xref: /titanic_52/usr/src/boot/sys/cddl/boot/zfs/lz4.c (revision 4a5d661a82b942b6538acd26209d959ce98b593a)
1*4a5d661aSToomas Soome /*
2*4a5d661aSToomas Soome  * LZ4 - Fast LZ compression algorithm
3*4a5d661aSToomas Soome  * Header File
4*4a5d661aSToomas Soome  * Copyright (C) 2011-2013, Yann Collet.
5*4a5d661aSToomas Soome  * BSD 2-Clause License (http://www.opensource.org/licenses/bsd-license.php)
6*4a5d661aSToomas Soome  *
7*4a5d661aSToomas Soome  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8*4a5d661aSToomas Soome  * modification, are permitted provided that the following conditions are
9*4a5d661aSToomas Soome  * met:
10*4a5d661aSToomas Soome  *
11*4a5d661aSToomas Soome  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
12*4a5d661aSToomas Soome  * notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13*4a5d661aSToomas Soome  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above
14*4a5d661aSToomas Soome  * copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer
15*4a5d661aSToomas Soome  * in the documentation and/or other materials provided with the
16*4a5d661aSToomas Soome  * distribution.
17*4a5d661aSToomas Soome  *
18*4a5d661aSToomas Soome  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
19*4a5d661aSToomas Soome  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
20*4a5d661aSToomas Soome  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
21*4a5d661aSToomas Soome  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
22*4a5d661aSToomas Soome  * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
23*4a5d661aSToomas Soome  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
24*4a5d661aSToomas Soome  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
25*4a5d661aSToomas Soome  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
26*4a5d661aSToomas Soome  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
27*4a5d661aSToomas Soome  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
28*4a5d661aSToomas Soome  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
29*4a5d661aSToomas Soome  *
30*4a5d661aSToomas Soome  * You can contact the author at :
31*4a5d661aSToomas Soome  * - LZ4 homepage : http://fastcompression.blogspot.com/p/lz4.html
32*4a5d661aSToomas Soome  * - LZ4 source repository : http://code.google.com/p/lz4/
33*4a5d661aSToomas Soome  *
34*4a5d661aSToomas Soome  * $FreeBSD$
35*4a5d661aSToomas Soome  */
36*4a5d661aSToomas Soome int lz4_decompress(void *, void *, size_t, size_t, int);
37*4a5d661aSToomas Soome 
38*4a5d661aSToomas Soome static int LZ4_uncompress_unknownOutputSize(const char *source, char *dest,
39*4a5d661aSToomas Soome 					    int isize, int maxOutputSize);
40*4a5d661aSToomas Soome 
41*4a5d661aSToomas Soome /* ARGSUSED */
42*4a5d661aSToomas Soome int
43*4a5d661aSToomas Soome lz4_decompress(void *s_start, void *d_start, size_t s_len, size_t d_len, int dummy __unused)
44*4a5d661aSToomas Soome {
45*4a5d661aSToomas Soome 	const uint8_t *src = s_start;
46*4a5d661aSToomas Soome 	uint32_t bufsiz = htonl(*(uint32_t *)src);
47*4a5d661aSToomas Soome 
48*4a5d661aSToomas Soome 	/* invalid compressed buffer size encoded at start */
49*4a5d661aSToomas Soome 	if (bufsiz + 4 > s_len)
50*4a5d661aSToomas Soome 		return (1);
51*4a5d661aSToomas Soome 
52*4a5d661aSToomas Soome 	/*
53*4a5d661aSToomas Soome 	 * Returns 0 on success (decompression function returned non-negative)
54*4a5d661aSToomas Soome 	 * and non-zero on failure (decompression function returned negative).
55*4a5d661aSToomas Soome 	 */
56*4a5d661aSToomas Soome 	return (LZ4_uncompress_unknownOutputSize((const char *)s_start + 4, d_start, bufsiz,
57*4a5d661aSToomas Soome 	    d_len) < 0);
58*4a5d661aSToomas Soome }
59*4a5d661aSToomas Soome 
60*4a5d661aSToomas Soome /*
61*4a5d661aSToomas Soome  * CPU Feature Detection
62*4a5d661aSToomas Soome  */
63*4a5d661aSToomas Soome 
64*4a5d661aSToomas Soome /* 32 or 64 bits ? */
65*4a5d661aSToomas Soome #if (defined(__x86_64__) || defined(__x86_64) || defined(__amd64__) || \
66*4a5d661aSToomas Soome 	defined(__amd64) || defined(__ppc64__) || defined(_WIN64) || \
67*4a5d661aSToomas Soome 	defined(__LP64__) || defined(_LP64))
68*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_ARCH64	1
69*4a5d661aSToomas Soome #else
70*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_ARCH64	0
71*4a5d661aSToomas Soome #endif
72*4a5d661aSToomas Soome 
73*4a5d661aSToomas Soome /*
74*4a5d661aSToomas Soome  * Little Endian or Big Endian?
