3843bf3905513b57da62efdc4c46a543f287620e
[pcsx_rearmed.git] / deps / libchdr / deps / zstd-1.5.5 / doc / zstd_compression_format.md
1 Zstandard Compression Format
2 ============================
3
4 ### Notices
5
6 Copyright (c) Meta Platforms, Inc. and affiliates.
7
8 Permission is granted to copy and distribute this document
9 for any purpose and without charge,
10 including translations into other languages
11 and incorporation into compilations,
12 provided that the copyright notice and this notice are preserved,
13 and that any substantive changes or deletions from the original
14 are clearly marked.
15 Distribution of this document is unlimited.
16
17 ### Version
18
19 0.3.9 (2023-03-08)
20
21
22 Introduction
23 ------------
24
25 The purpose of this document is to define a lossless compressed data format,
26 that is independent of CPU type, operating system,
27 file system and character set, suitable for
28 file compression, pipe and streaming compression,
29 using the [Zstandard algorithm](https://facebook.github.io/zstd/).
30 The text of the specification assumes a basic background in programming
31 at the level of bits and other primitive data representations.
32
33 The data can be produced or consumed,
34 even for an arbitrarily long sequentially presented input data stream,
35 using only an a priori bounded amount of intermediate storage,
36 and hence can be used in data communications.
37 The format uses the Zstandard compression method,
38 and optional [xxHash-64 checksum method](https://cyan4973.github.io/xxHash/),
39 for detection of data corruption.
40
41 The data format defined by this specification
42 does not attempt to allow random access to compressed data.
43
44 Unless otherwise indicated below,
45 a compliant compressor must produce data sets
46 that conform to the specifications presented here.
47 It doesn’t need to support all options though.
48
49 A compliant decompressor must be able to decompress
50 at least one working set of parameters
51 that conforms to the specifications presented here.
52 It may also ignore informative fields, such as checksum.
53 Whenever it does not support a parameter defined in the compressed stream,
54 it must produce a non-ambiguous error code and associated error message
55 explaining which parameter is unsupported.
56
57 This specification is intended for use by implementers of software
58 to compress data into Zstandard format and/or decompress data from Zstandard format.
59 The Zstandard format is supported by an open source reference implementation,
60 written in portable C, and available at : https://github.com/facebook/zstd .
61
62
63 ### Overall conventions
64 In this document:
65 - square brackets i.e. `[` and `]` are used to indicate optional fields or parameters.
66 - the naming convention for identifiers is `Mixed_Case_With_Underscores`
67
68 ### Definitions
69 Content compressed by Zstandard is transformed into a Zstandard __frame__.
70 Multiple frames can be appended into a single file or stream.
71 A frame is completely independent, has a defined beginning and end,
72 and a set of parameters which tells the decoder how to decompress it.
73
74 A frame encapsulates one or multiple __blocks__.
75 Each block contains arbitrary content, which is described by its header,
76 and has a guaranteed maximum content size, which depends on frame parameters.
77 Unlike frames, each block depends on previous blocks for proper decoding.
78 However, each block can be decompressed without waiting for its successor,
79 allowing streaming operations.
80
81 Overview
82 ---------
83 - [Frames](#frames)
84   - [Zstandard frames](#zstandard-frames)
85     - [Blocks](#blocks)
86       - [Literals Section](#literals-section)
87       - [Sequences Section](#sequences-section)
88       - [Sequence Execution](#sequence-execution)
89   - [Skippable frames](#skippable-frames)
90 - [Entropy Encoding](#entropy-encoding)
91   - [FSE](#fse)
92   - [Huffman Coding](#huffman-coding)
93 - [Dictionary Format](#dictionary-format)
94
95 Frames
96 ------
97 Zstandard compressed data is made of one or more __frames__.
98 Each frame is independent and can be decompressed independently of other frames.
99 The decompressed content of multiple concatenated frames is the concatenation of
100 each frame decompressed content.
101
102 There are two frame formats defined by Zstandard:
103   Zstandard frames and Skippable frames.
104 Zstandard frames contain compressed data, while
105 skippable frames contain custom user metadata.
106
107 ## Zstandard frames
108 The structure of a single Zstandard frame is following:
109
110 | `Magic_Number` | `Frame_Header` |`Data_Block`| [More data blocks] | [`Content_Checksum`] |
111 |:--------------:|:--------------:|:----------:| ------------------ |:--------------------:|
112 |  4 bytes       |  2-14 bytes    |  n bytes   |                    |     0-4 bytes        |
113
114 __`Magic_Number`__
115
116 4 Bytes, __little-endian__ format.
117 Value : 0xFD2FB528
118 Note: This value was selected to be less probable to find at the beginning of some random file.
119 It avoids trivial patterns (0x00, 0xFF, repeated bytes, increasing bytes, etc.),
120 contains byte values outside of ASCII range,
121 and doesn't map into UTF8 space.
122 It reduces the chances that a text file represent this value by accident.
123
124 __`Frame_Header`__
125
126 2 to 14 Bytes, detailed in [`Frame_Header`](#frame_header).
127
128 __`Data_Block`__
129
130 Detailed in [`Blocks`](#blocks).
131 That’s where compressed data is stored.
132
133 __`Content_Checksum`__
134
135 An optional 32-bit checksum, only present if `Content_Checksum_flag` is set.
136 The content checksum is the result
137 of [xxh64() hash function](https://cyan4973.github.io/xxHash/)
138 digesting the original (decoded) data as input, and a seed of zero.
139 The low 4 bytes of the checksum are stored in __little-endian__ format.
140
141 ### `Frame_Header`
142
143 The `Frame_Header` has a variable size, with a minimum of 2 bytes,
144 and up to 14 bytes depending on optional parameters.
145 The structure of `Frame_Header` is following:
146
147 | `Frame_Header_Descriptor` | [`Window_Descriptor`] | [`Dictionary_ID`] | [`Frame_Content_Size`] |
148 | ------------------------- | --------------------- | ----------------- | ---------------------- |
149 | 1 byte                    | 0-1 byte              | 0-4 bytes         | 0-8 bytes              |
150
151 #### `Frame_Header_Descriptor`
152
153 The first header's byte is called the `Frame_Header_Descriptor`.
154 It describes which other fields are present.
155 Decoding this byte is enough to tell the size of `Frame_Header`.
156
157 | Bit number | Field name                |
158 | ---------- | ----------                |
159 | 7-6        | `Frame_Content_Size_flag` |
160 | 5          | `Single_Segment_flag`     |
161 | 4          | `Unused_bit`              |
162 | 3          | `Reserved_bit`            |
163 | 2          | `Content_Checksum_flag`   |
164 | 1-0        | `Dictionary_ID_flag`      |
165
166 In this table, bit 7 is the highest bit, while bit 0 is the lowest one.
167
168 __`Frame_Content_Size_flag`__
169
170 This is a 2-bits flag (`= Frame_Header_Descriptor >> 6`),
171 specifying if `Frame_Content_Size` (the decompressed data size)
172 is provided within the header.
173 `Flag_Value` provides `FCS_Field_Size`,
174 which is the number of bytes used by `Frame_Content_Size`
175 according to the following table:
176
177 |  `Flag_Value`  |    0   |  1  |  2  |  3  |
178 | -------------- | ------ | --- | --- | --- |
179 |`FCS_Field_Size`| 0 or 1 |  2  |  4  |  8  |
180
181 When `Flag_Value` is `0`, `FCS_Field_Size` depends on `Single_Segment_flag` :
182 if `Single_Segment_flag` is set, `FCS_Field_Size` is 1.
183 Otherwise, `FCS_Field_Size` is 0 : `Frame_Content_Size` is not provided.
184
185 __`Single_Segment_flag`__
186
187 If this flag is set,
188 data must be regenerated within a single continuous memory segment.
189
190 In this case, `Window_Descriptor` byte is skipped,
191 but `Frame_Content_Size` is necessarily present.
192 As a consequence, the decoder must allocate a memory segment
193 of size equal or larger than `Frame_Content_Size`.
194
195 In order to preserve the decoder from unreasonable memory requirements,
196 a decoder is allowed to reject a compressed frame
197 which requests a memory size beyond decoder's authorized range.
198
199 For broader compatibility, decoders are recommended to support
200 memory sizes of at least 8 MB.
201 This is only a recommendation,
202 each decoder is free to support higher or lower limits,
203 depending on local limitations.
204
205 __`Unused_bit`__
206
207 A decoder compliant with this specification version shall not interpret this bit.
208 It might be used in any future version,
209 to signal a property which is transparent to properly decode the frame.
210 An encoder compliant with this specification version must set this bit to zero.
211
212 __`Reserved_bit`__
213
214 This bit is reserved for some future feature.
215 Its value _must be zero_.
216 A decoder compliant with this specification version must ensure it is not set.
217 This bit may be used in a future revision,
218 to signal a feature that must be interpreted to decode the frame correctly.
