6e81b40b6ec899b0fd08eace1cf3cb74c147ca28
[apps/agl-service-can-low-level.git] / pb_decode.c
1 /* pb_decode.c -- decode a protobuf using minimal resources
2  *
3  * 2011 Petteri Aimonen <jpa@kapsi.fi>
4  */
5
6 /* The warn_unused_result attribute appeared first in gcc-3.4.0 */
7 #if !defined(__GNUC__) || ( __GNUC__ < 3) || (__GNUC__ == 3 && __GNUC_MINOR__ < 4)
8     #define checkreturn
9 #else
10     /* Verify that we remember to check all return values for proper error propagation */
11     #define checkreturn __attribute__((warn_unused_result))
12 #endif
13
14 #define NANOPB_INTERNALS
15 #include "pb.h"
16 #include "pb_decode.h"
17
18 typedef bool (*pb_decoder_t)(pb_istream_t *stream, const pb_field_t *field, void *dest) checkreturn;
19
20 /* --- Function pointers to field decoders ---
21  * Order in the array must match pb_action_t LTYPE numbering.
22  */
23 static const pb_decoder_t PB_DECODERS[PB_LTYPES_COUNT] = {
24     &pb_dec_varint,
25     &pb_dec_svarint,
26     &pb_dec_fixed32,
27     &pb_dec_fixed64,
28     
29     &pb_dec_bytes,
30     &pb_dec_string,
31     &pb_dec_submessage
32 };
33
34 /**************
35  * pb_istream *
36  **************/
37
38 static bool checkreturn buf_read(pb_istream_t *stream, uint8_t *buf, size_t count)
39 {
40     uint8_t *source = (uint8_t*)stream->state;
41     stream->state = source + count;
42     
43     if (buf != NULL)
44     {
45         while (count--)
46             *buf++ = *source++;
47     }
48     
49     return true;
50 }
51
52 bool checkreturn pb_read(pb_istream_t *stream, uint8_t *buf, size_t count)
53 {
54 #ifndef PB_BUFFER_ONLY
55         if (buf == NULL && stream->callback != buf_read)
56         {
57                 /* Skip input bytes */
58                 uint8_t tmp[16];
59                 while (count > 16)
60                 {
61                         if (!pb_read(stream, tmp, 16))
62                                 return false;
63                         
64                         count -= 16;
65                 }
66                 
67                 return pb_read(stream, tmp, count);
68         }
69 #endif
70
71     if (stream->bytes_left < count)
72         PB_RETURN_ERROR(stream, "end-of-stream");
73     
74 #ifndef PB_BUFFER_ONLY
75     if (!stream->callback(stream, buf, count))
76         PB_RETURN_ERROR(stream, "io error");
77 #else
78     if (!buf_read(stream, buf, count))
79         return false;
80 #endif
81     
82     stream->bytes_left -= count;
83     return true;
84 }
85
86 pb_istream_t pb_istream_from_buffer(uint8_t *buf, size_t bufsize)
87 {
88     pb_istream_t stream;
89 #ifdef PB_BUFFER_ONLY
90     stream.callback = NULL;
91 #else
92     stream.callback = &buf_read;
93 #endif
94     stream.state = buf;
95     stream.bytes_left = bufsize;
96 #ifndef PB_NO_ERRMSG
97     stream.errmsg = NULL;
98 #endif
99     return stream;
100 }
101
102 /********************
103  * Helper functions *
104  ********************/
105
106 static bool checkreturn pb_decode_varint32(pb_istream_t *stream, uint32_t *dest)
107 {
108     uint8_t byte;
109     uint32_t result;
110     
111     if (!pb_read(stream, &byte, 1))
112         return false;
113     
114     if (!(byte & 0x80))
115     {
116         /* Quick case, 1 byte value */
117         result = byte;
118     }
119     else
120     {
121         /* Multibyte case */
122         uint8_t bitpos = 7;
123         result = byte & 0x7F;
124         
125         do
126         {
127             if (bitpos >= 32)
128                 PB_RETURN_ERROR(stream, "varint overflow");
129             
130             if (!pb_read(stream, &byte, 1))
