Setting tag sliver-openvswitch-1.8.90-4
[sliver-openvswitch.git] / lib / json.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #include <config.h>
18
19 #include "json.h"
20
21 #include <assert.h>
22 #include <ctype.h>
23 #include <errno.h>
24 #include <float.h>
25 #include <limits.h>
26 #include <string.h>
27
28 #include "dynamic-string.h"
29 #include "hash.h"
30 #include "shash.h"
31 #include "unicode.h"
32 #include "util.h"
33
34 /* The type of a JSON token. */
35 enum json_token_type {
36     T_EOF = 0,
37     T_BEGIN_ARRAY = '[',
38     T_END_ARRAY = ']',
39     T_BEGIN_OBJECT = '{',
40     T_END_OBJECT = '}',
41     T_NAME_SEPARATOR = ':',
42     T_VALUE_SEPARATOR = ',',
43     T_FALSE = UCHAR_MAX + 1,
44     T_NULL,
45     T_TRUE,
46     T_INTEGER,
47     T_REAL,
48     T_STRING
49 };
50
51 /* A JSON token.
52  *
53  * RFC 4627 doesn't define a lexical structure for JSON but I believe this to
54  * be compliant with the standard.
55  */
56 struct json_token {
57     enum json_token_type type;
58     union {
59         double real;
60         long long int integer;
61         const char *string;
62     } u;
63 };
64
65 enum json_lex_state {
66     JSON_LEX_START,             /* Not inside a token. */
67     JSON_LEX_NUMBER,            /* Reading a number. */
68     JSON_LEX_KEYWORD,           /* Reading a keyword. */
69     JSON_LEX_STRING,            /* Reading a quoted string. */
70     JSON_LEX_ESCAPE             /* In a quoted string just after a "\". */
71 };
72
73 enum json_parse_state {
74     JSON_PARSE_START,           /* Beginning of input. */
75     JSON_PARSE_END,             /* End of input. */
76
77     /* Objects. */
78     JSON_PARSE_OBJECT_INIT,     /* Expecting '}' or an object name. */
79     JSON_PARSE_OBJECT_NAME,     /* Expecting an object name. */
80     JSON_PARSE_OBJECT_COLON,    /* Expecting ':'. */
81     JSON_PARSE_OBJECT_VALUE,    /* Expecting an object value. */
82     JSON_PARSE_OBJECT_NEXT,     /* Expecting ',' or '}'. */
83
84     /* Arrays. */
85     JSON_PARSE_ARRAY_INIT,      /* Expecting ']' or a value. */
86     JSON_PARSE_ARRAY_VALUE,     /* Expecting a value. */
87     JSON_PARSE_ARRAY_NEXT       /* Expecting ',' or ']'. */
88 };
89
90 struct json_parser_node {
91     struct json *json;
92 };
93
94 /* A JSON parser. */
95 struct json_parser {
96     int flags;
97
98     /* Lexical analysis. */
99     enum json_lex_state lex_state;
100     struct ds buffer;           /* Buffer for accumulating token text. */
101     int line_number;
102     int column_number;
103     int byte_number;
104
105     /* Parsing. */
106     enum json_parse_state parse_state;
107 #define JSON_MAX_HEIGHT 1000
108     struct json_parser_node *stack;
109     size_t height, allocated_height;
110     char *member_name;
111
112     /* Parse status. */
113     bool done;
114     char *error;                /* Error message, if any, null if none yet. */
115 };
116
117 static struct json *json_create(enum json_type type);
118 static void json_parser_input(struct json_parser *, struct json_token *);
119
120 static void json_error(struct json_parser *p, const char *format, ...)
121     PRINTF_FORMAT(2, 3);
122 \f
123 const char *
124 json_type_to_string(enum json_type type)
125 {
126     switch (type) {
127     case JSON_NULL:
128         return "null";
129
130     case JSON_FALSE:
131         return "false";
132
133     case JSON_TRUE:
134         return "true";
135
136     case JSON_OBJECT:
137         return "object";
138
139     case JSON_ARRAY:
140         return "array";
141
142     case JSON_INTEGER:
143     case JSON_REAL:
144         return "number";
145
146     case JSON_STRING:
147         return "string";
148
149     case JSON_N_TYPES:
150     default:
151         return "<invalid>";
152     }
153 }
154 \f
155 /* Functions for manipulating struct json. */
156
157 struct json *
158 json_null_create(void)
159 {
160     return json_create(JSON_NULL);
161 }
162
163 struct json *
164 json_boolean_create(bool b)
165 {
166     return json_create(b ? JSON_TRUE : JSON_FALSE);
167 }
168
169 struct json *
170 json_string_create_nocopy(char *s)
171 {
172     struct json *json = json_create(JSON_STRING);
173     json->u.string = s;
174     return json;
175 }
176
177 struct json *
178 json_string_create(const char *s)
179 {
180     return json_string_create_nocopy(xstrdup(s));
181 }
182
183 struct json *
184 json_array_create_empty(void)
185 {
186     struct json *json = json_create(JSON_ARRAY);
187     json->u.array.elems = NULL;
188     json->u.array.n = 0;
189     json->u.array.n_allocated = 0;
190     return json;
191 }
192
193 void
194 json_array_add(struct json *array_, struct json *element)
195 {
196     struct json_array *array = json_array(array_);
197     if (array->n >= array->n_allocated) {
198         array->elems = x2nrealloc(array->elems, &array->n_allocated,
199                                   sizeof *array->elems);
200     }
201     array->elems[array->n++] = element;
202 }
203
204 void
205 json_array_trim(struct json *array_)
206 {
207     struct json_array *array = json_array(array_);
208     if (array->n < array->n_allocated){
209         array->n_allocated = array->n;
210         array->elems = xrealloc(array->elems, array->n * sizeof *array->elems);
211     }
212 }
213
214 struct json *
215 json_array_create(struct json **elements, size_t n)
216 {
217     struct json *json = json_create(JSON_ARRAY);
218     json->u.array.elems = elements;
219     json->u.array.n = n;
220     json->u.array.n_allocated = n;
221     return json;
222 }
223
224 struct json *
225 json_array_create_1(struct json *elem0)
226 {
227     struct json **elems = xmalloc(sizeof *elems);
228     elems[0] = elem0;
229     return json_array_create(elems, 1);
230 }
231
232 struct json *
233 json_array_create_2(struct json *elem0, struct json *elem1)
234 {
235     struct json **elems = xmalloc(2 * sizeof *elems);
236     elems[0] = elem0;
237     elems[1] = elem1;
238     return json_array_create(elems, 2);
