Merge pull request #169 from kylemanna/python3
[apps/agl-service-can-low-level.git] / generator / nanopb_generator.py
index 69548ad..7fe0db9 100755 (executable)
@@ -1,36 +1,46 @@
-#!/usr/bin/python
+#!/usr/bin/env python
+
+from __future__ import unicode_literals
 
 '''Generate header file for nanopb from a ProtoBuf FileDescriptorSet.'''
-nanopb_version = "nanopb-0.2.5-dev"
+nanopb_version = "nanopb-0.3.5-dev"
+
+import sys
+import re
+from functools import reduce
+
+try:
+    # Add some dummy imports to keep packaging tools happy.
+    import google, distutils.util # bbfreeze seems to need these
+    import pkg_resources # pyinstaller / protobuf 2.5 seem to need these
+except:
+    # Don't care, we will error out later if it is actually important.
+    pass
 
 try:
-    import google.protobuf.descriptor_pb2 as descriptor
     import google.protobuf.text_format as text_format
+    import google.protobuf.descriptor_pb2 as descriptor
 except:
-    print
-    print "*************************************************************"
-    print "*** Could not import the Google protobuf Python libraries ***"
-    print "*** Try installing package 'python-protobuf' or similar.  ***"
-    print "*************************************************************"
-    print
+    sys.stderr.write('''
+         *************************************************************
+         *** Could not import the Google protobuf Python libraries ***
+         *** Try installing package 'python-protobuf' or similar.  ***
+         *************************************************************
+    ''' + '\n')
     raise
 
 try:
-    import nanopb_pb2
+    import proto.nanopb_pb2 as nanopb_pb2
+    import proto.plugin_pb2 as plugin_pb2
 except:
-    print
-    print "***************************************************************"
-    print "*** Could not import the precompiled nanopb_pb2.py.         ***"
-    print "*** Run 'make' in the 'generator' folder to update the file.***"
-    print "***************************************************************"
-    print
+    sys.stderr.write('''
+         ********************************************************************
+         *** Failed to import the protocol definitions for generator.     ***
+         *** You have to run 'make' in the nanopb/generator/proto folder. ***
+         ********************************************************************
+    ''' + '\n')
     raise
 
-
-
-
-
-
 # ---------------------------------------------------------------------------
 #                     Generation of single fields
 # ---------------------------------------------------------------------------
@@ -38,22 +48,30 @@ except:
 import time
 import os.path
 
-# Values are tuple (c type, pb type, encoded size)
+# Values are tuple (c type, pb type, encoded size, int_size_allowed)
 FieldD = descriptor.FieldDescriptorProto
 datatypes = {
-    FieldD.TYPE_BOOL:       ('bool',     'BOOL',        1),
-    FieldD.TYPE_DOUBLE:     ('double',   'DOUBLE',      8),
-    FieldD.TYPE_FIXED32:    ('uint32_t', 'FIXED32',     4),
-    FieldD.TYPE_FIXED64:    ('uint64_t', 'FIXED64',     8),
-    FieldD.TYPE_FLOAT:      ('float',    'FLOAT',       4),
-    FieldD.TYPE_INT32:      ('int32_t',  'INT32',      10),
-    FieldD.TYPE_INT64:      ('int64_t',  'INT64',      10),
-    FieldD.TYPE_SFIXED32:   ('int32_t',  'SFIXED32',    4),
-    FieldD.TYPE_SFIXED64:   ('int64_t',  'SFIXED64',    8),
-    FieldD.TYPE_SINT32:     ('int32_t',  'SINT32',      5),
-    FieldD.TYPE_SINT64:     ('int64_t',  'SINT64',     10),
-    FieldD.TYPE_UINT32:     ('uint32_t', 'UINT32',      5),
-    FieldD.TYPE_UINT64:     ('uint64_t', 'UINT64',     10)
+    FieldD.TYPE_BOOL:       ('bool',     'BOOL',        1,  False),
+    FieldD.TYPE_DOUBLE:     ('double',   'DOUBLE',      8,  False),
+    FieldD.TYPE_FIXED32:    ('uint32_t', 'FIXED32',     4,  False),
+    FieldD.TYPE_FIXED64:    ('uint64_t', 'FIXED64',     8,  False),
+    FieldD.TYPE_FLOAT:      ('float',    'FLOAT',       4,  False),
+    FieldD.TYPE_INT32:      ('int32_t',  'INT32',      10,  True),
+    FieldD.TYPE_INT64:      ('int64_t',  'INT64',      10,  True),
+    FieldD.TYPE_SFIXED32:   ('int32_t',  'SFIXED32',    4,  False),
+    FieldD.TYPE_SFIXED64:   ('int64_t',  'SFIXED64',    8,  False),
+    FieldD.TYPE_SINT32:     ('int32_t',  'SINT32',      5,  True),
+    FieldD.TYPE_SINT64:     ('int64_t',  'SINT64',     10,  True),
+    FieldD.TYPE_UINT32:     ('uint32_t', 'UINT32',      5,  True),
+    FieldD.TYPE_UINT64:     ('uint64_t', 'UINT64',     10,  True)
+}
+
+# Integer size overrides (from .proto settings)
+intsizes = {
+    nanopb_pb2.IS_8:     'int8_t',
+    nanopb_pb2.IS_16:    'int16_t',
+    nanopb_pb2.IS_32:    'int32_t',
+    nanopb_pb2.IS_64:    'int64_t',
 }
 
 class Names:
@@ -67,7 +85,14 @@ class Names:
         return '_'.join(self.parts)
 
     def __add__(self, other):
-        if isinstance(other, (str, unicode)):
+        # The fdesc names are unicode and need to be handled for
+        # python2 and python3
+        try:
+              realstr = unicode
+        except NameError:
+              realstr = str
+
+        if isinstance(other, realstr):
             return Names(self.parts + (other,))
         elif isinstance(other, tuple):
             return Names(self.parts + other)
@@ -85,11 +110,14 @@ def names_from_type_name(type_name):
 
 def varint_max_size(max_value):
     '''Returns the maximum number of bytes a varint can take when encoded.'''
+    if max_value < 0:
+        max_value = 2**64 - max_value
     for i in range(1, 11):
         if (max_value >> (i * 7)) == 0:
             return i
     raise ValueError("Value too large for varint: " + str(max_value))
 
+assert varint_max_size(-1) == 10
 assert varint_max_size(0) == 1
 assert varint_max_size(127) == 1
 assert varint_max_size(128) == 2
@@ -105,7 +133,7 @@ class EncodedSize:
         self.symbols = symbols
     
     def __add__(self, other):
-        if isinstance(other, (int, long)):
+        if isinstance(other, int):
             return EncodedSize(self.value + other, self.symbols)
         elif isinstance(other, (str, Names)):
             return EncodedSize(self.value, self.symbols + [str(other)])
@@ -115,7 +143,7 @@ class EncodedSize:
             raise ValueError("Cannot add size: " + repr(other))
 
     def __mul__(self, other):
-        if isinstance(other, (int, long)):
+        if isinstance(other, int):
             return EncodedSize(self.value * other, [str(other) + '*' + s for s in self.symbols])
         else:
             raise ValueError("Cannot multiply size: " + repr(other))
@@ -145,24 +173,66 @@ class Enum:
             self.values = [(names + x.name, x.number) for x in desc.value] 
         
         self.value_longnames = [self.names + x.name for x in desc.value]
+        self.packed = enum_options.packed_enum
+    
+    def has_negative(self):
+        for n, v in self.values:
+            if v < 0:
+                return True
+        return False
+    
+    def encoded_size(self):
+        return max([varint_max_size(v) for n,v in self.values])
     
     def __str__(self):
         result = 'typedef enum _%s {\n' % self.names
         result += ',\n'.join(["    %s = %d" % x for x in self.values])
-        result += '\n} %s;' % self.names
+        result += '\n}'
+        
+        if self.packed:
+            result += ' pb_packed'
+        
+        result += ' %s;' % self.names
+        
+        if not self.options.long_names:
+            # Define the long names always so that enum value references
+            # from other files work properly.
+            for i, x in enumerate(self.values):
+                result += '\n#define %s %s' % (self.value_longnames[i], x[0])
+        
         return result
 