75*4a5d661aSToomas Soome  * Note: overwrite the below #define if you know your architecture endianess.
76*4a5d661aSToomas Soome  */
77*4a5d661aSToomas Soome #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
78*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_BIG_ENDIAN	1
79*4a5d661aSToomas Soome #else
80*4a5d661aSToomas Soome 	/*
81*4a5d661aSToomas Soome 	 * Little Endian assumed. PDP Endian and other very rare endian format
82*4a5d661aSToomas Soome 	 * are unsupported.
83*4a5d661aSToomas Soome 	 */
84*4a5d661aSToomas Soome #endif
85*4a5d661aSToomas Soome 
86*4a5d661aSToomas Soome /*
87*4a5d661aSToomas Soome  * Unaligned memory access is automatically enabled for "common" CPU,
88*4a5d661aSToomas Soome  * such as x86. For others CPU, the compiler will be more cautious, and
89*4a5d661aSToomas Soome  * insert extra code to ensure aligned access is respected. If you know
90*4a5d661aSToomas Soome  * your target CPU supports unaligned memory access, you may want to
91*4a5d661aSToomas Soome  * force this option manually to improve performance
92*4a5d661aSToomas Soome  */
93*4a5d661aSToomas Soome #if defined(__ARM_FEATURE_UNALIGNED)
94*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_FORCE_UNALIGNED_ACCESS 1
95*4a5d661aSToomas Soome #endif
96*4a5d661aSToomas Soome 
97*4a5d661aSToomas Soome /*
98*4a5d661aSToomas Soome  * Compiler Options
99*4a5d661aSToomas Soome  */
100*4a5d661aSToomas Soome #if __STDC_VERSION__ >= 199901L	/* C99 */
101*4a5d661aSToomas Soome /* "restrict" is a known keyword */
102*4a5d661aSToomas Soome #else
103*4a5d661aSToomas Soome /* Disable restrict */
104*4a5d661aSToomas Soome #define	restrict
105*4a5d661aSToomas Soome #endif
106*4a5d661aSToomas Soome 
107*4a5d661aSToomas Soome #define	GCC_VERSION (__GNUC__ * 100 + __GNUC_MINOR__)
108*4a5d661aSToomas Soome 
109*4a5d661aSToomas Soome #define	lz4_bswap16(x) ((unsigned short int) ((((x) >> 8) & 0xffu) \
110*4a5d661aSToomas Soome 	| (((x) & 0xffu) << 8)))
111*4a5d661aSToomas Soome 
112*4a5d661aSToomas Soome #if (GCC_VERSION >= 302) || (__INTEL_COMPILER >= 800) || defined(__clang__)
113*4a5d661aSToomas Soome #define	expect(expr, value)    (__builtin_expect((expr), (value)))
114*4a5d661aSToomas Soome #else
115*4a5d661aSToomas Soome #define	expect(expr, value)    (expr)
116*4a5d661aSToomas Soome #endif
117*4a5d661aSToomas Soome 
118*4a5d661aSToomas Soome #define	likely(expr)	expect((expr) != 0, 1)
119*4a5d661aSToomas Soome #define	unlikely(expr)	expect((expr) != 0, 0)
120*4a5d661aSToomas Soome 
121*4a5d661aSToomas Soome /* Basic types */
122*4a5d661aSToomas Soome #define	BYTE	uint8_t
123*4a5d661aSToomas Soome #define	U16	uint16_t
124*4a5d661aSToomas Soome #define	U32	uint32_t
125*4a5d661aSToomas Soome #define	S32	int32_t
126*4a5d661aSToomas Soome #define	U64	uint64_t
127*4a5d661aSToomas Soome 
128*4a5d661aSToomas Soome #ifndef LZ4_FORCE_UNALIGNED_ACCESS
129*4a5d661aSToomas Soome #pragma pack(1)
130*4a5d661aSToomas Soome #endif
131*4a5d661aSToomas Soome 
132*4a5d661aSToomas Soome typedef struct _U16_S {
133*4a5d661aSToomas Soome 	U16 v;
134*4a5d661aSToomas Soome } U16_S;
135*4a5d661aSToomas Soome typedef struct _U32_S {
136*4a5d661aSToomas Soome 	U32 v;
137*4a5d661aSToomas Soome } U32_S;
138*4a5d661aSToomas Soome typedef struct _U64_S {
