generator/nanopb_generator.py

   1 #!/usr/bin/python
   2
   3 '''Generate header file for nanopb from a ProtoBuf FileDescriptorSet.'''
   4 nanopb_version = "nanopb-0.3.4-dev"
   5
   6 import sys
   7 import re
   8 from functools import reduce
   9
  10 try:
  11     # Add some dummy imports to keep packaging tools happy.
  12     import google, distutils.util # bbfreeze seems to need these
  13     import pkg_resources # pyinstaller / protobuf 2.5 seem to need these
  14 except:
  15     # Don't care, we will error out later if it is actually important.
  16     pass
  17
  18 try:
  19     import google.protobuf.text_format as text_format
  20     import google.protobuf.descriptor_pb2 as descriptor
  21 except:
  22     sys.stderr.write('''
  23          *************************************************************
  24          *** Could not import the Google protobuf Python libraries ***
  25          *** Try installing package 'python-protobuf' or similar.  ***
  26          *************************************************************
  27     ''' + '\n')
  28     raise
  29
  30 try:
  31     import proto.nanopb_pb2 as nanopb_pb2
  32     import proto.plugin_pb2 as plugin_pb2
  33 except:
  34     sys.stderr.write('''
  35          ********************************************************************
  36          *** Failed to import the protocol definitions for generator.     ***
  37          *** You have to run 'make' in the nanopb/generator/proto folder. ***
  38          ********************************************************************
  39     ''' + '\n')
  40     raise
  41
  42 # ---------------------------------------------------------------------------
  43 #                     Generation of single fields
  44 # ---------------------------------------------------------------------------
  45
  46 import time
  47 import os.path
  48
  49 # Values are tuple (c type, pb type, encoded size, int_size_allowed)
  50 FieldD = descriptor.FieldDescriptorProto
  51 datatypes = {
  52     FieldD.TYPE_BOOL:       ('bool',     'BOOL',        1,  False),
  53     FieldD.TYPE_DOUBLE:     ('double',   'DOUBLE',      8,  False),
  54     FieldD.TYPE_FIXED32:    ('uint32_t', 'FIXED32',     4,  False),
  55     FieldD.TYPE_FIXED64:    ('uint64_t', 'FIXED64',     8,  False),
  56     FieldD.TYPE_FLOAT:      ('float',    'FLOAT',       4,  False),
  57     FieldD.TYPE_INT32:      ('int32_t',  'INT32',      10,  True),
  58     FieldD.TYPE_INT64:      ('int64_t',  'INT64',      10,  True),
  59     FieldD.TYPE_SFIXED32:   ('int32_t',  'SFIXED32',    4,  False),
  60     FieldD.TYPE_SFIXED64:   ('int64_t',  'SFIXED64',    8,  False),
  61     FieldD.TYPE_SINT32:     ('int32_t',  'SINT32',      5,  True),
  62     FieldD.TYPE_SINT64:     ('int64_t',  'SINT64',     10,  True),
  63     FieldD.TYPE_UINT32:     ('uint32_t', 'UINT32',      5,  True),
  64     FieldD.TYPE_UINT64:     ('uint64_t', 'UINT64',     10,  True)
  65 }
  66
  67 # Integer size overrides (from .proto settings)
  68 intsizes = {
  69     nanopb_pb2.IS_8:     'int8_t',
  70     nanopb_pb2.IS_16:    'int16_t',
  71     nanopb_pb2.IS_32:    'int32_t',
  72     nanopb_pb2.IS_64:    'int64_t',
  73 }
  74
  75 class Names:
  76     '''Keeps a set of nested names and formats them to C identifier.'''
  77     def __init__(self, parts = ()):
  78         if isinstance(parts, Names):
  79             parts = parts.parts
  80         self.parts = tuple(parts)
  81
  82     def __str__(self):
  83         return '_'.join(self.parts)
  84
  85     def __add__(self, other):
  86         if isinstance(other, str):
  87             return Names(self.parts + (other,))
  88         elif isinstance(other, tuple):
  89             return Names(self.parts + other)
  90         else:
  91             raise ValueError("Name parts should be of type str")
  92
  93     def __eq__(self, other):
  94         return isinstance(other, Names) and self.parts == other.parts
  95
  96 def names_from_type_name(type_name):
  97     '''Parse Names() from FieldDescriptorProto type_name'''
  98     if type_name[0] != '.':
  99         raise NotImplementedError("Lookup of non-absolute type names is not supported")
 100     return Names(type_name[1:].split('.'))
 101
 102 def varint_max_size(max_value):
 103     '''Returns the maximum number of bytes a varint can take when encoded.'''
 104     if max_value < 0:
 105         max_value = 2**64 - max_value
 106     for i in range(1, 11):
 107         if (max_value >> (i * 7)) == 0:
 108             return i
 109     raise ValueError("Value too large for varint: " + str(max_value))
 110
 111 assert varint_max_size(-1) == 10
 112 assert varint_max_size(0) == 1
 113 assert varint_max_size(127) == 1
 114 assert varint_max_size(128) == 2
 115
 116 class EncodedSize:
 117     '''Class used to represent the encoded size of a field or a message.
 118     Consists of a combination of symbolic sizes and integer sizes.'''
 119     def __init__(self, value = 0, symbols = []):
 120         if isinstance(value, (str, Names)):
 121             symbols = [str(value)]
 122             value = 0
 123         self.value = value
 124         self.symbols = symbols
 125
 126     def __add__(self, other):
 127         if isinstance(other, int):
 128             return EncodedSize(self.value + other, self.symbols)
 129         elif isinstance(other, (str, Names)):
 130             return EncodedSize(self.value, self.symbols + [str(other)])
 131         elif isinstance(other, EncodedSize):
 132             return EncodedSize(self.value + other.value, self.symbols + other.symbols)
 133         else:
 134             raise ValueError("Cannot add size: " + repr(other))
 135
 136     def __mul__(self, other):
 137         if isinstance(other, int):
 138             return EncodedSize(self.value * other, [str(other) + '*' + s for s in self.symbols])
 139         else:
 140             raise ValueError("Cannot multiply size: " + repr(other))
 141
 142     def __str__(self):
 143         if not self.symbols:
 144             return str(self.value)
 145         else:
 146             return '(' + str(self.value) + ' + ' + ' + '.join(self.symbols) + ')'
 147
 148     def upperlimit(self):
 149         if not self.symbols:
 150             return self.value
 151         else:
 152             return 2**32 - 1
 153
 154 class Enum:
 155     def __init__(self, names, desc, enum_options):
 156         '''desc is EnumDescriptorProto'''
 157
 158         self.options = enum_options
 159         self.names = names + desc.name
 160
 161         if enum_options.long_names:
 162             self.values = [(self.names + x.name, x.number) for x in desc.value]
 163         else:
 164             self.values = [(names + x.name, x.number) for x in desc.value]
 165
 166         self.value_longnames = [self.names + x.name for x in desc.value]
 167         self.packed = enum_options.packed_enum
 168
 169     def has_negative(self):
 170         for n, v in self.values:
 171             if v < 0:
 172                 return True
 173         return False
 174
 175     def encoded_size(self):
 176         return max([varint_max_size(v) for n,v in self.values])
 177
 178     def __str__(self):
 179         result = 'typedef enum _%s {\n' % self.names
 180         result += ',\n'.join(["    %s = %d" % x for x in self.values])
 181         result += '\n}'
 182
 183         if self.packed:
 184             result += ' pb_packed'
 185
 186         result += ' %s;' % self.names
 187
 188         if not self.options.long_names:
 189             # Define the long names always so that enum value references
 190             # from other files work properly.