+class FieldMaxSize:
+    def __init__(self, worst = 0, checks = [], field_name = 'undefined'):
+        if isinstance(worst, list):
+            self.worst = max(i for i in worst if i is not None)
+        else:
+            self.worst = worst
+
+        self.worst_field = field_name
+        self.checks = checks
+
+    def extend(self, extend, field_name = None):
+        self.worst = max(self.worst, extend.worst)
+
+        if self.worst == extend.worst:
+            self.worst_field = extend.worst_field
+
+        self.checks.extend(extend.checks)
+
 class Field:
     def __init__(self, struct_name, desc, field_options):
         '''desc is FieldDescriptorProto'''
         self.tag = desc.number
         self.struct_name = struct_name
+        self.union_name = None
         self.name = desc.name
         self.default = None
         self.max_size = None
         self.max_count = None
         self.array_decl = ""
         self.enc_size = None
+        self.ctype = None
         
         # Parse field options
         if field_options.HasField("max_size"):
@@ -189,38 +259,63 @@ class Field:
         else:
             raise NotImplementedError(desc.label)
         
+        # Check if the field can be implemented with static allocation
+        # i.e. whether the data size is known.
+        if desc.type == FieldD.TYPE_STRING and self.max_size is None:
+            can_be_static = False
+        
+        if desc.type == FieldD.TYPE_BYTES and self.max_size is None:
+            can_be_static = False
+        
+        # Decide how the field data will be allocated
+        if field_options.type == nanopb_pb2.FT_DEFAULT:
+            if can_be_static:
+                field_options.type = nanopb_pb2.FT_STATIC
+            else:
+                field_options.type = nanopb_pb2.FT_CALLBACK
+        
+        if field_options.type == nanopb_pb2.FT_STATIC and not can_be_static:
+            raise Exception("Field %s is defined as static, but max_size or "
+                            "max_count is not given." % self.name)
+        
+        if field_options.type == nanopb_pb2.FT_STATIC:
+            self.allocation = 'STATIC'
+        elif field_options.type == nanopb_pb2.FT_POINTER:
+            self.allocation = 'POINTER'
+        elif field_options.type == nanopb_pb2.FT_CALLBACK:
+            self.allocation = 'CALLBACK'
+        else:
+            raise NotImplementedError(field_options.type)
+        
         # Decide the C data type to use in the struct.
-        if datatypes.has_key(desc.type):
-            self.ctype, self.pbtype, self.enc_size = datatypes[desc.type]
+        if desc.type in datatypes:
+            self.ctype, self.pbtype, self.enc_size, isa = datatypes[desc.type]
+
+            # Override the field size if user wants to use smaller integers
+            if isa and field_options.int_size != nanopb_pb2.IS_DEFAULT:
+                self.ctype = intsizes[field_options.int_size]
+                if desc.type == FieldD.TYPE_UINT32 or desc.type == FieldD.TYPE_UINT64:
+                    self.ctype = 'u' + self.ctype;
         elif desc.type == FieldD.TYPE_ENUM:
             self.pbtype = 'ENUM'
             self.ctype = names_from_type_name(desc.type_name)
             if self.default is not None:
                 self.default = self.ctype + self.default
-            self.enc_size = 5 # protoc rejects enum values > 32 bits
+            self.enc_size = None # Needs to be filled in when enum values are known
         elif desc.type == FieldD.TYPE_STRING:
             self.pbtype = 'STRING'
-            if field_options.type == nanopb_pb2.FT_POINTER:
+            self.ctype = 'char'
+            if self.allocation == 'STATIC':
                 self.ctype = 'char'
-                self.enc_size = None
-            else:
-                if self.max_size is None:
-                    can_be_static = False
-                else:
-                    self.ctype = 'char'
-                    self.array_decl += '[%d]' % self.max_size
-                    self.enc_size = varint_max_size(self.max_size) + self.max_size
+                self.array_decl += '[%d]' % self.max_size
+                self.enc_size = varint_max_size(self.max_size) + self.max_size
         elif desc.type == FieldD.TYPE_BYTES:
             self.pbtype = 'BYTES'
-            if field_options.type == nanopb_pb2.FT_POINTER:
+            if self.allocation == 'STATIC':
                 self.ctype = self.struct_name + self.name + 't'
-                self.enc_size = None
-            else:
-                if self.max_size is None:
-                    can_be_static = False
-                else:
-                    self.ctype = self.struct_name + self.name + 't'
-                    self.enc_size = varint_max_size(self.max_size) + self.max_size
+                self.enc_size = varint_max_size(self.max_size) + self.max_size
+            elif self.allocation == 'POINTER':
+                self.ctype = 'pb_bytes_array_t'
         elif desc.type == FieldD.TYPE_MESSAGE:
             self.pbtype = 'MESSAGE'
             self.ctype = self.submsgname = names_from_type_name(desc.type_name)
@@ -228,89 +323,130 @@ class Field:
         else:
             raise NotImplementedError(desc.type)
         
-        if field_options.type == nanopb_pb2.FT_DEFAULT:
-            if can_be_static:
-                field_options.type = nanopb_pb2.FT_STATIC
-            else:
-                field_options.type = nanopb_pb2.FT_CALLBACK
-        
-        if field_options.type == nanopb_pb2.FT_STATIC and not can_be_static:
-            raise Exception("Field %s is defined as static, but max_size or max_count is not given." % self.name)
-        
-        if field_options.type == nanopb_pb2.FT_STATIC:
-            self.allocation = 'STATIC'
-        elif field_options.type == nanopb_pb2.FT_POINTER:
-            self.allocation = 'POINTER'
-        elif field_options.type == nanopb_pb2.FT_CALLBACK:
-            self.allocation = 'CALLBACK'
-            self.ctype = 'pb_callback_t'
-            self.array_decl = ''
-        else:
-            raise NotImplementedError(field_options.type)
-    
-    def __cmp__(self, other):
-        return cmp(self.tag, other.tag)
+    def __lt__(self, other):
+        return self.tag < other.tag
     
     def __str__(self):
         result = ''
         if self.allocation == 'POINTER':
             if self.rules == 'REPEATED':
-                result += '    size_t ' + self.name + '_count;\n'
+                result += '    pb_size_t ' + self.name + '_count;\n'
             
-            # Use struct definition, so recursive submessages are possible
             if self.pbtype == 'MESSAGE':
+                # Use struct definition, so recursive submessages are possible
                 result += '    struct _%s *%s;' % (self.ctype, self.name)
-
-            # String arrays need to be defined as pointers to pointers
-            elif self.rules == 'REPEATED' and self.pbtype == 'STRING':
+            elif self.rules == 'REPEATED' and self.pbtype in ['STRING', 'BYTES']:
+                # String/bytes arrays need to be defined as pointers to pointers
                 result += '    %s **%s;' % (self.ctype, self.name)
             else:
                 result += '    %s *%s;' % (self.ctype, self.name)
+        elif self.allocation == 'CALLBACK':
+            result += '    pb_callback_t %s;' % self.name
         else:
             if self.rules == 'OPTIONAL' and self.allocation == 'STATIC':
                 result += '    bool has_' + self.name + ';\n'
             elif self.rules == 'REPEATED' and self.allocation == 'STATIC':
-                result += '    size_t ' + self.name + '_count;\n'
+                result += '    pb_size_t ' + self.name + '_count;\n'
             result += '    %s %s%s;' % (self.ctype, self.name, self.array_decl)
         return result
     
     def types(self):
         '''Return definitions for any special types this field might need.'''
-        if self.pbtype == 'BYTES' and (self.allocation == 'STATIC' or self.allocation == 'POINTER'):
-            result = 'typedef struct {\n'
-            result += '    size_t size;\n'
-            if self.allocation == 'POINTER':
-                result += '    uint8_t *bytes;\n'
-            else:
-                result += '    uint8_t bytes[%d];\n' % self.max_size
-            result += '} %s;\n' % self.ctype
+        if self.pbtype == 'BYTES' and self.allocation == 'STATIC':
+            result = 'typedef PB_BYTES_ARRAY_T(%d) %s;\n' % (self.max_size, self.ctype)
         else:
-            result = None
+            result = ''
         return result
     