139*4a5d661aSToomas Soome 	U64 v;
140*4a5d661aSToomas Soome } U64_S;
141*4a5d661aSToomas Soome 
142*4a5d661aSToomas Soome #ifndef LZ4_FORCE_UNALIGNED_ACCESS
143*4a5d661aSToomas Soome #pragma pack()
144*4a5d661aSToomas Soome #endif
145*4a5d661aSToomas Soome 
146*4a5d661aSToomas Soome #define	A64(x)	(((U64_S *)(x))->v)
147*4a5d661aSToomas Soome #define	A32(x)	(((U32_S *)(x))->v)
148*4a5d661aSToomas Soome #define	A16(x)	(((U16_S *)(x))->v)
149*4a5d661aSToomas Soome 
150*4a5d661aSToomas Soome /*
151*4a5d661aSToomas Soome  * Constants
152*4a5d661aSToomas Soome  */
153*4a5d661aSToomas Soome #define	MINMATCH 4
154*4a5d661aSToomas Soome 
155*4a5d661aSToomas Soome #define	COPYLENGTH 8
156*4a5d661aSToomas Soome #define	LASTLITERALS 5
157*4a5d661aSToomas Soome 
158*4a5d661aSToomas Soome #define	ML_BITS 4
159*4a5d661aSToomas Soome #define	ML_MASK ((1U<<ML_BITS)-1)
160*4a5d661aSToomas Soome #define	RUN_BITS (8-ML_BITS)
161*4a5d661aSToomas Soome #define	RUN_MASK ((1U<<RUN_BITS)-1)
162*4a5d661aSToomas Soome 
163*4a5d661aSToomas Soome /*
164*4a5d661aSToomas Soome  * Architecture-specific macros
165*4a5d661aSToomas Soome  */
166*4a5d661aSToomas Soome #if LZ4_ARCH64
167*4a5d661aSToomas Soome #define	STEPSIZE 8
168*4a5d661aSToomas Soome #define	UARCH U64
169*4a5d661aSToomas Soome #define	AARCH A64
170*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_COPYSTEP(s, d)	A64(d) = A64(s); d += 8; s += 8;
171*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_COPYPACKET(s, d)	LZ4_COPYSTEP(s, d)
172*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_SECURECOPY(s, d, e)	if (d < e) LZ4_WILDCOPY(s, d, e)
173*4a5d661aSToomas Soome #define	HTYPE U32
174*4a5d661aSToomas Soome #define	INITBASE(base)		const BYTE* const base = ip
175*4a5d661aSToomas Soome #else
176*4a5d661aSToomas Soome #define	STEPSIZE 4
177*4a5d661aSToomas Soome #define	UARCH U32
178*4a5d661aSToomas Soome #define	AARCH A32
179*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_COPYSTEP(s, d)	A32(d) = A32(s); d += 4; s += 4;
180*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_COPYPACKET(s, d)	LZ4_COPYSTEP(s, d); LZ4_COPYSTEP(s, d);
181*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_SECURECOPY		LZ4_WILDCOPY
182*4a5d661aSToomas Soome #define	HTYPE const BYTE*
183*4a5d661aSToomas Soome #define	INITBASE(base)		const int base = 0
184*4a5d661aSToomas Soome #endif
185*4a5d661aSToomas Soome 
186*4a5d661aSToomas Soome #if (defined(LZ4_BIG_ENDIAN) && !defined(BIG_ENDIAN_NATIVE_BUT_INCOMPATIBLE))
187*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_READ_LITTLEENDIAN_16(d, s, p) \
188*4a5d661aSToomas Soome 	{ U16 v = A16(p); v = lz4_bswap16(v); d = (s) - v; }
189*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_WRITE_LITTLEENDIAN_16(p, i) \
190*4a5d661aSToomas Soome 	{ U16 v = (U16)(i); v = lz4_bswap16(v); A16(p) = v; p += 2; }
191*4a5d661aSToomas Soome #else
192*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_READ_LITTLEENDIAN_16(d, s, p) { d = (s) - A16(p); }
193*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_WRITE_LITTLEENDIAN_16(p, v)  { A16(p) = v; p += 2; }
194*4a5d661aSToomas Soome #endif
195*4a5d661aSToomas Soome 
196*4a5d661aSToomas Soome /* Macros */
197*4a5d661aSToomas Soome #define	LZ4_WILDCOPY(s, d, e) do { LZ4_COPYPACKET(s, d) } while (d < e);