131                 return false;
132             
133             result |= (uint32_t)(byte & 0x7F) << bitpos;
134             bitpos = (uint8_t)(bitpos + 7);
135         } while (byte & 0x80);
136    }
137    
138    *dest = result;
139    return true;
140 }
141
142 bool checkreturn pb_decode_varint(pb_istream_t *stream, uint64_t *dest)
143 {
144     uint8_t byte;
145     uint8_t bitpos = 0;
146     uint64_t result = 0;
147     
148     do
149     {
150         if (bitpos >= 64)
151             PB_RETURN_ERROR(stream, "varint overflow");
152         
153         if (!pb_read(stream, &byte, 1))
154             return false;
155
156         result |= (uint64_t)(byte & 0x7F) << bitpos;
157         bitpos = (uint8_t)(bitpos + 7);
158     } while (byte & 0x80);
159     
160     *dest = result;
161     return true;
162 }
163
164 bool checkreturn pb_skip_varint(pb_istream_t *stream)
165 {
166     uint8_t byte;
167     do
168     {
169         if (!pb_read(stream, &byte, 1))
170             return false;
171     } while (byte & 0x80);
172     return true;
173 }
174
175 bool checkreturn pb_skip_string(pb_istream_t *stream)
176 {
177     uint32_t length;
178     if (!pb_decode_varint32(stream, &length))
179         return false;
180     
181     return pb_read(stream, NULL, length);
182 }
183
184 bool checkreturn pb_decode_tag(pb_istream_t *stream, pb_wire_type_t *wire_type, uint32_t *tag, bool *eof)
185 {
186     uint32_t temp;
187     *eof = false;
188     *wire_type = (pb_wire_type_t) 0;
189     *tag = 0;
190     
191     if (!pb_decode_varint32(stream, &temp))
192     {
193         if (stream->bytes_left == 0)
194             *eof = true;
195
196         return false;
197     }
198     
199     if (temp == 0)
200     {
201         *eof = true; /* Special feature: allow 0-terminated messages. */
202         return false;
203     }
204     
205     *tag = temp >> 3;
206     *wire_type = (pb_wire_type_t)(temp & 7);
207     return true;
208 }
209
210 bool checkreturn pb_skip_field(pb_istream_t *stream, pb_wire_type_t wire_type)
211 {
212     switch (wire_type)
213     {
214         case PB_WT_VARINT: return pb_skip_varint(stream);
215         case PB_WT_64BIT: return pb_read(stream, NULL, 8);
216         case PB_WT_STRING: return pb_skip_string(stream);
217         case PB_WT_32BIT: return pb_read(stream, NULL, 4);
218         default: PB_RETURN_ERROR(stream, "invalid wire_type");
219     }
220 }
221
222 /* Read a raw value to buffer, for the purpose of passing it to callback as
223  * a substream. Size is maximum size on call, and actual size on return.
224  */
225 static bool checkreturn read_raw_value(pb_istream_t *stream, pb_wire_type_t wire_type, uint8_t *buf, size_t *size)
226 {
227     size_t max_size = *size;
228     switch (wire_type)
229     {
230         case PB_WT_VARINT:
231             *size = 0;
232             do
233             {
234                 (*size)++;
235                 if (*size > max_size) return false;
236                 if (!pb_read(stream, buf, 1)) return false;
237             } while (*buf++ & 0x80);
238             return true;
239             
240         case PB_WT_64BIT:
241             *size = 8;
242             return pb_read(stream, buf, 8);
243         
244         case PB_WT_32BIT:
245             *size = 4;
246             return pb_read(stream, buf, 4);
247         
248         default: PB_RETURN_ERROR(stream, "invalid wire_type");
249     }
250 }
251
252 /* Decode string length from stream and return a substream with limited length.
253  * Remember to close the substream using pb_close_string_substream().
