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