 191             for i, x in enumerate(self.values):
 192                 result += '\n#define %s %s' % (self.value_longnames[i], x[0])
 193
 194         return result
 195
 196 class FieldMaxSize:
 197     def __init__(self, worst = 0, checks = [], field_name = 'undefined'):
 198         if isinstance(worst, list):
 199             self.worst = max(i for i in worst if i is not None)
 200         else:
 201             self.worst = worst
 202
 203         self.worst_field = field_name
 204         self.checks = checks
 205
 206     def extend(self, extend, field_name = None):
 207         self.worst = max(self.worst, extend.worst)
 208
 209         if self.worst == extend.worst:
 210             self.worst_field = extend.worst_field
 211
 212         self.checks.extend(extend.checks)
 213
 214 class Field:
 215     def __init__(self, struct_name, desc, field_options):
 216         '''desc is FieldDescriptorProto'''
 217         self.tag = desc.number
 218         self.struct_name = struct_name
 219         self.union_name = None
 220         self.name = desc.name
 221         self.default = None
 222         self.max_size = None
 223         self.max_count = None
 224         self.array_decl = ""
 225         self.enc_size = None
 226         self.ctype = None
 227
 228         # Parse field options
 229         if field_options.HasField("max_size"):
 230             self.max_size = field_options.max_size
 231
 232         if field_options.HasField("max_count"):
 233             self.max_count = field_options.max_count
 234
 235         if desc.HasField('default_value'):
 236             self.default = desc.default_value
 237
 238         # Check field rules, i.e. required/optional/repeated.
 239         can_be_static = True
 240         if desc.label == FieldD.LABEL_REQUIRED:
 241             self.rules = 'REQUIRED'
 242         elif desc.label == FieldD.LABEL_OPTIONAL:
 243             self.rules = 'OPTIONAL'
 244         elif desc.label == FieldD.LABEL_REPEATED:
 245             self.rules = 'REPEATED'
 246             if self.max_count is None:
 247                 can_be_static = False
 248             else:
 249                 self.array_decl = '[%d]' % self.max_count
 250         else:
 251             raise NotImplementedError(desc.label)
 252
 253         # Check if the field can be implemented with static allocation
 254         # i.e. whether the data size is known.
 255         if desc.type == FieldD.TYPE_STRING and self.max_size is None:
 256             can_be_static = False
 257
 258         if desc.type == FieldD.TYPE_BYTES and self.max_size is None:
 259             can_be_static = False
 260
 261         # Decide how the field data will be allocated
 262         if field_options.type == nanopb_pb2.FT_DEFAULT:
 263             if can_be_static:
 264                 field_options.type = nanopb_pb2.FT_STATIC
 265             else:
 266                 field_options.type = nanopb_pb2.FT_CALLBACK
 267
 268         if field_options.type == nanopb_pb2.FT_STATIC and not can_be_static:
 269             raise Exception("Field %s is defined as static, but max_size or "
 270                             "max_count is not given." % self.name)
 271
 272         if field_options.type == nanopb_pb2.FT_STATIC:
 273             self.allocation = 'STATIC'
 274         elif field_options.type == nanopb_pb2.FT_POINTER:
 275             self.allocation = 'POINTER'
 276         elif field_options.type == nanopb_pb2.FT_CALLBACK:
 277             self.allocation = 'CALLBACK'
 278         else:
 279             raise NotImplementedError(field_options.type)
 280
 281         # Decide the C data type to use in the struct.
 282         if desc.type in datatypes:
 283             self.ctype, self.pbtype, self.enc_size, isa = datatypes[desc.type]
 284
 285             # Override the field size if user wants to use smaller integers
 286             if isa and field_options.int_size != nanopb_pb2.IS_DEFAULT:
 287                 self.ctype = intsizes[field_options.int_size]
 288                 if desc.type == FieldD.TYPE_UINT32 or desc.type == FieldD.TYPE_UINT64:
 289                     self.ctype = 'u' + self.ctype;
 290         elif desc.type == FieldD.TYPE_ENUM:
 291             self.pbtype = 'ENUM'
 292             self.ctype = names_from_type_name(desc.type_name)
 293             if self.default is not None:
 294                 self.default = self.ctype + self.default
 295             self.enc_size = None # Needs to be filled in when enum values are known
 296         elif desc.type == FieldD.TYPE_STRING:
 297             self.pbtype = 'STRING'
 298             self.ctype = 'char'
 299             if self.allocation == 'STATIC':
 300                 self.ctype = 'char'
 301                 self.array_decl += '[%d]' % self.max_size
 302                 self.enc_size = varint_max_size(self.max_size) + self.max_size
 303         elif desc.type == FieldD.TYPE_BYTES:
 304             self.pbtype = 'BYTES'
 305             if self.allocation == 'STATIC':
 306                 self.ctype = self.struct_name + self.name + 't'
 307                 self.enc_size = varint_max_size(self.max_size) + self.max_size
 308             elif self.allocation == 'POINTER':
 309                 self.ctype = 'pb_bytes_array_t'
 310         elif desc.type == FieldD.TYPE_MESSAGE:
 311             self.pbtype = 'MESSAGE'
 312             self.ctype = self.submsgname = names_from_type_name(desc.type_name)
 313             self.enc_size = None # Needs to be filled in after the message type is available
 314         else:
 315             raise NotImplementedError(desc.type)
 316
 317     def __lt__(self, other):
 318         return self.tag < other.tag
 319
 320     def __str__(self):
 321         result = ''
 322         if self.allocation == 'POINTER':
 323             if self.rules == 'REPEATED':
 324                 result += '    pb_size_t ' + self.name + '_count;\n'
 325
 326             if self.pbtype == 'MESSAGE':
 327                 # Use struct definition, so recursive submessages are possible
 328                 result += '    struct _%s *%s;' % (self.ctype, self.name)
 329             elif self.rules == 'REPEATED' and self.pbtype in ['STRING', 'BYTES']:
 330                 # String/bytes arrays need to be defined as pointers to pointers
 331                 result += '    %s **%s;' % (self.ctype, self.name)
 332             else:
 333                 result += '    %s *%s;' % (self.ctype, self.name)
 334         elif self.allocation == 'CALLBACK':
 335             result += '    pb_callback_t %s;' % self.name
 336         else:
 337             if self.rules == 'OPTIONAL' and self.allocation == 'STATIC':
 338                 result += '    bool has_' + self.name + ';\n'
 339             elif self.rules == 'REPEATED' and self.allocation == 'STATIC':
 340                 result += '    pb_size_t ' + self.name + '_count;\n'
 341             result += '    %s %s%s;' % (self.ctype, self.name, self.array_decl)
 342         return result
 343
 344     def types(self):
 345         '''Return definitions for any special types this field might need.'''
 346         if self.pbtype == 'BYTES' and self.allocation == 'STATIC':
 347             result = 'typedef PB_BYTES_ARRAY_T(%d) %s;\n' % (self.max_size, self.ctype)
 348         else:
 349             result = ''
 350         return result
 351
 352     def get_dependencies(self):
 353         '''Get list of type names used by this field.'''
 354         if self.allocation == 'STATIC':
 355             return [str(self.ctype)]
 356         else:
 357             return []
 358
 359     def get_initializer(self, null_init, inner_init_only = False):
 360         '''Return literal expression for this field's default value.