254  */
255 bool checkreturn pb_make_string_substream(pb_istream_t *stream, pb_istream_t *substream)
256 {
257     uint32_t size;
258     if (!pb_decode_varint32(stream, &size))
259         return false;
260     
261     *substream = *stream;
262     if (substream->bytes_left < size)
263         PB_RETURN_ERROR(stream, "parent stream too short");
264     
265     substream->bytes_left = size;
266     stream->bytes_left -= size;
267     return true;
268 }
269
270 void pb_close_string_substream(pb_istream_t *stream, pb_istream_t *substream)
271 {
272     stream->state = substream->state;
273
274 #ifndef PB_NO_ERRMSG
275     stream->errmsg = substream->errmsg;
276 #endif
277 }
278
279 /* Iterator for pb_field_t list */
280 typedef struct {
281     const pb_field_t *start; /* Start of the pb_field_t array */
282     const pb_field_t *pos; /* Current position of the iterator */
283     unsigned field_index; /* Zero-based index of the field. */
284     unsigned required_field_index; /* Zero-based index that counts only the required fields */
285     void *dest_struct; /* Pointer to the destination structure to decode to */
286     void *pData; /* Pointer where to store current field value */
287     void *pSize; /* Pointer where to store the size of current array field */
288 } pb_field_iterator_t;
289
290 static void pb_field_init(pb_field_iterator_t *iter, const pb_field_t *fields, void *dest_struct)
291 {
292     iter->start = iter->pos = fields;
293     iter->field_index = 0;
294     iter->required_field_index = 0;
295     iter->pData = (char*)dest_struct + iter->pos->data_offset;
296     iter->pSize = (char*)iter->pData + iter->pos->size_offset;
297     iter->dest_struct = dest_struct;
298 }
299
300 static bool pb_field_next(pb_field_iterator_t *iter)
301 {
302     bool notwrapped = true;
303     size_t prev_size = iter->pos->data_size;
304     
305     if (PB_ATYPE(iter->pos->type) == PB_ATYPE_STATIC &&
306         PB_HTYPE(iter->pos->type) == PB_HTYPE_REPEATED)
307     {
308         prev_size *= iter->pos->array_size;
309     }
310     
311     if (PB_HTYPE(iter->pos->type) == PB_HTYPE_REQUIRED)
312         iter->required_field_index++;
313     
314     if (iter->pos->tag == 0)
315         return false; /* Only happens with empty message types */
316     
317     iter->pos++;
318     iter->field_index++;
319     if (iter->pos->tag == 0)
320     {
321         iter->pos = iter->start;
322         iter->field_index = 0;
323         iter->required_field_index = 0;
324         iter->pData = iter->dest_struct;
325         prev_size = 0;
326         notwrapped = false;
327     }
328     
329     iter->pData = (char*)iter->pData + prev_size + iter->pos->data_offset;
330     iter->pSize = (char*)iter->pData + iter->pos->size_offset;
331     return notwrapped;
332 }
333
334 static bool checkreturn pb_field_find(pb_field_iterator_t *iter, uint32_t tag)
335 {
336     unsigned start = iter->field_index;
337     
338     do {
339         if (iter->pos->tag == tag)
340             return true;
341         pb_field_next(iter);
342     } while (iter->field_index != start);
343     
344     return false;
345 }
346
347 /*************************
348  * Decode a single field *
349  *************************/
350
351 static bool checkreturn decode_static_field(pb_istream_t *stream, pb_wire_type_t wire_type, pb_field_iterator_t *iter)
352 {
353     pb_type_t type;
354     pb_decoder_t func;
355     
356     type = iter->pos->type;
357     func = PB_DECODERS[PB_LTYPE(type)];
358
359     switch (PB_HTYPE(type))
360     {
361         case PB_HTYPE_REQUIRED:
362             return func(stream, iter->pos, iter->pData);
363             
364         case PB_HTYPE_OPTIONAL:
365             *(bool*)iter->pSize = true;
366             return func(stream, iter->pos, iter->pData);
367     
368         case PB_HTYPE_REPEATED:
369             if (wire_type == PB_WT_STRING
370                 && PB_LTYPE(type) <= PB_LTYPE_LAST_PACKABLE)
371             {
372                 /* Packed array */
373                 bool status = true;
374                 size_t *size = (size_t*)iter->pSize;
375                 pb_istream_t substream;
376                 if (!pb_make_string_substream(stream, &substream))
377                     return false;