+    def get_dependencies(self):
+        '''Get list of type names used by this field.'''
+        if self.allocation == 'STATIC':
+            return [str(self.ctype)]
+        else:
+            return []
+
+    def get_initializer(self, null_init, inner_init_only = False):
+        '''Return literal expression for this field's default value.
+        null_init: If True, initialize to a 0 value instead of default from .proto
+        inner_init_only: If True, exclude initialization for any count/has fields
+        '''
+
+        inner_init = None
+        if self.pbtype == 'MESSAGE':
+            if null_init:
+                inner_init = '%s_init_zero' % self.ctype
+            else:
+                inner_init = '%s_init_default' % self.ctype
+        elif self.default is None or null_init:
+            if self.pbtype == 'STRING':
+                inner_init = '""'
+            elif self.pbtype == 'BYTES':
+                inner_init = '{0, {0}}'
+            elif self.pbtype in ('ENUM', 'UENUM'):
+                inner_init = '(%s)0' % self.ctype
+            else:
+                inner_init = '0'
+        else:
+            if self.pbtype == 'STRING':
+                inner_init = self.default.replace('"', '\\"')
+                inner_init = '"' + inner_init + '"'
+            elif self.pbtype == 'BYTES':
+                data = ['0x%02x' % ord(c) for c in self.default]
+                if len(data) == 0:
+                    inner_init = '{0, {0}}'
+                else:
+                    inner_init = '{%d, {%s}}' % (len(data), ','.join(data))
+            elif self.pbtype in ['FIXED32', 'UINT32']:
+                inner_init = str(self.default) + 'u'
+            elif self.pbtype in ['FIXED64', 'UINT64']:
+                inner_init = str(self.default) + 'ull'
+            elif self.pbtype in ['SFIXED64', 'INT64']:
+                inner_init = str(self.default) + 'll'
+            else:
+                inner_init = str(self.default)
+        
+        if inner_init_only:
+            return inner_init
+
+        outer_init = None
+        if self.allocation == 'STATIC':
+            if self.rules == 'REPEATED':
+                outer_init = '0, {'
+                outer_init += ', '.join([inner_init] * self.max_count)
+                outer_init += '}'
+            elif self.rules == 'OPTIONAL':
+                outer_init = 'false, ' + inner_init
+            else:
+                outer_init = inner_init
+        elif self.allocation == 'POINTER':
+            if self.rules == 'REPEATED':
+                outer_init = '0, NULL'
+            else:
+                outer_init = 'NULL'
+        elif self.allocation == 'CALLBACK':
+            if self.pbtype == 'EXTENSION':
+                outer_init = 'NULL'
+            else:
+                outer_init = '{{NULL}, NULL}'
+
+        return outer_init
+
     def default_decl(self, declaration_only = False):
         '''Return definition for this field's default value.'''
         if self.default is None:
             return None
 
-        ctype, default = self.ctype, self.default
+        ctype = self.ctype
+        default = self.get_initializer(False, True)
         array_decl = ''
         
         if self.pbtype == 'STRING':
             if self.allocation != 'STATIC':
                 return None # Not implemented
-        
             array_decl = '[%d]' % self.max_size
-            default = str(self.default).encode('string_escape')
-            default = default.replace('"', '\\"')
-            default = '"' + default + '"'
         elif self.pbtype == 'BYTES':
             if self.allocation != 'STATIC':
                 return None # Not implemented
-
-            data = self.default.decode('string_escape')
-            data = ['0x%02x' % ord(c) for c in data]
-            default = '{%d, {%s}}' % (len(data), ','.join(data))
         
         if declaration_only:
             return 'extern const %s %s_default%s;' % (ctype, self.struct_name + self.name, array_decl)
@@ -326,7 +462,13 @@ class Field:
         '''Return the pb_field_t initializer to use in the constant array.
         prev_field_name is the name of the previous field or None.
         '''
-        result  = '    PB_FIELD2(%3d, ' % self.tag
+
+        if self.rules == 'ONEOF':
+            result = '    PB_ONEOF_FIELD(%s, ' % self.union_name
+        else:
+            result = '    PB_FIELD('
+
+        result += '%3d, ' % self.tag
         result += '%-8s, ' % self.pbtype
         result += '%s, ' % self.rules
         result += '%-8s, ' % self.allocation
@@ -341,6 +483,8 @@ class Field:
             result += '0)'
         elif self.pbtype in ['BYTES', 'STRING'] and self.allocation != 'STATIC':
             result += '0)' # Arbitrary size default values not implemented
+        elif self.rules == 'OPTEXT':
+            result += '0)' # Default value for extensions is not implemented
         else:
             result += '&%s_default)' % (self.struct_name + self.name)
         
@@ -349,15 +493,20 @@ class Field:
     def largest_field_value(self):
         '''Determine if this field needs 16bit or 32bit pb_field_t structure to compile properly.
         Returns numeric value or a C-expression for assert.'''
+        check = []
         if self.pbtype == 'MESSAGE':
             if self.rules == 'REPEATED' and self.allocation == 'STATIC':
-                return 'pb_membersize(%s, %s[0])' % (self.struct_name, self.name)
+                check.append('pb_membersize(%s, %s[0])' % (self.struct_name, self.name))
+            elif self.rules == 'ONEOF':
+                check.append('pb_membersize(%s, %s.%s)' % (self.struct_name, self.union_name, self.name))
             else:
-                return 'pb_membersize(%s, %s)' % (self.struct_name, self.name)
+                check.append('pb_membersize(%s, %s)' % (self.struct_name, self.name))
 
-        return max(self.tag, self.max_size, self.max_count)        
+        return FieldMaxSize([self.tag, self.max_size, self.max_count],
+                            check,
+                            ('%s.%s' % (self.struct_name, self.name)))
 
-    def encoded_size(self, allmsgs):
+    def encoded_size(self, dependencies):
         '''Return the maximum size that this field can take when encoded,
         including the field tag. If the size cannot be determined, returns
         None.'''
@@ -366,18 +515,18 @@ class Field:
             return None
         
         if self.pbtype == 'MESSAGE':
-            for msg in allmsgs:
-                if msg.name == self.submsgname:
-                    encsize = msg.encoded_size(allmsgs)
-                    if encsize is None:
-                        return None # Submessage size is indeterminate
-                        
-                    # Include submessage length prefix
-                    encsize += varint_max_size(encsize.upperlimit())
-                    break
+            if str(self.submsgname) in dependencies:
+                submsg = dependencies[str(self.submsgname)]
+                encsize = submsg.encoded_size(dependencies)
+                if encsize is None:
+                    return None # Submessage size is indeterminate
+                    
+                # Include submessage length prefix
+                encsize += varint_max_size(encsize.upperlimit())
             else:
                 # Submessage cannot be found, this currently occurs when
-                # the submessage type is defined in a different file.
+                # the submessage type is defined in a different file and
+                # not using the protoc plugin.
                 # Instead of direct numeric value, reference the size that
                 # has been #defined in the other file.
                 encsize = EncodedSize(self.submsgname + 'size')
@@ -386,6 +535,14 @@ class Field:
                 # prefix size, though.
                 encsize += 5
 
+        elif self.pbtype in ['ENUM', 'UENUM']:
+            if str(self.ctype) in dependencies:
+                enumtype = dependencies[str(self.ctype)]
+                encsize = enumtype.encoded_size()
+            else:
+                # Conservative assumption
+                encsize = 10
+
         elif self.enc_size is None:
             raise RuntimeError("Could not determine encoded size for %s.%s"
                                % (self.struct_name, self.name))
@@ -426,12 +583,12 @@ class ExtensionRange(Field):
         return '    pb_extension_t *extensions;'
     
     def types(self):
-        return None
+        return ''
     
     def tags(self):
         return ''
-        
-    def encoded_size(self, allmsgs):
+    
+    def encoded_size(self, dependencies):
         # We exclude extensions from the count, because they cannot be known
         # until runtime. Other option would be to return None here, but this
         # way the value remains useful if extensions are not used.
@@ -461,7 +618,8 @@ class ExtensionField(Field):
             msg +='   type of extension fields is currently supported. */\n'
             return msg
         