 361         null_init: If True, initialize to a 0 value instead of default from .proto
 362         inner_init_only: If True, exclude initialization for any count/has fields
 363         '''
 364
 365         inner_init = None
 366         if self.pbtype == 'MESSAGE':
 367             if null_init:
 368                 inner_init = '%s_init_zero' % self.ctype
 369             else:
 370                 inner_init = '%s_init_default' % self.ctype
 371         elif self.default is None or null_init:
 372             if self.pbtype == 'STRING':
 373                 inner_init = '""'
 374             elif self.pbtype == 'BYTES':
 375                 inner_init = '{0, {0}}'
 376             elif self.pbtype in ('ENUM', 'UENUM'):
 377                 inner_init = '(%s)0' % self.ctype
 378             else:
 379                 inner_init = '0'
 380         else:
 381             if self.pbtype == 'STRING':
 382                 inner_init = self.default.replace('"', '\\"')
 383                 inner_init = '"' + inner_init + '"'
 384             elif self.pbtype == 'BYTES':
 385                 data = ['0x%02x' % ord(c) for c in self.default]
 386                 if len(data) == 0:
 387                     inner_init = '{0, {0}}'
 388                 else:
 389                     inner_init = '{%d, {%s}}' % (len(data), ','.join(data))
 390             elif self.pbtype in ['FIXED32', 'UINT32']:
 391                 inner_init = str(self.default) + 'u'
 392             elif self.pbtype in ['FIXED64', 'UINT64']:
 393                 inner_init = str(self.default) + 'ull'
 394             elif self.pbtype in ['SFIXED64', 'INT64']:
 395                 inner_init = str(self.default) + 'll'
 396             else:
 397                 inner_init = str(self.default)
 398
 399         if inner_init_only:
 400             return inner_init
 401
 402         outer_init = None
 403         if self.allocation == 'STATIC':
 404             if self.rules == 'REPEATED':
 405                 outer_init = '0, {'
 406                 outer_init += ', '.join([inner_init] * self.max_count)
 407                 outer_init += '}'
 408             elif self.rules == 'OPTIONAL':
 409                 outer_init = 'false, ' + inner_init
 410             else:
 411                 outer_init = inner_init
 412         elif self.allocation == 'POINTER':
 413             if self.rules == 'REPEATED':
 414                 outer_init = '0, NULL'
 415             else:
 416                 outer_init = 'NULL'
 417         elif self.allocation == 'CALLBACK':
 418             if self.pbtype == 'EXTENSION':
 419                 outer_init = 'NULL'
 420             else:
 421                 outer_init = '{{NULL}, NULL}'
 422
 423         return outer_init
 424
 425     def default_decl(self, declaration_only = False):
 426         '''Return definition for this field's default value.'''
 427         if self.default is None:
 428             return None
 429
 430         ctype = self.ctype
 431         default = self.get_initializer(False, True)
 432         array_decl = ''
 433
 434         if self.pbtype == 'STRING':
 435             if self.allocation != 'STATIC':
 436                 return None # Not implemented
 437             array_decl = '[%d]' % self.max_size
 438         elif self.pbtype == 'BYTES':
 439             if self.allocation != 'STATIC':
 440                 return None # Not implemented
 441
 442         if declaration_only:
 443             return 'extern const %s %s_default%s;' % (ctype, self.struct_name + self.name, array_decl)
 444         else:
 445             return 'const %s %s_default%s = %s;' % (ctype, self.struct_name + self.name, array_decl, default)
 446
 447     def tags(self):
 448         '''Return the #define for the tag number of this field.'''
 449         identifier = '%s_%s_tag' % (self.struct_name, self.name)
 450         return '#define %-40s %d\n' % (identifier, self.tag)
 451
 452     def pb_field_t(self, prev_field_name):
 453         '''Return the pb_field_t initializer to use in the constant array.
 454         prev_field_name is the name of the previous field or None.
 455         '''
 456
 457         if self.rules == 'ONEOF':
 458             result = '    PB_ONEOF_FIELD(%s, ' % self.union_name
 459         else:
 460             result = '    PB_FIELD('
 461
 462         result += '%3d, ' % self.tag
 463         result += '%-8s, ' % self.pbtype
 464         result += '%s, ' % self.rules
 465         result += '%-8s, ' % self.allocation
 466         result += '%s, ' % ("FIRST" if not prev_field_name else "OTHER")
 467         result += '%s, ' % self.struct_name
 468         result += '%s, ' % self.name
 469         result += '%s, ' % (prev_field_name or self.name)
 470
 471         if self.pbtype == 'MESSAGE':
 472             result += '&%s_fields)' % self.submsgname
 473         elif self.default is None:
 474             result += '0)'
 475         elif self.pbtype in ['BYTES', 'STRING'] and self.allocation != 'STATIC':
 476             result += '0)' # Arbitrary size default values not implemented
 477         elif self.rules == 'OPTEXT':
 478             result += '0)' # Default value for extensions is not implemented
 479         else:
 480             result += '&%s_default)' % (self.struct_name + self.name)
 481
 482         return result
 483
 484     def largest_field_value(self):
 485         '''Determine if this field needs 16bit or 32bit pb_field_t structure to compile properly.
 486         Returns numeric value or a C-expression for assert.'''
 487         check = []
 488         if self.pbtype == 'MESSAGE':
 489             if self.rules == 'REPEATED' and self.allocation == 'STATIC':
 490                 check.append('pb_membersize(%s, %s[0])' % (self.struct_name, self.name))
 491             elif self.rules == 'ONEOF':
 492                 check.append('pb_membersize(%s, %s.%s)' % (self.struct_name, self.union_name, self.name))
 493             else:
 494                 check.append('pb_membersize(%s, %s)' % (self.struct_name, self.name))
 495
 496         return FieldMaxSize([self.tag, self.max_size, self.max_count],
 497                             check,
 498                             ('%s.%s' % (self.struct_name, self.name)))
 499
 500     def encoded_size(self, dependencies):
 501         '''Return the maximum size that this field can take when encoded,
 502         including the field tag. If the size cannot be determined, returns
 503         None.'''
 504
 505         if self.allocation != 'STATIC':
 506             return None
 507
 508         if self.pbtype == 'MESSAGE':
 509             if str(self.submsgname) in dependencies:
 510                 submsg = dependencies[str(self.submsgname)]
 511                 encsize = submsg.encoded_size(dependencies)
 512                 if encsize is None:
 513                     return None # Submessage size is indeterminate
 514
 515                 # Include submessage length prefix
 516                 encsize += varint_max_size(encsize.upperlimit())
 517             else:
 518                 # Submessage cannot be found, this currently occurs when
 519                 # the submessage type is defined in a different file and
 520                 # not using the protoc plugin.
 521                 # Instead of direct numeric value, reference the size that
 522                 # has been #defined in the other file.
 523                 encsize = EncodedSize(self.submsgname + 'size')
 524
 525                 # We will have to make a conservative assumption on the length
 526                 # prefix size, though.
 527                 encsize += 5
 528
 529         elif self.pbtype in ['ENUM', 'UENUM']:
 530             if str(self.ctype) in dependencies:
 531                 enumtype = dependencies[str(self.ctype)]
 532                 encsize = enumtype.encoded_size()
 533             else:
 534                 # Conservative assumption
 535                 encsize = 10
 536
 537         elif self.enc_size is None:
 538             raise RuntimeError("Could not determine encoded size for %s.%s"
 539                                % (self.struct_name, self.name))
 540         else:
 541             encsize = EncodedSize(self.enc_size)
 542
 543         encsize += varint_max_size(self.tag << 3) # Tag + wire type
 544
 545         if self.rules == 'REPEATED':
 546             # Decoders must be always able to handle unpacked arrays.
 547             # Therefore we have to reserve space for it, even though
 548             # we emit packed arrays ourselves.