219
220 __`Content_Checksum_flag`__
221
222 If this flag is set, a 32-bits `Content_Checksum` will be present at frame's end.
223 See `Content_Checksum` paragraph.
224
225 __`Dictionary_ID_flag`__
226
227 This is a 2-bits flag (`= FHD & 3`),
228 telling if a dictionary ID is provided within the header.
229 It also specifies the size of this field as `DID_Field_Size`.
230
231 |`Flag_Value`    |  0  |  1  |  2  |  3  |
232 | -------------- | --- | --- | --- | --- |
233 |`DID_Field_Size`|  0  |  1  |  2  |  4  |
234
235 #### `Window_Descriptor`
236
237 Provides guarantees on minimum memory buffer required to decompress a frame.
238 This information is important for decoders to allocate enough memory.
239
240 The `Window_Descriptor` byte is optional.
241 When `Single_Segment_flag` is set, `Window_Descriptor` is not present.
242 In this case, `Window_Size` is `Frame_Content_Size`,
243 which can be any value from 0 to 2^64-1 bytes (16 ExaBytes).
244
245 | Bit numbers |     7-3    |     2-0    |
246 | ----------- | ---------- | ---------- |
247 | Field name  | `Exponent` | `Mantissa` |
248
249 The minimum memory buffer size is called `Window_Size`.
250 It is described by the following formulas :
251 ```
252 windowLog = 10 + Exponent;
253 windowBase = 1 << windowLog;
254 windowAdd = (windowBase / 8) * Mantissa;
255 Window_Size = windowBase + windowAdd;
256 ```
257 The minimum `Window_Size` is 1 KB.
258 The maximum `Window_Size` is `(1<<41) + 7*(1<<38)` bytes, which is 3.75 TB.
259
260 In general, larger `Window_Size` tend to improve compression ratio,
261 but at the cost of memory usage.
262
263 To properly decode compressed data,
264 a decoder will need to allocate a buffer of at least `Window_Size` bytes.
265
266 In order to preserve decoder from unreasonable memory requirements,
267 a decoder is allowed to reject a compressed frame
268 which requests a memory size beyond decoder's authorized range.
269
270 For improved interoperability,
271 it's recommended for decoders to support `Window_Size` of up to 8 MB,
272 and it's recommended for encoders to not generate frame requiring `Window_Size` larger than 8 MB.
273 It's merely a recommendation though,
274 decoders are free to support larger or lower limits,
275 depending on local limitations.
276
277 #### `Dictionary_ID`
278
279 This is a variable size field, which contains
280 the ID of the dictionary required to properly decode the frame.
281 `Dictionary_ID` field is optional. When it's not present,
282 it's up to the decoder to know which dictionary to use.
283
284 `Dictionary_ID` field size is provided by `DID_Field_Size`.
285 `DID_Field_Size` is directly derived from value of `Dictionary_ID_flag`.
286 1 byte can represent an ID 0-255.
287 2 bytes can represent an ID 0-65535.
288 4 bytes can represent an ID 0-4294967295.
289 Format is __little-endian__.
290
291 It's allowed to represent a small ID (for example `13`)
292 with a large 4-bytes dictionary ID, even if it is less efficient.
293
294 A value of `0` has same meaning as no `Dictionary_ID`,
295 in which case the frame may or may not need a dictionary to be decoded,
296 and the ID of such a dictionary is not specified.
297 The decoder must know this information by other means.
298
299 #### `Frame_Content_Size`
300
301 This is the original (uncompressed) size. This information is optional.
302 `Frame_Content_Size` uses a variable number of bytes, provided by `FCS_Field_Size`.
303 `FCS_Field_Size` is provided by the value of `Frame_Content_Size_flag`.
304 `FCS_Field_Size` can be equal to 0 (not present), 1, 2, 4 or 8 bytes.
305
306 | `FCS_Field_Size` |    Range   |
307 | ---------------- | ---------- |
308 |        0         |   unknown  |
309 |        1         |   0 - 255  |
310 |        2         | 256 - 65791|
311 |        4         | 0 - 2^32-1 |
312 |        8         | 0 - 2^64-1 |
313
314 `Frame_Content_Size` format is __little-endian__.
315 When `FCS_Field_Size` is 1, 4 or 8 bytes, the value is read directly.
316 When `FCS_Field_Size` is 2, _the offset of 256 is added_.
317 It's allowed to represent a small size (for example `18`) using any compatible variant.
318
319
320 Blocks
321 -------
322
323 After `Magic_Number` and `Frame_Header`, there are some number of blocks.
324 Each frame must have at least one block,
325 but there is no upper limit on the number of blocks per frame.
326
327 The structure of a block is as follows:
328
329 | `Block_Header` | `Block_Content` |
330 |:--------------:|:---------------:|
331 |    3 bytes     |     n bytes     |
332
333 __`Block_Header`__
334
335 `Block_Header` uses 3 bytes, written using __little-endian__ convention.
336 It contains 3 fields :
337
338 | `Last_Block` | `Block_Type` | `Block_Size` |
339 |:------------:|:------------:|:------------:|
340 |    bit 0     |  bits 1-2    |  bits 3-23   |
341
342 __`Last_Block`__
343
344 The lowest bit signals if this block is the last one.
345 The frame will end after this last block.
346 It may be followed by an optional `Content_Checksum`
347 (see [Zstandard Frames](#zstandard-frames)).
348
349 __`Block_Type`__
350
351 The next 2 bits represent the `Block_Type`.
352 `Block_Type` influences the meaning of `Block_Size`.
353 There are 4 block types :
354
355 |    Value     |      0      |      1      |         2          |     3     |
356 | ------------ | ----------- | ----------- | ------------------ | --------- |
357 | `Block_Type` | `Raw_Block` | `RLE_Block` | `Compressed_Block` | `Reserved`|
358
359 - `Raw_Block` - this is an uncompressed block.
360   `Block_Content` contains `Block_Size` bytes.
361
362 - `RLE_Block` - this is a single byte, repeated `Block_Size` times.
363   `Block_Content` consists of a single byte.
364   On the decompression side, this byte must be repeated `Block_Size` times.
365
366 - `Compressed_Block` - this is a [Zstandard compressed block](#compressed-blocks),
367   explained later on.
368   `Block_Size` is the length of `Block_Content`, the compressed data.
369   The decompressed size is not known,
370   but its maximum possible value is guaranteed (see below)
371
372 - `Reserved` - this is not a block.
373   This value cannot be used with current version of this specification.
374   If such a value is present, it is considered corrupted data.
375
376 __`Block_Size`__
377
378 The upper 21 bits of `Block_Header` represent the `Block_Size`.
379
380 When `Block_Type` is `Compressed_Block` or `Raw_Block`,
381 `Block_Size` is the size of `Block_Content` (hence excluding `Block_Header`).
382
383 When `Block_Type` is `RLE_Block`, since `Block_Content`’s size is always 1,
384 `Block_Size` represents the number of times this byte must be repeated.
385
386 `Block_Size` is limited by `Block_Maximum_Size` (see below).
387
388 __`Block_Content`__ and __`Block_Maximum_Size`__
389
390 The size of `Block_Content` is limited by `Block_Maximum_Size`,
391 which is the smallest of:
392 -  `Window_Size`
393 -  128 KB
394
395 `Block_Maximum_Size` is constant for a given frame.
396 This maximum is applicable to both the decompressed size
397 and the compressed size of any block in the frame.
398
399 The reasoning for this limit is that a decoder can read this information
400 at the beginning of a frame and use it to allocate buffers.
401 The guarantees on the size of blocks ensure that
402 the buffers will be large enough for any following block of the valid frame.
403
404
405 Compressed Blocks
406 -----------------
407 To decompress a compressed block, the compressed size must be provided
408 from `Block_Size` field within `Block_Header`.
409
410 A compressed block consists of 2 sections :
411 - [Literals Section](#literals-section)
412 - [Sequences Section](#sequences-section)
413
414 The results of the two sections are then combined to produce the decompressed
415 data in [Sequence Execution](#sequence-execution)
416
417 #### Prerequisites
418 To decode a compressed block, the following elements are necessary :
419 - Previous decoded data, up to a distance of `Window_Size`,
420   or beginning of the Frame, whichever is smaller.
421 - List of "recent offsets" from previous `Compressed_Block`.
422 - The previous Huffman tree, required by `Treeless_Literals_Block` type
423 - Previous FSE decoding tables, required by `Repeat_Mode`
424   for each symbol type (literals lengths, match lengths, offsets)
425
426 Note that decoding tables aren't always from the previous `Compressed_Block`.
427
428 - Every decoding table can come from a dictionary.
429 - The Huffman tree comes from the previous `Compressed_Literals_Block`.
430
431 Literals Section
432 ----------------
433 All literals are regrouped in the first part of the block.
434 They can be decoded first, and then copied during [Sequence Execution],
435 or they can be decoded on the flow during [Sequence Execution].
436
437 Literals can be stored uncompressed or compressed using Huffman prefix codes.
438 When compressed, a tree description may optionally be present,
439 followed by 1 or 4 streams.