-        return 'extern const pb_extension_type_t %s;\n' % self.fullname
+        return ('extern const pb_extension_type_t %s; /* field type: %s */\n' %
+            (self.fullname, str(self).strip()))
 
     def extension_def(self):
         '''Definition of the extension type in the .pb.c file'''
@@ -482,6 +640,85 @@ class ExtensionField(Field):
         return result
 
 
+# ---------------------------------------------------------------------------
+#                   Generation of oneofs (unions)
+# ---------------------------------------------------------------------------
+
+class OneOf(Field):
+    def __init__(self, struct_name, oneof_desc):
+        self.struct_name = struct_name
+        self.name = oneof_desc.name
+        self.ctype = 'union'
+        self.pbtype = 'oneof'
+        self.fields = []
+        self.allocation = 'ONEOF'
+        self.default = None
+        self.rules = 'ONEOF'
+
+    def add_field(self, field):
+        if field.allocation == 'CALLBACK':
+            raise Exception("Callback fields inside of oneof are not supported"
+                            + " (field %s)" % field.name)
+
+        field.union_name = self.name
+        field.rules = 'ONEOF'
+        self.fields.append(field)
+        self.fields.sort(key = lambda f: f.tag)
+
+        # Sort by the lowest tag number inside union
+        self.tag = min([f.tag for f in self.fields])
+
+    def __str__(self):
+        result = ''
+        if self.fields:
+            result += '    pb_size_t which_' + self.name + ";\n"
+            result += '    union {\n'
+            for f in self.fields:
+                result += '    ' + str(f).replace('\n', '\n    ') + '\n'
+            result += '    } ' + self.name + ';'
+        return result
+
+    def types(self):
+        return ''.join([f.types() for f in self.fields])
+
+    def get_dependencies(self):
+        deps = []
+        for f in self.fields:
+            deps += f.get_dependencies()
+        return deps
+
+    def get_initializer(self, null_init):
+        return '0, {' + self.fields[0].get_initializer(null_init) + '}'
+
+    def default_decl(self, declaration_only = False):
+        return None
+
+    def tags(self):
+        return '\n'.join([f.tags() for f in self.fields])
+
+    def pb_field_t(self, prev_field_name):
+        result = ',\n'.join([f.pb_field_t(prev_field_name) for f in self.fields])
+        return result
+
+    def largest_field_value(self):
+        largest = FieldMaxSize()
+        for f in self.fields:
+            largest.extend(f.largest_field_value())
+        return largest
+
+    def encoded_size(self, dependencies):
+        largest = EncodedSize(0)
+        for f in self.fields:
+            size = f.encoded_size(dependencies)
+            if size is None:
+                return None
+            elif size.symbols:
+                return None # Cannot resolve maximum of symbols
+            elif size.value > largest.value:
+                largest = size
+
+        return largest
+
 # ---------------------------------------------------------------------------
 #                   Generation of messages (structures)
 # ---------------------------------------------------------------------------
@@ -491,11 +728,37 @@ class Message:
     def __init__(self, names, desc, message_options):
         self.name = names
         self.fields = []
-        
+        self.oneofs = {}
+        no_unions = []
+
+        if message_options.msgid:
+            self.msgid = message_options.msgid
+
+        if hasattr(desc, 'oneof_decl'):
+            for i, f in enumerate(desc.oneof_decl):
+                oneof_options = get_nanopb_suboptions(desc, message_options, self.name + f.name)
+                if oneof_options.no_unions:
+                    no_unions.append(i) # No union, but add fields normally
+                elif oneof_options.type == nanopb_pb2.FT_IGNORE:
+                    pass # No union and skip fields also
+                else:
+                    oneof = OneOf(self.name, f)
+                    self.oneofs[i] = oneof
+                    self.fields.append(oneof)
+
         for f in desc.field:
             field_options = get_nanopb_suboptions(f, message_options, self.name + f.name)
-            if field_options.type != nanopb_pb2.FT_IGNORE:
-                self.fields.append(Field(self.name, f, field_options))
+            if field_options.type == nanopb_pb2.FT_IGNORE:
+                continue
+
+            field = Field(self.name, f, field_options)
+            if (hasattr(f, 'oneof_index') and
+                f.HasField('oneof_index') and
+                f.oneof_index not in no_unions):
+                if f.oneof_index in self.oneofs:
+                    self.oneofs[f.oneof_index].add_field(field)
+            else:
+                self.fields.append(field)
         
         if len(desc.extension_range) > 0:
             field_options = get_nanopb_suboptions(desc, message_options, self.name + 'extensions')
@@ -509,7 +772,10 @@ class Message:
 
     def get_dependencies(self):
         '''Get list of type names that this structure refers to.'''
-        return [str(field.ctype) for field in self.fields]
+        deps = []
+        for f in self.fields:
+            deps += f.get_dependencies()
+        return deps
     
     def __str__(self):
         result = 'typedef struct _%s {\n' % self.name
@@ -534,12 +800,16 @@ class Message:
         return result
     
     def types(self):
-        result = ""
-        for field in self.fields:
-            types = field.types()
-            if types is not None:
-                result += types + '\n'
-        return result
+        return ''.join([f.types() for f in self.fields])
+
+    def get_initializer(self, null_init):
+        if not self.ordered_fields:
+            return '{0}'
+    
+        parts = []
+        for field in self.ordered_fields:
+            parts.append(field.get_initializer(null_init))
+        return '{' + ', '.join(parts) + '}'
     
     def default_decl(self, declaration_only = False):
         result = ""
@@ -549,29 +819,50 @@ class Message:
                 result += default + '\n'
         return result
 
+    def count_required_fields(self):
+        '''Returns number of required fields inside this message'''
+        count = 0
+        for f in self.fields:
+            if not isinstance(f, OneOf):
+                if f.rules == 'REQUIRED':
+                    count += 1
+        return count
+
+    def count_all_fields(self):
+        count = 0
+        for f in self.fields:
+            if isinstance(f, OneOf):
+                count += len(f.fields)
+            else:
+                count += 1
+        return count
+
     def fields_declaration(self):
-        result = 'extern const pb_field_t %s_fields[%d];' % (self.name, len(self.fields) + 1)
+        result = 'extern const pb_field_t %s_fields[%d];' % (self.name, self.count_all_fields() + 1)
         return result
 
     def fields_definition(self):
-        result = 'const pb_field_t %s_fields[%d] = {\n' % (self.name, len(self.fields) + 1)
+        result = 'const pb_field_t %s_fields[%d] = {\n' % (self.name, self.count_all_fields() + 1)
         
         prev = None
         for field in self.ordered_fields:
             result += field.pb_field_t(prev)
             result += ',\n'
-            prev = field.name
+            if isinstance(field, OneOf):
+                prev = field.name + '.' + field.fields[-1].name
+            else:
+                prev = field.name
         
         result += '    PB_LAST_FIELD\n};'
         return result
 
-    def encoded_size(self, allmsgs):
+    def encoded_size(self, dependencies):
         '''Return the maximum size that this message can take when encoded.
         If the size cannot be determined, returns None.
         '''
         size = EncodedSize(0)
         for field in self.fields:
-            fsize = field.encoded_size(allmsgs)
+            fsize = field.encoded_size(dependencies)
             if fsize is None:
                 return None
             size += fsize
@@ -583,7 +874,6 @@ class Message:
 #                    Processing of entire .proto files
 # ---------------------------------------------------------------------------
 
-
 def iterate_messages(desc, names = Names()):
     '''Recursively find all messages. For each, yield name, DescriptorProto.'''
     if hasattr(desc, 'message_type'):
@@ -609,61 +899,22 @@ def iterate_extensions(desc, names = Names()):
         for extension in subdesc.extension:
             yield subname, extension
 