198*4a5d661aSToomas Soome 
199*4a5d661aSToomas Soome /* Decompression functions */
200*4a5d661aSToomas Soome 
201*4a5d661aSToomas Soome static int
202*4a5d661aSToomas Soome LZ4_uncompress_unknownOutputSize(const char *source,
203*4a5d661aSToomas Soome     char *dest, int isize, int maxOutputSize)
204*4a5d661aSToomas Soome {
205*4a5d661aSToomas Soome 	/* Local Variables */
206*4a5d661aSToomas Soome 	const BYTE *restrict ip = (const BYTE *) source;
207*4a5d661aSToomas Soome 	const BYTE *const iend = ip + isize;
208*4a5d661aSToomas Soome 	const BYTE *restrict ref;
209*4a5d661aSToomas Soome 
210*4a5d661aSToomas Soome 	BYTE *restrict op = (BYTE *) dest;
211*4a5d661aSToomas Soome 	BYTE *const oend = op + maxOutputSize;
212*4a5d661aSToomas Soome 	BYTE *cpy;
213*4a5d661aSToomas Soome 
214*4a5d661aSToomas Soome 	size_t dec[] = { 0, 3, 2, 3, 0, 0, 0, 0 };
215*4a5d661aSToomas Soome 
216*4a5d661aSToomas Soome 	/* Main Loop */
217*4a5d661aSToomas Soome 	while (ip < iend) {
218*4a5d661aSToomas Soome 		BYTE token;
219*4a5d661aSToomas Soome 		int length;
220*4a5d661aSToomas Soome 
221*4a5d661aSToomas Soome 		/* get runlength */
222*4a5d661aSToomas Soome 		token = *ip++;
223*4a5d661aSToomas Soome 		if ((length = (token >> ML_BITS)) == RUN_MASK) {
224*4a5d661aSToomas Soome 			int s = 255;
225*4a5d661aSToomas Soome 			while ((ip < iend) && (s == 255)) {
226*4a5d661aSToomas Soome 				s = *ip++;
227*4a5d661aSToomas Soome 				length += s;
228*4a5d661aSToomas Soome 			}
229*4a5d661aSToomas Soome 		}
230*4a5d661aSToomas Soome 		/* copy literals */
231*4a5d661aSToomas Soome 		cpy = op + length;
232*4a5d661aSToomas Soome 		if ((cpy > oend - COPYLENGTH) ||
233*4a5d661aSToomas Soome 		    (ip + length > iend - COPYLENGTH)) {
234*4a5d661aSToomas Soome 			if (cpy > oend)
235*4a5d661aSToomas Soome 				/*
236*4a5d661aSToomas Soome 				 * Error: request to write beyond destination
237*4a5d661aSToomas Soome 				 * buffer.
238*4a5d661aSToomas Soome 				 */
239*4a5d661aSToomas Soome 				goto _output_error;
240*4a5d661aSToomas Soome 			if (ip + length > iend)
241*4a5d661aSToomas Soome 				/*
242*4a5d661aSToomas Soome 				 * Error : request to read beyond source
243*4a5d661aSToomas Soome 				 * buffer.
244*4a5d661aSToomas Soome 				 */
245*4a5d661aSToomas Soome 				goto _output_error;
246*4a5d661aSToomas Soome 			memcpy(op, ip, length);
247*4a5d661aSToomas Soome 			op += length;
248*4a5d661aSToomas Soome 			ip += length;
249*4a5d661aSToomas Soome 			if (ip < iend)
250*4a5d661aSToomas Soome 				/* Error : LZ4 format violation */
251*4a5d661aSToomas Soome 				goto _output_error;
252*4a5d661aSToomas Soome 			/* Necessarily EOF, due to parsing restrictions. */
253*4a5d661aSToomas Soome 			break;
254*4a5d661aSToomas Soome 		}
255*4a5d661aSToomas Soome 		LZ4_WILDCOPY(ip, op, cpy);
256*4a5d661aSToomas Soome 		ip -= (op - cpy);
257*4a5d661aSToomas Soome 		op = cpy;
258*4a5d661aSToomas Soome 
259*4a5d661aSToomas Soome 		/* get offset */
260*4a5d661aSToomas Soome 		LZ4_READ_LITTLEENDIAN_16(ref, cpy, ip);
261*4a5d661aSToomas Soome 		ip += 2;
262*4a5d661aSToomas Soome 		if (ref < (BYTE * const) dest)
263*4a5d661aSToomas Soome 			/*
264*4a5d661aSToomas Soome 			 * Error: offset creates reference outside of
265*4a5d661aSToomas Soome 			 * destination buffer.
