maint: update copyright
[gnulib.git] / lib / base64.c
index 98d933a..e42bf0f 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /* base64.c -- Encode binary data using printable characters.
-   Copyright (C) 1999, 2000, 2001, 2004 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 1999-2001, 2004-2006, 2009-2014 Free Software Foundation, Inc.
 
    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    GNU General Public License for more details.
 
    You should have received a copy of the GNU General Public License
-   along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
-   Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.  */
+   along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 /* Written by Simon Josefsson.  Partially adapted from GNU MailUtils
  * (mailbox/filter_trans.c, as of 2004-11-28).  Improved by review
  * from Paul Eggert, Bruno Haible, and Stepan Kasal.
  *
- * See also RFC 3548 <http://www.ietf.org/rfc/rfc3548.txt>.
+ * See also RFC 4648 <http://www.ietf.org/rfc/rfc4648.txt>.
  *
  * Be careful with error checking.  Here is how you would typically
  * use these functions:
  *   FAIL: input too long
  * if (out == NULL)
  *   FAIL: memory allocation error
- * OK: data in OUT/LEN.
+ * OK: data in OUT/OUTLEN.
  *
  */
 
-#ifdef HAVE_CONFIG_H
-# include <config.h>
-#endif
+#include <config.h>
 
 /* Get prototype. */
 #include "base64.h"
 /* Get malloc. */
 #include <stdlib.h>
 
+/* Get UCHAR_MAX. */
+#include <limits.h>
+
+#include <string.h>
+
 /* C89 compliant way to cast 'char' to 'unsigned char'. */
-static inline unsigned char
+static unsigned char
 to_uchar (char ch)
 {
   return ch;
 }
 
+static const char b64c[64] =
+  "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
+
+/* Base64 encode IN array of size INLEN into OUT array. OUT needs
+   to be of length >= BASE64_LENGTH(INLEN), and INLEN needs to be
+   a multiple of 3.  */
+static void
+base64_encode_fast (const char *restrict in, size_t inlen, char *restrict out)
+{
+  while (inlen)
+    {
+      *out++ = b64c[to_uchar (in[0]) >> 2];
+      *out++ = b64c[((to_uchar (in[0]) << 4) + (to_uchar (in[1]) >> 4)) & 0x3f];
+      *out++ = b64c[((to_uchar (in[1]) << 2) + (to_uchar (in[2]) >> 6)) & 0x3f];
+      *out++ = b64c[to_uchar (in[2]) & 0x3f];
+
+      inlen -= 3;
+      in += 3;
+    }
+}
+
 /* Base64 encode IN array of size INLEN into OUT array of size OUTLEN.
    If OUTLEN is less than BASE64_LENGTH(INLEN), write as many bytes as
    possible.  If OUTLEN is larger than BASE64_LENGTH(INLEN), also zero
    terminate the output buffer. */
 void
 base64_encode (const char *restrict in, size_t inlen,
-              char *restrict out, size_t outlen)
+               char *restrict out, size_t outlen)
 {
-  const char b64[64] =
-    "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
+  /* Note this outlen constraint can be enforced at compile time.
+     I.E. that the output buffer is exactly large enough to hold
+     the encoded inlen bytes.  The inlen constraints (of corresponding
+     to outlen, and being a multiple of 3) can change at runtime
+     at the end of input.  However the common case when reading
+     large inputs is to have both constraints satisfied, so we depend
+     on both in base_encode_fast().  */
+  if (outlen % 4 == 0 && inlen == outlen / 4 * 3)
+    {
+      base64_encode_fast (in, inlen, out);
+      return;
+    }
 