-def parse_file(fdesc, file_options):
-    '''Takes a FileDescriptorProto and returns tuple (enums, messages, extensions).'''
-    
-    enums = []
-    messages = []
-    extensions = []
-    
-    if fdesc.package:
-        base_name = Names(fdesc.package.split('.'))
-    else:
-        base_name = Names()
-    
-    for enum in fdesc.enum_type:
-        enum_options = get_nanopb_suboptions(enum, file_options, base_name + enum.name)
-        enums.append(Enum(base_name, enum, enum_options))
-    
-    for names, message in iterate_messages(fdesc, base_name):
-        message_options = get_nanopb_suboptions(message, file_options, names)
-        messages.append(Message(names, message, message_options))
-        for enum in message.enum_type:
-            enum_options = get_nanopb_suboptions(enum, message_options, names + enum.name)
-            enums.append(Enum(names, enum, enum_options))
-    
-    for names, extension in iterate_extensions(fdesc, base_name):
-        field_options = get_nanopb_suboptions(extension, file_options, names)
-        if field_options.type != nanopb_pb2.FT_IGNORE:
-            extensions.append(ExtensionField(names, extension, field_options))
-    
-    # Fix field default values where enum short names are used.
-    for enum in enums:
-        if not enum.options.long_names:
-            for message in messages:
-                for field in message.fields:
-                    if field.default in enum.value_longnames:
-                        idx = enum.value_longnames.index(field.default)
-                        field.default = enum.values[idx][0]
-    
-    return enums, messages, extensions
-
 def toposort2(data):
     '''Topological sort.
     From http://code.activestate.com/recipes/577413-topological-sort/
     This function is under the MIT license.
     '''
-    for k, v in data.items():
+    for k, v in list(data.items()):
         v.discard(k) # Ignore self dependencies
-    extra_items_in_deps = reduce(set.union, data.values(), set()) - set(data.keys())
+    extra_items_in_deps = reduce(set.union, list(data.values()), set()) - set(data.keys())
     data.update(dict([(item, set()) for item in extra_items_in_deps]))
     while True:
-        ordered = set(item for item,dep in data.items() if not dep)
+        ordered = set(item for item,dep in list(data.items()) if not dep)
         if not ordered:
             break
         for item in sorted(ordered):
             yield item
-        data = dict([(item, (dep - ordered)) for item,dep in data.items()
+        data = dict([(item, (dep - ordered)) for item,dep in list(data.items())
                 if item not in ordered])
     assert not data, "A cyclic dependency exists amongst %r" % data
 
@@ -689,165 +940,296 @@ def make_identifier(headername):
             result += '_'
     return result
 
-def generate_header(dependencies, headername, enums, messages, extensions, options):
-    '''Generate content for a header file.
-    Generates strings, which should be concatenated and stored to file.
-    '''
-    
-    yield '/* Automatically generated nanopb header */\n'
-    yield '/* Generated by %s at %s. */\n\n' % (nanopb_version, time.asctime())
+class ProtoFile:
+    def __init__(self, fdesc, file_options):
+        '''Takes a FileDescriptorProto and parses it.'''
+        self.fdesc = fdesc
+        self.file_options = file_options
+        self.dependencies = {}
+        self.parse()
+        
+        # Some of types used in this file probably come from the file itself.
+        # Thus it has implicit dependency on itself.
+        self.add_dependency(self)
+
+    def parse(self):
+        self.enums = []
+        self.messages = []
+        self.extensions = []
+        
+        if self.fdesc.package:
+            base_name = Names(self.fdesc.package.split('.'))
+        else:
+            base_name = Names()
     
-    symbol = make_identifier(headername)
-    yield '#ifndef _PB_%s_\n' % symbol
-    yield '#define _PB_%s_\n' % symbol
-    try:
-        yield options.libformat % ('pb.h')
-    except TypeError:
-        # no %s specified - use whatever was passed in as options.libformat
-        yield options.libformat
-    yield '\n'
+        for enum in self.fdesc.enum_type:
+            enum_options = get_nanopb_suboptions(enum, self.file_options, base_name + enum.name)
+            self.enums.append(Enum(base_name, enum, enum_options))
+        
+        for names, message in iterate_messages(self.fdesc, base_name):
+            message_options = get_nanopb_suboptions(message, self.file_options, names)
+            
+            if message_options.skip_message:
+                continue
+       
+            self.messages.append(Message(names, message, message_options))
+            for enum in message.enum_type:
+                enum_options = get_nanopb_suboptions(enum, message_options, names + enum.name)
+                self.enums.append(Enum(names, enum, enum_options))
+        
+        for names, extension in iterate_extensions(self.fdesc, base_name):
+            field_options = get_nanopb_suboptions(extension, self.file_options, names + extension.name)
+            if field_options.type != nanopb_pb2.FT_IGNORE:
+                self.extensions.append(ExtensionField(names, extension, field_options))
     
-    for dependency in dependencies:
-        noext = os.path.splitext(dependency)[0]
-        yield options.genformat % (noext + '.' + options.extension + '.h')
+    def add_dependency(self, other):
+        for enum in other.enums:
+            self.dependencies[str(enum.names)] = enum
+        
+        for msg in other.messages:
+            self.dependencies[str(msg.name)] = msg
+        
+        # Fix field default values where enum short names are used.
+        for enum in other.enums:
+            if not enum.options.long_names:
+                for message in self.messages:
+                    for field in message.fields:
+                        if field.default in enum.value_longnames:
+                            idx = enum.value_longnames.index(field.default)
+                            field.default = enum.values[idx][0]
+        
+        # Fix field data types where enums have negative values.
+        for enum in other.enums:
+            if not enum.has_negative():
+                for message in self.messages:
+                    for field in message.fields:
+                        if field.pbtype == 'ENUM' and field.ctype == enum.names:
+                            field.pbtype = 'UENUM'
+
+    def generate_header(self, includes, headername, options):
+        '''Generate content for a header file.
+        Generates strings, which should be concatenated and stored to file.
+        '''
+        
+        yield '/* Automatically generated nanopb header */\n'
+        if options.notimestamp:
+            yield '/* Generated by %s */\n\n' % (nanopb_version)
+        else:
+            yield '/* Generated by %s at %s. */\n\n' % (nanopb_version, time.asctime())
+        
+        symbol = make_identifier(headername)
+        yield '#ifndef PB_%s_INCLUDED\n' % symbol
+        yield '#define PB_%s_INCLUDED\n' % symbol
+        try:
+            yield options.libformat % ('pb.h')
+        except TypeError:
+            # no %s specified - use whatever was passed in as options.libformat
+            yield options.libformat
         yield '\n'
-
-    yield '#ifdef __cplusplus\n'
-    yield 'extern "C" {\n'
-    yield '#endif\n\n'
-    
-    yield '/* Enum definitions */\n'
-    for enum in enums:
-        yield str(enum) + '\n\n'
-    
-    yield '/* Struct definitions */\n'
-    for msg in sort_dependencies(messages):
-        yield msg.types()
-        yield str(msg) + '\n\n'
-    
-    if extensions:
-        yield '/* Extensions */\n'
-        for extension in extensions:
-            yield extension.extension_decl()
+        
+        for incfile in includes:
+            noext = os.path.splitext(incfile)[0]
+            yield options.genformat % (noext + options.extension + '.h')
+            yield '\n'
+
+        yield '#if PB_PROTO_HEADER_VERSION != 30\n'
+        yield '#error Regenerate this file with the current version of nanopb generator.\n'
+        yield '#endif\n'
         yield '\n'
+
+        yield '#ifdef __cplusplus\n'
+        yield 'extern "C" {\n'
+        yield '#endif\n\n'
         