239 }
240
241 struct json *
242 json_array_create_3(struct json *elem0, struct json *elem1, struct json *elem2)
243 {
244     struct json **elems = xmalloc(3 * sizeof *elems);
245     elems[0] = elem0;
246     elems[1] = elem1;
247     elems[2] = elem2;
248     return json_array_create(elems, 3);
249 }
250
251 struct json *
252 json_object_create(void)
253 {
254     struct json *json = json_create(JSON_OBJECT);
255     json->u.object = xmalloc(sizeof *json->u.object);
256     shash_init(json->u.object);
257     return json;
258 }
259
260 struct json *
261 json_integer_create(long long int integer)
262 {
263     struct json *json = json_create(JSON_INTEGER);
264     json->u.integer = integer;
265     return json;
266 }
267
268 struct json *
269 json_real_create(double real)
270 {
271     struct json *json = json_create(JSON_REAL);
272     json->u.real = real;
273     return json;
274 }
275
276 void
277 json_object_put(struct json *json, const char *name, struct json *value)
278 {
279     json_destroy(shash_replace(json->u.object, name, value));
280 }
281
282 void
283 json_object_put_string(struct json *json, const char *name, const char *value)
284 {
285     json_object_put(json, name, json_string_create(value));
286 }
287
288 const char *
289 json_string(const struct json *json)
290 {
291     assert(json->type == JSON_STRING);
292     return json->u.string;
293 }
294
295 struct json_array *
296 json_array(const struct json *json)
297 {
298     assert(json->type == JSON_ARRAY);
299     return CONST_CAST(struct json_array *, &json->u.array);
300 }
301
302 struct shash *
303 json_object(const struct json *json)
304 {
305     assert(json->type == JSON_OBJECT);
306     return CONST_CAST(struct shash *, json->u.object);
307 }
308
309 bool
310 json_boolean(const struct json *json)
311 {
312     assert(json->type == JSON_TRUE || json->type == JSON_FALSE);
313     return json->type == JSON_TRUE;
314 }
315
316 double
317 json_real(const struct json *json)
318 {
319     assert(json->type == JSON_REAL || json->type == JSON_INTEGER);
320     return json->type == JSON_REAL ? json->u.real : json->u.integer;
321 }
322
323 int64_t
324 json_integer(const struct json *json)
325 {
326     assert(json->type == JSON_INTEGER);
327     return json->u.integer;
328 }
329 \f
330 static void json_destroy_object(struct shash *object);
331 static void json_destroy_array(struct json_array *array);
332
333 /* Frees 'json' and everything it points to, recursively. */
334 void
335 json_destroy(struct json *json)
336 {
337     if (json) {
338         switch (json->type) {
339         case JSON_OBJECT:
340             json_destroy_object(json->u.object);
341             break;
342
343         case JSON_ARRAY:
344             json_destroy_array(&json->u.array);
345             break;
346
347         case JSON_STRING:
348             free(json->u.string);
349             break;
350
351         case JSON_NULL:
352         case JSON_FALSE:
353         case JSON_TRUE:
354         case JSON_INTEGER:
355         case JSON_REAL:
356             break;
357
358         case JSON_N_TYPES:
359             NOT_REACHED();
360         }
361         free(json);
362     }
363 }
364
365 static void
366 json_destroy_object(struct shash *object)
367 {
368     struct shash_node *node, *next;
369
370     SHASH_FOR_EACH_SAFE (node, next, object) {
371         struct json *value = node->data;
372
373         json_destroy(value);
374         shash_delete(object, node);
375     }
376     shash_destroy(object);
377     free(object);
378 }
379
380 static void
381 json_destroy_array(struct json_array *array)
382 {
383     size_t i;
384
385     for (i = 0; i < array->n; i++) {
386         json_destroy(array->elems[i]);
387     }
388     free(array->elems);
389 }
390 \f
391 static struct json *json_clone_object(const struct shash *object);
392 static struct json *json_clone_array(const struct json_array *array);
393
394 /* Returns a deep copy of 'json'. */
395 struct json *
396 json_clone(const struct json *json)
397 {
398     switch (json->type) {
399     case JSON_OBJECT:
400         return json_clone_object(json->u.object);
401
402     case JSON_ARRAY:
403         return json_clone_array(&json->u.array);
404
405     case JSON_STRING:
406         return json_string_create(json->u.string);
407
408     case JSON_NULL:
409     case JSON_FALSE:
410     case JSON_TRUE:
411         return json_create(json->type);
412
413     case JSON_INTEGER:
414         return json_integer_create(json->u.integer);
415
416     case JSON_REAL:
417         return json_real_create(json->u.real);
418
419     case JSON_N_TYPES:
420     default:
421         NOT_REACHED();
422     }
423 }
424
425 static struct json *
426 json_clone_object(const struct shash *object)
427 {
428     struct shash_node *node;
429     struct json *json;
430
431     json = json_object_create();
432     SHASH_FOR_EACH (node, object) {
433         struct json *value = node->data;
434         json_object_put(json, node->name, json_clone(value));
435     }
436     return json;
437 }
438
439 static struct json *
440 json_clone_array(const struct json_array *array)
441 {
442     struct json **elems;
443     size_t i;
444
445     elems = xmalloc(array->n * sizeof *elems);
446     for (i = 0; i < array->n; i++) {
447         elems[i] = json_clone(array->elems[i]);
448     }
449     return json_array_create(elems, array->n);
450 }
451 \f
452 static size_t
453 json_hash_object(const struct shash *object, size_t basis)
454 {
455     const struct shash_node **nodes;
456     size_t n, i;
457
458     nodes = shash_sort(object);
459     n = shash_count(object);
460     for (i = 0; i < n; i++) {
461         const struct shash_node *node = nodes[i];
462         basis = hash_string(node->name, basis);
463         basis = json_hash(node->data, basis);
464     }
465     return basis;
466 }
467
468 static size_t
469 json_hash_array(const struct json_array *array, size_t basis)
470 {
471     size_t i;
472