   while (inlen && outlen)
     {
-      *out++ = b64[to_uchar (in[0]) >> 2];
+      *out++ = b64c[to_uchar (in[0]) >> 2];
       if (!--outlen)
-       break;
-      *out++ = b64[((to_uchar (in[0]) << 4)
-                   + (--inlen ? to_uchar (in[1]) >> 4 : 0)) & 0x3f];
+        break;
+      *out++ = b64c[((to_uchar (in[0]) << 4)
+                       + (--inlen ? to_uchar (in[1]) >> 4 : 0))
+                      & 0x3f];
       if (!--outlen)
-       break;
+        break;
       *out++ =
-       (inlen
-        ? b64[((to_uchar (in[1]) << 2)
-               + (--inlen ? to_uchar (in[2]) >> 6 : 0)) & 0x3f] : '=');
+        (inlen
+         ? b64c[((to_uchar (in[1]) << 2)
+                   + (--inlen ? to_uchar (in[2]) >> 6 : 0))
+                  & 0x3f]
+         : '=');
       if (!--outlen)
-       break;
-      *out++ = inlen ? b64[to_uchar (in[2]) & 0x3f] : '=';
+        break;
+      *out++ = inlen ? b64c[to_uchar (in[2]) & 0x3f] : '=';
       if (!--outlen)
-       break;
+        break;
       if (inlen)
-       inlen--;
-      in += 3;
+        inlen--;
+      if (inlen)
+        in += 3;
     }
 
   if (outlen)
@@ -101,8 +138,8 @@ base64_encode (const char *restrict in, size_t inlen,
    return, the OUT variable will hold a pointer to newly allocated
    memory that must be deallocated by the caller.  If output string
    length would overflow, 0 is returned and OUT is set to NULL.  If
-   memory allocation fail, OUT is set to NULL, and the return value
-   indicate length of the requested memory block, i.e.,
+   memory allocation failed, OUT is set to NULL, and the return value
+   indicates length of the requested memory block, i.e.,
    BASE64_LENGTH(inlen) + 1. */
 size_t
 base64_encode_alloc (const char *in, size_t inlen, char **out)
@@ -128,8 +165,10 @@ base64_encode_alloc (const char *in, size_t inlen, char **out)
     }
 
   *out = malloc (outlen);
-  if (*out)
-    base64_encode (in, inlen, *out, outlen);
+  if (!*out)
+    return outlen;
+
+  base64_encode (in, inlen, *out, outlen);
 
