grub2: bring back build of aros-side grub2 tools
[AROS.git] / workbench / libs / z / doc / rfc1952.txt
bloba8e51b4567fd49035fd3b570ba7c57f9a48b01b1
7 Network Working Group                                         P. Deutsch
8 Request for Comments: 1952                           Aladdin Enterprises
9 Category: Informational                                         May 1996
12                GZIP file format specification version 4.3
14 Status of This Memo
16    This memo provides information for the Internet community.  This memo
17    does not specify an Internet standard of any kind.  Distribution of
18    this memo is unlimited.
20 IESG Note:
22    The IESG takes no position on the validity of any Intellectual
23    Property Rights statements contained in this document.
25 Notices
27    Copyright (c) 1996 L. Peter Deutsch
29    Permission is granted to copy and distribute this document for any
30    purpose and without charge, including translations into other
31    languages and incorporation into compilations, provided that the
32    copyright notice and this notice are preserved, and that any
33    substantive changes or deletions from the original are clearly
34    marked.
36    A pointer to the latest version of this and related documentation in
37    HTML format can be found at the URL
38    <ftp://ftp.uu.net/graphics/png/documents/zlib/zdoc-index.html>.
40 Abstract
42    This specification defines a lossless compressed data format that is
43    compatible with the widely used GZIP utility.  The format includes a
44    cyclic redundancy check value for detecting data corruption.  The
45    format presently uses the DEFLATE method of compression but can be
46    easily extended to use other compression methods.  The format can be
47    implemented readily in a manner not covered by patents.
58 Deutsch                      Informational                      [Page 1]
60 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
63 Table of Contents
65    1. Introduction ................................................... 2
66       1.1. Purpose ................................................... 2
67       1.2. Intended audience ......................................... 3
68       1.3. Scope ..................................................... 3
69       1.4. Compliance ................................................ 3
70       1.5. Definitions of terms and conventions used ................. 3
71       1.6. Changes from previous versions ............................ 3
72    2. Detailed specification ......................................... 4
73       2.1. Overall conventions ....................................... 4
74       2.2. File format ............................................... 5
75       2.3. Member format ............................................. 5
76           2.3.1. Member header and trailer ........................... 6
77               2.3.1.1. Extra field ................................... 8
78               2.3.1.2. Compliance .................................... 9
79       3. References .................................................. 9
80       4. Security Considerations .................................... 10
81       5. Acknowledgements ........................................... 10
82       6. Author's Address ........................................... 10
83       7. Appendix: Jean-Loup Gailly's gzip utility .................. 11
84       8. Appendix: Sample CRC Code .................................. 11
86 1. Introduction
88    1.1. Purpose
90       The purpose of this specification is to define a lossless
91       compressed data format that:
93           * Is independent of CPU type, operating system, file system,
94             and character set, and hence can be used for interchange;
95           * Can compress or decompress a data stream (as opposed to a
96             randomly accessible file) to produce another data stream,
97             using only an a priori bounded amount of intermediate
98             storage, and hence can be used in data communications or
99             similar structures such as Unix filters;
100           * Compresses data with efficiency comparable to the best
101             currently available general-purpose compression methods,
102             and in particular considerably better than the "compress"
103             program;
104           * Can be implemented readily in a manner not covered by
105             patents, and hence can be practiced freely;
106           * Is compatible with the file format produced by the current
107             widely used gzip utility, in that conforming decompressors
108             will be able to read data produced by the existing gzip
109             compressor.
114 Deutsch                      Informational                      [Page 2]
116 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
119       The data format defined by this specification does not attempt to:
121           * Provide random access to compressed data;
122           * Compress specialized data (e.g., raster graphics) as well as
123             the best currently available specialized algorithms.
125    1.2. Intended audience
127       This specification is intended for use by implementors of software
128       to compress data into gzip format and/or decompress data from gzip
129       format.
131       The text of the specification assumes a basic background in
132       programming at the level of bits and other primitive data
133       representations.
135    1.3. Scope
137       The specification specifies a compression method and a file format
138       (the latter assuming only that a file can store a sequence of
139       arbitrary bytes).  It does not specify any particular interface to
140       a file system or anything about character sets or encodings
141       (except for file names and comments, which are optional).