473     basis = hash_int(array->n, basis);
474     for (i = 0; i < array->n; i++) {
475         basis = json_hash(array->elems[i], basis);
476     }
477     return basis;
478 }
479
480 size_t
481 json_hash(const struct json *json, size_t basis)
482 {
483     switch (json->type) {
484     case JSON_OBJECT:
485         return json_hash_object(json->u.object, basis);
486
487     case JSON_ARRAY:
488         return json_hash_array(&json->u.array, basis);
489
490     case JSON_STRING:
491         return hash_string(json->u.string, basis);
492
493     case JSON_NULL:
494     case JSON_FALSE:
495     case JSON_TRUE:
496         return hash_int(json->type << 8, basis);
497
498     case JSON_INTEGER:
499         return hash_int(json->u.integer, basis);
500
501     case JSON_REAL:
502         return hash_double(json->u.real, basis);
503
504     case JSON_N_TYPES:
505     default:
506         NOT_REACHED();
507     }
508 }
509
510 static bool
511 json_equal_object(const struct shash *a, const struct shash *b)
512 {
513     struct shash_node *a_node;
514
515     if (shash_count(a) != shash_count(b)) {
516         return false;
517     }
518
519     SHASH_FOR_EACH (a_node, a) {
520         struct shash_node *b_node = shash_find(b, a_node->name);
521         if (!b_node || !json_equal(a_node->data, b_node->data)) {
522             return false;
523         }
524     }
525
526     return true;
527 }
528
529 static bool
530 json_equal_array(const struct json_array *a, const struct json_array *b)
531 {
532     size_t i;
533
534     if (a->n != b->n) {
535         return false;
536     }
537
538     for (i = 0; i < a->n; i++) {
539         if (!json_equal(a->elems[i], b->elems[i])) {
540             return false;
541         }
542     }
543
544     return true;
545 }
546
547 bool
548 json_equal(const struct json *a, const struct json *b)
549 {
550     if (a->type != b->type) {
551         return false;
552     }
553
554     switch (a->type) {
555     case JSON_OBJECT:
556         return json_equal_object(a->u.object, b->u.object);
557
558     case JSON_ARRAY:
559         return json_equal_array(&a->u.array, &b->u.array);
560
561     case JSON_STRING:
562         return !strcmp(a->u.string, b->u.string);
563
564     case JSON_NULL:
565     case JSON_FALSE:
566     case JSON_TRUE:
567         return true;
568
569     case JSON_INTEGER:
570         return a->u.integer == b->u.integer;
571
572     case JSON_REAL:
573         return a->u.real == b->u.real;
574
575     case JSON_N_TYPES:
576     default:
577         NOT_REACHED();
578     }
579 }
580 \f
581 /* Lexical analysis. */
582
583 static void
584 json_lex_keyword(struct json_parser *p)
585 {
586     struct json_token token;
587     const char *s;
588
589     s = ds_cstr(&p->buffer);
590     if (!strcmp(s, "false")) {
591         token.type = T_FALSE;
592     } else if (!strcmp(s, "true")) {
593         token.type = T_TRUE;
594     } else if (!strcmp(s, "null")) {
595         token.type = T_NULL;
596     } else {
597         json_error(p, "invalid keyword '%s'", s);
598         return;
599     }
600     json_parser_input(p, &token);
601 }
602
603 static void
604 json_lex_number(struct json_parser *p)
605 {
606     const char *cp = ds_cstr(&p->buffer);
607     unsigned long long int significand = 0;
608     struct json_token token;
609     bool imprecise = false;
610     bool negative = false;
611     int pow10 = 0;
612
613     /* Leading minus sign. */
614     if (*cp == '-') {
615         negative = true;
616         cp++;
617     }
618
619     /* At least one integer digit, but 0 may not be used as a leading digit for
620      * a longer number. */
621     significand = 0;
622     if (*cp == '0') {
623         cp++;
624         if (isdigit(*cp)) {
625             json_error(p, "leading zeros not allowed");
626             return;
627         }
628     } else if (isdigit(*cp)) {
629         do {
630             if (significand <= ULLONG_MAX / 10) {
631                 significand = significand * 10 + (*cp - '0');
632             } else {
633                 pow10++;
634                 if (*cp != '0') {
635                     imprecise = true;
636                 }
637             }
638             cp++;
639         } while (isdigit(*cp));
640     } else {
641         json_error(p, "'-' must be followed by digit");
642         return;
643     }
644
645     /* Optional fraction. */
646     if (*cp == '.') {
647         cp++;
648         if (!isdigit(*cp)) {
649             json_error(p, "decimal point must be followed by digit");
650             return;
651         }
652         do {
653             if (significand <= ULLONG_MAX / 10) {
654                 significand = significand * 10 + (*cp - '0');
655                 pow10--;
656             } else if (*cp != '0') {
657                 imprecise = true;
658             }
659             cp++;
660         } while (isdigit(*cp));
661     }
662
663     /* Optional exponent. */
664     if (*cp == 'e' || *cp == 'E') {
665         bool negative_exponent = false;
666         int exponent;
667
668         cp++;
669         if (*cp == '+') {
670             cp++;
671         } else if (*cp == '-') {
672             negative_exponent = true;
673             cp++;
674         }
675
676         if (!isdigit(*cp)) {
677             json_error(p, "exponent must contain at least one digit");
678             return;
679         }
680
681         exponent = 0;
682         do {
683             if (exponent >= INT_MAX / 10) {
684                 json_error(p, "exponent outside valid range");
685                 return;
686             }
687             exponent = exponent * 10 + (*cp - '0');
688             cp++;
689         } while (isdigit(*cp));
690
691         if (negative_exponent) {
692             pow10 -= exponent;
693         } else {
694             pow10 += exponent;
695         }
696     }
697
698     if (*cp != '\0') {
699         json_error(p, "syntax error in number");
700         return;
701     }
702
703     /* Figure out number.