440
441 | `Literals_Section_Header` | [`Huffman_Tree_Description`] | [jumpTable] | Stream1 | [Stream2] | [Stream3] | [Stream4] |
442 | ------------------------- | ---------------------------- | ----------- | ------- | --------- | --------- | --------- |
443
444
445 ### `Literals_Section_Header`
446
447 Header is in charge of describing how literals are packed.
448 It's a byte-aligned variable-size bitfield, ranging from 1 to 5 bytes,
449 using __little-endian__ convention.
450
451 | `Literals_Block_Type` | `Size_Format` | `Regenerated_Size` | [`Compressed_Size`] |
452 | --------------------- | ------------- | ------------------ | ------------------- |
453 |       2 bits          |  1 - 2 bits   |    5 - 20 bits     |     0 - 18 bits     |
454
455 In this representation, bits on the left are the lowest bits.
456
457 __`Literals_Block_Type`__
458
459 This field uses 2 lowest bits of first byte, describing 4 different block types :
460
461 | `Literals_Block_Type`       | Value |
462 | --------------------------- | ----- |
463 | `Raw_Literals_Block`        |   0   |
464 | `RLE_Literals_Block`        |   1   |
465 | `Compressed_Literals_Block` |   2   |
466 | `Treeless_Literals_Block`   |   3   |
467
468 - `Raw_Literals_Block` - Literals are stored uncompressed.
469 - `RLE_Literals_Block` - Literals consist of a single byte value
470         repeated `Regenerated_Size` times.
471 - `Compressed_Literals_Block` - This is a standard Huffman-compressed block,
472         starting with a Huffman tree description.
473         In this mode, there are at least 2 different literals represented in the Huffman tree description.
474         See details below.
475 - `Treeless_Literals_Block` - This is a Huffman-compressed block,
476         using Huffman tree _from previous Huffman-compressed literals block_.
477         `Huffman_Tree_Description` will be skipped.
478         Note: If this mode is triggered without any previous Huffman-table in the frame
479         (or [dictionary](#dictionary-format)), this should be treated as data corruption.
480
481 __`Size_Format`__
482
483 `Size_Format` is divided into 2 families :
484
485 - For `Raw_Literals_Block` and `RLE_Literals_Block`,
486   it's only necessary to decode `Regenerated_Size`.
487   There is no `Compressed_Size` field.
488 - For `Compressed_Block` and `Treeless_Literals_Block`,
489   it's required to decode both `Compressed_Size`
490   and `Regenerated_Size` (the decompressed size).
491   It's also necessary to decode the number of streams (1 or 4).
492
493 For values spanning several bytes, convention is __little-endian__.
494
495 __`Size_Format` for `Raw_Literals_Block` and `RLE_Literals_Block`__ :
496
497 `Size_Format` uses 1 _or_ 2 bits.
498 Its value is : `Size_Format = (Literals_Section_Header[0]>>2) & 3`
499
500 - `Size_Format` == 00 or 10 : `Size_Format` uses 1 bit.
501                `Regenerated_Size` uses 5 bits (0-31).
502                `Literals_Section_Header` uses 1 byte.
503                `Regenerated_Size = Literals_Section_Header[0]>>3`
504 - `Size_Format` == 01 : `Size_Format` uses 2 bits.
505                `Regenerated_Size` uses 12 bits (0-4095).
506                `Literals_Section_Header` uses 2 bytes.
507                `Regenerated_Size = (Literals_Section_Header[0]>>4) + (Literals_Section_Header[1]<<4)`
508 - `Size_Format` == 11 : `Size_Format` uses 2 bits.
509                `Regenerated_Size` uses 20 bits (0-1048575).
510                `Literals_Section_Header` uses 3 bytes.
511                `Regenerated_Size = (Literals_Section_Header[0]>>4) + (Literals_Section_Header[1]<<4) + (Literals_Section_Header[2]<<12)`
512
513 Only Stream1 is present for these cases.
514 Note : it's allowed to represent a short value (for example `27`)
515 using a long format, even if it's less efficient.
516
517 __`Size_Format` for `Compressed_Literals_Block` and `Treeless_Literals_Block`__ :
518
519 `Size_Format` always uses 2 bits.
520
521 - `Size_Format` == 00 : _A single stream_.
522                Both `Regenerated_Size` and `Compressed_Size` use 10 bits (0-1023).
523                `Literals_Section_Header` uses 3 bytes.
524 - `Size_Format` == 01 : 4 streams.
525                Both `Regenerated_Size` and `Compressed_Size` use 10 bits (6-1023).
526                `Literals_Section_Header` uses 3 bytes.
527 - `Size_Format` == 10 : 4 streams.
528                Both `Regenerated_Size` and `Compressed_Size` use 14 bits (6-16383).
529                `Literals_Section_Header` uses 4 bytes.
530 - `Size_Format` == 11 : 4 streams.
531                Both `Regenerated_Size` and `Compressed_Size` use 18 bits (6-262143).
532                `Literals_Section_Header` uses 5 bytes.
533
534 Both `Compressed_Size` and `Regenerated_Size` fields follow __little-endian__ convention.
535 Note: `Compressed_Size` __includes__ the size of the Huffman Tree description
536 _when_ it is present.
537 Note 2: `Compressed_Size` can never be `==0`.
538 Even in single-stream scenario, assuming an empty content, it must be `>=1`,
539 since it contains at least the final end bit flag.
540 In 4-streams scenario, a valid `Compressed_Size` is necessarily `>= 10`
541 (6 bytes for the jump table, + 4x1 bytes for the 4 streams).
542
543 4 streams is faster than 1 stream in decompression speed,
544 by exploiting instruction level parallelism.
545 But it's also more expensive,
546 costing on average ~7.3 bytes more than the 1 stream mode, mostly from the jump table.
547
548 In general, use the 4 streams mode when there are more literals to decode,
549 to favor higher decompression speeds.
550 Note that beyond >1KB of literals, the 4 streams mode is compulsory.
551
552 Note that a minimum of 6 bytes is required for the 4 streams mode.
553 That's a technical minimum, but it's not recommended to employ the 4 streams mode
554 for such a small quantity, that would be wasteful.
555 A more practical lower bound would be around ~256 bytes.
556
557 #### Raw Literals Block
558 The data in Stream1 is `Regenerated_Size` bytes long,
559 it contains the raw literals data to be used during [Sequence Execution].
560
561 #### RLE Literals Block
562 Stream1 consists of a single byte which should be repeated `Regenerated_Size` times
563 to generate the decoded literals.
564
565 #### Compressed Literals Block and Treeless Literals Block
566 Both of these modes contain Huffman encoded data.
567
568 For `Treeless_Literals_Block`,
569 the Huffman table comes from previously compressed literals block,
570 or from a dictionary.
571
572
573 ### `Huffman_Tree_Description`
574 This section is only present when `Literals_Block_Type` type is `Compressed_Literals_Block` (`2`).
575 The tree describes the weights of all literals symbols that can be present in the literals block, at least 2 and up to 256.
576 The format of the Huffman tree description can be found at [Huffman Tree description](#huffman-tree-description).
577 The size of `Huffman_Tree_Description` is determined during decoding process,
578 it must be used to determine where streams begin.
579 `Total_Streams_Size = Compressed_Size - Huffman_Tree_Description_Size`.
580
581
582 ### Jump Table
583 The Jump Table is only present when there are 4 Huffman-coded streams.
584
585 Reminder : Huffman compressed data consists of either 1 or 4 streams.
586
587 If only one stream is present, it is a single bitstream occupying the entire
588 remaining portion of the literals block, encoded as described in
589 [Huffman-Coded Streams](#huffman-coded-streams).
590
591 If there are four streams, `Literals_Section_Header` only provided
592 enough information to know the decompressed and compressed sizes
593 of all four streams _combined_.
594 The decompressed size of _each_ stream is equal to `(Regenerated_Size+3)/4`,
595 except for the last stream which may be up to 3 bytes smaller,
596 to reach a total decompressed size as specified in `Regenerated_Size`.
597
598 The compressed size of each stream is provided explicitly in the Jump Table.
599 Jump Table is 6 bytes long, and consists of three 2-byte __little-endian__ fields,
600 describing the compressed sizes of the first three streams.
601 `Stream4_Size` is computed from `Total_Streams_Size` minus sizes of other streams:
602
603 `Stream4_Size = Total_Streams_Size - 6 - Stream1_Size - Stream2_Size - Stream3_Size`.
604
605 `Stream4_Size` is necessarily `>= 1`. Therefore,
606 if `Total_Streams_Size < Stream1_Size + Stream2_Size + Stream3_Size + 6 + 1`,
607 data is considered corrupted.