143    1.4. Compliance
145       Unless otherwise indicated below, a compliant decompressor must be
146       able to accept and decompress any file that conforms to all the
147       specifications presented here; a compliant compressor must produce
148       files that conform to all the specifications presented here.  The
149       material in the appendices is not part of the specification per se
150       and is not relevant to compliance.
152    1.5. Definitions of terms and conventions used
154       byte: 8 bits stored or transmitted as a unit (same as an octet).
155       (For this specification, a byte is exactly 8 bits, even on
156       machines which store a character on a number of bits different
157       from 8.)  See below for the numbering of bits within a byte.
159    1.6. Changes from previous versions
161       There have been no technical changes to the gzip format since
162       version 4.1 of this specification.  In version 4.2, some
163       terminology was changed, and the sample CRC code was rewritten for
164       clarity and to eliminate the requirement for the caller to do pre-
165       and post-conditioning.  Version 4.3 is a conversion of the
166       specification to RFC style.
170 Deutsch                      Informational                      [Page 3]
172 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
175 2. Detailed specification
177    2.1. Overall conventions
179       In the diagrams below, a box like this:
181          +---+
182          |   | <-- the vertical bars might be missing
183          +---+
185       represents one byte; a box like this:
187          +==============+
188          |              |
189          +==============+
191       represents a variable number of bytes.
193       Bytes stored within a computer do not have a "bit order", since
194       they are always treated as a unit.  However, a byte considered as
195       an integer between 0 and 255 does have a most- and least-
196       significant bit, and since we write numbers with the most-
197       significant digit on the left, we also write bytes with the most-
198       significant bit on the left.  In the diagrams below, we number the
199       bits of a byte so that bit 0 is the least-significant bit, i.e.,
200       the bits are numbered:
202          +--------+
203          |76543210|
204          +--------+
206       This document does not address the issue of the order in which
207       bits of a byte are transmitted on a bit-sequential medium, since
208       the data format described here is byte- rather than bit-oriented.
210       Within a computer, a number may occupy multiple bytes.  All
211       multi-byte numbers in the format described here are stored with
212       the least-significant byte first (at the lower memory address).
213       For example, the decimal number 520 is stored as:
215              0        1
216          +--------+--------+
217          |00001000|00000010|
218          +--------+--------+
219           ^        ^
220           |        |
221           |        + more significant byte = 2 x 256
222           + less significant byte = 8
226 Deutsch                      Informational                      [Page 4]
228 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
231    2.2. File format
233       A gzip file consists of a series of "members" (compressed data
234       sets).  The format of each member is specified in the following
235       section.  The members simply appear one after another in the file,
236       with no additional information before, between, or after them.
238    2.3. Member format
240       Each member has the following structure:
242          +---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
243          |ID1|ID2|CM |FLG|     MTIME     |XFL|OS | (more-->)
244          +---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
246       (if FLG.FEXTRA set)
248          +---+---+=================================+
249          | XLEN  |...XLEN bytes of "extra field"...| (more-->)
250          +---+---+=================================+
252       (if FLG.FNAME set)
254          +=========================================+
255          |...original file name, zero-terminated...| (more-->)
256          +=========================================+
258       (if FLG.FCOMMENT set)
260          +===================================+
261          |...file comment, zero-terminated...| (more-->)
262          +===================================+
264       (if FLG.FHCRC set)
266          +---+---+
267          | CRC16 |
268          +---+---+
270          +=======================+
271          |...compressed blocks...| (more-->)
272          +=======================+
274            0   1   2   3   4   5   6   7
275          +---+---+---+---+---+---+---+---+
276          |     CRC32     |     ISIZE     |
277          +---+---+---+---+---+---+---+---+
282 Deutsch                      Informational                      [Page 5]
284 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
287       2.3.1. Member header and trailer
289          ID1 (IDentification 1)
290          ID2 (IDentification 2)
291             These have the fixed values ID1 = 31 (0x1f, \037), ID2 = 139
292             (0x8b, \213), to identify the file as being in gzip format.
294          CM (Compression Method)
295             This identifies the compression method used in the file.  CM
296             = 0-7 are reserved.  CM = 8 denotes the "deflate"
297             compression method, which is the one customarily used by
298             gzip and which is documented elsewhere.