704      *
705      * We suppress negative zeros as a matter of policy. */
706     if (!significand) {
707         token.type = T_INTEGER;
708         token.u.integer = 0;
709         json_parser_input(p, &token);
710         return;
711     }
712
713     if (!imprecise) {
714         while (pow10 > 0 && significand < ULLONG_MAX / 10) {
715             significand *= 10;
716             pow10--;
717         }
718         while (pow10 < 0 && significand % 10 == 0) {
719             significand /= 10;
720             pow10++;
721         }
722         if (pow10 == 0
723             && significand <= (negative
724                                ? (unsigned long long int) LLONG_MAX + 1
725                                : LLONG_MAX)) {
726             token.type = T_INTEGER;
727             token.u.integer = negative ? -significand : significand;
728             json_parser_input(p, &token);
729             return;
730         }
731     }
732
733     token.type = T_REAL;
734     if (!str_to_double(ds_cstr(&p->buffer), &token.u.real)) {
735         json_error(p, "number outside valid range");
736         return;
737     }
738     /* Suppress negative zero. */
739     if (token.u.real == 0) {
740         token.u.real = 0;
741     }
742     json_parser_input(p, &token);
743 }
744
745 static const char *
746 json_lex_4hex(const char *cp, const char *end, int *valuep)
747 {
748     unsigned int value;
749
750     if (cp + 4 > end) {
751         return "quoted string ends within \\u escape";
752     }
753
754     value = hexits_value(cp, 4, NULL);
755     if (value == UINT_MAX) {
756         return "malformed \\u escape";
757     }
758     if (!value) {
759         return "null bytes not supported in quoted strings";
760     }
761     *valuep = value;
762     return NULL;
763 }
764
765 static const char *
766 json_lex_unicode(const char *cp, const char *end, struct ds *out)
767 {
768     const char *error;
769     int c0, c1;
770
771     error = json_lex_4hex(cp, end, &c0);
772     if (error) {
773         ds_clear(out);
774         ds_put_cstr(out, error);
775         return NULL;
776     }
777     cp += 4;
778     if (!uc_is_leading_surrogate(c0)) {
779         ds_put_utf8(out, c0);
780         return cp;
781     }
782
783     if (cp + 2 > end || *cp++ != '\\' || *cp++ != 'u') {
784         ds_clear(out);
785         ds_put_cstr(out, "malformed escaped surrogate pair");
786         return NULL;
787     }
788
789     error = json_lex_4hex(cp, end, &c1);
790     if (error) {
791         ds_clear(out);
792         ds_put_cstr(out, error);
793         return NULL;
794     }
795     cp += 4;
796     if (!uc_is_trailing_surrogate(c1)) {
797         ds_clear(out);
798         ds_put_cstr(out, "second half of escaped surrogate pair is not "
799                     "trailing surrogate");
800         return NULL;
801     }
802
803     ds_put_utf8(out, utf16_decode_surrogate_pair(c0, c1));
804     return cp;
805 }
806
807 bool
808 json_string_unescape(const char *in, size_t in_len, char **outp)
809 {
810     const char *end = in + in_len;
811     bool ok = false;
812     struct ds out;
813
814     ds_init(&out);
815     ds_reserve(&out, in_len);
816     if (in_len > 0 && in[in_len - 1] == '\\') {
817         ds_put_cstr(&out, "quoted string may not end with backslash");
818         goto exit;
819     }
820     while (in < end) {
821         if (*in == '"') {
822             ds_clear(&out);
823             ds_put_cstr(&out, "quoted string may not include unescaped \"");
824             goto exit;
825         }
826         if (*in != '\\') {
827             ds_put_char(&out, *in++);
828             continue;
829         }
830
831         in++;
832         switch (*in++) {
833         case '"': case '\\': case '/':
834             ds_put_char(&out, in[-1]);
835             break;
836
837         case 'b':
838             ds_put_char(&out, '\b');
839             break;
840
841         case 'f':
842             ds_put_char(&out, '\f');
843             break;
844
845         case 'n':
846             ds_put_char(&out, '\n');
847             break;
848
849         case 'r':
850             ds_put_char(&out, '\r');
851             break;
852
853         case 't':
854             ds_put_char(&out, '\t');
855             break;
856
857         case 'u':
858             in = json_lex_unicode(in, end, &out);
859             if (!in) {
860                 goto exit;
861             }
862             break;
863
864         default:
865             ds_clear(&out);
866             ds_put_format(&out, "bad escape \\%c", in[-1]);
867             goto exit;
868         }
869     }
870     ok = true;
871
872 exit:
873     *outp = ds_cstr(&out);
874     return ok;
875 }
876
877 static void
878 json_parser_input_string(struct json_parser *p, const char *s)
879 {
880     struct json_token token;
881
882     token.type = T_STRING;
883     token.u.string = s;
884     json_parser_input(p, &token);
885 }
886
887 static void
888 json_lex_string(struct json_parser *p)
889 {
890     const char *raw = ds_cstr(&p->buffer);