-    yield '/* Default values for struct fields */\n'
-    for msg in messages:
-        yield msg.default_decl(True)
-    yield '\n'
-    
-    yield '/* Field tags (for use in manual encoding/decoding) */\n'
-    for msg in sort_dependencies(messages):
-        for field in msg.fields:
-            yield field.tags()
-    for extension in extensions:
-        yield extension.tags()
-    yield '\n'
-    
-    yield '/* Struct field encoding specification for nanopb */\n'
-    for msg in messages:
-        yield msg.fields_declaration() + '\n'
-    yield '\n'
-    
-    yield '/* Maximum encoded size of messages (where known) */\n'
-    for msg in messages:
-        msize = msg.encoded_size(messages)
-        if msize is not None:
-            identifier = '%s_size' % msg.name
-            yield '#define %-40s %s\n' % (identifier, msize)
-    yield '\n'
-    
-    yield '#ifdef __cplusplus\n'
-    yield '} /* extern "C" */\n'
-    yield '#endif\n'
-    
-    # End of header
-    yield '\n#endif\n'
+        if self.enums:
+            yield '/* Enum definitions */\n'
+            for enum in self.enums:
+                yield str(enum) + '\n\n'
+        
+        if self.messages:
+            yield '/* Struct definitions */\n'
+            for msg in sort_dependencies(self.messages):
+                yield msg.types()
+                yield str(msg) + '\n\n'
+        
+        if self.extensions:
+            yield '/* Extensions */\n'
+            for extension in self.extensions:
+                yield extension.extension_decl()
+            yield '\n'
+        
+        if self.messages:
+            yield '/* Default values for struct fields */\n'
+            for msg in self.messages:
+                yield msg.default_decl(True)
+            yield '\n'
+        
+            yield '/* Initializer values for message structs */\n'
+            for msg in self.messages:
+                identifier = '%s_init_default' % msg.name
+                yield '#define %-40s %s\n' % (identifier, msg.get_initializer(False))
+            for msg in self.messages:
+                identifier = '%s_init_zero' % msg.name
+                yield '#define %-40s %s\n' % (identifier, msg.get_initializer(True))
+            yield '\n'
+        
+            yield '/* Field tags (for use in manual encoding/decoding) */\n'
+            for msg in sort_dependencies(self.messages):
+                for field in msg.fields:
+                    yield field.tags()
+            for extension in self.extensions:
+                yield extension.tags()
+            yield '\n'
+        
+            yield '/* Struct field encoding specification for nanopb */\n'
+            for msg in self.messages:
+                yield msg.fields_declaration() + '\n'
+            yield '\n'
+        
+            yield '/* Maximum encoded size of messages (where known) */\n'
+            for msg in self.messages:
+                msize = msg.encoded_size(self.dependencies)
+                if msize is not None:
+                    identifier = '%s_size' % msg.name
+                    yield '#define %-40s %s\n' % (identifier, msize)
+            yield '\n'
+
+            yield '/* Message IDs (where set with "msgid" option) */\n'
+            
+            yield '#ifdef PB_MSGID\n'
+            for msg in self.messages:
+                if hasattr(msg,'msgid'):
+                    yield '#define PB_MSG_%d %s\n' % (msg.msgid, msg.name)
+            yield '\n'
+
+            symbol = make_identifier(headername.split('.')[0])
+            yield '#define %s_MESSAGES \\\n' % symbol
+
+            for msg in self.messages:
+                m = "-1"
+                msize = msg.encoded_size(self.dependencies)
+                if msize is not None:
+                    m = msize
+                if hasattr(msg,'msgid'):
+                    yield '\tPB_MSG(%d,%s,%s) \\\n' % (msg.msgid, m, msg.name)
+            yield '\n'
+
+            for msg in self.messages:
+                if hasattr(msg,'msgid'):
+                    yield '#define %s_msgid %d\n' % (msg.name, msg.msgid)
+            yield '\n'
 
-def generate_source(headername, enums, messages, extensions, options):
-    '''Generate content for a source file.'''
-    
-    yield '/* Automatically generated nanopb constant definitions */\n'
-    yield '/* Generated by %s at %s. */\n\n' % (nanopb_version, time.asctime())
-    yield options.genformat % (headername)
-    yield '\n'
-    
-    for msg in messages:
-        yield msg.default_decl(False)
-    
-    yield '\n\n'
-    
-    for msg in messages:
-        yield msg.fields_definition() + '\n\n'
-    
-    for ext in extensions:
-        yield ext.extension_def() + '\n'
-        
-    # Add checks for numeric limits
-    if messages:
-        count_required_fields = lambda m: len([f for f in msg.fields if f.rules == 'REQUIRED'])
-        largest_msg = max(messages, key = count_required_fields)
-        largest_count = count_required_fields(largest_msg)
-        if largest_count > 64:
-            yield '\n/* Check that missing required fields will be properly detected */\n'
-            yield '#if PB_MAX_REQUIRED_FIELDS < %d\n' % largest_count
-            yield '#error Properly detecting missing required fields in %s requires \\\n' % largest_msg.name
-            yield '       setting PB_MAX_REQUIRED_FIELDS to %d or more.\n' % largest_count
-            yield '#endif\n'
-    
-    worst = 0
-    worst_field = ''
-    checks = []
-    checks_msgnames = []
-    for msg in messages:
-        checks_msgnames.append(msg.name)
-        for field in msg.fields:
-            status = field.largest_field_value()
-            if isinstance(status, (str, unicode)):
-                checks.append(status)
-            elif status > worst:
-                worst = status
-                worst_field = str(field.struct_name) + '.' + str(field.name)
-
-    if worst > 255 or checks:
-        yield '\n/* Check that field information fits in pb_field_t */\n'
-        
-        if worst < 65536:
-            yield '#if !defined(PB_FIELD_16BIT) && !defined(PB_FIELD_32BIT)\n'
-            if worst > 255:
-                yield '#error Field descriptor for %s is too large. Define PB_FIELD_16BIT to fix this.\n' % worst_field
-            else:
-                assertion = ' && '.join(str(c) + ' < 256' for c in checks)
-                msgs = '_'.join(str(n) for n in checks_msgnames)
-                yield 'STATIC_ASSERT((%s), YOU_MUST_DEFINE_PB_FIELD_16BIT_FOR_MESSAGES_%s)\n'%(assertion,msgs)
             yield '#endif\n\n'
+
+        yield '#ifdef __cplusplus\n'
+        yield '} /* extern "C" */\n'
+        yield '#endif\n'
+        
+        # End of header
+        yield '\n#endif\n'
+
+    def generate_source(self, headername, options):
+        '''Generate content for a source file.'''
+        
+        yield '/* Automatically generated nanopb constant definitions */\n'
+        if options.notimestamp:
+            yield '/* Generated by %s */\n\n' % (nanopb_version)
+        else:
+            yield '/* Generated by %s at %s. */\n\n' % (nanopb_version, time.asctime())
+        yield options.genformat % (headername)
+        yield '\n'
+        
+        yield '#if PB_PROTO_HEADER_VERSION != 30\n'
+        yield '#error Regenerate this file with the current version of nanopb generator.\n'
+        yield '#endif\n'
+        yield '\n'
+        
+        for msg in self.messages:
+            yield msg.default_decl(False)
+        
+        yield '\n\n'
+        
+        for msg in self.messages:
+            yield msg.fields_definition() + '\n\n'
+        
+        for ext in self.extensions:
+            yield ext.extension_def() + '\n'
+            
+        # Add checks for numeric limits
+        if self.messages:
+            largest_msg = max(self.messages, key = lambda m: m.count_required_fields())
+            largest_count = largest_msg.count_required_fields()
+            if largest_count > 64:
+                yield '\n/* Check that missing required fields will be properly detected */\n'
+                yield '#if PB_MAX_REQUIRED_FIELDS < %d\n' % largest_count
+                yield '#error Properly detecting missing required fields in %s requires \\\n' % largest_msg.name
+                yield '       setting PB_MAX_REQUIRED_FIELDS to %d or more.\n' % largest_count
+                yield '#endif\n'
+
+        max_field = FieldMaxSize()
+        checks_msgnames = []
+        for msg in self.messages:
+            checks_msgnames.append(msg.name)
+            for field in msg.fields:
+                max_field.extend(field.largest_field_value())
+
+        worst = max_field.worst
+        worst_field = max_field.worst_field
+        checks = max_field.checks
+
+        if worst > 255 or checks:
+            yield '\n/* Check that field information fits in pb_field_t */\n'
+            
+            if worst > 65535 or checks:
+                yield '#if !defined(PB_FIELD_32BIT)\n'
+                if worst > 65535:
+                    yield '#error Field descriptor for %s is too large. Define PB_FIELD_32BIT to fix this.\n' % worst_field
+                else:
+                    assertion = ' && '.join(str(c) + ' < 65536' for c in checks)
+                    msgs = '_'.join(str(n) for n in checks_msgnames)
+                    yield '/* If you get an error here, it means that you need to define PB_FIELD_32BIT\n'
+                    yield ' * compile-time option. You can do that in pb.h or on compiler command line.\n'
+                    yield ' * \n'
+                    yield ' * The reason you need to do this is that some of your messages contain tag\n'
+                    yield ' * numbers or field sizes that are larger than what can fit in 8 or 16 bit\n'
+                    yield ' * field descriptors.\n'
+                    yield ' */\n'
+                    yield 'PB_STATIC_ASSERT((%s), YOU_MUST_DEFINE_PB_FIELD_32BIT_FOR_MESSAGES_%s)\n'%(assertion,msgs)
+                yield '#endif\n\n'
+            
+            if worst < 65536:
+                yield '#if !defined(PB_FIELD_16BIT) && !defined(PB_FIELD_32BIT)\n'
+                if worst > 255:
+                    yield '#error Field descriptor for %s is too large. Define PB_FIELD_16BIT to fix this.\n' % worst_field
+                else:
+                    assertion = ' && '.join(str(c) + ' < 256' for c in checks)
+                    msgs = '_'.join(str(n) for n in checks_msgnames)
+                    yield '/* If you get an error here, it means that you need to define PB_FIELD_16BIT\n'
+                    yield ' * compile-time option. You can do that in pb.h or on compiler command line.\n'
+                    yield ' * \n'
+                    yield ' * The reason you need to do this is that some of your messages contain tag\n'
+                    yield ' * numbers or field sizes that are larger than what can fit in the default\n'
+                    yield ' * 8 bit descriptors.\n'
+                    yield ' */\n'
+                    yield 'PB_STATIC_ASSERT((%s), YOU_MUST_DEFINE_PB_FIELD_16BIT_FOR_MESSAGES_%s)\n'%(assertion,msgs)
+                yield '#endif\n\n'
+        
+        # Add check for sizeof(double)
+        has_double = False
+        for msg in self.messages:
+            for field in msg.fields:
+                if field.ctype == 'double':
+                    has_double = True
+        
+        if has_double:
+            yield '\n'
+            yield '/* On some platforms (such as AVR), double is really float.\n'
+            yield ' * These are not directly supported by nanopb, but see example_avr_double.\n'
+            yield ' * To get rid of this error, remove any double fields from your .proto.\n'
+            yield ' */\n'
+            yield 'PB_STATIC_ASSERT(sizeof(double) == 8, DOUBLE_MUST_BE_8_BYTES)\n'
         