608
609 Each of these 4 bitstreams is then decoded independently as a Huffman-Coded stream,
610 as described in [Huffman-Coded Streams](#huffman-coded-streams)
611
612
613 Sequences Section
614 -----------------
615 A compressed block is a succession of _sequences_ .
616 A sequence is a literal copy command, followed by a match copy command.
617 A literal copy command specifies a length.
618 It is the number of bytes to be copied (or extracted) from the Literals Section.
619 A match copy command specifies an offset and a length.
620
621 When all _sequences_ are decoded,
622 if there are literals left in the _literals section_,
623 these bytes are added at the end of the block.
624
625 This is described in more detail in [Sequence Execution](#sequence-execution).
626
627 The `Sequences_Section` regroup all symbols required to decode commands.
628 There are 3 symbol types : literals lengths, offsets and match lengths.
629 They are encoded together, interleaved, in a single _bitstream_.
630
631 The `Sequences_Section` starts by a header,
632 followed by optional probability tables for each symbol type,
633 followed by the bitstream.
634
635 | `Sequences_Section_Header` | [`Literals_Length_Table`] | [`Offset_Table`] | [`Match_Length_Table`] | bitStream |
636 | -------------------------- | ------------------------- | ---------------- | ---------------------- | --------- |
637
638 To decode the `Sequences_Section`, it's required to know its size.
639 Its size is deduced from the size of `Literals_Section`:
640 `Sequences_Section_Size = Block_Size - Literals_Section_Size`.
641
642
643 #### `Sequences_Section_Header`
644
645 Consists of 2 items:
646 - `Number_of_Sequences`
647 - Symbol compression modes
648
649 __`Number_of_Sequences`__
650
651 This is a variable size field using between 1 and 3 bytes.
652 Let's call its first byte `byte0`.
653 - `if (byte0 == 0)` : there are no sequences.
654             The sequence section stops there.
655             Decompressed content is defined entirely as Literals Section content.
656             The FSE tables used in `Repeat_Mode` aren't updated.
657 - `if (byte0 < 128)` : `Number_of_Sequences = byte0` . Uses 1 byte.
658 - `if (byte0 < 255)` : `Number_of_Sequences = ((byte0-128) << 8) + byte1` . Uses 2 bytes.
659 - `if (byte0 == 255)`: `Number_of_Sequences = byte1 + (byte2<<8) + 0x7F00` . Uses 3 bytes.
660
661 __Symbol compression modes__
662
663 This is a single byte, defining the compression mode of each symbol type.
664
665 |Bit number|          7-6            |      5-4       |        3-2           |     1-0    |
666 | -------- | ----------------------- | -------------- | -------------------- | ---------- |
667 |Field name| `Literals_Lengths_Mode` | `Offsets_Mode` | `Match_Lengths_Mode` | `Reserved` |
668
669 The last field, `Reserved`, must be all-zeroes.
670
671 `Literals_Lengths_Mode`, `Offsets_Mode` and `Match_Lengths_Mode` define the `Compression_Mode` of
672 literals lengths, offsets, and match lengths symbols respectively.
673
674 They follow the same enumeration :
675
676 |        Value       |         0         |      1     |           2           |       3       |
677 | ------------------ | ----------------- | ---------- | --------------------- | ------------- |
678 | `Compression_Mode` | `Predefined_Mode` | `RLE_Mode` | `FSE_Compressed_Mode` | `Repeat_Mode` |
679
680 - `Predefined_Mode` : A predefined FSE distribution table is used, defined in
681           [default distributions](#default-distributions).
682           No distribution table will be present.
683 - `RLE_Mode` : The table description consists of a single byte, which contains the symbol's value.
684           This symbol will be used for all sequences.
685 - `FSE_Compressed_Mode` : standard FSE compression.
686           A distribution table will be present.
687           The format of this distribution table is described in [FSE Table Description](#fse-table-description).
688           Note that the maximum allowed accuracy log for literals length and match length tables is 9,
689           and the maximum accuracy log for the offsets table is 8.
690           `FSE_Compressed_Mode` must not be used when only one symbol is present,
691           `RLE_Mode` should be used instead (although any other mode will work).
692 - `Repeat_Mode` : The table used in the previous `Compressed_Block` with `Number_of_Sequences > 0` will be used again,
693           or if this is the first block, table in the dictionary will be used.
694           Note that this includes `RLE_mode`, so if `Repeat_Mode` follows `RLE_Mode`, the same symbol will be repeated.
695           It also includes `Predefined_Mode`, in which case `Repeat_Mode` will have same outcome as `Predefined_Mode`.
696           No distribution table will be present.
697           If this mode is used without any previous sequence table in the frame
698           (nor [dictionary](#dictionary-format)) to repeat, this should be treated as corruption.
699
700 #### The codes for literals lengths, match lengths, and offsets.
701
702 Each symbol is a _code_ in its own context,
703 which specifies `Baseline` and `Number_of_Bits` to add.
704 _Codes_ are FSE compressed,
705 and interleaved with raw additional bits in the same bitstream.
706
707 ##### Literals length codes
708
709 Literals length codes are values ranging from `0` to `35` included.
710 They define lengths from 0 to 131071 bytes.
711 The literals length is equal to the decoded `Baseline` plus
712 the result of reading `Number_of_Bits` bits from the bitstream,
713 as a __little-endian__ value.
714
715 | `Literals_Length_Code` |         0-15           |
716 | ---------------------- | ---------------------- |
717 | length                 | `Literals_Length_Code` |
718 | `Number_of_Bits`       |          0             |
719
720 | `Literals_Length_Code` |  16  |  17  |  18  |  19  |  20  |  21  |  22  |  23  |
721 | ---------------------- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
722 | `Baseline`             |  16  |  18  |  20  |  22  |  24  |  28  |  32  |  40  |
723 | `Number_of_Bits`       |   1  |   1  |   1  |   1  |   2  |   2  |   3  |   3  |
724
725 | `Literals_Length_Code` |  24  |  25  |  26  |  27  |  28  |  29  |  30  |  31  |
726 | ---------------------- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
727 | `Baseline`             |  48  |  64  |  128 |  256 |  512 | 1024 | 2048 | 4096 |
728 | `Number_of_Bits`       |   4  |   6  |   7  |   8  |   9  |  10  |  11  |  12  |
729
730 | `Literals_Length_Code` |  32  |  33  |  34  |  35  |
731 | ---------------------- | ---- | ---- | ---- | ---- |
732 | `Baseline`             | 8192 |16384 |32768 |65536 |
733 | `Number_of_Bits`       |  13  |  14  |  15  |  16  |
734
735
736 ##### Match length codes
737
738 Match length codes are values ranging from `0` to `52` included.
739 They define lengths from 3 to 131074 bytes.
740 The match length is equal to the decoded `Baseline` plus
741 the result of reading `Number_of_Bits` bits from the bitstream,
742 as a __little-endian__ value.
743
744 | `Match_Length_Code` |         0-31            |
745 | ------------------- | ----------------------- |
746 | value               | `Match_Length_Code` + 3 |
747 | `Number_of_Bits`    |          0              |
748
749 | `Match_Length_Code` |  32  |  33  |  34  |  35  |  36  |  37  |  38  |  39  |
750 | ------------------- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
751 | `Baseline`          |  35  |  37  |  39  |  41  |  43  |  47  |  51  |  59  |
752 | `Number_of_Bits`    |   1  |   1  |   1  |   1  |   2  |   2  |   3  |   3  |
753
754 | `Match_Length_Code` |  40  |  41  |  42  |  43  |  44  |  45  |  46  |  47  |
755 | ------------------- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
756 | `Baseline`          |  67  |  83  |  99  |  131 |  259 |  515 | 1027 | 2051 |
757 | `Number_of_Bits`    |   4  |   4  |   5  |   7  |   8  |   9  |  10  |  11  |
758
759 | `Match_Length_Code` |  48  |  49  |  50  |  51  |  52  |
760 | ------------------- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
761 | `Baseline`          | 4099 | 8195 |16387 |32771 |65539 |
762 | `Number_of_Bits`    |  12  |  13  |  14  |  15  |  16  |
763
764 ##### Offset codes
765
766 Offset codes are values ranging from `0` to `N`.
767
768 A decoder is free to limit its maximum `N` supported.
769 Recommendation is to support at least up to `22`.
770 For information, at the time of this writing.
771 the reference decoder supports a maximum `N` value of `31`.
772
773 An offset code is also the number of additional bits to read in __little-endian__ fashion,
774 and can be translated into an `Offset_Value` using the following formulas :
775
776 ```
777 Offset_Value = (1 << offsetCode) + readNBits(offsetCode);
778 if (Offset_Value > 3) offset = Offset_Value - 3;
779 ```
780 It means that maximum `Offset_Value` is `(2^(N+1))-1`
781 supporting back-reference distances up to `(2^(N+1))-4`,
782 but is limited by [maximum back-reference distance](#window_descriptor).
783
784 `Offset_Value` from 1 to 3 are special : they define "repeat codes".
785 This is described in more detail in [Repeat Offsets](#repeat-offsets).
786
787 #### Decoding Sequences
788 FSE bitstreams are read in reverse direction than written. In zstd,
789 the compressor writes bits forward into a block and the decompressor
790 must read the bitstream _backwards_.