300          FLG (FLaGs)
301             This flag byte is divided into individual bits as follows:
303                bit 0   FTEXT
304                bit 1   FHCRC
305                bit 2   FEXTRA
306                bit 3   FNAME
307                bit 4   FCOMMENT
308                bit 5   reserved
309                bit 6   reserved
310                bit 7   reserved
312             If FTEXT is set, the file is probably ASCII text.  This is
313             an optional indication, which the compressor may set by
314             checking a small amount of the input data to see whether any
315             non-ASCII characters are present.  In case of doubt, FTEXT
316             is cleared, indicating binary data. For systems which have
317             different file formats for ascii text and binary data, the
318             decompressor can use FTEXT to choose the appropriate format.
319             We deliberately do not specify the algorithm used to set
320             this bit, since a compressor always has the option of
321             leaving it cleared and a decompressor always has the option
322             of ignoring it and letting some other program handle issues
323             of data conversion.
325             If FHCRC is set, a CRC16 for the gzip header is present,
326             immediately before the compressed data. The CRC16 consists
327             of the two least significant bytes of the CRC32 for all
328             bytes of the gzip header up to and not including the CRC16.
329             [The FHCRC bit was never set by versions of gzip up to
330             1.2.4, even though it was documented with a different
331             meaning in gzip 1.2.4.]
333             If FEXTRA is set, optional extra fields are present, as
334             described in a following section.
338 Deutsch                      Informational                      [Page 6]
340 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
343             If FNAME is set, an original file name is present,
344             terminated by a zero byte.  The name must consist of ISO
345             8859-1 (LATIN-1) characters; on operating systems using
346             EBCDIC or any other character set for file names, the name
347             must be translated to the ISO LATIN-1 character set.  This
348             is the original name of the file being compressed, with any
349             directory components removed, and, if the file being
350             compressed is on a file system with case insensitive names,
351             forced to lower case. There is no original file name if the
352             data was compressed from a source other than a named file;
353             for example, if the source was stdin on a Unix system, there
354             is no file name.
356             If FCOMMENT is set, a zero-terminated file comment is
357             present.  This comment is not interpreted; it is only
358             intended for human consumption.  The comment must consist of
359             ISO 8859-1 (LATIN-1) characters.  Line breaks should be
360             denoted by a single line feed character (10 decimal).
362             Reserved FLG bits must be zero.
364          MTIME (Modification TIME)
365             This gives the most recent modification time of the original
366             file being compressed.  The time is in Unix format, i.e.,
367             seconds since 00:00:00 GMT, Jan.  1, 1970.  (Note that this
368             may cause problems for MS-DOS and other systems that use
369             local rather than Universal time.)  If the compressed data
370             did not come from a file, MTIME is set to the time at which
371             compression started.  MTIME = 0 means no time stamp is
372             available.
374          XFL (eXtra FLags)
375             These flags are available for use by specific compression
376             methods.  The "deflate" method (CM = 8) sets these flags as
377             follows:
379                XFL = 2 - compressor used maximum compression,
380                          slowest algorithm
381                XFL = 4 - compressor used fastest algorithm
383          OS (Operating System)
384             This identifies the type of file system on which compression
385             took place.  This may be useful in determining end-of-line
386             convention for text files.  The currently defined values are
387             as follows:
394 Deutsch                      Informational                      [Page 7]
396 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
399                  0 - FAT filesystem (MS-DOS, OS/2, NT/Win32)
400                  1 - Amiga
401                  2 - VMS (or OpenVMS)
402                  3 - Unix
403                  4 - VM/CMS
404                  5 - Atari TOS
405                  6 - HPFS filesystem (OS/2, NT)
406                  7 - Macintosh
407                  8 - Z-System
408                  9 - CP/M
409                 10 - TOPS-20
410                 11 - NTFS filesystem (NT)
411                 12 - QDOS
412                 13 - Acorn RISCOS
413                255 - unknown
415          XLEN (eXtra LENgth)
416             If FLG.FEXTRA is set, this gives the length of the optional
417             extra field.  See below for details.
419          CRC32 (CRC-32)
420             This contains a Cyclic Redundancy Check value of the
421             uncompressed data computed according to CRC-32 algorithm
422             used in the ISO 3309 standard and in section 8.1.1.6.2 of
423             ITU-T recommendation V.42.  (See http://www.iso.ch for
424             ordering ISO documents. See gopher://info.itu.ch for an
425             online version of ITU-T V.42.)