 549             encsize *= self.max_count
 550
 551         return encsize
 552
 553
 554 class ExtensionRange(Field):
 555     def __init__(self, struct_name, range_start, field_options):
 556         '''Implements a special pb_extension_t* field in an extensible message
 557         structure. The range_start signifies the index at which the extensions
 558         start. Not necessarily all tags above this are extensions, it is merely
 559         a speed optimization.
 560         '''
 561         self.tag = range_start
 562         self.struct_name = struct_name
 563         self.name = 'extensions'
 564         self.pbtype = 'EXTENSION'
 565         self.rules = 'OPTIONAL'
 566         self.allocation = 'CALLBACK'
 567         self.ctype = 'pb_extension_t'
 568         self.array_decl = ''
 569         self.default = None
 570         self.max_size = 0
 571         self.max_count = 0
 572
 573     def __str__(self):
 574         return '    pb_extension_t *extensions;'
 575
 576     def types(self):
 577         return ''
 578
 579     def tags(self):
 580         return ''
 581
 582     def encoded_size(self, dependencies):
 583         # We exclude extensions from the count, because they cannot be known
 584         # until runtime. Other option would be to return None here, but this
 585         # way the value remains useful if extensions are not used.
 586         return EncodedSize(0)
 587
 588 class ExtensionField(Field):
 589     def __init__(self, struct_name, desc, field_options):
 590         self.fullname = struct_name + desc.name
 591         self.extendee_name = names_from_type_name(desc.extendee)
 592         Field.__init__(self, self.fullname + 'struct', desc, field_options)
 593
 594         if self.rules != 'OPTIONAL':
 595             self.skip = True
 596         else:
 597             self.skip = False
 598             self.rules = 'OPTEXT'
 599
 600     def tags(self):
 601         '''Return the #define for the tag number of this field.'''
 602         identifier = '%s_tag' % self.fullname
 603         return '#define %-40s %d\n' % (identifier, self.tag)
 604
 605     def extension_decl(self):
 606         '''Declaration of the extension type in the .pb.h file'''
 607         if self.skip:
 608             msg = '/* Extension field %s was skipped because only "optional"\n' % self.fullname
 609             msg +='   type of extension fields is currently supported. */\n'
 610             return msg
 611
 612         return ('extern const pb_extension_type_t %s; /* field type: %s */\n' %
 613             (self.fullname, str(self).strip()))
 614
 615     def extension_def(self):
 616         '''Definition of the extension type in the .pb.c file'''
 617
 618         if self.skip:
 619             return ''
 620
 621         result  = 'typedef struct {\n'
 622         result += str(self)
 623         result += '\n} %s;\n\n' % self.struct_name
 624         result += ('static const pb_field_t %s_field = \n  %s;\n\n' %
 625                     (self.fullname, self.pb_field_t(None)))
 626         result += 'const pb_extension_type_t %s = {\n' % self.fullname
 627         result += '    NULL,\n'
 628         result += '    NULL,\n'
 629         result += '    &%s_field\n' % self.fullname
 630         result += '};\n'
 631         return result
 632
 633
 634 # ---------------------------------------------------------------------------
 635 #                   Generation of oneofs (unions)
 636 # ---------------------------------------------------------------------------
 637
 638 class OneOf(Field):
 639     def __init__(self, struct_name, oneof_desc):
 640         self.struct_name = struct_name
 641         self.name = oneof_desc.name
 642         self.ctype = 'union'
 643         self.pbtype = 'oneof'
 644         self.fields = []
 645         self.allocation = 'ONEOF'
 646         self.default = None
 647         self.rules = 'ONEOF'
 648
 649     def add_field(self, field):
 650         if field.allocation == 'CALLBACK':
 651             raise Exception("Callback fields inside of oneof are not supported"
 652                             + " (field %s)" % field.name)
 653
 654         field.union_name = self.name
 655         field.rules = 'ONEOF'
 656         self.fields.append(field)
 657         self.fields.sort(key = lambda f: f.tag)
 658
 659         # Sort by the lowest tag number inside union
 660         self.tag = min([f.tag for f in self.fields])
 661
 662     def __str__(self):
 663         result = ''
 664         if self.fields:
 665             result += '    pb_size_t which_' + self.name + ";\n"
 666             result += '    union {\n'
 667             for f in self.fields:
 668                 result += '    ' + str(f).replace('\n', '\n    ') + '\n'
 669             result += '    } ' + self.name + ';'
 670         return result
 671
 672     def types(self):
 673         return ''.join([f.types() for f in self.fields])
 674
 675     def get_dependencies(self):
 676         deps = []
 677         for f in self.fields:
 678             deps += f.get_dependencies()
 679         return deps
 680
 681     def get_initializer(self, null_init):
 682         return '0, {' + self.fields[0].get_initializer(null_init) + '}'
 683
 684     def default_decl(self, declaration_only = False):
 685         return None
 686
 687     def tags(self):
 688         return '\n'.join([f.tags() for f in self.fields])
 689
 690     def pb_field_t(self, prev_field_name):
 691         result = ',\n'.join([f.pb_field_t(prev_field_name) for f in self.fields])
 692         return result
 693
 694     def largest_field_value(self):
 695         largest = FieldMaxSize()
 696         for f in self.fields:
 697             largest.extend(f.largest_field_value())
 698         return largest
 699
 700     def encoded_size(self, dependencies):
 701         largest = EncodedSize(0)
 702         for f in self.fields:
 703             size = f.encoded_size(dependencies)
 704             if size is None:
 705                 return None
 706             elif size.symbols:
 707                 return None # Cannot resolve maximum of symbols
 708             elif size.value > largest.value:
 709                 largest = size
 710
 711         return largest
 712
 713 # ---------------------------------------------------------------------------
 714 #                   Generation of messages (structures)
 715 # ---------------------------------------------------------------------------
 716
 717
 718 class Message:
 719     def __init__(self, names, desc, message_options):
 720         self.name = names
 721         self.fields = []
 722         self.oneofs = {}
 723         no_unions = []
 724
 725         if message_options.msgid:
 726             self.msgid = message_options.msgid
 727
 728         if hasattr(desc, 'oneof_decl'):
 729             for i, f in enumerate(desc.oneof_decl):
 730                 oneof_options = get_nanopb_suboptions(desc, message_options, self.name + f.name)
 731                 if oneof_options.no_unions:
 732                     no_unions.append(i) # No union, but add fields normally
 733                 elif oneof_options.type == nanopb_pb2.FT_IGNORE:
 734                     pass # No union and skip fields also
 735                 else:
 736                     oneof = OneOf(self.name, f)
 737                     self.oneofs[i] = oneof
 738                     self.fields.append(oneof)
 739
 740         for f in desc.field:
 741             field_options = get_nanopb_suboptions(f, message_options, self.name + f.name)
 742             if field_options.type == nanopb_pb2.FT_IGNORE:
 743                 continue
 744
 745             field = Field(self.name, f, field_options)
 746             if (hasattr(f, 'oneof_index') and
 747                 f.HasField('oneof_index') and
 748                 f.oneof_index not in no_unions):
 749                 if f.oneof_index in self.oneofs:
 750                     self.oneofs[f.oneof_index].add_field(field)
 751             else:
 752                 self.fields.append(field)
 753
 754         if len(desc.extension_range) > 0:
 755             field_options = get_nanopb_suboptions(desc, message_options, self.name + 'extensions')
 756             range_start = min([r.start for r in desc.extension_range])
 757             if field_options.type != nanopb_pb2.FT_IGNORE:
 758                 self.fields.append(ExtensionRange(self.name, range_start, field_options))
 759
 760         self.packed = message_options.packed_struct
 761         self.ordered_fields = self.fields[:]
 762         self.ordered_fields.sort()
 763
 764     def get_dependencies(self):
 765         '''Get list of type names that this structure refers to.'''