   return outlen - 1;
 }
@@ -139,72 +178,75 @@ base64_encode_alloc (const char *in, size_t inlen, char **out)
    Base64 alphabet (A-Za-z0-9+/) are encoded in 0..255.  POSIX
    1003.1-2001 require that char and unsigned char are 8-bit
    quantities, though, taking care of that problem.  But this may be a
-   potential problem on non-POSIX C99 platforms.  */
-#define B64(x)                                 \
-  ((x) == 'A' ? 0                              \
-   : (x) == 'B' ? 1                            \
-   : (x) == 'C' ? 2                            \
-   : (x) == 'D' ? 3                            \
-   : (x) == 'E' ? 4                            \
-   : (x) == 'F' ? 5                            \
-   : (x) == 'G' ? 6                            \
-   : (x) == 'H' ? 7                            \
-   : (x) == 'I' ? 8                            \
-   : (x) == 'J' ? 9                            \
-   : (x) == 'K' ? 10                           \
-   : (x) == 'L' ? 11                           \
-   : (x) == 'M' ? 12                           \
-   : (x) == 'N' ? 13                           \
-   : (x) == 'O' ? 14                           \
-   : (x) == 'P' ? 15                           \
-   : (x) == 'Q' ? 16                           \
-   : (x) == 'R' ? 17                           \
-   : (x) == 'S' ? 18                           \
-   : (x) == 'T' ? 19                           \
-   : (x) == 'U' ? 20                           \
-   : (x) == 'V' ? 21                           \
-   : (x) == 'W' ? 22                           \
-   : (x) == 'X' ? 23                           \
-   : (x) == 'Y' ? 24                           \
-   : (x) == 'Z' ? 25                           \
-   : (x) == 'a' ? 26                           \
-   : (x) == 'b' ? 27                           \
-   : (x) == 'c' ? 28                           \
-   : (x) == 'd' ? 29                           \
-   : (x) == 'e' ? 30                           \
-   : (x) == 'f' ? 31                           \
-   : (x) == 'g' ? 32                           \
-   : (x) == 'h' ? 33                           \
-   : (x) == 'i' ? 34                           \
-   : (x) == 'j' ? 35                           \
-   : (x) == 'k' ? 36                           \
-   : (x) == 'l' ? 37                           \
-   : (x) == 'm' ? 38                           \
-   : (x) == 'n' ? 39                           \
-   : (x) == 'o' ? 40                           \
-   : (x) == 'p' ? 41                           \
-   : (x) == 'q' ? 42                           \
-   : (x) == 'r' ? 43                           \
-   : (x) == 's' ? 44                           \
-   : (x) == 't' ? 45                           \
-   : (x) == 'u' ? 46                           \
-   : (x) == 'v' ? 47                           \
-   : (x) == 'w' ? 48                           \
-   : (x) == 'x' ? 49                           \
-   : (x) == 'y' ? 50                           \
-   : (x) == 'z' ? 51                           \
-   : (x) == '0' ? 52                           \
-   : (x) == '1' ? 53                           \
-   : (x) == '2' ? 54                           \
-   : (x) == '3' ? 55                           \
-   : (x) == '4' ? 56                           \
-   : (x) == '5' ? 57                           \
-   : (x) == '6' ? 58                           \
-   : (x) == '7' ? 59                           \
-   : (x) == '8' ? 60                           \
-   : (x) == '9' ? 61                           \
-   : (x) == '+' ? 62                           \
-   : (x) == '/' ? 63                           \
+   potential problem on non-POSIX C99 platforms.
+
+   IBM C V6 for AIX mishandles "#define B64(x) ...'x'...", so use "_"
+   as the formal parameter rather than "x".  */
+#define B64(_)                                  \
+  ((_) == 'A' ? 0                               \
+   : (_) == 'B' ? 1                             \
+   : (_) == 'C' ? 2                             \
+   : (_) == 'D' ? 3                             \
+   : (_) == 'E' ? 4                             \
+   : (_) == 'F' ? 5                             \
+   : (_) == 'G' ? 6                             \
+   : (_) == 'H' ? 7                             \
+   : (_) == 'I' ? 8                             \
+   : (_) == 'J' ? 9                             \
+   : (_) == 'K' ? 10                            \
+   : (_) == 'L' ? 11                            \
+   : (_) == 'M' ? 12                            \
+   : (_) == 'N' ? 13                            \
+   : (_) == 'O' ? 14                            \
+   : (_) == 'P' ? 15                            \
+   : (_) == 'Q' ? 16                            \
+   : (_) == 'R' ? 17                            \
+   : (_) == 'S' ? 18                            \
+   : (_) == 'T' ? 19                            \
+   : (_) == 'U' ? 20                            \
+   : (_) == 'V' ? 21                            \
+   : (_) == 'W' ? 22                            \
+   : (_) == 'X' ? 23                            \
+   : (_) == 'Y' ? 24                            \
+   : (_) == 'Z' ? 25                            \
+   : (_) == 'a' ? 26                            \
+   : (_) == 'b' ? 27                            \
+   : (_) == 'c' ? 28                            \
+   : (_) == 'd' ? 29                            \
+   : (_) == 'e' ? 30                            \
+   : (_) == 'f' ? 31                            \
+   : (_) == 'g' ? 32                            \
+   : (_) == 'h' ? 33                            \
+   : (_) == 'i' ? 34                            \
+   : (_) == 'j' ? 35                            \
+   : (_) == 'k' ? 36                            \
+   : (_) == 'l' ? 37                            \
+   : (_) == 'm' ? 38                            \
+   : (_) == 'n' ? 39                            \
+   : (_) == 'o' ? 40                            \
+   : (_) == 'p' ? 41                            \
+   : (_) == 'q' ? 42                            \
+   : (_) == 'r' ? 43                            \
+   : (_) == 's' ? 44                            \
+   : (_) == 't' ? 45                            \
+   : (_) == 'u' ? 46                            \
+   : (_) == 'v' ? 47                            \
+   : (_) == 'w' ? 48                            \
+   : (_) == 'x' ? 49                            \
+   : (_) == 'y' ? 50                            \
+   : (_) == 'z' ? 51                            \
+   : (_) == '0' ? 52                            \
+   : (_) == '1' ? 53                            \
+   : (_) == '2' ? 54                            \
+   : (_) == '3' ? 55                            \
+   : (_) == '4' ? 56                            \
+   : (_) == '5' ? 57                            \
+   : (_) == '6' ? 58                            \
+   : (_) == '7' ? 59                            \
+   : (_) == '8' ? 60                            \
+   : (_) == '9' ? 61                            \
+   : (_) == '+' ? 62                            \
+   : (_) == '/' ? 63                            \
    : -1)
 
