_blindex]].Len != 0) break;
 
766
    }
 
767
    /* Update opt_len to include the bit length tree and counts */
 
768
    opt_len += 3*(max_blindex+1) + 5+5+4;
 
769
    Tracev((stderr, "\ndyn trees: dyn %lu, stat %lu", opt_len, static_len));
 
770
 
 
771
    return max_blindex;
 
772
}
 
773
 
 
774
/* ===========================================================================
 
775
 * Send the header for a block using dynamic Huffman trees: the counts, the
 
776
 * lengths of the bit length codes, the literal tree and the distance tree.
 
777
 * IN assertion: lcodes >= 257, dcodes >= 1, blcodes >= 4.
 
778
 */
 
779
static void send_all_trees(int lcodes, int dcodes, int blcodes)
 
780
{
 
781
    int rank;                    /* index in bl_order */
 
782
 
 
783
    Assert (lcodes >= 257 && dcodes >= 1 && blcodes >= 4, "not enough codes");
 
784
    Assert (lcodes <= L_CODES && dcodes <= D_CODES && blcodes <= BL_CODES,
 
785
            "too many codes");
 
786
    Tracev((stderr, "\nbl counts: "));
 
787
    send_bits(lcodes-257, 5); /* not +255 as stated in appnote.txt */
 
788
    send_bits(dcodes-1,   5);
 
789
    send_bits(blcodes-4,  4); /* not -3 as stated in appnote.txt */
 
790
    for (rank = 0; rank < blcodes; rank++) {
 
791
        Tracev((stderr, "\nbl code %2d ", bl_order[rank]));
 
792
        send_bits(bl_tree[bl_order[rank]].Len, 3);
 
793
    }
 
794
 
 
795
    send_tree((ct_data *)dyn_ltree, lcodes-1); /* send the literal tree */
 
796
 
 
797
    send_tree((ct_data *)dyn_dtree, dcodes-1); /* send the distance tree */
 
798
}
 
799
 
 
800
/* ===========================================================================
 
801
 * Determine the best encoding for the current block: dynamic trees, static
 
802
 * trees or store, and output the encoded block to the zip file. This function
 
803
 * returns the total compressed length for the file so far.
 
804
 */
 
805
void flush_block(char *buf,      /* input block, or NULL if too old */
 
806
                 ulg stored_len, /* length of input block */
 
807
                 int pad,        /* pad output to byte boundary */
 
808
                 int eof)        /* true if this is the last block for a file */
 
809
{
 
810
    ulg opt_lenb, static_lenb; /* opt_len and static_len in bytes */
 
811
    int max_blindex;  /* index of last bit length code of non zero freq */
 
812
 
 
813
    flag_buf[last_flags] = flags; /* Save the flags for the last 8 items */
 
814
 
 
815
    /* Construct the literal and distance trees */
 
816
    build_tree((tree_desc *)(&l_desc));
 
817
    Tracev((stderr, "\nlit data: dyn %lu, stat %lu", opt_len, static_len));
 
818
 
 
819
    build_tree((tree_desc *)(&d_desc));
 
820
    Tracev((stderr, "\ndist data: dyn %lu, stat %lu", opt_len, static_len));
 
821
    /* At this point, opt_len and static_len are the total bit lengths of
 
822
     * the compressed block data, excluding the tree representations.
 
823
     */
 
824
 
 
825
    /* Build the bit length tree for the above two trees, and get the index
 
826
     * in bl_order of the last bit length code to send.
 
827
     */
 
828
    max_blindex = build_bl_tree();
 
829
 
 
830
    /* Determine the best encoding. Compute first the block length in bytes */
 
831
    opt_lenb = (opt_len+3+7)>>3;
 
832
    static_lenb = (static_len+3+7)>>3;
 
833
 
 
834
    Trace((stderr, "\nopt %lu(%lu) stat %lu(%lu) stored %lu lit %u dist %u ",
 
835
            opt_lenb, opt_len, static_lenb, static_len, stored_len,
 
836
            last_lit, last_dist));
 
837
 
 
838
    if (static_lenb <= opt_lenb) opt_lenb = static_lenb;
 
839
 
 
840
    if (stored_len+4 <= opt_lenb && buf != (char*)0) {
 
841
                       /* 4: two words for the lengths */
 
842
        /* The test buf != NULL is only necessary if LIT_BUFSIZE > WSIZE.
 
843
         * Otherwise we can't have processed more than WSIZE input bytes since
 
844
         * the last block flush, because compression would have been
 
845
         * successful. If LIT_BUFSIZE <= WSIZE, it is never too late to
 
846
         * transform a block into a stored block.
 
847
         */
 
848
        send_bits((STORED_BLOCK<<1)+eof, 3);  /* send block type */
 
849
        compressed_len = (compressed_len + 3 + 7) & ~7L;
 
850
        compressed_len += (stored_len + 4) << 3;
 
851
 
 
852
        copy_block(buf, (unsigned)stored_len, 1); /* with header */
 
853
 
 
854
    } else if (static_lenb == opt_lenb) {
 
855
        send_bits((STATIC_TREES<<1)+eof, 3);
 
856
        compress_block((ct_data *)static_ltree, (ct_data *)static_dtree);
 
857
        compressed_len += 3 + static_len;
 
858
    } else {
 
859
        send_bits((DYN_TREES<<1)+eof, 3);
 
860
        send_all_trees(l_desc.max_code+1, d_desc.max_code+1, max_blindex+1);
 
861
        compress_block((ct_data *)dyn_ltree, (ct_data *)dyn_dtree);
 
862
        compressed_len += 3 + opt_len;
 
863
    }
 
864
    Assert (compressed_len == bits_sent, "bad compressed size");
 
865
    init_block();
 
866
 
 
867
    if (eof) {
 
868
        /* Assert (input_len == bytes_in, "bad input size"); */
 
869
        bi_windup();
 
870
        compressed_len += 7;  /* align on byte boundary */
 
871
    } else if (pad && (compressed_len % 8) != 0) {
 
872
        send_bits((STORED_BLOCK<<1)+eof, 3);  /* send block type */
 
873
        compressed_len = (compressed_len + 3 + 7) & ~7L;
 
874
        copy_block(buf, 0, 1); /* with header */
 
875
    }
 
876
}
 
877
 
 
878
/* ===========================================================================
 
879
 * Save the match info and tally the frequency counts. Return true if
 
880
 * the current block must be flushed.
 