 766         deps = []
 767         for f in self.fields:
 768             deps += f.get_dependencies()
 769         return deps
 770
 771     def __str__(self):
 772         result = 'typedef struct _%s {\n' % self.name
 773
 774         if not self.ordered_fields:
 775             # Empty structs are not allowed in C standard.
 776             # Therefore add a dummy field if an empty message occurs.
 777             result += '    uint8_t dummy_field;'
 778
 779         result += '\n'.join([str(f) for f in self.ordered_fields])
 780         result += '\n}'
 781
 782         if self.packed:
 783             result += ' pb_packed'
 784
 785         result += ' %s;' % self.name
 786
 787         if self.packed:
 788             result = 'PB_PACKED_STRUCT_START\n' + result
 789             result += '\nPB_PACKED_STRUCT_END'
 790
 791         return result
 792
 793     def types(self):
 794         return ''.join([f.types() for f in self.fields])
 795
 796     def get_initializer(self, null_init):
 797         if not self.ordered_fields:
 798             return '{0}'
 799
 800         parts = []
 801         for field in self.ordered_fields:
 802             parts.append(field.get_initializer(null_init))
 803         return '{' + ', '.join(parts) + '}'
 804
 805     def default_decl(self, declaration_only = False):
 806         result = ""
 807         for field in self.fields:
 808             default = field.default_decl(declaration_only)
 809             if default is not None:
 810                 result += default + '\n'
 811         return result
 812
 813     def count_required_fields(self):
 814         '''Returns number of required fields inside this message'''
 815         count = 0
 816         for f in self.fields:
 817             if not isinstance(f, OneOf):
 818                 if f.rules == 'REQUIRED':
 819                     count += 1
 820         return count
 821
 822     def count_all_fields(self):
 823         count = 0
 824         for f in self.fields:
 825             if isinstance(f, OneOf):
 826                 count += len(f.fields)
 827             else:
 828                 count += 1
 829         return count
 830
 831     def fields_declaration(self):
 832         result = 'extern const pb_field_t %s_fields[%d];' % (self.name, self.count_all_fields() + 1)
 833         return result
 834
 835     def fields_definition(self):
 836         result = 'const pb_field_t %s_fields[%d] = {\n' % (self.name, self.count_all_fields() + 1)
 837
 838         prev = None
 839         for field in self.ordered_fields:
 840             result += field.pb_field_t(prev)
 841             result += ',\n'
 842             if isinstance(field, OneOf):
 843                 prev = field.name + '.' + field.fields[-1].name
 844             else:
 845                 prev = field.name
 846
 847         result += '    PB_LAST_FIELD\n};'
 848         return result
 849
 850     def encoded_size(self, dependencies):
 851         '''Return the maximum size that this message can take when encoded.
 852         If the size cannot be determined, returns None.
 853         '''
 854         size = EncodedSize(0)
 855         for field in self.fields:
 856             fsize = field.encoded_size(dependencies)
 857             if fsize is None:
 858                 return None
 859             size += fsize
 860
 861         return size
 862
 863
 864 # ---------------------------------------------------------------------------
 865 #                    Processing of entire .proto files
 866 # ---------------------------------------------------------------------------
 867
 868 def iterate_messages(desc, names = Names()):
 869     '''Recursively find all messages. For each, yield name, DescriptorProto.'''
 870     if hasattr(desc, 'message_type'):
 871         submsgs = desc.message_type
 872     else:
 873         submsgs = desc.nested_type
 874
 875     for submsg in submsgs:
 876         sub_names = names + submsg.name
 877         yield sub_names, submsg
 878
 879         for x in iterate_messages(submsg, sub_names):
 880             yield x
 881
 882 def iterate_extensions(desc, names = Names()):
 883     '''Recursively find all extensions.
 884     For each, yield name, FieldDescriptorProto.
 885     '''
 886     for extension in desc.extension:
 887         yield names, extension
 888
 889     for subname, subdesc in iterate_messages(desc, names):
 890         for extension in subdesc.extension:
 891             yield subname, extension
 892
 893 def toposort2(data):
 894     '''Topological sort.
 895     From http://code.activestate.com/recipes/577413-topological-sort/
 896     This function is under the MIT license.
 897     '''
 898     for k, v in list(data.items()):
 899         v.discard(k) # Ignore self dependencies
 900     extra_items_in_deps = reduce(set.union, list(data.values()), set()) - set(data.keys())
 901     data.update(dict([(item, set()) for item in extra_items_in_deps]))
 902     while True:
 903         ordered = set(item for item,dep in list(data.items()) if not dep)
 904         if not ordered:
 905             break
 906         for item in sorted(ordered):
 907             yield item
 908         data = dict([(item, (dep - ordered)) for item,dep in list(data.items())
 909                 if item not in ordered])
 910     assert not data, "A cyclic dependency exists amongst %r" % data
 911
 912 def sort_dependencies(messages):
 913     '''Sort a list of Messages based on dependencies.'''
 914     dependencies = {}
 915     message_by_name = {}
 916     for message in messages:
 917         dependencies[str(message.name)] = set(message.get_dependencies())
 918         message_by_name[str(message.name)] = message
 919
 920     for msgname in toposort2(dependencies):
 921         if msgname in message_by_name:
 922             yield message_by_name[msgname]
 923
 924 def make_identifier(headername):
 925     '''Make #ifndef identifier that contains uppercase A-Z and digits 0-9'''
 926     result = ""
 927     for c in headername.upper():
 928         if c.isalnum():
 929             result += c
 930         else:
 931             result += '_'
 932     return result
 933
 934 class ProtoFile:
 935     def __init__(self, fdesc, file_options):
 936         '''Takes a FileDescriptorProto and parses it.'''
 937         self.fdesc = fdesc
 938         self.file_options = file_options
 939         self.dependencies = {}
 940         self.parse()
 941
 942         # Some of types used in this file probably come from the file itself.
 943         # Thus it has implicit dependency on itself.
 944         self.add_dependency(self)
 945
 946     def parse(self):
 947         self.enums = []
 948         self.messages = []
 949         self.extensions = []
 950
 951         if self.fdesc.package:
 952             base_name = Names(self.fdesc.package.split('.'))
 953         else:
 954             base_name = Names()
 955
 956         for enum in self.fdesc.enum_type:
 957             enum_options = get_nanopb_suboptions(enum, self.file_options, base_name + enum.name)
 958             self.enums.append(Enum(base_name, enum, enum_options))
 959
 960         for names, message in iterate_messages(self.fdesc, base_name):
 961             message_options = get_nanopb_suboptions(message, self.file_options, names)
 962
 963             if message_options.skip_message:
 964                 continue
 965
 966             self.messages.append(Message(names, message, message_options))
 967             for enum in message.enum_type:
 968                 enum_options = get_nanopb_suboptions(enum, message_options, names + enum.name)
 969                 self.enums.append(Enum(names, enum, enum_options))
 970
 971         for names, extension in iterate_extensions(self.fdesc, base_name):
 972             field_options = get_nanopb_suboptions(extension, self.file_options, names + extension.name)
 973             if field_options.type != nanopb_pb2.FT_IGNORE:
 974                 self.extensions.append(ExtensionField(names, extension, field_options))
 975
 976     def add_dependency(self, other):
 977         for enum in other.enums:
 978             self.dependencies[str(enum.names)] = enum
 979
 980         for msg in other.messages:
 981             self.dependencies[str(msg.name)] = msg
 982
 983         # Fix field default values where enum short names are used.