 static const signed char b64[0x100] = {
@@ -274,93 +316,252 @@ static const signed char b64[0x100] = {
   B64 (252), B64 (253), B64 (254), B64 (255)
 };
 
+#if UCHAR_MAX == 255
+# define uchar_in_range(c) true
+#else
+# define uchar_in_range(c) ((c) <= 255)
+#endif
+
+/* Return true if CH is a character from the Base64 alphabet, and
+   false otherwise.  Note that '=' is padding and not considered to be
+   part of the alphabet.  */
 bool
 isbase64 (char ch)
 {
-  return to_uchar (ch) <= 255 && 0 <= b64[to_uchar (ch)];
+  return uchar_in_range (to_uchar (ch)) && 0 <= b64[to_uchar (ch)];
 }
 
-/* Decode base64 encoded input array IN of length INLEN to output
-   array OUT that can hold *OUTLEN bytes.  Return true if decoding was
-   successful, i.e. if the input was valid base64 data, false
-   otherwise.  If *OUTLEN is too small, as many bytes as possible will
-   be written to OUT.  On return, *OUTLEN holds the length of decoded
-   bytes in OUT.  Note that as soon as any non-alphabet characters are
-   encountered, decoding is stopped and false is returned. */
-bool
-base64_decode (const char *restrict in, size_t inlen,
-              char *restrict out, size_t * outlen)
+/* Initialize decode-context buffer, CTX.  */
+void
+base64_decode_ctx_init (struct base64_decode_context *ctx)
 {
-  size_t outleft = *outlen;
+  ctx->i = 0;
+}
+
+/* If CTX->i is 0 or 4, there are four or more bytes in [*IN..IN_END), and
+   none of those four is a newline, then return *IN.  Otherwise, copy up to
+   4 - CTX->i non-newline bytes from that range into CTX->buf, starting at
+   index CTX->i and setting CTX->i to reflect the number of bytes copied,
+   and return CTX->buf.  In either case, advance *IN to point to the byte
+   after the last one processed, and set *N_NON_NEWLINE to the number of
+   verified non-newline bytes accessible through the returned pointer.  */
+static char *
+get_4 (struct base64_decode_context *ctx,
+       char const *restrict *in, char const *restrict in_end,
+       size_t *n_non_newline)
+{
+  if (ctx->i == 4)
+    ctx->i = 0;
 
-  while (inlen >= 2)
+  if (ctx->i == 0)
     {
-      if (!isbase64 (in[0]) || !isbase64 (in[1]))
-       break;
+      char const *t = *in;
+      if (4 <= in_end - *in && memchr (t, '\n', 4) == NULL)
+        {
+          /* This is the common case: no newline.  */
+          *in += 4;
+          *n_non_newline = 4;
+          return (char *) t;
+        }
+    }
 
-      if (outleft)
-       {
-         *out++ = ((b64[to_uchar (in[0])] << 2)
-                   | (b64[to_uchar (in[1])] >> 4));
-         outleft--;
-       }
+  {
+    /* Copy non-newline bytes into BUF.  */
+    char const *p = *in;
+    while (p < in_end)
+      {
+        char c = *p++;
+        if (c != '\n')
+          {
+            ctx->buf[ctx->i++] = c;
+            if (ctx->i == 4)
+              break;
+          }
+      }
+
+    *in = p;
+    *n_non_newline = ctx->i;
+    return ctx->buf;
+  }
+}
 