881
 */
 
882
int ct_tally (int pack_level, /* Compression level, 1 to 9 */
 
883
              int dist, /* distance of matched string */
 
884
              int lc)   /* match length-MIN_MATCH or unmatched char (if dist==0) */
 
885
{
 
886
    l_buf[last_lit++] = (uch)lc;
 
887
    if (dist == 0) {
 
888
        /* lc is the unmatched char */
 
889
        dyn_ltree[lc].Freq++;
 
890
    } else {
 
891
        /* Here, lc is the match length - MIN_MATCH */
 
892
        dist--;             /* dist = match distance - 1 */
 
893
        Assert((ush)dist < (ush)MAX_DIST &&
 
894
               (ush)lc <= (ush)(MAX_MATCH-MIN_MATCH) &&
 
895
               (ush)d_code(dist) < (ush)D_CODES,  "ct_tally: bad match");
 
896
 
 
897
        dyn_ltree[length_code[lc]+LITERALS+1].Freq++;
 
898
        dyn_dtree[d_code(dist)].Freq++;
 
899
 
 
900
        d_buf[last_dist++] = (ush)dist;
 
901
        flags |= flag_bit;
 
902
    }
 
903
    flag_bit <<= 1;
 
904
 
 
905
    /* Output the flags if they fill a byte: */
 
906
    if ((last_lit & 7) == 0) {
 
907
        flag_buf[last_flags++] = flags;
 
908
        flags = 0, flag_bit = 1;
 
909
    }
 
910
    /* Try to guess if it is profitable to stop the current block here */
 
911
    if (pack_level > 2 && (last_lit & 0xfff) == 0) {
 
912
        /* Compute an upper bound for the compressed length */
 
913
        ulg out_length = (ulg)last_lit*8L;
 
914
        ulg in_length = (ulg)strstart-block_start;
 
915
        int dcode;
 
916
        for (dcode = 0; dcode < D_CODES; dcode++) {
 
917
            out_length += (ulg)dyn_dtree[dcode].Freq*(5L+extra_dbits[dcode]);
 
918
        }
 
919
        out_length >>= 3;
 
920
        Trace((stderr,"\nlast_lit %u, last_dist %u, in %ld, out ~%ld(%ld%%) ",
 
921
               last_lit, last_dist, in_length, out_length,
 
922
               100L - out_length*100L/in_length));
 
923
        if (last_dist < last_lit/2 && out_length < in_length/2) return 1;
 
924
    }
 
925
    return (last_lit == LIT_BUFSIZE-1 || last_dist == DIST_BUFSIZE);
 
926
    /* We avoid equality with LIT_BUFSIZE because of wraparound at 64K
 
927
     * on 16 bit machines and because stored blocks are restricted to
 
928
     * 64K-1 bytes.
 
929
     */
 
930
}
 
931
 
 
932
/* ===========================================================================
 
933
 * Send the block data compressed using the given Huffman trees
 
934
 */
 
935
static void compress_block(ct_data *ltree, /* literal tree */
 
936
                           ct_data *dtree) /* distance tree */
 
937
{
 
938
    unsigned dist;      /* distance of matched string */
 
939
    int lc;             /* match length or unmatched char (if dist == 0) */
 
940
    unsigned lx = 0;    /* running index in l_buf */
 
941
    unsigned dx = 0;    /* running index in d_buf */
 
942
    unsigned fx = 0;    /* running index in flag_buf */
 
943
    uch flag = 0;       /* current flags */
 
944
    unsigned code;      /* the code to send */
 
945
    int extra;          /* number of extra bits to send */
 
946
 
 
947
    if (last_lit != 0) do {
 
948
        if ((lx & 7) == 0) flag = flag_buf[fx++];
 
949
        lc = l_buf[lx++];
 
950
        if ((flag & 1) == 0) {
 
951
            send_code(lc, ltree); /* send a literal byte */
 
952
            Tracecv(isgraph(lc), (stderr," '%c' ", lc));
 
953
        } else {
 
954
            /* Here, lc is the match length - MIN_MATCH */
 
955
            code = length_code[lc];
 
956
            send_code(code+LITERALS+1, ltree); /* send the length code */
 
957
            extra = extra_lbits[code];
 
958
            if (extra != 0) {
 
959
                lc -= base_length[code];
 
960
                send_bits(lc, extra);        /* send the extra length bits */
 
961
            }
 
962
            dist = d_buf[dx++];
 
963
            /* Here, dist is the match distance - 1 */
 
964
            code = d_code(dist);
 
965
            Assert (code < D_CODES, "bad d_code");
 
966
 
 
967
            send_code(code, dtree);       /* send the distance code */
 
968
            extra = extra_dbits[code];
 
969
            if (extra != 0) {
 
970
                dist -= base_dist[code];
 
971
                send_bits(dist, extra);   /* send the extra distance bits */
 
972
            }
 
973
        } /* literal or match pair ? */
 
974
        flag >>= 1;
 
975
    } while (lx < last_lit);
 
976
 
 
977
    send_code(END_BLOCK, ltree);
 
978
}