 984         for enum in other.enums:
 985             if not enum.options.long_names:
 986                 for message in self.messages:
 987                     for field in message.fields:
 988                         if field.default in enum.value_longnames:
 989                             idx = enum.value_longnames.index(field.default)
 990                             field.default = enum.values[idx][0]
 991
 992         # Fix field data types where enums have negative values.
 993         for enum in other.enums:
 994             if not enum.has_negative():
 995                 for message in self.messages:
 996                     for field in message.fields:
 997                         if field.pbtype == 'ENUM' and field.ctype == enum.names:
 998                             field.pbtype = 'UENUM'
 999
1000     def generate_header(self, includes, headername, options):
1001         '''Generate content for a header file.
1002         Generates strings, which should be concatenated and stored to file.
1003         '''
1004
1005         yield '/* Automatically generated nanopb header */\n'
1006         if options.notimestamp:
1007             yield '/* Generated by %s */\n\n' % (nanopb_version)
1008         else:
1009             yield '/* Generated by %s at %s. */\n\n' % (nanopb_version, time.asctime())
1010
1011         symbol = make_identifier(headername)
1012         yield '#ifndef PB_%s_INCLUDED\n' % symbol
1013         yield '#define PB_%s_INCLUDED\n' % symbol
1014         try:
1015             yield options.libformat % ('pb.h')
1016         except TypeError:
1017             # no %s specified - use whatever was passed in as options.libformat
1018             yield options.libformat
1019         yield '\n'
1020
1021         for incfile in includes:
1022             noext = os.path.splitext(incfile)[0]
1023             yield options.genformat % (noext + options.extension + '.h')
1024             yield '\n'
1025
1026         yield '#if PB_PROTO_HEADER_VERSION != 30\n'
1027         yield '#error Regenerate this file with the current version of nanopb generator.\n'
1028         yield '#endif\n'
1029         yield '\n'
1030
1031         yield '#ifdef __cplusplus\n'
1032         yield 'extern "C" {\n'
1033         yield '#endif\n\n'
1034
1035         if self.enums:
1036             yield '/* Enum definitions */\n'
1037             for enum in self.enums:
1038                 yield str(enum) + '\n\n'
1039
1040         if self.messages:
1041             yield '/* Struct definitions */\n'
1042             for msg in sort_dependencies(self.messages):
1043                 yield msg.types()
1044                 yield str(msg) + '\n\n'
1045
1046         if self.extensions:
1047             yield '/* Extensions */\n'
1048             for extension in self.extensions:
1049                 yield extension.extension_decl()
1050             yield '\n'
1051
1052         if self.messages:
1053             yield '/* Default values for struct fields */\n'
1054             for msg in self.messages:
1055                 yield msg.default_decl(True)
1056             yield '\n'
1057
1058             yield '/* Initializer values for message structs */\n'
1059             for msg in self.messages:
1060                 identifier = '%s_init_default' % msg.name
1061                 yield '#define %-40s %s\n' % (identifier, msg.get_initializer(False))
1062             for msg in self.messages:
1063                 identifier = '%s_init_zero' % msg.name
1064                 yield '#define %-40s %s\n' % (identifier, msg.get_initializer(True))
1065             yield '\n'
1066
1067             yield '/* Field tags (for use in manual encoding/decoding) */\n'
1068             for msg in sort_dependencies(self.messages):
1069                 for field in msg.fields:
1070                     yield field.tags()
1071             for extension in self.extensions:
1072                 yield extension.tags()
1073             yield '\n'
1074
1075             yield '/* Struct field encoding specification for nanopb */\n'
1076             for msg in self.messages:
1077                 yield msg.fields_declaration() + '\n'
1078             yield '\n'
1079
1080             yield '/* Maximum encoded size of messages (where known) */\n'
1081             for msg in self.messages:
1082                 msize = msg.encoded_size(self.dependencies)
1083                 if msize is not None:
1084                     identifier = '%s_size' % msg.name
1085                     yield '#define %-40s %s\n' % (identifier, msize)
1086             yield '\n'
1087
1088             yield '/* Message IDs (where set with "msgid" option) */\n'
1089
1090             yield '#ifdef PB_MSGID\n'
1091             for msg in self.messages:
1092                 if hasattr(msg,'msgid'):
1093                     yield '#define PB_MSG_%d %s\n' % (msg.msgid, msg.name)
1094             yield '\n'
1095
1096             symbol = make_identifier(headername.split('.')[0])
1097             yield '#define %s_MESSAGES \\\n' % symbol
1098
1099             for msg in self.messages:
1100                 m = "-1"
1101                 msize = msg.encoded_size(self.dependencies)
1102                 if msize is not None:
1103                     m = msize
1104                 if hasattr(msg,'msgid'):
1105                     yield '\tPB_MSG(%d,%s,%s) \\\n' % (msg.msgid, m, msg.name)
1106             yield '\n'
1107
1108             for msg in self.messages:
1109                 if hasattr(msg,'msgid'):
1110                     yield '#define %s_msgid %d\n' % (msg.name, msg.msgid)
1111             yield '\n'
1112
1113             yield '#endif\n\n'
1114
1115         yield '#ifdef __cplusplus\n'
1116         yield '} /* extern "C" */\n'
1117         yield '#endif\n'
1118
1119         # End of header
1120         yield '\n#endif\n'
1121
1122     def generate_source(self, headername, options):
1123         '''Generate content for a source file.'''