791
792 To find the start of the bitstream it is therefore necessary to
793 know the offset of the last byte of the block which can be found
794 by counting `Block_Size` bytes after the block header.
795
796 After writing the last bit containing information, the compressor
797 writes a single `1`-bit and then fills the byte with 0-7 `0` bits of
798 padding. The last byte of the compressed bitstream cannot be `0` for
799 that reason.
800
801 When decompressing, the last byte containing the padding is the first
802 byte to read. The decompressor needs to skip 0-7 initial `0`-bits and
803 the first `1`-bit it occurs. Afterwards, the useful part of the bitstream
804 begins.
805
806 FSE decoding requires a 'state' to be carried from symbol to symbol.
807 For more explanation on FSE decoding, see the [FSE section](#fse).
808
809 For sequence decoding, a separate state keeps track of each
810 literal lengths, offsets, and match lengths symbols.
811 Some FSE primitives are also used.
812 For more details on the operation of these primitives, see the [FSE section](#fse).
813
814 ##### Starting states
815 The bitstream starts with initial FSE state values,
816 each using the required number of bits in their respective _accuracy_,
817 decoded previously from their normalized distribution.
818
819 It starts by `Literals_Length_State`,
820 followed by `Offset_State`,
821 and finally `Match_Length_State`.
822
823 Reminder : always keep in mind that all values are read _backward_,
824 so the 'start' of the bitstream is at the highest position in memory,
825 immediately before the last `1`-bit for padding.
826
827 After decoding the starting states, a single sequence is decoded
828 `Number_Of_Sequences` times.
829 These sequences are decoded in order from first to last.
830 Since the compressor writes the bitstream in the forward direction,
831 this means the compressor must encode the sequences starting with the last
832 one and ending with the first.
833
834 ##### Decoding a sequence
835 For each of the symbol types, the FSE state can be used to determine the appropriate code.
836 The code then defines the `Baseline` and `Number_of_Bits` to read for each type.
837 See the [description of the codes] for how to determine these values.
838
839 [description of the codes]: #the-codes-for-literals-lengths-match-lengths-and-offsets
840
841 Decoding starts by reading the `Number_of_Bits` required to decode `Offset`.
842 It then does the same for `Match_Length`, and then for `Literals_Length`.
843 This sequence is then used for [sequence execution](#sequence-execution).
844
845 If it is not the last sequence in the block,
846 the next operation is to update states.
847 Using the rules pre-calculated in the decoding tables,
848 `Literals_Length_State` is updated,
849 followed by `Match_Length_State`,
850 and then `Offset_State`.
851 See the [FSE section](#fse) for details on how to update states from the bitstream.
852
853 This operation will be repeated `Number_of_Sequences` times.
854 At the end, the bitstream shall be entirely consumed,
855 otherwise the bitstream is considered corrupted.
856
857 #### Default Distributions
858 If `Predefined_Mode` is selected for a symbol type,
859 its FSE decoding table is generated from a predefined distribution table defined here.
860 For details on how to convert this distribution into a decoding table, see the [FSE section].
861
862 [FSE section]: #from-normalized-distribution-to-decoding-tables
863
864 ##### Literals Length
865 The decoding table uses an accuracy log of 6 bits (64 states).
866 ```
867 short literalsLength_defaultDistribution[36] =
868         { 4, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1,
869           2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 1, 1, 1, 1, 1,
870          -1,-1,-1,-1 };
871 ```
872
873 ##### Match Length
874 The decoding table uses an accuracy log of 6 bits (64 states).
875 ```
876 short matchLengths_defaultDistribution[53] =
877         { 1, 4, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
878           1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
879           1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,-1,-1,
880          -1,-1,-1,-1,-1 };
881 ```
882
883 ##### Offset Codes
884 The decoding table uses an accuracy log of 5 bits (32 states),
885 and supports a maximum `N` value of 28, allowing offset values up to 536,870,908 .
886
887 If any sequence in the compressed block requires a larger offset than this,
888 it's not possible to use the default distribution to represent it.
889 ```
890 short offsetCodes_defaultDistribution[29] =
891         { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
892           1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,-1,-1,-1,-1,-1 };
893 ```
894
895
896 Sequence Execution
897 ------------------
898 Once literals and sequences have been decoded,
899 they are combined to produce the decoded content of a block.
900
901 Each sequence consists of a tuple of (`literals_length`, `offset_value`, `match_length`),
902 decoded as described in the [Sequences Section](#sequences-section).
903 To execute a sequence, first copy `literals_length` bytes
904 from the decoded literals to the output.
905
906 Then `match_length` bytes are copied from previous decoded data.
907 The offset to copy from is determined by `offset_value`:
908 if `offset_value > 3`, then the offset is `offset_value - 3`.
909 If `offset_value` is from 1-3, the offset is a special repeat offset value.
910 See the [repeat offset](#repeat-offsets) section for how the offset is determined
911 in this case.
912
913 The offset is defined as from the current position, so an offset of 6
914 and a match length of 3 means that 3 bytes should be copied from 6 bytes back.
915 Note that all offsets leading to previously decoded data
916 must be smaller than `Window_Size` defined in `Frame_Header_Descriptor`.
917
918 #### Repeat offsets
919 As seen in [Sequence Execution](#sequence-execution),
920 the first 3 values define a repeated offset and we will call them
921 `Repeated_Offset1`, `Repeated_Offset2`, and `Repeated_Offset3`.
922 They are sorted in recency order, with `Repeated_Offset1` meaning "most recent one".
923
924 If `offset_value == 1`, then the offset used is `Repeated_Offset1`, etc.
925
926 There is an exception though, when current sequence's `literals_length = 0`.
927 In this case, repeated offsets are shifted by one,
928 so an `offset_value` of 1 means `Repeated_Offset2`,
929 an `offset_value` of 2 means `Repeated_Offset3`,
930 and an `offset_value` of 3 means `Repeated_Offset1 - 1_byte`.
931
932 For the first block, the starting offset history is populated with following values :
933 `Repeated_Offset1`=1, `Repeated_Offset2`=4, `Repeated_Offset3`=8,
934 unless a dictionary is used, in which case they come from the dictionary.
935
936 Then each block gets its starting offset history from the ending values of the most recent `Compressed_Block`.
937 Note that blocks which are not `Compressed_Block` are skipped, they do not contribute to offset history.
938
939 [Offset Codes]: #offset-codes
940
941 ###### Offset updates rules
942
943 During the execution of the sequences of a `Compressed_Block`, the
944 `Repeated_Offsets`' values are kept up to date, so that they always represent
945 the three most-recently used offsets. In order to achieve that, they are
946 updated after executing each sequence in the following way:
947
948 When the sequence's `offset_value` does not refer to one of the
949 `Repeated_Offsets`--when it has value greater than 3, or when it has value 3
950 and the sequence's `literals_length` is zero--the `Repeated_Offsets`' values
951 are shifted back one, and `Repeated_Offset1` takes on the value of the
952 just-used offset.
953
954 Otherwise, when the sequence's `offset_value` refers to one of the
955 `Repeated_Offsets`--when it has value 1 or 2, or when it has value 3 and the
956 sequence's `literals_length` is non-zero--the `Repeated_Offsets` are re-ordered
957 so that `Repeated_Offset1` takes on the value of the used Repeated_Offset, and
958 the existing values are pushed back from the first `Repeated_Offset` through to
959 the `Repeated_Offset` selected by the `offset_value`. This effectively performs
960 a single-stepped wrapping rotation of the values of these offsets, so that
961 their order again reflects the recency of their use.
962
963 The following table shows the values of the `Repeated_Offsets` as a series of
964 sequences are applied to them:
965
966 | `offset_value` | `literals_length` | `Repeated_Offset1` | `Repeated_Offset2` | `Repeated_Offset3` | Comment                 |
967 |:--------------:|:-----------------:|:------------------:|:------------------:|:------------------:|:-----------------------:|
968 |                |                   |                  1 |                  4 |                  8 | starting values         |
969 |           1114 |                11 |               1111 |                  1 |                  4 | non-repeat              |
970 |              1 |                22 |               1111 |                  1 |                  4 | repeat 1: no change     |
971 |           2225 |                22 |               2222 |               1111 |                  1 | non-repeat              |
972 |           1114 |               111 |               1111 |               2222 |               1111 | non-repeat              |
973 |           3336 |                33 |               3333 |               1111 |               2222 | non-repeat              |
974 |              2 |                22 |               1111 |               3333 |               2222 | repeat 2: swap 1 & 2    |
975 |              3 |                33 |               2222 |               1111 |               3333 | repeat 3: rotate 3 to 1 |
976 |              3 |                 0 |               2221 |               2222 |               1111 | special case : insert `repeat1 - 1` |
977 |              1 |                 0 |               2222 |               2221 |               1111 | == repeat 2             |
978
979
980 Skippable Frames
981 ----------------
982
983 | `Magic_Number` | `Frame_Size` | `User_Data` |
984 |:--------------:|:------------:|:-----------:|
985 |   4 bytes      |  4 bytes     |   n bytes   |
986
987 Skippable frames allow the insertion of user-defined metadata
988 into a flow of concatenated frames.