378                 
379                 while (substream.bytes_left && *size < iter->pos->array_size)
380                 {
381                     void *pItem = (uint8_t*)iter->pData + iter->pos->data_size * (*size);
382                     if (!func(&substream, iter->pos, pItem))
383                     {
384                         status = false;
385                         break;
386                     }
387                     (*size)++;
388                 }
389                 pb_close_string_substream(stream, &substream);
390                 
391                 if (substream.bytes_left != 0)
392                     PB_RETURN_ERROR(stream, "array overflow");
393                 
394                 return status;
395             }
396             else
397             {
398                 /* Repeated field */
399                 size_t *size = (size_t*)iter->pSize;
400                 void *pItem = (uint8_t*)iter->pData + iter->pos->data_size * (*size);
401                 if (*size >= iter->pos->array_size)
402                     PB_RETURN_ERROR(stream, "array overflow");
403                 
404                 (*size)++;
405                 return func(stream, iter->pos, pItem);
406             }
407
408         default:
409             PB_RETURN_ERROR(stream, "invalid field type");
410     }
411 }
412
413 static bool checkreturn decode_callback_field(pb_istream_t *stream, pb_wire_type_t wire_type, pb_field_iterator_t *iter)
414 {
415     pb_callback_t *pCallback = (pb_callback_t*)iter->pData;
416     
417     if (pCallback->funcs.decode == NULL)
418         return pb_skip_field(stream, wire_type);
419     
420     if (wire_type == PB_WT_STRING)
421     {
422         pb_istream_t substream;
423         
424         if (!pb_make_string_substream(stream, &substream))
425             return false;
426         
427         while (substream.bytes_left)
428         {
429             if (!pCallback->funcs.decode(&substream, iter->pos, pCallback->arg))
430                 PB_RETURN_ERROR(stream, "callback failed");
431         }
432         
433         pb_close_string_substream(stream, &substream);
434         return true;
435     }
436     else
437     {
438         /* Copy the single scalar value to stack.
439          * This is required so that we can limit the stream length,
440          * which in turn allows to use same callback for packed and
441          * not-packed fields. */
442         pb_istream_t substream;
443         uint8_t buffer[10];
444         size_t size = sizeof(buffer);
445         
446         if (!read_raw_value(stream, wire_type, buffer, &size))
447             return false;
448         substream = pb_istream_from_buffer(buffer, size);
449         
450         return pCallback->funcs.decode(&substream, iter->pos, pCallback->arg);
451     }
452 }
453
454 static bool checkreturn decode_field(pb_istream_t *stream, pb_wire_type_t wire_type, pb_field_iterator_t *iter)
455 {
456     switch (PB_ATYPE(iter->pos->type))
457     {
458         case PB_ATYPE_STATIC:
459             return decode_static_field(stream, wire_type, iter);
460         
461         case PB_ATYPE_CALLBACK:
462             return decode_callback_field(stream, wire_type, iter);
463         
464         default:
465             PB_RETURN_ERROR(stream, "invalid field type");
466     }
467 }
468
469 /* Initialize message fields to default values, recursively */
470 static void pb_message_set_to_defaults(const pb_field_t fields[], void *dest_struct)
471 {
472     pb_field_iterator_t iter;
473     pb_field_init(&iter, fields, dest_struct);
474     
475     /* Initialize size/has fields and apply default values */
476     do
477     {
478         pb_type_t type;
479         type = iter.pos->type;
480     
481         if (iter.pos->tag == 0)
482             continue;
483         
484         if (PB_ATYPE(type) == PB_ATYPE_STATIC)
485         {
486             /* Initialize the size field for optional/repeated fields to 0. */
487             if (PB_HTYPE(type) == PB_HTYPE_OPTIONAL)
488             {
489                 *(bool*)iter.pSize = false;
490             }
491             else if (PB_HTYPE(type) == PB_HTYPE_REPEATED)
492             {
493                 *(size_t*)iter.pSize = 0;
494                 continue; /* Array is empty, no need to initialize contents */