-      if (inlen == 2)
-       break;
+#define return_false                            \
+  do                                            \
+    {                                           \
+      *outp = out;                              \
+      return false;                             \
+    }                                           \
+  while (false)
+
+/* Decode up to four bytes of base64-encoded data, IN, of length INLEN
+   into the output buffer, *OUT, of size *OUTLEN bytes.  Return true if
+   decoding is successful, false otherwise.  If *OUTLEN is too small,
+   as many bytes as possible are written to *OUT.  On return, advance
+   *OUT to point to the byte after the last one written, and decrement
+   *OUTLEN to reflect the number of bytes remaining in *OUT.  */
+static bool
+decode_4 (char const *restrict in, size_t inlen,
+          char *restrict *outp, size_t *outleft)
+{
+  char *out = *outp;
+  if (inlen < 2)
+    return false;
 
-      if (in[2] == '=')
-       {
-         if (inlen != 4)
-           break;
+  if (!isbase64 (in[0]) || !isbase64 (in[1]))
+    return false;
+
+  if (*outleft)
+    {
+      *out++ = ((b64[to_uchar (in[0])] << 2)
+                | (b64[to_uchar (in[1])] >> 4));
+      --*outleft;
+    }
 
-         if (in[3] != '=')
-           break;
+  if (inlen == 2)
+    return_false;
 
-       }
+  if (in[2] == '=')
+    {
+      if (inlen != 4)
+        return_false;
+
+      if (in[3] != '=')
+        return_false;
+    }
+  else
+    {
+      if (!isbase64 (in[2]))
+        return_false;
+
+      if (*outleft)
+        {
+          *out++ = (((b64[to_uchar (in[1])] << 4) & 0xf0)
+                    | (b64[to_uchar (in[2])] >> 2));
+          --*outleft;
+        }
+
+      if (inlen == 3)
+        return_false;
+
+      if (in[3] == '=')
+        {
+          if (inlen != 4)
+            return_false;
+        }
       else
-       {
-         if (!isbase64 (in[2]))
-           break;
-
-         if (outleft)
-           {
-             *out++ = (((b64[to_uchar (in[1])] << 4) & 0xf0)
-                       | (b64[to_uchar (in[2])] >> 2));
-             outleft--;
-           }
-
-         if (inlen == 3)
-           break;
-
-         if (in[3] == '=')
-           {
-             if (inlen != 4)
-               break;
-           }
-         else
-           {
-             if (!isbase64 (in[3]))
-               break;
-
-             if (outleft)
-               {
-                 *out++ = (((b64[to_uchar (in[2])] << 6) & 0xc0)
-                           | b64[to_uchar (in[3])]);
-                 outleft--;
-               }
-           }
-       }
-
-      in += 4;
-      inlen -= 4;
+        {
+          if (!isbase64 (in[3]))
+            return_false;
+
+          if (*outleft)
+            {
+              *out++ = (((b64[to_uchar (in[2])] << 6) & 0xc0)
+                        | b64[to_uchar (in[3])]);
+              --*outleft;
+            }
+        }
     }
 
-  *outlen -= outleft;
+  *outp = out;
+  return true;
+}
 
-  if (inlen != 0)
-    return false;
+/* Decode base64-encoded input array IN of length INLEN to output array
+   OUT that can hold *OUTLEN bytes.  The input data may be interspersed
+   with newlines.  Return true if decoding was successful, i.e. if the
+   input was valid base64 data, false otherwise.  If *OUTLEN is too
+   small, as many bytes as possible will be written to OUT.  On return,
+   *OUTLEN holds the length of decoded bytes in OUT.  Note that as soon
+   as any non-alphabet, non-newline character is encountered, decoding
+   is stopped and false is returned.  If INLEN is zero, then process
+   only whatever data is stored in CTX.
 