891     if (!strchr(raw, '\\')) {
892         json_parser_input_string(p, raw);
893     } else {
894         char *cooked;
895
896         if (json_string_unescape(raw, strlen(raw), &cooked)) {
897             json_parser_input_string(p, cooked);
898         } else {
899             json_error(p, "%s", cooked);
900         }
901
902         free(cooked);
903     }
904 }
905
906 static bool
907 json_lex_input(struct json_parser *p, unsigned char c)
908 {
909     struct json_token token;
910
911     switch (p->lex_state) {
912     case JSON_LEX_START:
913         switch (c) {
914         case ' ': case '\t': case '\n': case '\r':
915             /* Nothing to do. */
916             return true;
917
918         case 'a': case 'b': case 'c': case 'd': case 'e':
919         case 'f': case 'g': case 'h': case 'i': case 'j':
920         case 'k': case 'l': case 'm': case 'n': case 'o':
921         case 'p': case 'q': case 'r': case 's': case 't':
922         case 'u': case 'v': case 'w': case 'x': case 'y':
923         case 'z':
924             p->lex_state = JSON_LEX_KEYWORD;
925             break;
926
927         case '[': case '{': case ']': case '}': case ':': case ',':
928             token.type = c;
929             json_parser_input(p, &token);
930             return true;
931
932         case '-':
933         case '0': case '1': case '2': case '3': case '4':
934         case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':
935             p->lex_state = JSON_LEX_NUMBER;
936             break;
937
938         case '"':
939             p->lex_state = JSON_LEX_STRING;
940             return true;
941
942         default:
943             if (isprint(c)) {
944                 json_error(p, "invalid character '%c'", c);
945             } else {
946                 json_error(p, "invalid character U+%04x", c);
947             }
948             return true;
949         }
950         break;
951
952     case JSON_LEX_KEYWORD:
953         if (!isalpha((unsigned char) c)) {
954             json_lex_keyword(p);
955             return false;
956         }
957         break;
958
959     case JSON_LEX_NUMBER:
960         if (!strchr(".0123456789eE-+", c)) {
961             json_lex_number(p);
962             return false;
963         }
964         break;
965
966     case JSON_LEX_STRING:
967         if (c == '\\') {
968             p->lex_state = JSON_LEX_ESCAPE;
969         } else if (c == '"') {
970             json_lex_string(p);
971             return true;
972         } else if (c < 0x20) {
973             json_error(p, "U+%04X must be escaped in quoted string", c);
974             return true;
975         }
976         break;
977
978     case JSON_LEX_ESCAPE:
979         p->lex_state = JSON_LEX_STRING;
980         break;
981
982     default:
983         abort();
984     }
985     ds_put_char(&p->buffer, c);
986     return true;
987 }
988 \f
989 /* Parsing. */
990
991 /* Parses 'string' as a JSON object or array and returns a newly allocated
992  * 'struct json'.  The caller must free the returned structure with
993  * json_destroy() when it is no longer needed.
994  *
995  * 'string' must be encoded in UTF-8.
996  *
997  * If 'string' is valid JSON, then the returned 'struct json' will be either an
998  * object (JSON_OBJECT) or an array (JSON_ARRAY).
999  *
1000  * If 'string' is not valid JSON, then the returned 'struct json' will be a
1001  * string (JSON_STRING) that describes the particular error encountered during
1002  * parsing.  (This is an acceptable means of error reporting because at its top
1003  * level JSON must be either an object or an array; a bare string is not
1004  * valid.) */
1005 struct json *
1006 json_from_string(const char *string)
1007 {
1008     struct json_parser *p = json_parser_create(JSPF_TRAILER);
1009     json_parser_feed(p, string, strlen(string));
1010     return json_parser_finish(p);
1011 }
1012
1013 /* Reads the file named 'file_name', parses its contents as a JSON object or
1014  * array, and returns a newly allocated 'struct json'.  The caller must free
1015  * the returned structure with json_destroy() when it is no longer needed.
1016  *
1017  * The file must be encoded in UTF-8.
1018  *
1019  * See json_from_string() for return value semantics.
1020  */
1021 struct json *
1022 json_from_file(const char *file_name)
1023 {
1024     struct json *json;
1025     FILE *stream;
1026
1027     stream = fopen(file_name, "r");
1028     if (!stream) {
1029         return json_string_create_nocopy(
1030             xasprintf("error opening \"%s\": %s", file_name, strerror(errno)));
1031     }
1032     json = json_from_stream(stream);
1033     fclose(stream);
1034
1035     return json;
1036 }
1037
1038 /* Parses the contents of 'stream' as a JSON object or array, and returns a
1039  * newly allocated 'struct json'.  The caller must free the returned structure
1040  * with json_destroy() when it is no longer needed.
1041  *
1042  * The file must be encoded in UTF-8.
1043  *
1044  * See json_from_string() for return value semantics.