495             }
496             
497             /* Initialize field contents to default value */
498             if (PB_LTYPE(iter.pos->type) == PB_LTYPE_SUBMESSAGE)
499             {
500                 pb_message_set_to_defaults((const pb_field_t *) iter.pos->ptr, iter.pData);
501             }
502             else if (iter.pos->ptr != NULL)
503             {
504                 memcpy(iter.pData, iter.pos->ptr, iter.pos->data_size);
505             }
506             else
507             {
508                 memset(iter.pData, 0, iter.pos->data_size);
509             }
510         }
511         else if (PB_ATYPE(type) == PB_ATYPE_CALLBACK)
512         {
513             continue; /* Don't overwrite callback */
514         }
515     } while (pb_field_next(&iter));
516 }
517
518 /*********************
519  * Decode all fields *
520  *********************/
521
522 bool checkreturn pb_decode_noinit(pb_istream_t *stream, const pb_field_t fields[], void *dest_struct)
523 {
524     uint8_t fields_seen[(PB_MAX_REQUIRED_FIELDS + 7) / 8] = {0}; /* Used to check for required fields */
525     pb_field_iterator_t iter;
526     
527     pb_field_init(&iter, fields, dest_struct);
528     
529     while (stream->bytes_left)
530     {
531         uint32_t tag;
532         pb_wire_type_t wire_type;
533         bool eof;
534         
535         if (!pb_decode_tag(stream, &wire_type, &tag, &eof))
536         {
537             if (eof)
538                 break;
539             else
540                 return false;
541         }
542         
543         if (!pb_field_find(&iter, tag))
544         {
545             /* No match found, skip data */
546             if (!pb_skip_field(stream, wire_type))
547                 return false;
548             continue;
549         }
550         
551         if (PB_HTYPE(iter.pos->type) == PB_HTYPE_REQUIRED
552             && iter.required_field_index < PB_MAX_REQUIRED_FIELDS)
553         {
554             fields_seen[iter.required_field_index >> 3] |= (uint8_t)(1 << (iter.required_field_index & 7));
555         }
556             
557         if (!decode_field(stream, wire_type, &iter))
558             return false;
559     }
560     
561     /* Check that all required fields were present. */
562     {
563         /* First figure out the number of required fields by
564          * seeking to the end of the field array. Usually we
565          * are already close to end after decoding.
566          */
567         unsigned req_field_count;
568         pb_type_t last_type;
569         unsigned i;
570         do {
571             req_field_count = iter.required_field_index;
572             last_type = iter.pos->type;
573         } while (pb_field_next(&iter));
574         
575         /* Fixup if last field was also required. */
576         if (PB_HTYPE(last_type) == PB_HTYPE_REQUIRED && iter.pos->tag)
577             req_field_count++;
578         
579         /* Check the whole bytes */
580         for (i = 0; i < (req_field_count >> 3); i++)
581         {
582             if (fields_seen[i] != 0xFF)
583                 PB_RETURN_ERROR(stream, "missing required field");
584         }
585         
586         /* Check the remaining bits */
587         if (fields_seen[req_field_count >> 3] != (0xFF >> (8 - (req_field_count & 7))))
588             PB_RETURN_ERROR(stream, "missing required field");
589     }
590     
591     return true;
592 }
593
594 bool checkreturn pb_decode(pb_istream_t *stream, const pb_field_t fields[], void *dest_struct)
595 {
596     pb_message_set_to_defaults(fields, dest_struct);
597     return pb_decode_noinit(stream, fields, dest_struct);
598 }
599
600 /* Field decoders */
601
602 bool pb_decode_svarint(pb_istream_t *stream, int64_t *dest)
603 {
604     uint64_t value;
605     if (!pb_decode_varint(stream, &value))
606         return false;
607     
608     if (value & 1)
609         *dest = (int64_t)(~(value >> 1));
610     else
611         *dest = (int64_t)(value >> 1);
612     
613     return true;
614 }
615
616 bool pb_decode_fixed32(pb_istream_t *stream, void *dest)
617 {
618     #ifdef __BIG_ENDIAN__
619     uint8_t *bytes = (uint8_t*)dest;
620     uint8_t lebytes[4];
621     
622     if (!pb_read(stream, lebytes, 4))