989
990 Skippable frames defined in this specification are compatible with [LZ4] ones.
991
992 [LZ4]:https://lz4.github.io/lz4/
993
994 From a compliant decoder perspective, skippable frames need just be skipped,
995 and their content ignored, resuming decoding after the skippable frame.
996
997 It can be noted that a skippable frame
998 can be used to watermark a stream of concatenated frames
999 embedding any kind of tracking information (even just a UUID).
1000 Users wary of such possibility should scan the stream of concatenated frames
1001 in an attempt to detect such frame for analysis or removal.
1002
1003 __`Magic_Number`__
1004
1005 4 Bytes, __little-endian__ format.
1006 Value : 0x184D2A5?, which means any value from 0x184D2A50 to 0x184D2A5F.
1007 All 16 values are valid to identify a skippable frame.
1008 This specification doesn't detail any specific tagging for skippable frames.
1009
1010 __`Frame_Size`__
1011
1012 This is the size, in bytes, of the following `User_Data`
1013 (without including the magic number nor the size field itself).
1014 This field is represented using 4 Bytes, __little-endian__ format, unsigned 32-bits.
1015 This means `User_Data` can’t be bigger than (2^32-1) bytes.
1016
1017 __`User_Data`__
1018
1019 The `User_Data` can be anything. Data will just be skipped by the decoder.
1020
1021
1022
1023 Entropy Encoding
1024 ----------------
1025 Two types of entropy encoding are used by the Zstandard format:
1026 FSE, and Huffman coding.
1027 Huffman is used to compress literals,
1028 while FSE is used for all other symbols
1029 (`Literals_Length_Code`, `Match_Length_Code`, offset codes)
1030 and to compress Huffman headers.
1031
1032
1033 FSE
1034 ---
1035 FSE, short for Finite State Entropy, is an entropy codec based on [ANS].
1036 FSE encoding/decoding involves a state that is carried over between symbols,
1037 so decoding must be done in the opposite direction as encoding.
1038 Therefore, all FSE bitstreams are read from end to beginning.
1039 Note that the order of the bits in the stream is not reversed,
1040 we just read the elements in the reverse order they are written.
1041
1042 For additional details on FSE, see [Finite State Entropy].
1043
1044 [Finite State Entropy]:https://github.com/Cyan4973/FiniteStateEntropy/
1045
1046 FSE decoding involves a decoding table which has a power of 2 size, and contain three elements:
1047 `Symbol`, `Num_Bits`, and `Baseline`.
1048 The `log2` of the table size is its `Accuracy_Log`.
1049 An FSE state value represents an index in this table.
1050
1051 To obtain the initial state value, consume `Accuracy_Log` bits from the stream as a __little-endian__ value.
1052 The next symbol in the stream is the `Symbol` indicated in the table for that state.
1053 To obtain the next state value,
1054 the decoder should consume `Num_Bits` bits from the stream as a __little-endian__ value and add it to `Baseline`.
1055
1056 [ANS]: https://en.wikipedia.org/wiki/Asymmetric_Numeral_Systems
1057
1058 ### FSE Table Description
1059 To decode FSE streams, it is necessary to construct the decoding table.
1060 The Zstandard format encodes FSE table descriptions as follows:
1061
1062 An FSE distribution table describes the probabilities of all symbols
1063 from `0` to the last present one (included)
1064 on a normalized scale of `1 << Accuracy_Log` .
1065 Note that there must be two or more symbols with nonzero probability.
1066
1067 It's a bitstream which is read forward, in __little-endian__ fashion.
1068 It's not necessary to know bitstream exact size,
1069 it will be discovered and reported by the decoding process.
1070
1071 The bitstream starts by reporting on which scale it operates.
1072 Let's `low4Bits` designate the lowest 4 bits of the first byte :
1073 `Accuracy_Log = low4bits + 5`.
1074
1075 Then follows each symbol value, from `0` to last present one.
1076 The number of bits used by each field is variable.
1077 It depends on :
1078
1079 - Remaining probabilities + 1 :
1080   __example__ :
1081   Presuming an `Accuracy_Log` of 8,
1082   and presuming 100 probabilities points have already been distributed,
1083   the decoder may read any value from `0` to `256 - 100 + 1 == 157` (inclusive).
1084   Therefore, it must read `log2sup(157) == 8` bits.
1085
1086 - Value decoded : small values use 1 less bit :
1087   __example__ :
1088   Presuming values from 0 to 157 (inclusive) are possible,
1089   255-157 = 98 values are remaining in an 8-bits field.
1090   They are used this way :
1091   first 98 values (hence from 0 to 97) use only 7 bits,
1092   values from 98 to 157 use 8 bits.
1093   This is achieved through this scheme :
1094
1095   | Value read | Value decoded | Number of bits used |
1096   | ---------- | ------------- | ------------------- |
1097   |   0 -  97  |   0 -  97     |  7                  |
1098   |  98 - 127  |  98 - 127     |  8                  |
1099   | 128 - 225  |   0 -  97     |  7                  |
1100   | 226 - 255  | 128 - 157     |  8                  |
1101
1102 Symbols probabilities are read one by one, in order.
1103
1104 Probability is obtained from Value decoded by following formula :
1105 `Proba = value - 1`
1106
1107 It means value `0` becomes negative probability `-1`.
1108 `-1` is a special probability, which means "less than 1".
1109 Its effect on distribution table is described in the [next section].
1110 For the purpose of calculating total allocated probability points, it counts as one.
1111
1112 [next section]:#from-normalized-distribution-to-decoding-tables
1113
1114 When a symbol has a __probability__ of `zero`,
1115 it is followed by a 2-bits repeat flag.
1116 This repeat flag tells how many probabilities of zeroes follow the current one.
1117 It provides a number ranging from 0 to 3.
1118 If it is a 3, another 2-bits repeat flag follows, and so on.
1119
1120 When last symbol reaches cumulated total of `1 << Accuracy_Log`,
1121 decoding is complete.
1122 If the last symbol makes cumulated total go above `1 << Accuracy_Log`,
1123 distribution is considered corrupted.
1124
1125 Then the decoder can tell how many bytes were used in this process,
1126 and how many symbols are present.
1127 The bitstream consumes a round number of bytes.
1128 Any remaining bit within the last byte is just unused.
1129
1130 #### From normalized distribution to decoding tables
1131
1132 The distribution of normalized probabilities is enough
1133 to create a unique decoding table.
1134
1135 It follows the following build rule :
1136
1137 The table has a size of `Table_Size = 1 << Accuracy_Log`.
1138 Each cell describes the symbol decoded,
1139 and instructions to get the next state (`Number_of_Bits` and `Baseline`).
1140
1141 Symbols are scanned in their natural order for "less than 1" probabilities.
1142 Symbols with this probability are being attributed a single cell,
1143 starting from the end of the table and retreating.
1144 These symbols define a full state reset, reading `Accuracy_Log` bits.
1145
1146 Then, all remaining symbols, sorted in natural order, are allocated cells.
1147 Starting from symbol `0` (if it exists), and table position `0`,
1148 each symbol gets allocated as many cells as its probability.
1149 Cell allocation is spread, not linear :
1150 each successor position follows this rule :
1151
1152 ```
1153 position += (tableSize>>1) + (tableSize>>3) + 3;
1154 position &= tableSize-1;
1155 ```
1156
1157 A position is skipped if already occupied by a "less than 1" probability symbol.
1158 `position` does not reset between symbols, it simply iterates through
1159 each position in the table, switching to the next symbol when enough
1160 states have been allocated to the current one.
1161
1162 The process guarantees that the table is entirely filled.
1163 Each cell corresponds to a state value, which contains the symbol being decoded.
1164
1165 To add the `Number_of_Bits` and `Baseline` required to retrieve next state,
1166 it's first necessary to sort all occurrences of each symbol in state order.
1167 Lower states will need 1 more bit than higher ones.
1168 The process is repeated for each symbol.
1169
1170 __Example__ :
1171 Presuming a symbol has a probability of 5,
1172 it receives 5 cells, corresponding to 5 state values.
1173 These state values are then sorted in natural order.
1174
1175 Next power of 2 after 5 is 8.
1176 Space of probabilities must be divided into 8 equal parts.
1177 Presuming the `Accuracy_Log` is 7, it defines a space of 128 states.
1178 Divided by 8, each share is 16 large.
1179
1180 In order to reach 8 shares, 8-5=3 lowest states will count "double",
1181 doubling their shares (32 in width), hence requiring one more bit.
1182
1183 Baseline is assigned starting from the higher states using fewer bits,
1184 increasing at each state, then resuming at the first state,
1185 each state takes its allocated width from Baseline.