1045  */
1046 struct json *
1047 json_from_stream(FILE *stream)
1048 {
1049     struct json_parser *p;
1050     struct json *json;
1051
1052     p = json_parser_create(JSPF_TRAILER);
1053     for (;;) {
1054         char buffer[BUFSIZ];
1055         size_t n;
1056
1057         n = fread(buffer, 1, sizeof buffer, stream);
1058         if (!n || json_parser_feed(p, buffer, n) != n) {
1059             break;
1060         }
1061     }
1062     json = json_parser_finish(p);
1063
1064     if (ferror(stream)) {
1065         json_destroy(json);
1066         json = json_string_create_nocopy(
1067             xasprintf("error reading JSON stream: %s", strerror(errno)));
1068     }
1069
1070     return json;
1071 }
1072
1073 struct json_parser *
1074 json_parser_create(int flags)
1075 {
1076     struct json_parser *p = xzalloc(sizeof *p);
1077     p->flags = flags;
1078     return p;
1079 }
1080
1081 size_t
1082 json_parser_feed(struct json_parser *p, const char *input, size_t n)
1083 {
1084     size_t i;
1085     for (i = 0; !p->done && i < n; ) {
1086         if (json_lex_input(p, input[i])) {
1087             p->byte_number++;
1088             if (input[i] == '\n') {
1089                 p->column_number = 0;
1090                 p->line_number++;
1091             } else {
1092                 p->column_number++;
1093             }
1094             i++;
1095         }
1096     }
1097     return i;
1098 }
1099
1100 bool
1101 json_parser_is_done(const struct json_parser *p)
1102 {
1103     return p->done;
1104 }
1105
1106 struct json *
1107 json_parser_finish(struct json_parser *p)
1108 {
1109     struct json *json;
1110
1111     switch (p->lex_state) {
1112     case JSON_LEX_START:
1113         break;
1114
1115     case JSON_LEX_STRING:
1116     case JSON_LEX_ESCAPE:
1117         json_error(p, "unexpected end of input in quoted string");
1118         break;
1119
1120     case JSON_LEX_NUMBER:
1121     case JSON_LEX_KEYWORD:
1122         json_lex_input(p, ' ');
1123         break;
1124     }
1125
1126     if (p->parse_state == JSON_PARSE_START) {
1127         json_error(p, "empty input stream");
1128     } else if (p->parse_state != JSON_PARSE_END) {
1129         json_error(p, "unexpected end of input");
1130     }
1131
1132     if (!p->error) {
1133         assert(p->height == 1);
1134         assert(p->stack[0].json != NULL);
1135         json = p->stack[--p->height].json;
1136     } else {
1137         json = json_string_create_nocopy(p->error);
1138         p->error = NULL;
1139     }
1140
1141     json_parser_abort(p);
1142
1143     return json;
1144 }
1145
1146 void
1147 json_parser_abort(struct json_parser *p)
1148 {
1149     if (p) {
1150         ds_destroy(&p->buffer);
1151         if (p->height) {
1152             json_destroy(p->stack[0].json);
1153         }
1154         free(p->stack);
1155         free(p->member_name);
1156         free(p->error);
1157         free(p);
1158     }
1159 }
1160
1161 static struct json_parser_node *
1162 json_parser_top(struct json_parser *p)
1163 {
1164     return &p->stack[p->height - 1];
1165 }
1166
1167 static void
1168 json_parser_put_value(struct json_parser *p, struct json *value)
1169 {
1170     struct json_parser_node *node = json_parser_top(p);
1171     if (node->json->type == JSON_OBJECT) {
1172         json_object_put(node->json, p->member_name, value);
1173         free(p->member_name);
1174         p->member_name = NULL;
1175     } else if (node->json->type == JSON_ARRAY) {
1176         json_array_add(node->json, value);
1177     } else {
1178         NOT_REACHED();
1179     }
1180 }
1181
1182 static void
1183 json_parser_push(struct json_parser *p,
1184                  struct json *new_json, enum json_parse_state new_state)
1185 {
1186     if (p->height < JSON_MAX_HEIGHT) {
1187         struct json_parser_node *node;
1188
1189         if (p->height >= p->allocated_height) {
1190             p->stack = x2nrealloc(p->stack, &p->allocated_height,
1191                                   sizeof *p->stack);
1192         }
1193
1194         if (p->height > 0) {
1195             json_parser_put_value(p, new_json);
1196         }
1197
1198         node = &p->stack[p->height++];
1199         node->json = new_json;
1200         p->parse_state = new_state;
1201     } else {
1202         json_destroy(new_json);
1203         json_error(p, "input exceeds maximum nesting depth %d",
1204                    JSON_MAX_HEIGHT);
1205     }
1206 }
1207
1208 static void
1209 json_parser_push_object(struct json_parser *p)
1210 {
1211     json_parser_push(p, json_object_create(), JSON_PARSE_OBJECT_INIT);
1212 }
1213
1214 static void
1215 json_parser_push_array(struct json_parser *p)
1216 {
1217     json_parser_push(p, json_array_create_empty(), JSON_PARSE_ARRAY_INIT);
1218 }
1219
1220 static void
1221 json_parse_value(struct json_parser *p, struct json_token *token,
1222                  enum json_parse_state next_state)
1223 {
1224     struct json *value;
1225
1226     switch (token->type) {
1227     case T_FALSE:
1228         value = json_boolean_create(false);
1229         break;
1230
1231     case T_NULL:
1232         value = json_null_create();
1233         break;
1234
1235     case T_TRUE:
1236         value = json_boolean_create(true);
1237         break;
1238
1239     case '{':
1240         json_parser_push_object(p);
1241         return;
1242
1243     case '[':
1244         json_parser_push_array(p);
1245         return;
1246
1247     case T_INTEGER:
1248         value = json_integer_create(token->u.integer);
1249         break;
1250
1251     case T_REAL:
1252         value = json_real_create(token->u.real);
1253         break;
1254
1255     case T_STRING:
1256         value = json_string_create(token->u.string);
1257         break;
1258
1259     case T_EOF:
1260     case '}':