-        if worst > 65535 or checks:
-            yield '#if !defined(PB_FIELD_32BIT)\n'
-            if worst > 65535:
-                yield '#error Field descriptor for %s is too large. Define PB_FIELD_32BIT to fix this.\n' % worst_field
-            else:
-                assertion = ' && '.join(str(c) + ' < 65536' for c in checks)
-                msgs = '_'.join(str(n) for n in checks_msgnames)
-                yield 'STATIC_ASSERT((%s), YOU_MUST_DEFINE_PB_FIELD_32BIT_FOR_MESSAGES_%s)\n'%(assertion,msgs)
-            yield '#endif\n'
-    
-    # Add check for sizeof(double)
-    has_double = False
-    for msg in messages:
-        for field in msg.fields:
-            if field.ctype == 'double':
-                has_double = True
-    
-    if has_double:
         yield '\n'
-        yield '/* On some platforms (such as AVR), double is really float.\n'
-        yield ' * These are not directly supported by nanopb, but see example_avr_double.\n'
-        yield ' * To get rid of this error, remove any double fields from your .proto.\n'
-        yield ' */\n'
-        yield 'STATIC_ASSERT(sizeof(double) == 8, DOUBLE_MUST_BE_8_BYTES)\n'
-    
-    yield '\n'
 
 # ---------------------------------------------------------------------------
 #                    Options parsing for the .proto files
@@ -860,14 +1242,32 @@ def read_options_file(infile):
         [(namemask, options), ...]
     '''
     results = []
-    for line in infile:
+    data = infile.read()
+    data = re.sub('/\*.*?\*/', '', data, flags = re.MULTILINE)
+    data = re.sub('//.*?$', '', data, flags = re.MULTILINE)
+    data = re.sub('#.*?$', '', data, flags = re.MULTILINE)
+    for i, line in enumerate(data.split('\n')):
         line = line.strip()
-        if not line or line.startswith('//') or line.startswith('#'):
+        if not line:
             continue
         
         parts = line.split(None, 1)
+        
+        if len(parts) < 2:
+            sys.stderr.write("%s:%d: " % (infile.name, i + 1) +
+                             "Option lines should have space between field name and options. " +
+                             "Skipping line: '%s'\n" % line)
+            continue
+        
         opts = nanopb_pb2.NanoPBOptions()
-        text_format.Merge(parts[1], opts)
+        
+        try:
+            text_format.Merge(parts[1], opts)
+        except Exception as e:
+            sys.stderr.write("%s:%d: " % (infile.name, i + 1) +
+                             "Unparseable option line: '%s'. " % line +
+                             "Error: %s\n" % str(e))
+            continue
         results.append((parts[0], opts))
 
     return results
@@ -876,6 +1276,7 @@ class Globals:
     '''Ugly global variables, should find a good way to pass these.'''
     verbose_options = False
     separate_options = []
+    matched_namemasks = set()
 
 def get_nanopb_suboptions(subdesc, options, name):
     '''Get copy of options, and merge information from subdesc.'''
@@ -886,6 +1287,7 @@ def get_nanopb_suboptions(subdesc, options, name):
     dotname = '.'.join(name.parts)
     for namemask, options in Globals.separate_options:
         if fnmatch(dotname, namemask):
+            Globals.matched_namemasks.add(namemask)
             new_options.MergeFrom(options)
     
     # Handle options defined in .proto
@@ -905,8 +1307,8 @@ def get_nanopb_suboptions(subdesc, options, name):
         new_options.MergeFrom(ext)
     
     if Globals.verbose_options:
-        print "Options for " + dotname + ":"
-        print text_format.MessageToString(new_options)
+        sys.stderr.write("Options for " + dotname + ": ")
+        sys.stderr.write(text_format.MessageToString(new_options) + "\n")
     
     return new_options
 
@@ -925,16 +1327,21 @@ optparser = OptionParser(
              "Output will be written to file.pb.h and file.pb.c.")
 optparser.add_option("-x", dest="exclude", metavar="FILE", action="append", default=[],
     help="Exclude file from generated #include list.")
-optparser.add_option("-e", "--extension", dest="extension", metavar="EXTENSION", default="pb",
-    help="Set extension to use instead of 'pb' for generated files. [default: %default]")
+optparser.add_option("-e", "--extension", dest="extension", metavar="EXTENSION", default=".pb",
+    help="Set extension to use instead of '.pb' for generated files. [default: %default]")
 optparser.add_option("-f", "--options-file", dest="options_file", metavar="FILE", default="%s.options",
     help="Set name of a separate generator options file.")
+optparser.add_option("-I", "--options-path", dest="options_path", metavar="DIR",
+    action="append", default = [],
+    help="Search for .options files additionally in this path")
 optparser.add_option("-Q", "--generated-include-format", dest="genformat",
     metavar="FORMAT", default='#include "%s"\n',
     help="Set format string to use for including other .pb.h files. [default: %default]")
 optparser.add_option("-L", "--library-include-format", dest="libformat",
     metavar="FORMAT", default='#include <%s>\n',
     help="Set format string to use for including the nanopb pb.h header. [default: %default]")
+optparser.add_option("-T", "--no-timestamp", dest="notimestamp", action="store_true", default=False,
+    help="Don't add timestamp to .pb.h and .pb.c preambles")
 optparser.add_option("-q", "--quiet", dest="quiet", action="store_true", default=False,
     help="Don't print anything except errors.")
 optparser.add_option("-v", "--verbose", dest="verbose", action="store_true", default=False,
@@ -942,19 +1349,8 @@ optparser.add_option("-v", "--verbose", dest="verbose", action="store_true", def
 optparser.add_option("-s", dest="settings", metavar="OPTION:VALUE", action="append", default=[],
     help="Set generator option (max_size, max_count etc.).")
 