427          ISIZE (Input SIZE)
428             This contains the size of the original (uncompressed) input
429             data modulo 2^32.
431       2.3.1.1. Extra field
433          If the FLG.FEXTRA bit is set, an "extra field" is present in
434          the header, with total length XLEN bytes.  It consists of a
435          series of subfields, each of the form:
437             +---+---+---+---+==================================+
438             |SI1|SI2|  LEN  |... LEN bytes of subfield data ...|
439             +---+---+---+---+==================================+
441          SI1 and SI2 provide a subfield ID, typically two ASCII letters
442          with some mnemonic value.  Jean-Loup Gailly
443          <gzip@prep.ai.mit.edu> is maintaining a registry of subfield
444          IDs; please send him any subfield ID you wish to use.  Subfield
445          IDs with SI2 = 0 are reserved for future use.  The following
446          IDs are currently defined:
450 Deutsch                      Informational                      [Page 8]
452 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
455             SI1         SI2         Data
456             ----------  ----------  ----
457             0x41 ('A')  0x70 ('P')  Apollo file type information
459          LEN gives the length of the subfield data, excluding the 4
460          initial bytes.
462       2.3.1.2. Compliance
464          A compliant compressor must produce files with correct ID1,
465          ID2, CM, CRC32, and ISIZE, but may set all the other fields in
466          the fixed-length part of the header to default values (255 for
467          OS, 0 for all others).  The compressor must set all reserved
468          bits to zero.
470          A compliant decompressor must check ID1, ID2, and CM, and
471          provide an error indication if any of these have incorrect
472          values.  It must examine FEXTRA/XLEN, FNAME, FCOMMENT and FHCRC
473          at least so it can skip over the optional fields if they are
474          present.  It need not examine any other part of the header or
475          trailer; in particular, a decompressor may ignore FTEXT and OS
476          and always produce binary output, and still be compliant.  A
477          compliant decompressor must give an error indication if any
478          reserved bit is non-zero, since such a bit could indicate the
479          presence of a new field that would cause subsequent data to be
480          interpreted incorrectly.
482 3. References
484    [1] "Information Processing - 8-bit single-byte coded graphic
485        character sets - Part 1: Latin alphabet No.1" (ISO 8859-1:1987).
486        The ISO 8859-1 (Latin-1) character set is a superset of 7-bit
487        ASCII. Files defining this character set are available as
488        iso_8859-1.* in ftp://ftp.uu.net/graphics/png/documents/
490    [2] ISO 3309
492    [3] ITU-T recommendation V.42
494    [4] Deutsch, L.P.,"DEFLATE Compressed Data Format Specification",
495        available in ftp://ftp.uu.net/pub/archiving/zip/doc/
497    [5] Gailly, J.-L., GZIP documentation, available as gzip-*.tar in
498        ftp://prep.ai.mit.edu/pub/gnu/
500    [6] Sarwate, D.V., "Computation of Cyclic Redundancy Checks via Table
501        Look-Up", Communications of the ACM, 31(8), pp.1008-1013.
506 Deutsch                      Informational                      [Page 9]
508 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
511    [7] Schwaderer, W.D., "CRC Calculation", April 85 PC Tech Journal,
512        pp.118-133.
514    [8] ftp://ftp.adelaide.edu.au/pub/rocksoft/papers/crc_v3.txt,
515        describing the CRC concept.
517 4. Security Considerations
519    Any data compression method involves the reduction of redundancy in
520    the data.  Consequently, any corruption of the data is likely to have
521    severe effects and be difficult to correct.  Uncompressed text, on
522    the other hand, will probably still be readable despite the presence
523    of some corrupted bytes.
525    It is recommended that systems using this data format provide some
526    means of validating the integrity of the compressed data, such as by
527    setting and checking the CRC-32 check value.
529 5. Acknowledgements
531    Trademarks cited in this document are the property of their
532    respective owners.
534    Jean-Loup Gailly designed the gzip format and wrote, with Mark Adler,
535    the related software described in this specification.  Glenn
536    Randers-Pehrson converted this document to RFC and HTML format.
538 6. Author's Address
540    L. Peter Deutsch
541    Aladdin Enterprises
542    203 Santa Margarita Ave.