623         return false;
624     
625     bytes[0] = lebytes[3];
626     bytes[1] = lebytes[2];
627     bytes[2] = lebytes[1];
628     bytes[3] = lebytes[0];
629     return true;
630     #else
631     return pb_read(stream, (uint8_t*)dest, 4);
632     #endif   
633 }
634
635 bool pb_decode_fixed64(pb_istream_t *stream, void *dest)
636 {
637     #ifdef __BIG_ENDIAN__
638     uint8_t *bytes = (uint8_t*)dest;
639     uint8_t lebytes[8];
640     
641     if (!pb_read(stream, lebytes, 8))
642         return false;
643     
644     bytes[0] = lebytes[7];
645     bytes[1] = lebytes[6];
646     bytes[2] = lebytes[5];
647     bytes[3] = lebytes[4];
648     bytes[4] = lebytes[3];
649     bytes[5] = lebytes[2];
650     bytes[6] = lebytes[1];
651     bytes[7] = lebytes[0];
652     return true;
653     #else
654     return pb_read(stream, (uint8_t*)dest, 8);
655     #endif   
656 }
657
658 bool checkreturn pb_dec_varint(pb_istream_t *stream, const pb_field_t *field, void *dest)
659 {
660     uint64_t value;
661     bool status = pb_decode_varint(stream, &value);
662     
663     switch (field->data_size)
664     {
665         case 1: *(uint8_t*)dest = (uint8_t)value; break;
666         case 2: *(uint16_t*)dest = (uint16_t)value; break;
667         case 4: *(uint32_t*)dest = (uint32_t)value; break;
668         case 8: *(uint64_t*)dest = value; break;
669         default: PB_RETURN_ERROR(stream, "invalid data_size");
670     }
671     
672     return status;
673 }
674
675 bool checkreturn pb_dec_svarint(pb_istream_t *stream, const pb_field_t *field, void *dest)
676 {
677     int64_t value;
678     bool status = pb_decode_svarint(stream, &value);
679     
680     switch (field->data_size)
681     {
682         case 4: *(int32_t*)dest = (int32_t)value; break;
683         case 8: *(int64_t*)dest = value; break;
684         default: PB_RETURN_ERROR(stream, "invalid data_size");
685     }
686     
687     return status;
688 }
689
690 bool checkreturn pb_dec_fixed32(pb_istream_t *stream, const pb_field_t *field, void *dest)
691 {
692     UNUSED(field);
693     return pb_decode_fixed32(stream, dest);
694 }
695
696 bool checkreturn pb_dec_fixed64(pb_istream_t *stream, const pb_field_t *field, void *dest)
697 {
698     UNUSED(field);
699     return pb_decode_fixed64(stream, dest);
700 }
701
702 bool checkreturn pb_dec_bytes(pb_istream_t *stream, const pb_field_t *field, void *dest)
703 {
704     pb_bytes_array_t *x = (pb_bytes_array_t*)dest;
705     
706     uint32_t temp;
707     if (!pb_decode_varint32(stream, &temp))
708         return false;
709     x->size = temp;
710     
711     /* Check length, noting the space taken by the size_t header. */
712     if (x->size > field->data_size - offsetof(pb_bytes_array_t, bytes))
713         PB_RETURN_ERROR(stream, "bytes overflow");
714     
715     return pb_read(stream, x->bytes, x->size);
716 }
717
718 bool checkreturn pb_dec_string(pb_istream_t *stream, const pb_field_t *field, void *dest)
719 {
720     uint32_t size;
721     bool status;
722     if (!pb_decode_varint32(stream, &size))
723         return false;
724     
725     /* Check length, noting the null terminator */
726     if (size + 1 > field->data_size)
727         PB_RETURN_ERROR(stream, "string overflow");
728     
729     status = pb_read(stream, (uint8_t*)dest, size);
730     *((uint8_t*)dest + size) = 0;
731     return status;
732 }
733
734 bool checkreturn pb_dec_submessage(pb_istream_t *stream, const pb_field_t *field, void *dest)
735 {
736     bool status;
737     pb_istream_t substream;
738     const pb_field_t* submsg_fields = (const pb_field_t*)field->ptr;
739     
740     if (!pb_make_string_substream(stream, &substream))
741         return false;
742     
743     if (field->ptr == NULL)
744         PB_RETURN_ERROR(stream, "invalid field descriptor");
745     
746     /* New array entries need to be initialized, while required and optional
747      * submessages have already been initialized in the top-level pb_decode. */
748     if (PB_HTYPE(field->type) == PB_HTYPE_REPEATED)
749         status = pb_decode(&substream, submsg_fields, dest);
750     else
751         status = pb_decode_noinit(&substream, submsg_fields, dest);
752     
753     pb_close_string_substream(stream, &substream);
754     return status;
755 }