-def process_file(filename, fdesc, options):
-    '''Process a single file.
-    filename: The full path to the .proto or .pb source file, as string.
-    fdesc: The loaded FileDescriptorSet, or None to read from the input file.
-    options: Command line options as they come from OptionsParser.
-    
-    Returns a dict:
-        {'headername': Name of header file,
-         'headerdata': Data for the .h header file,
-         'sourcename': Name of the source code file,
-         'sourcedata': Data for the .c source code file
-        }
-    '''
+def parse_file(filename, fdesc, options):
+    '''Parse a single file. Returns a ProtoFile instance.'''
     toplevel_options = nanopb_pb2.NanoPBOptions()
     for s in options.settings:
         text_format.Merge(s, toplevel_options)
@@ -964,40 +1360,80 @@ def process_file(filename, fdesc, options):
         fdesc = descriptor.FileDescriptorSet.FromString(data).file[0]
     
     # Check if there is a separate .options file
+    had_abspath = False
     try:
         optfilename = options.options_file % os.path.splitext(filename)[0]
     except TypeError:
         # No %s specified, use the filename as-is
         optfilename = options.options_file
-    
-    if options.verbose:
-        print 'Reading options from ' + optfilename
-    
-    if os.path.isfile(optfilename):
-        Globals.separate_options = read_options_file(open(optfilename, "rU"))
+        had_abspath = True
+
+    paths = ['.'] + options.options_path
+    for p in paths:
+        if os.path.isfile(os.path.join(p, optfilename)):
+            optfilename = os.path.join(p, optfilename)
+            if options.verbose:
+                sys.stderr.write('Reading options from ' + optfilename + '\n')
+            Globals.separate_options = read_options_file(open(optfilename, "rU"))
+            break
     else:
+        # If we are given a full filename and it does not exist, give an error.
+        # However, don't give error when we automatically look for .options file
+        # with the same name as .proto.
+        if options.verbose or had_abspath:
+            sys.stderr.write('Options file not found: ' + optfilename + '\n')
         Globals.separate_options = []
+
+    Globals.matched_namemasks = set()
     
     # Parse the file
     file_options = get_nanopb_suboptions(fdesc, toplevel_options, Names([filename]))
-    enums, messages, extensions = parse_file(fdesc, file_options)
+    f = ProtoFile(fdesc, file_options)
+    f.optfilename = optfilename
+    
+    return f
+
+def process_file(filename, fdesc, options, other_files = {}):
+    '''Process a single file.
+    filename: The full path to the .proto or .pb source file, as string.
+    fdesc: The loaded FileDescriptorSet, or None to read from the input file.
+    options: Command line options as they come from OptionsParser.
     
+    Returns a dict:
+        {'headername': Name of header file,
+         'headerdata': Data for the .h header file,
+         'sourcename': Name of the source code file,
+         'sourcedata': Data for the .c source code file
+        }
+    '''
+    f = parse_file(filename, fdesc, options)
+
+    # Provide dependencies if available
+    for dep in f.fdesc.dependency:
+        if dep in other_files:
+            f.add_dependency(other_files[dep])
+
     # Decide the file names
     noext = os.path.splitext(filename)[0]
-    headername = noext + '.' + options.extension + '.h'
-    sourcename = noext + '.' + options.extension + '.c'
+    headername = noext + options.extension + '.h'
+    sourcename = noext + options.extension + '.c'
     headerbasename = os.path.basename(headername)
     
     # List of .proto files that should not be included in the C header file
     # even if they are mentioned in the source .proto.
     excludes = ['nanopb.proto', 'google/protobuf/descriptor.proto'] + options.exclude
-    dependencies = [d for d in fdesc.dependency if d not in excludes]
+    includes = [d for d in f.fdesc.dependency if d not in excludes]
     
-    headerdata = ''.join(generate_header(dependencies, headerbasename, enums,
-                                         messages, extensions, options))
+    headerdata = ''.join(f.generate_header(includes, headerbasename, options))
+    sourcedata = ''.join(f.generate_source(headerbasename, options))
 
-    sourcedata = ''.join(generate_source(headerbasename, enums,
-                                         messages, extensions, options))
+    # Check if there were any lines in .options that did not match a member
+    unmatched = [n for n,o in Globals.separate_options if n not in Globals.matched_namemasks]
+    if unmatched and not options.quiet:
+        sys.stderr.write("Following patterns in " + f.optfilename + " did not match any fields: "
+                         + ', '.join(unmatched) + "\n")
+        if not Globals.verbose_options:
+            sys.stderr.write("Use  protoc --nanopb-out=-v:.   to see a list of the field names.\n")
 
     return {'headername': headername, 'headerdata': headerdata,
             'sourcename': sourcename, 'sourcedata': sourcedata}
@@ -1020,7 +1456,8 @@ def main_cli():
         results = process_file(filename, None, options)
         
         if not options.quiet:
-            print "Writing to " + results['headername'] + " and " + results['sourcename']
+            sys.stderr.write("Writing to " + results['headername'] + " and "
+                             + results['sourcename'] + "\n")
     
         open(results['headername'], 'w').write(results['headerdata'])
         open(results['sourcename'], 'w').write(results['sourcedata'])        
@@ -1028,25 +1465,48 @@ def main_cli():
 def main_plugin():
     '''Main function when invoked as a protoc plugin.'''
 
-    import plugin_pb2
-    data = sys.stdin.read()
+    import io, sys
+    if sys.platform == "win32":
+        import os, msvcrt
+        # Set stdin and stdout to binary mode
+        msvcrt.setmode(sys.stdin.fileno(), os.O_BINARY)
+        msvcrt.setmode(sys.stdout.fileno(), os.O_BINARY)
+    
+    data = io.open(sys.stdin.fileno(), "rb").read()
+
     request = plugin_pb2.CodeGeneratorRequest.FromString(data)
     
+    try:
+        # Versions of Python prior to 2.7.3 do not support unicode
+        # input to shlex.split(). Try to convert to str if possible.
+        params = str(request.parameter)
+    except UnicodeEncodeError:
+        params = request.parameter
+    
     import shlex
-    args = shlex.split(request.parameter)
+    args = shlex.split(params)
     options, dummy = optparser.parse_args(args)
     
-    # We can't go printing stuff to stdout
-    Globals.verbose_options = False
-    options.verbose = False
-    options.quiet = True
+    Globals.verbose_options = options.verbose
     
     response = plugin_pb2.CodeGeneratorResponse()
     
+    # Google's protoc does not currently indicate the full path of proto files.
+    # Instead always add the main file path to the search dirs, that works for
+    # the common case.
+    import os.path
+    options.options_path.append(os.path.dirname(request.file_to_generate[0]))
+    
+    # Process any include files first, in order to have them
+    # available as dependencies
+    other_files = {}
+    for fdesc in request.proto_file:
+        other_files[fdesc.name] = parse_file(fdesc.name, fdesc, options)
+    
     for filename in request.file_to_generate:
         for fdesc in request.proto_file:
             if fdesc.name == filename:
-                results = process_file(filename, fdesc, options)
+                results = process_file(filename, fdesc, options, other_files)
                 
                 f = response.file.add()
                 f.name = results['headername']
@@ -1056,11 +1516,11 @@ def main_plugin():
                 f.name = results['sourcename']
                 f.content = results['sourcedata']    
     
-    sys.stdout.write(response.SerializeToString())
+    io.open(sys.stdout.fileno(), "wb").write(response.SerializeToString())
 
 if __name__ == '__main__':
     # Check if we are running as a plugin under protoc
-    if 'protoc-gen-' in sys.argv[0]:
+    if 'protoc-gen-' in sys.argv[0] or '--protoc-plugin' in sys.argv:
         main_plugin()
     else:
         main_cli()