1186
1187 | state value      |   1   |  39   |   77   |  84  |  122   |
1188 | state order      |   0   |   1   |    2   |   3  |    4   |
1189 | ---------------- | ----- | ----- | ------ | ---- | ------ |
1190 | width            |  32   |  32   |   32   |  16  |   16   |
1191 | `Number_of_Bits` |   5   |   5   |    5   |   4  |    4   |
1192 | range number     |   2   |   4   |    6   |   0  |    1   |
1193 | `Baseline`       |  32   |  64   |   96   |   0  |   16   |
1194 | range            | 32-63 | 64-95 | 96-127 | 0-15 | 16-31  |
1195
1196 During decoding, the next state value is determined from current state value,
1197 by reading the required `Number_of_Bits`, and adding the specified `Baseline`.
1198
1199 See [Appendix A] for the results of this process applied to the default distributions.
1200
1201 [Appendix A]: #appendix-a---decoding-tables-for-predefined-codes
1202
1203
1204 Huffman Coding
1205 --------------
1206 Zstandard Huffman-coded streams are read backwards,
1207 similar to the FSE bitstreams.
1208 Therefore, to find the start of the bitstream, it is required to
1209 know the offset of the last byte of the Huffman-coded stream.
1210
1211 After writing the last bit containing information, the compressor
1212 writes a single `1`-bit and then fills the byte with 0-7 `0` bits of
1213 padding. The last byte of the compressed bitstream cannot be `0` for
1214 that reason.
1215
1216 When decompressing, the last byte containing the padding is the first
1217 byte to read. The decompressor needs to skip 0-7 initial `0`-bits and
1218 the first `1`-bit it occurs. Afterwards, the useful part of the bitstream
1219 begins.
1220
1221 The bitstream contains Huffman-coded symbols in __little-endian__ order,
1222 with the codes defined by the method below.
1223
1224 ### Huffman Tree Description
1225
1226 Prefix coding represents symbols from an a priori known alphabet
1227 by bit sequences (codewords), one codeword for each symbol,
1228 in a manner such that different symbols may be represented
1229 by bit sequences of different lengths,
1230 but a parser can always parse an encoded string
1231 unambiguously symbol-by-symbol.
1232
1233 Given an alphabet with known symbol frequencies,
1234 the Huffman algorithm allows the construction of an optimal prefix code
1235 using the fewest bits of any possible prefix codes for that alphabet.
1236
1237 Prefix code must not exceed a maximum code length.
1238 More bits improve accuracy but cost more header size,
1239 and require more memory or more complex decoding operations.
1240 This specification limits maximum code length to 11 bits.
1241
1242 #### Representation
1243
1244 All literal values from zero (included) to last present one (excluded)
1245 are represented by `Weight` with values from `0` to `Max_Number_of_Bits`.
1246 Transformation from `Weight` to `Number_of_Bits` follows this formula :
1247 ```
1248 Number_of_Bits = Weight ? (Max_Number_of_Bits + 1 - Weight) : 0
1249 ```
1250 When a literal value is not present, it receives a `Weight` of 0.
1251 The least frequent symbol receives a `Weight` of 1.
1252 Consequently, the `Weight` 1 is necessarily present.
1253 The most frequent symbol receives a `Weight` anywhere between 1 and 11 (max).
1254 The last symbol's `Weight` is deduced from previously retrieved Weights,
1255 by completing to the nearest power of 2. It's necessarily non 0.
1256 If it's not possible to reach a clean power of 2 with a single `Weight` value,
1257 the Huffman Tree Description is considered invalid.
1258 This final power of 2 gives `Max_Number_of_Bits`, the depth of the current tree.
1259 `Max_Number_of_Bits` must be <= 11,
1260 otherwise the representation is considered corrupted.
1261
1262 __Example__ :
1263 Let's presume the following Huffman tree must be described :
1264
1265 |  literal value   |  0  |  1  |  2  |  3  |  4  |  5  |
1266 | ---------------- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
1267 | `Number_of_Bits` |  1  |  2  |  3  |  0  |  4  |  4  |
1268
1269 The tree depth is 4, since its longest elements uses 4 bits
1270 (longest elements are the one with smallest frequency).
1271 Literal value `5` will not be listed, as it can be determined from previous values 0-4,
1272 nor will values above `5` as they are all 0.
1273 Values from `0` to `4` will be listed using `Weight` instead of `Number_of_Bits`.
1274 Weight formula is :
1275 ```
1276 Weight = Number_of_Bits ? (Max_Number_of_Bits + 1 - Number_of_Bits) : 0
1277 ```
1278 It gives the following series of weights :
1279
1280 | literal value |  0  |  1  |  2  |  3  |  4  |
1281 | ------------- | --- | --- | --- | --- | --- |
1282 |   `Weight`    |  4  |  3  |  2  |  0  |  1  |
1283
1284 The decoder will do the inverse operation :
1285 having collected weights of literal symbols from `0` to `4`,
1286 it knows the last literal, `5`, is present with a non-zero `Weight`.
1287 The `Weight` of `5` can be determined by advancing to the next power of 2.
1288 The sum of `2^(Weight-1)` (excluding 0's) is :
1289 `8 + 4 + 2 + 0 + 1 = 15`.
1290 Nearest larger power of 2 value is 16.
1291 Therefore, `Max_Number_of_Bits = 4` and `Weight[5] = log_2(16 - 15) + 1 = 1`.
1292
1293 #### Huffman Tree header
1294
1295 This is a single byte value (0-255),
1296 which describes how the series of weights is encoded.
1297
1298 - if `headerByte` < 128 :
1299   the series of weights is compressed using FSE (see below).
1300   The length of the FSE-compressed series is equal to `headerByte` (0-127).
1301
1302 - if `headerByte` >= 128 :
1303   + the series of weights uses a direct representation,
1304     where each `Weight` is encoded directly as a 4 bits field (0-15).
1305   + They are encoded forward, 2 weights to a byte,
1306     first weight taking the top four bits and second one taking the bottom four.
1307     * e.g. the following operations could be used to read the weights:
1308       `Weight[0] = (Byte[0] >> 4), Weight[1] = (Byte[0] & 0xf)`, etc.
1309   + The full representation occupies `Ceiling(Number_of_Weights/2)` bytes,
1310     meaning it uses only full bytes even if `Number_of_Weights` is odd.
1311   + `Number_of_Weights = headerByte - 127`.
1312     * Note that maximum `Number_of_Weights` is 255-127 = 128,
1313       therefore, only up to 128 `Weight` can be encoded using direct representation.
1314     * Since the last non-zero `Weight` is _not_ encoded,
1315       this scheme is compatible with alphabet sizes of up to 129 symbols,
1316       hence including literal symbol 128.
1317     * If any literal symbol > 128 has a non-zero `Weight`,
1318       direct representation is not possible.
1319       In such case, it's necessary to use FSE compression.
1320
1321
1322 #### Finite State Entropy (FSE) compression of Huffman weights
1323
1324 In this case, the series of Huffman weights is compressed using FSE compression.
1325 It's a single bitstream with 2 interleaved states,
1326 sharing a single distribution table.
1327
1328 To decode an FSE bitstream, it is necessary to know its compressed size.
1329 Compressed size is provided by `headerByte`.
1330 It's also necessary to know its _maximum possible_ decompressed size,
1331 which is `255`, since literal values span from `0` to `255`,
1332 and last symbol's `Weight` is not represented.
1333
1334 An FSE bitstream starts by a header, describing probabilities distribution.
1335 It will create a Decoding Table.
1336 For a list of Huffman weights, the maximum accuracy log is 6 bits.
1337 For more description see the [FSE header description](#fse-table-description)
1338
1339 The Huffman header compression uses 2 states,
1340 which share the same FSE distribution table.
1341 The first state (`State1`) encodes the even indexed symbols,
1342 and the second (`State2`) encodes the odd indexed symbols.
1343 `State1` is initialized first, and then `State2`, and they take turns
1344 decoding a single symbol and updating their state.
1345 For more details on these FSE operations, see the [FSE section](#fse).
1346
1347 The number of symbols to decode is determined
1348 by tracking bitStream overflow condition:
1349 If updating state after decoding a symbol would require more bits than
1350 remain in the stream, it is assumed that extra bits are 0.  Then,
1351 symbols for each of the final states are decoded and the process is complete.