266*4a5d661aSToomas Soome 			 */
267*4a5d661aSToomas Soome 			goto _output_error;
268*4a5d661aSToomas Soome 
269*4a5d661aSToomas Soome 		/* get matchlength */
270*4a5d661aSToomas Soome 		if ((length = (token & ML_MASK)) == ML_MASK) {
271*4a5d661aSToomas Soome 			while (ip < iend) {
272*4a5d661aSToomas Soome 				int s = *ip++;
273*4a5d661aSToomas Soome 				length += s;
274*4a5d661aSToomas Soome 				if (s == 255)
275*4a5d661aSToomas Soome 					continue;
276*4a5d661aSToomas Soome 				break;
277*4a5d661aSToomas Soome 			}
278*4a5d661aSToomas Soome 		}
279*4a5d661aSToomas Soome 		/* copy repeated sequence */
280*4a5d661aSToomas Soome 		if unlikely(op - ref < STEPSIZE) {
281*4a5d661aSToomas Soome #if LZ4_ARCH64
282*4a5d661aSToomas Soome 			size_t dec2table[] = { 0, 0, 0, -1, 0, 1, 2, 3 };
283*4a5d661aSToomas Soome 			size_t dec2 = dec2table[op - ref];
284*4a5d661aSToomas Soome #else
285*4a5d661aSToomas Soome 			const int dec2 = 0;
286*4a5d661aSToomas Soome #endif
287*4a5d661aSToomas Soome 			*op++ = *ref++;
288*4a5d661aSToomas Soome 			*op++ = *ref++;
289*4a5d661aSToomas Soome 			*op++ = *ref++;
290*4a5d661aSToomas Soome 			*op++ = *ref++;
291*4a5d661aSToomas Soome 			ref -= dec[op - ref];
292*4a5d661aSToomas Soome 			A32(op) = A32(ref);
293*4a5d661aSToomas Soome 			op += STEPSIZE - 4;
294*4a5d661aSToomas Soome 			ref -= dec2;
295*4a5d661aSToomas Soome 		} else {
296*4a5d661aSToomas Soome 			LZ4_COPYSTEP(ref, op);
297*4a5d661aSToomas Soome 		}
298*4a5d661aSToomas Soome 		cpy = op + length - (STEPSIZE - 4);
299*4a5d661aSToomas Soome 		if (cpy > oend - COPYLENGTH) {
300*4a5d661aSToomas Soome 			if (cpy > oend)
301*4a5d661aSToomas Soome 				/*
302*4a5d661aSToomas Soome 				 * Error: request to write outside of
303*4a5d661aSToomas Soome 				 * destination buffer.
304*4a5d661aSToomas Soome 				 */
305*4a5d661aSToomas Soome 				goto _output_error;
306*4a5d661aSToomas Soome 			LZ4_SECURECOPY(ref, op, (oend - COPYLENGTH));
307*4a5d661aSToomas Soome 			while (op < cpy)
308*4a5d661aSToomas Soome 				*op++ = *ref++;
309*4a5d661aSToomas Soome 			op = cpy;
310*4a5d661aSToomas Soome 			if (op == oend)
311*4a5d661aSToomas Soome 				/*
312*4a5d661aSToomas Soome 				 * Check EOF (should never happen, since last
313*4a5d661aSToomas Soome 				 * 5 bytes are supposed to be literals).
314*4a5d661aSToomas Soome 				 */
315*4a5d661aSToomas Soome 				break;
316*4a5d661aSToomas Soome 			continue;
317*4a5d661aSToomas Soome 		}
318*4a5d661aSToomas Soome 		LZ4_SECURECOPY(ref, op, cpy);
319*4a5d661aSToomas Soome 		op = cpy;	/* correction */
320*4a5d661aSToomas Soome 	}
321*4a5d661aSToomas Soome 
322*4a5d661aSToomas Soome 	/* end of decoding */
323*4a5d661aSToomas Soome 	return (int)(((char *)op) - dest);
324*4a5d661aSToomas Soome 
325*4a5d661aSToomas Soome 	/* write overflow error detected */
326*4a5d661aSToomas Soome 	_output_error:
327*4a5d661aSToomas Soome 	return (int)(-(((char *)ip) - source));
328*4a5d661aSToomas Soome }
329