543    Menlo Park, CA 94025
545    Phone: (415) 322-0103 (AM only)
546    FAX:   (415) 322-1734
547    EMail: <ghost@aladdin.com>
549    Questions about the technical content of this specification can be
550    sent by email to:
552    Jean-Loup Gailly <gzip@prep.ai.mit.edu> and
553    Mark Adler <madler@alumni.caltech.edu>
555    Editorial comments on this specification can be sent by email to:
557    L. Peter Deutsch <ghost@aladdin.com> and
558    Glenn Randers-Pehrson <randeg@alumni.rpi.edu>
562 Deutsch                      Informational                     [Page 10]
564 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
567 7. Appendix: Jean-Loup Gailly's gzip utility
569    The most widely used implementation of gzip compression, and the
570    original documentation on which this specification is based, were
571    created by Jean-Loup Gailly <gzip@prep.ai.mit.edu>.  Since this
572    implementation is a de facto standard, we mention some more of its
573    features here.  Again, the material in this section is not part of
574    the specification per se, and implementations need not follow it to
575    be compliant.
577    When compressing or decompressing a file, gzip preserves the
578    protection, ownership, and modification time attributes on the local
579    file system, since there is no provision for representing protection
580    attributes in the gzip file format itself.  Since the file format
581    includes a modification time, the gzip decompressor provides a
582    command line switch that assigns the modification time from the file,
583    rather than the local modification time of the compressed input, to
584    the decompressed output.
586 8. Appendix: Sample CRC Code
588    The following sample code represents a practical implementation of
589    the CRC (Cyclic Redundancy Check). (See also ISO 3309 and ITU-T V.42
590    for a formal specification.)
592    The sample code is in the ANSI C programming language. Non C users
593    may find it easier to read with these hints:
595       &      Bitwise AND operator.
596       ^      Bitwise exclusive-OR operator.
597       >>     Bitwise right shift operator. When applied to an
598              unsigned quantity, as here, right shift inserts zero
599              bit(s) at the left.
600       !      Logical NOT operator.
601       ++     "n++" increments the variable n.
602       0xNNN  0x introduces a hexadecimal (base 16) constant.
603              Suffix L indicates a long value (at least 32 bits).
605       /* Table of CRCs of all 8-bit messages. */
606       unsigned long crc_table[256];
608       /* Flag: has the table been computed? Initially false. */
609       int crc_table_computed = 0;
611       /* Make the table for a fast CRC. */
612       void make_crc_table(void)
613       {
614         unsigned long c;
618 Deutsch                      Informational                     [Page 11]
620 RFC 1952             GZIP File Format Specification             May 1996
623         int n, k;
624         for (n = 0; n < 256; n++) {
625           c = (unsigned long) n;
626           for (k = 0; k < 8; k++) {
627             if (c & 1) {
628               c = 0xedb88320L ^ (c >> 1);
629             } else {
630               c = c >> 1;
631             }
632           }
633           crc_table[n] = c;
634         }
635         crc_table_computed = 1;
636       }
638       /*
639          Update a running crc with the bytes buf[0..len-1] and return
640        the updated crc. The crc should be initialized to zero. Pre- and
641        post-conditioning (one's complement) is performed within this
642        function so it shouldn't be done by the caller. Usage example:
644          unsigned long crc = 0L;
646          while (read_buffer(buffer, length) != EOF) {
647            crc = update_crc(crc, buffer, length);
648          }
649          if (crc != original_crc) error();
650       */
651       unsigned long update_crc(unsigned long crc,
652                       unsigned char *buf, int len)
653       {
654         unsigned long c = crc ^ 0xffffffffL;
655         int n;
657         if (!crc_table_computed)
658           make_crc_table();
659         for (n = 0; n < len; n++) {
660           c = crc_table[(c ^ buf[n]) & 0xff] ^ (c >> 8);
661         }
662         return c ^ 0xffffffffL;
663       }
665       /* Return the CRC of the bytes buf[0..len-1]. */
666       unsigned long crc(unsigned char *buf, int len)
667       {
668         return update_crc(0L, buf, len);
669       }
674 Deutsch                      Informational                     [Page 12]