1124
1125         yield '/* Automatically generated nanopb constant definitions */\n'
1126         if options.notimestamp:
1127             yield '/* Generated by %s */\n\n' % (nanopb_version)
1128         else:
1129             yield '/* Generated by %s at %s. */\n\n' % (nanopb_version, time.asctime())
1130         yield options.genformat % (headername)
1131         yield '\n'
1132
1133         yield '#if PB_PROTO_HEADER_VERSION != 30\n'
1134         yield '#error Regenerate this file with the current version of nanopb generator.\n'
1135         yield '#endif\n'
1136         yield '\n'
1137
1138         for msg in self.messages:
1139             yield msg.default_decl(False)
1140
1141         yield '\n\n'
1142
1143         for msg in self.messages:
1144             yield msg.fields_definition() + '\n\n'
1145
1146         for ext in self.extensions:
1147             yield ext.extension_def() + '\n'
1148
1149         # Add checks for numeric limits
1150         if self.messages:
1151             largest_msg = max(self.messages, key = lambda m: m.count_required_fields())
1152             largest_count = largest_msg.count_required_fields()
1153             if largest_count > 64:
1154                 yield '\n/* Check that missing required fields will be properly detected */\n'
1155                 yield '#if PB_MAX_REQUIRED_FIELDS < %d\n' % largest_count
1156                 yield '#error Properly detecting missing required fields in %s requires \\\n' % largest_msg.name
1157                 yield '       setting PB_MAX_REQUIRED_FIELDS to %d or more.\n' % largest_count
1158                 yield '#endif\n'
1159
1160         max_field = FieldMaxSize()
1161         checks_msgnames = []
1162         for msg in self.messages:
1163             checks_msgnames.append(msg.name)
1164             for field in msg.fields:
1165                 max_field.extend(field.largest_field_value())
1166
1167         worst = max_field.worst
1168         worst_field = max_field.worst_field
1169         checks = max_field.checks
1170
1171         if worst > 255 or checks:
1172             yield '\n/* Check that field information fits in pb_field_t */\n'
1173
1174             if worst > 65535 or checks:
1175                 yield '#if !defined(PB_FIELD_32BIT)\n'
1176                 if worst > 65535:
1177                     yield '#error Field descriptor for %s is too large. Define PB_FIELD_32BIT to fix this.\n' % worst_field
1178                 else:
1179                     assertion = ' && '.join(str(c) + ' < 65536' for c in checks)
1180                     msgs = '_'.join(str(n) for n in checks_msgnames)
1181                     yield '/* If you get an error here, it means that you need to define PB_FIELD_32BIT\n'
1182                     yield ' * compile-time option. You can do that in pb.h or on compiler command line.\n'
1183                     yield ' * \n'
1184                     yield ' * The reason you need to do this is that some of your messages contain tag\n'
1185                     yield ' * numbers or field sizes that are larger than what can fit in 8 or 16 bit\n'
1186                     yield ' * field descriptors.\n'
1187                     yield ' */\n'
1188                     yield 'PB_STATIC_ASSERT((%s), YOU_MUST_DEFINE_PB_FIELD_32BIT_FOR_MESSAGES_%s)\n'%(assertion,msgs)
1189                 yield '#endif\n\n'
1190
1191             if worst < 65536:
1192                 yield '#if !defined(PB_FIELD_16BIT) && !defined(PB_FIELD_32BIT)\n'
1193                 if worst > 255:
1194                     yield '#error Field descriptor for %s is too large. Define PB_FIELD_16BIT to fix this.\n' % worst_field
1195                 else:
1196                     assertion = ' && '.join(str(c) + ' < 256' for c in checks)
1197                     msgs = '_'.join(str(n) for n in checks_msgnames)
1198                     yield '/* If you get an error here, it means that you need to define PB_FIELD_16BIT\n'
1199                     yield ' * compile-time option. You can do that in pb.h or on compiler command line.\n'
1200                     yield ' * \n'
1201                     yield ' * The reason you need to do this is that some of your messages contain tag\n'
1202                     yield ' * numbers or field sizes that are larger than what can fit in the default\n'
1203                     yield ' * 8 bit descriptors.\n'
1204                     yield ' */\n'
1205                     yield 'PB_STATIC_ASSERT((%s), YOU_MUST_DEFINE_PB_FIELD_16BIT_FOR_MESSAGES_%s)\n'%(assertion,msgs)
1206                 yield '#endif\n\n'
1207
1208         # Add check for sizeof(double)
1209         has_double = False
1210         for msg in self.messages:
1211             for field in msg.fields:
1212                 if field.ctype == 'double':
1213                     has_double = True
1214
1215         if has_double:
1216             yield '\n'
1217             yield '/* On some platforms (such as AVR), double is really float.\n'
1218             yield ' * These are not directly supported by nanopb, but see example_avr_double.\n'
1219             yield ' * To get rid of this error, remove any double fields from your .proto.\n'
1220             yield ' */\n'
1221             yield 'PB_STATIC_ASSERT(sizeof(double) == 8, DOUBLE_MUST_BE_8_BYTES)\n'
1222
1223         yield '\n'
1224
1225 # ---------------------------------------------------------------------------
1226 #                    Options parsing for the .proto files
1227 # ---------------------------------------------------------------------------
1228
1229 from fnmatch import fnmatch
1230
1231 def read_options_file(infile):
1232     '''Parse a separate options file to list:
1233         [(namemask, options), ...]
1234     '''
1235     results = []
1236     data = infile.read()
1237     data = re.sub('/\*.*?\*/', '', data, flags = re.MULTILINE)
1238     data = re.sub('//.*?$', '', data, flags = re.MULTILINE)
1239     data = re.sub('#.*?$', '', data, flags = re.MULTILINE)
1240     for i, line in enumerate(data.split('\n')):
1241         line = line.strip()
1242         if not line:
1243             continue
1244
1245         parts = line.split(None, 1)
1246
1247         if len(parts) < 2:
1248             sys.stderr.write("%s:%d: " % (infile.name, i + 1) +
1249                              "Option lines should have space between field name and options. " +
1250                              "Skipping line: '%s'\n" % line)
1251             continue
1252
1253         opts = nanopb_pb2.NanoPBOptions()
1254
1255         try:
1256             text_format.Merge(parts[1], opts)
1257         except Exception as e:
1258             sys.stderr.write("%s:%d: " % (infile.name, i + 1) +
1259                              "Unparseable option line: '%s'. " % line +
1260                              "Error: %s\n" % str(e))
1261             continue
1262         results.append((parts[0], opts))
1263
1264     return results
1265
1266 class Globals:
1267     '''Ugly global variables, should find a good way to pass these.'''
1268     verbose_options = False
1269     separate_options = []
1270     matched_namemasks = set()
1271
1272 def get_nanopb_suboptions(subdesc, options, name):
1273     '''Get copy of options, and merge information from subdesc.'''
1274     new_options = nanopb_pb2.NanoPBOptions()
1275     new_options.CopyFrom(options)
1276
1277     # Handle options defined in a separate file
1278     dotname = '.'.join(name.parts)
1279     for namemask, options in Globals.separate_options:
1280         if fnmatch(dotname, namemask):
1281             Globals.matched_namemasks.add(namemask)
1282             new_options.MergeFrom(options)
1283
1284     # Handle options defined in .proto
1285     if isinstance(subdesc.options, descriptor.FieldOptions):
1286         ext_type = nanopb_pb2.nanopb
1287     elif isinstance(subdesc.options, descriptor.FileOptions):
1288         ext_type = nanopb_pb2.nanopb_fileopt
1289     elif isinstance(subdesc.options, descriptor.MessageOptions):
1290         ext_type = nanopb_pb2.nanopb_msgopt
1291     elif isinstance(subdesc.options, descriptor.EnumOptions):
1292         ext_type = nanopb_pb2.nanopb_enumopt
1293     else:
1294         raise Exception("Unknown options type")
1295
1296     if subdesc.options.HasExtension(ext_type):
1297         ext = subdesc.options.Extensions[ext_type]
1298         new_options.MergeFrom(ext)
1299
1300     if Globals.verbose_options:
1301         sys.stderr.write("Options for " + dotname + ": ")
1302         sys.stderr.write(text_format.MessageToString(new_options) + "\n")
1303
1304     return new_options
1305
1306
1307 # ---------------------------------------------------------------------------
1308 #                         Command line interface
1309 # ---------------------------------------------------------------------------
1310
1311 import sys
1312 import os.path
1313 from optparse import OptionParser
1314
1315 optparser = OptionParser(
1316     usage = "Usage: nanopb_generator.py [options] file.pb ...",
1317     epilog = "Compile file.pb from file.proto by: 'protoc -ofile.pb file.proto'. " +
1318              "Output will be written to file.pb.h and file.pb.c.")
1319 optparser.add_option("-x", dest="exclude", metavar="FILE", action="append", default=[],
1320     help="Exclude file from generated #include list.")
1321 optparser.add_option("-e", "--extension", dest="extension", metavar="EXTENSION", default=".pb",
1322     help="Set extension to use instead of '.pb' for generated files. [default: %default]")
1323 optparser.add_option("-f", "--options-file", dest="options_file", metavar="FILE", default="%s.options",
1324     help="Set name of a separate generator options file.")
1325 optparser.add_option("-I", "--options-path", dest="options_path", metavar="DIR",
1326     action="append", default = [],
1327     help="Search for .options files additionally in this path")
1328 optparser.add_option("-Q", "--generated-include-format", dest="genformat",
1329     metavar="FORMAT", default='#include "%s"\n',
1330     help="Set format string to use for including other .pb.h files. [default: %default]")
1331 optparser.add_option("-L", "--library-include-format", dest="libformat",
1332     metavar="FORMAT", default='#include <%s>\n',
1333     help="Set format string to use for including the nanopb pb.h header. [default: %default]")
1334 optparser.add_option("-T", "--no-timestamp", dest="notimestamp", action="store_true", default=False,
1335     help="Don't add timestamp to .pb.h and .pb.c preambles")
1336 optparser.add_option("-q", "--quiet", dest="quiet", action="store_true", default=False,
1337     help="Don't print anything except errors.")