1261     case ']':
1262     case ':':
1263     case ',':
1264     default:
1265         json_error(p, "syntax error expecting value");
1266         return;
1267     }
1268
1269     json_parser_put_value(p, value);
1270     p->parse_state = next_state;
1271 }
1272
1273 static void
1274 json_parser_pop(struct json_parser *p)
1275 {
1276     struct json_parser_node *node;
1277
1278     /* Conserve memory. */
1279     node = json_parser_top(p);
1280     if (node->json->type == JSON_ARRAY) {
1281         json_array_trim(node->json);
1282     }
1283
1284     /* Pop off the top-of-stack. */
1285     if (p->height == 1) {
1286         p->parse_state = JSON_PARSE_END;
1287         if (!(p->flags & JSPF_TRAILER)) {
1288             p->done = true;
1289         }
1290     } else {
1291         p->height--;
1292         node = json_parser_top(p);
1293         if (node->json->type == JSON_ARRAY) {
1294             p->parse_state = JSON_PARSE_ARRAY_NEXT;
1295         } else if (node->json->type == JSON_OBJECT) {
1296             p->parse_state = JSON_PARSE_OBJECT_NEXT;
1297         } else {
1298             NOT_REACHED();
1299         }
1300     }
1301 }
1302
1303 static void
1304 json_parser_input(struct json_parser *p, struct json_token *token)
1305 {
1306     switch (p->parse_state) {
1307     case JSON_PARSE_START:
1308         if (token->type == '{') {
1309             json_parser_push_object(p);
1310         } else if (token->type == '[') {
1311             json_parser_push_array(p);
1312         } else {
1313             json_error(p, "syntax error at beginning of input");
1314         }
1315         break;
1316
1317     case JSON_PARSE_END:
1318         json_error(p, "trailing garbage at end of input");
1319         break;
1320
1321     case JSON_PARSE_OBJECT_INIT:
1322         if (token->type == '}') {
1323             json_parser_pop(p);
1324             break;
1325         }
1326         /* Fall through. */
1327     case JSON_PARSE_OBJECT_NAME:
1328         if (token->type == T_STRING) {
1329             p->member_name = xstrdup(token->u.string);
1330             p->parse_state = JSON_PARSE_OBJECT_COLON;
1331         } else {
1332             json_error(p, "syntax error parsing object expecting string");
1333         }
1334         break;
1335
1336     case JSON_PARSE_OBJECT_COLON:
1337         if (token->type == ':') {
1338             p->parse_state = JSON_PARSE_OBJECT_VALUE;
1339         } else {
1340             json_error(p, "syntax error parsing object expecting ':'");
1341         }
1342         break;
1343
1344     case JSON_PARSE_OBJECT_VALUE:
1345         json_parse_value(p, token, JSON_PARSE_OBJECT_NEXT);
1346         break;
1347
1348     case JSON_PARSE_OBJECT_NEXT:
1349         if (token->type == ',') {
1350             p->parse_state = JSON_PARSE_OBJECT_NAME;
1351         } else if (token->type == '}') {
1352             json_parser_pop(p);
1353         } else {
1354             json_error(p, "syntax error expecting '}' or ','");
1355         }
1356         break;
1357
1358     case JSON_PARSE_ARRAY_INIT:
1359         if (token->type == ']') {
1360             json_parser_pop(p);
1361             break;
1362         }
1363         /* Fall through. */
1364     case JSON_PARSE_ARRAY_VALUE:
1365         json_parse_value(p, token, JSON_PARSE_ARRAY_NEXT);
1366         break;
1367
1368     case JSON_PARSE_ARRAY_NEXT:
1369         if (token->type == ',') {
1370             p->parse_state = JSON_PARSE_ARRAY_VALUE;
1371         } else if (token->type == ']') {
1372             json_parser_pop(p);
1373         } else {
1374             json_error(p, "syntax error expecting ']' or ','");
1375         }
1376         break;
1377
1378     default:
1379         abort();
1380     }
1381
1382     p->lex_state = JSON_LEX_START;
1383     ds_clear(&p->buffer);
1384 }
1385
1386 static struct json *
1387 json_create(enum json_type type)
1388 {
1389     struct json *json = xmalloc(sizeof *json);
1390     json->type = type;
1391     return json;
1392 }
1393
1394 static void
1395 json_error(struct json_parser *p, const char *format, ...)
1396 {
1397     if (!p->error) {
1398         struct ds msg;
1399         va_list args;
1400
1401         ds_init(&msg);
1402         ds_put_format(&msg, "line %d, column %d, byte %d: ",
1403                       p->line_number, p->column_number, p->byte_number);
1404         va_start(args, format);
1405         ds_put_format_valist(&msg, format, args);
1406         va_end(args);
1407
1408         p->error = ds_steal_cstr(&msg);
1409
1410         p->done = true;
1411     }
1412 }
1413 \f
1414 #define SPACES_PER_LEVEL 2
1415
1416 struct json_serializer {
1417     struct ds *ds;
1418     int depth;
1419     int flags;
1420 };
1421
1422 static void json_serialize(const struct json *, struct json_serializer *);
1423 static void json_serialize_object(const struct shash *object,
1424                                   struct json_serializer *);
1425 static void json_serialize_array(const struct json_array *,
1426                                  struct json_serializer *);
1427 static void json_serialize_string(const char *, struct ds *);
1428
1429 /* Converts 'json' to a string in JSON format, encoded in UTF-8, and returns
1430  * that string.  The caller is responsible for freeing the returned string,
1431  * with free(), when it is no longer needed.
1432  *
1433  * If 'flags' contains JSSF_PRETTY, the output is pretty-printed with each
1434  * nesting level introducing an additional indentation.  Otherwise, the
1435  * returned string does not contain any new-line characters.
1436  *
1437  * If 'flags' contains JSSF_SORT, members of objects in the output are sorted
1438  * in bytewise lexicographic order for reproducibility.  Otherwise, members of
1439  * objects are output in an indeterminate order.