-  return true;
+   Initially, CTX must have been initialized via base64_decode_ctx_init.
+   Subsequent calls to this function must reuse whatever state is recorded
+   in that buffer.  It is necessary for when a quadruple of base64 input
+   bytes spans two input buffers.
+
+   If CTX is NULL then newlines are treated as garbage and the input
+   buffer is processed as a unit.  */
+
+bool
+base64_decode_ctx (struct base64_decode_context *ctx,
+                   const char *restrict in, size_t inlen,
+                   char *restrict out, size_t *outlen)
+{
+  size_t outleft = *outlen;
+  bool ignore_newlines = ctx != NULL;
+  bool flush_ctx = false;
+  unsigned int ctx_i = 0;
+
+  if (ignore_newlines)
+    {
+      ctx_i = ctx->i;
+      flush_ctx = inlen == 0;
+    }
+
+
+  while (true)
+    {
+      size_t outleft_save = outleft;
+      if (ctx_i == 0 && !flush_ctx)
+        {
+          while (true)
+            {
+              /* Save a copy of outleft, in case we need to re-parse this
+                 block of four bytes.  */
+              outleft_save = outleft;
+              if (!decode_4 (in, inlen, &out, &outleft))
+                break;
+
+              in += 4;
+              inlen -= 4;
+            }
+        }
+
+      if (inlen == 0 && !flush_ctx)
+        break;
+
+      /* Handle the common case of 72-byte wrapped lines.
+         This also handles any other multiple-of-4-byte wrapping.  */
+      if (inlen && *in == '\n' && ignore_newlines)
+        {
+          ++in;
+          --inlen;
+          continue;
+        }
+
+      /* Restore OUT and OUTLEFT.  */
+      out -= outleft_save - outleft;
+      outleft = outleft_save;
+
+      {
+        char const *in_end = in + inlen;
+        char const *non_nl;
+
+        if (ignore_newlines)
+          non_nl = get_4 (ctx, &in, in_end, &inlen);
+        else
+          non_nl = in;  /* Might have nl in this case. */
+
+        /* If the input is empty or consists solely of newlines (0 non-newlines),
+           then we're done.  Likewise if there are fewer than 4 bytes when not
+           flushing context and not treating newlines as garbage.  */
+        if (inlen == 0 || (inlen < 4 && !flush_ctx && ignore_newlines))
+          {
+            inlen = 0;
+            break;
+          }
+        if (!decode_4 (non_nl, inlen, &out, &outleft))
+          break;
+
+        inlen = in_end - in;
+      }
+    }
+
+  *outlen -= outleft;
+
+  return inlen == 0;
 }
 
 /* Allocate an output buffer in *OUT, and decode the base64 encoded
@@ -368,28 +569,29 @@ base64_decode (const char *restrict in, size_t inlen,
    size of the decoded data is stored in *OUTLEN.  OUTLEN may be NULL,
    if the caller is not interested in the decoded length.  *OUT may be
    NULL to indicate an out of memory error, in which case *OUTLEN
-   contain the size of the memory block needed.  The function return
+   contains the size of the memory block needed.  The function returns
    true on successful decoding and memory allocation errors.  (Use the
    *OUT and *OUTLEN parameters to differentiate between successful
-   decoding and memory error.)  The function return false if the input
-   was invalid, in which case *OUT is NULL and *OUTLEN is
+   decoding and memory error.)  The function returns false if the
+   input was invalid, in which case *OUT is NULL and *OUTLEN is
    undefined. */
 bool
-base64_decode_alloc (const char *in, size_t inlen, char **out,
-                    size_t * outlen)
+base64_decode_alloc_ctx (struct base64_decode_context *ctx,
+                         const char *in, size_t inlen, char **out,
+                         size_t *outlen)
 {
-  /* This may allocate a few bytes too much, depending on input,
-     but it's not worth the extra CPU time to compute the exact amount.
-     The exact amount is 3 * inlen / 4, minus 1 if the input ends
-     with "=" and minus another 1 if the input ends with "==".
+  /* This may allocate a few bytes too many, depending on input,
+     but it's not worth the extra CPU time to compute the exact size.
+     The exact size is 3 * (inlen + (ctx ? ctx->i : 0)) / 4, minus 1 if the
+     input ends with "=" and minus another 1 if the input ends with "==".
      Dividing before multiplying avoids the possibility of overflow.  */
-  size_t needlen = 3 * (inlen / 4) + 2;
+  size_t needlen = 3 * (inlen / 4) + 3;
 
   *out = malloc (needlen);
   if (!*out)
     return true;
 
-  if (!base64_decode (in, inlen, *out, &needlen))
+  if (!base64_decode_ctx (ctx, in, inlen, *out, &needlen))
     {
       free (*out);
       *out = NULL;