1338 optparser.add_option("-v", "--verbose", dest="verbose", action="store_true", default=False,
1339     help="Print more information.")
1340 optparser.add_option("-s", dest="settings", metavar="OPTION:VALUE", action="append", default=[],
1341     help="Set generator option (max_size, max_count etc.).")
1342
1343 def parse_file(filename, fdesc, options):
1344     '''Parse a single file. Returns a ProtoFile instance.'''
1345     toplevel_options = nanopb_pb2.NanoPBOptions()
1346     for s in options.settings:
1347         text_format.Merge(s, toplevel_options)
1348
1349     if not fdesc:
1350         data = open(filename, 'rb').read()
1351         fdesc = descriptor.FileDescriptorSet.FromString(data).file[0]
1352
1353     # Check if there is a separate .options file
1354     had_abspath = False
1355     try:
1356         optfilename = options.options_file % os.path.splitext(filename)[0]
1357     except TypeError:
1358         # No %s specified, use the filename as-is
1359         optfilename = options.options_file
1360         had_abspath = True
1361
1362     paths = ['.'] + options.options_path
1363     for p in paths:
1364         if os.path.isfile(os.path.join(p, optfilename)):
1365             optfilename = os.path.join(p, optfilename)
1366             if options.verbose:
1367                 sys.stderr.write('Reading options from ' + optfilename + '\n')
1368             Globals.separate_options = read_options_file(open(optfilename, "rU"))
1369             break
1370     else:
1371         # If we are given a full filename and it does not exist, give an error.
1372         # However, don't give error when we automatically look for .options file
1373         # with the same name as .proto.
1374         if options.verbose or had_abspath:
1375             sys.stderr.write('Options file not found: ' + optfilename + '\n')
1376         Globals.separate_options = []
1377
1378     Globals.matched_namemasks = set()
1379
1380     # Parse the file
1381     file_options = get_nanopb_suboptions(fdesc, toplevel_options, Names([filename]))
1382     f = ProtoFile(fdesc, file_options)
1383     f.optfilename = optfilename
1384
1385     return f
1386
1387 def process_file(filename, fdesc, options, other_files = {}):
1388     '''Process a single file.
1389     filename: The full path to the .proto or .pb source file, as string.
1390     fdesc: The loaded FileDescriptorSet, or None to read from the input file.
1391     options: Command line options as they come from OptionsParser.
1392
1393     Returns a dict:
1394         {'headername': Name of header file,
1395          'headerdata': Data for the .h header file,
1396          'sourcename': Name of the source code file,
1397          'sourcedata': Data for the .c source code file
1398         }
1399     '''
1400     f = parse_file(filename, fdesc, options)
1401
1402     # Provide dependencies if available
1403     for dep in f.fdesc.dependency:
1404         if dep in other_files:
1405             f.add_dependency(other_files[dep])
1406
1407     # Decide the file names
1408     noext = os.path.splitext(filename)[0]
1409     headername = noext + options.extension + '.h'
1410     sourcename = noext + options.extension + '.c'
1411     headerbasename = os.path.basename(headername)
1412
1413     # List of .proto files that should not be included in the C header file
1414     # even if they are mentioned in the source .proto.
1415     excludes = ['nanopb.proto', 'google/protobuf/descriptor.proto'] + options.exclude
1416     includes = [d for d in f.fdesc.dependency if d not in excludes]
1417
1418     headerdata = ''.join(f.generate_header(includes, headerbasename, options))
1419     sourcedata = ''.join(f.generate_source(headerbasename, options))
1420
1421     # Check if there were any lines in .options that did not match a member
1422     unmatched = [n for n,o in Globals.separate_options if n not in Globals.matched_namemasks]
1423     if unmatched and not options.quiet:
1424         sys.stderr.write("Following patterns in " + f.optfilename + " did not match any fields: "
1425                          + ', '.join(unmatched) + "\n")
1426         if not Globals.verbose_options:
1427             sys.stderr.write("Use  protoc --nanopb-out=-v:.   to see a list of the field names.\n")
1428
1429     return {'headername': headername, 'headerdata': headerdata,
1430             'sourcename': sourcename, 'sourcedata': sourcedata}
1431
1432 def main_cli():
1433     '''Main function when invoked directly from the command line.'''
1434
1435     options, filenames = optparser.parse_args()
1436
1437     if not filenames:
1438         optparser.print_help()
1439         sys.exit(1)
1440
1441     if options.quiet:
1442         options.verbose = False
1443
1444     Globals.verbose_options = options.verbose
1445
1446     for filename in filenames:
1447         results = process_file(filename, None, options)
1448
1449         if not options.quiet:
1450             sys.stderr.write("Writing to " + results['headername'] + " and "
1451                              + results['sourcename'] + "\n")
1452
1453         open(results['headername'], 'w').write(results['headerdata'])
1454         open(results['sourcename'], 'w').write(results['sourcedata'])
1455
1456 def main_plugin():
1457     '''Main function when invoked as a protoc plugin.'''
1458
1459     import io, sys
1460     if sys.platform == "win32":
1461         import os, msvcrt
1462         # Set stdin and stdout to binary mode
1463         msvcrt.setmode(sys.stdin.fileno(), os.O_BINARY)
1464         msvcrt.setmode(sys.stdout.fileno(), os.O_BINARY)
1465
1466     data = io.open(sys.stdin.fileno(), "rb").read()
1467
1468     request = plugin_pb2.CodeGeneratorRequest.FromString(data)
1469
1470     try:
1471         # Versions of Python prior to 2.7.3 do not support unicode
1472         # input to shlex.split(). Try to convert to str if possible.
1473         params = str(request.parameter)
1474     except UnicodeEncodeError:
1475         params = request.parameter
1476
1477     import shlex
1478     args = shlex.split(params)
1479     options, dummy = optparser.parse_args(args)
1480
1481     Globals.verbose_options = options.verbose
1482
1483     response = plugin_pb2.CodeGeneratorResponse()
1484
1485     # Google's protoc does not currently indicate the full path of proto files.
1486     # Instead always add the main file path to the search dirs, that works for
1487     # the common case.
1488     import os.path
1489     options.options_path.append(os.path.dirname(request.file_to_generate[0]))
1490
1491     # Process any include files first, in order to have them
1492     # available as dependencies
1493     other_files = {}
1494     for fdesc in request.proto_file:
1495         other_files[fdesc.name] = parse_file(fdesc.name, fdesc, options)
1496
1497     for filename in request.file_to_generate:
1498         for fdesc in request.proto_file:
1499             if fdesc.name == filename:
1500                 results = process_file(filename, fdesc, options, other_files)
1501
1502                 f = response.file.add()
1503                 f.name = results['headername']
1504                 f.content = results['headerdata']
1505
1506                 f = response.file.add()
1507                 f.name = results['sourcename']
1508                 f.content = results['sourcedata']
1509
1510     io.open(sys.stdout.fileno(), "wb").write(response.SerializeToString())
1511
1512 if __name__ == '__main__':
1513     # Check if we are running as a plugin under protoc
1514     if 'protoc-gen-' in sys.argv[0] or '--protoc-plugin' in sys.argv:
1515         main_plugin()
1516     else:
1517         main_cli()
1518