1440  *
1441  * The returned string is valid JSON only if 'json' represents an array or an
1442  * object, since a bare literal does not satisfy the JSON grammar. */
1443 char *
1444 json_to_string(const struct json *json, int flags)
1445 {
1446     struct ds ds;
1447
1448     ds_init(&ds);
1449     json_to_ds(json, flags, &ds);
1450     return ds_steal_cstr(&ds);
1451 }
1452
1453 /* Same as json_to_string(), but the output is appended to 'ds'. */
1454 void
1455 json_to_ds(const struct json *json, int flags, struct ds *ds)
1456 {
1457     struct json_serializer s;
1458
1459     s.ds = ds;
1460     s.depth = 0;
1461     s.flags = flags;
1462     json_serialize(json, &s);
1463 }
1464
1465 static void
1466 json_serialize(const struct json *json, struct json_serializer *s)
1467 {
1468     struct ds *ds = s->ds;
1469
1470     switch (json->type) {
1471     case JSON_NULL:
1472         ds_put_cstr(ds, "null");
1473         break;
1474
1475     case JSON_FALSE:
1476         ds_put_cstr(ds, "false");
1477         break;
1478
1479     case JSON_TRUE:
1480         ds_put_cstr(ds, "true");
1481         break;
1482
1483     case JSON_OBJECT:
1484         json_serialize_object(json->u.object, s);
1485         break;
1486
1487     case JSON_ARRAY:
1488         json_serialize_array(&json->u.array, s);
1489         break;
1490
1491     case JSON_INTEGER:
1492         ds_put_format(ds, "%lld", json->u.integer);
1493         break;
1494
1495     case JSON_REAL:
1496         ds_put_format(ds, "%.*g", DBL_DIG, json->u.real);
1497         break;
1498
1499     case JSON_STRING:
1500         json_serialize_string(json->u.string, ds);
1501         break;
1502
1503     case JSON_N_TYPES:
1504     default:
1505         NOT_REACHED();
1506     }
1507 }
1508
1509 static void
1510 indent_line(struct json_serializer *s)
1511 {
1512     if (s->flags & JSSF_PRETTY) {
1513         ds_put_char(s->ds, '\n');
1514         ds_put_char_multiple(s->ds, ' ', SPACES_PER_LEVEL * s->depth);
1515     }
1516 }
1517
1518 static void
1519 json_serialize_object_member(size_t i, const struct shash_node *node,
1520                              struct json_serializer *s)
1521 {
1522     struct ds *ds = s->ds;
1523
1524     if (i) {
1525         ds_put_char(ds, ',');
1526         indent_line(s);
1527     }
1528
1529     json_serialize_string(node->name, ds);
1530     ds_put_char(ds, ':');
1531     if (s->flags & JSSF_PRETTY) {
1532         ds_put_char(ds, ' ');
1533     }
1534     json_serialize(node->data, s);
1535 }
1536
1537 static void
1538 json_serialize_object(const struct shash *object, struct json_serializer *s)
1539 {
1540     struct ds *ds = s->ds;
1541
1542     ds_put_char(ds, '{');
1543
1544     s->depth++;
1545     indent_line(s);
1546
1547     if (s->flags & JSSF_SORT) {
1548         const struct shash_node **nodes;
1549         size_t n, i;
1550
1551         nodes = shash_sort(object);
1552         n = shash_count(object);
1553         for (i = 0; i < n; i++) {
1554             json_serialize_object_member(i, nodes[i], s);
1555         }
1556         free(nodes);
1557     } else {
1558         struct shash_node *node;
1559         size_t i;
1560
1561         i = 0;
1562         SHASH_FOR_EACH (node, object) {
1563             json_serialize_object_member(i++, node, s);
1564         }
1565     }
1566
1567     ds_put_char(ds, '}');
1568     s->depth--;
1569 }
1570
1571 static void
1572 json_serialize_array(const struct json_array *array, struct json_serializer *s)
1573 {
1574     struct ds *ds = s->ds;
1575     size_t i;
1576
1577     ds_put_char(ds, '[');
1578     s->depth++;
1579
1580     if (array->n > 0) {
1581         indent_line(s);
1582
1583         for (i = 0; i < array->n; i++) {
1584             if (i) {
1585                 ds_put_char(ds, ',');
1586                 indent_line(s);
1587             }
1588             json_serialize(array->elems[i], s);
1589         }
1590     }
1591
1592     s->depth--;
1593     ds_put_char(ds, ']');
1594 }
1595
1596 static void
1597 json_serialize_string(const char *string, struct ds *ds)
1598 {
1599     uint8_t c;
1600
1601     ds_put_char(ds, '"');
1602     while ((c = *string++) != '\0') {
1603         switch (c) {
1604         case '"':
1605             ds_put_cstr(ds, "\\\"");
1606             break;
1607
1608         case '\\':
1609             ds_put_cstr(ds, "\\\\");
1610             break;
1611
1612         case '\b':
1613             ds_put_cstr(ds, "\\b");
1614             break;
1615
1616         case '\f':
1617             ds_put_cstr(ds, "\\f");
1618             break;
1619
1620         case '\n':
1621             ds_put_cstr(ds, "\\n");
1622             break;
1623
1624         case '\r':
1625             ds_put_cstr(ds, "\\r");
1626             break;
1627
1628         case '\t':
1629             ds_put_cstr(ds, "\\t");
1630             break;
1631
1632         default:
1633             if (c >= 32) {
1634                 ds_put_char(ds, c);
1635             } else {
1636                 ds_put_format(ds, "\\u%04x", c);
1637             }
1638             break;
1639         }
1640     }
1641     ds_put_char(ds, '"');
1642 }