1352
1353 #### Conversion from weights to Huffman prefix codes
1354
1355 All present symbols shall now have a `Weight` value.
1356 It is possible to transform weights into `Number_of_Bits`, using this formula:
1357 ```
1358 Number_of_Bits = (Weight>0) ? Max_Number_of_Bits + 1 - Weight : 0
1359 ```
1360 Symbols are sorted by `Weight`.
1361 Within same `Weight`, symbols keep natural sequential order.
1362 Symbols with a `Weight` of zero are removed.
1363 Then, starting from lowest `Weight`, prefix codes are distributed in sequential order.
1364
1365 __Example__ :
1366 Let's presume the following list of weights has been decoded :
1367
1368 | Literal  |  0  |  1  |  2  |  3  |  4  |  5  |
1369 | -------- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
1370 | `Weight` |  4  |  3  |  2  |  0  |  1  |  1  |
1371
1372 Sorted by weight and then natural sequential order,
1373 it gives the following distribution :
1374
1375 | Literal          |  3  |  4  |  5  |  2  |  1  |   0  |
1376 | ---------------- | --- | --- | --- | --- | --- | ---- |
1377 | `Weight`         |  0  |  1  |  1  |  2  |  3  |   4  |
1378 | `Number_of_Bits` |  0  |  4  |  4  |  3  |  2  |   1  |
1379 | prefix codes     | N/A | 0000| 0001| 001 | 01  |   1  |
1380
1381 ### Huffman-coded Streams
1382
1383 Given a Huffman decoding table,
1384 it's possible to decode a Huffman-coded stream.
1385
1386 Each bitstream must be read _backward_,
1387 that is starting from the end down to the beginning.
1388 Therefore it's necessary to know the size of each bitstream.
1389
1390 It's also necessary to know exactly which _bit_ is the last one.
1391 This is detected by a final bit flag :
1392 the highest bit of latest byte is a final-bit-flag.
1393 Consequently, a last byte of `0` is not possible.
1394 And the final-bit-flag itself is not part of the useful bitstream.
1395 Hence, the last byte contains between 0 and 7 useful bits.
1396
1397 Starting from the end,
1398 it's possible to read the bitstream in a __little-endian__ fashion,
1399 keeping track of already used bits. Since the bitstream is encoded in reverse
1400 order, starting from the end read symbols in forward order.
1401
1402 For example, if the literal sequence "0145" was encoded using above prefix code,
1403 it would be encoded (in reverse order) as:
1404
1405 |Symbol  |   5  |   4  |  1 | 0 | Padding |
1406 |--------|------|------|----|---|---------|
1407 |Encoding|`0000`|`0001`|`01`|`1`| `00001` |
1408
1409 Resulting in following 2-bytes bitstream :
1410 ```
1411 00010000 00001101
1412 ```
1413
1414 Here is an alternative representation with the symbol codes separated by underscore:
1415 ```
1416 0001_0000 00001_1_01
1417 ```
1418
1419 Reading highest `Max_Number_of_Bits` bits,
1420 it's possible to compare extracted value to decoding table,
1421 determining the symbol to decode and number of bits to discard.
1422
1423 The process continues up to reading the required number of symbols per stream.
1424 If a bitstream is not entirely and exactly consumed,
1425 hence reaching exactly its beginning position with _all_ bits consumed,
1426 the decoding process is considered faulty.
1427
1428
1429 Dictionary Format
1430 -----------------
1431
1432 Zstandard is compatible with "raw content" dictionaries,
1433 free of any format restriction, except that they must be at least 8 bytes.
1434 These dictionaries function as if they were just the `Content` part
1435 of a formatted dictionary.
1436
1437 But dictionaries created by `zstd --train` follow a format, described here.
1438
1439 __Pre-requisites__ : a dictionary has a size,
1440                      defined either by a buffer limit, or a file size.
1441
1442 | `Magic_Number` | `Dictionary_ID` | `Entropy_Tables` | `Content` |
1443 | -------------- | --------------- | ---------------- | --------- |
1444
1445 __`Magic_Number`__ : 4 bytes ID, value 0xEC30A437, __little-endian__ format
1446
1447 __`Dictionary_ID`__ : 4 bytes, stored in __little-endian__ format.
1448               `Dictionary_ID` can be any value, except 0 (which means no `Dictionary_ID`).
1449               It's used by decoders to check if they use the correct dictionary.
1450
1451 _Reserved ranges :_
1452 If the dictionary is going to be distributed in a public environment,
1453 the following ranges of `Dictionary_ID` are reserved for some future registrar
1454 and shall not be used :
1455
1456     - low range  : <= 32767
1457     - high range : >= (2^31)
1458
1459 Outside of these ranges, any value of `Dictionary_ID`
1460 which is both `>= 32768` and `< (1<<31)` can be used freely,
1461 even in public environment.
1462
1463
1464 __`Entropy_Tables`__ : follow the same format as tables in [compressed blocks].
1465               See the relevant [FSE](#fse-table-description)
1466               and [Huffman](#huffman-tree-description) sections for how to decode these tables.
1467               They are stored in following order :
1468               Huffman tables for literals, FSE table for offsets,
1469               FSE table for match lengths, and FSE table for literals lengths.
1470               These tables populate the Repeat Stats literals mode and
1471               Repeat distribution mode for sequence decoding.
1472               It's finally followed by 3 offset values, populating recent offsets (instead of using `{1,4,8}`),
1473               stored in order, 4-bytes __little-endian__ each, for a total of 12 bytes.
1474               Each recent offset must have a value <= dictionary content size, and cannot equal 0.
1475
1476 __`Content`__ : The rest of the dictionary is its content.
1477               The content act as a "past" in front of data to compress or decompress,
1478               so it can be referenced in sequence commands.
1479               As long as the amount of data decoded from this frame is less than or
1480               equal to `Window_Size`, sequence commands may specify offsets longer
1481               than the total length of decoded output so far to reference back to the
1482               dictionary, even parts of the dictionary with offsets larger than `Window_Size`.
1483               After the total output has surpassed `Window_Size` however,
1484               this is no longer allowed and the dictionary is no longer accessible.
1485
1486 [compressed blocks]: #the-format-of-compressed_block
1487
1488 If a dictionary is provided by an external source,
1489 it should be loaded with great care, its content considered untrusted.
1490
1491
1492
1493 Appendix A - Decoding tables for predefined codes
1494 -------------------------------------------------
1495
1496 This appendix contains FSE decoding tables
1497 for the predefined literal length, match length, and offset codes.
1498 The tables have been constructed using the algorithm as given above in chapter
1499 "from normalized distribution to decoding tables".
1500 The tables here can be used as examples
1501 to crosscheck that an implementation build its decoding tables correctly.
1502
1503 #### Literal Length Code:
1504
1505 | State | Symbol | Number_Of_Bits | Base |
1506 | ----- | ------ | -------------- | ---- |
1507 |     0 |      0 |              4 |    0 |
1508 |     1 |      0 |              4 |   16 |
1509 |     2 |      1 |              5 |   32 |
1510 |     3 |      3 |              5 |    0 |
1511 |     4 |      4 |              5 |    0 |
1512 |     5 |      6 |              5 |    0 |
1513 |     6 |      7 |              5 |    0 |
1514 |     7 |      9 |              5 |    0 |
1515 |     8 |     10 |              5 |    0 |
1516 |     9 |     12 |              5 |    0 |
1517 |    10 |     14 |              6 |    0 |
1518 |    11 |     16 |              5 |    0 |
1519 |    12 |     18 |              5 |    0 |
1520 |    13 |     19 |              5 |    0 |
1521 |    14 |     21 |              5 |    0 |
1522 |    15 |     22 |              5 |    0 |
1523 |    16 |     24 |              5 |    0 |
1524 |    17 |     25 |              5 |   32 |
1525 |    18 |     26 |              5 |    0 |
1526 |    19 |     27 |              6 |    0 |
1527 |    20 |     29 |              6 |    0 |
1528 |    21 |     31 |              6 |    0 |
1529 |    22 |      0 |              4 |   32 |
1530 |    23 |      1 |              4 |    0 |
1531 |    24 |      2 |              5 |    0 |
1532 |    25 |      4 |              5 |   32 |
1533 |    26 |      5 |              5 |    0 |
1534 |    27 |      7 |              5 |   32 |
1535 |    28 |      8 |              5 |    0 |
1536 |    29 |     10 |              5 |   32 |
1537 |    30 |     11 |              5 |    0 |
1538 |    31 |     13 |              6 |    0 |
1539 |    32 |     16 |              5 |   32 |
1540 |    33 |     17 |              5 |    0 |
1541 |    34 |     19 |              5 |   32 |
1542 |    35 |     20 |              5 |    0 |
1543 |    36 |     22 |              5 |   32 |
1544 |    37 |     23 |              5 |    0 |
1545 |    38 |     25 |              4 |    0 |
1546 |    39 |     25 |              4 |   16 |
1547 |    40 |     26 |              5 |   32 |
1548 |    41 |     28 |              6 |    0 |
1549 |    42 |     30 |              6 |    0 |
1550 |    43 |      0 |              4 |   48 |
1551 |    44 |      1 |              4 |   16 |
1552 |    45 |      2 |              5 |   32 |
1553 |    46 |      3 |              5 |   32 |
1554 |    47 |      5 |              5 |   32 |
1555 |    48 |      6 |              5 |   32 |
1556 |    49 |      8 |              5 |   32 |
1557 |    50 |      9 |              5 |   32 |
1558 |    51 |     11 |              5 |   32 |
1559 |    52 |     12 |              5 |   32 |
1560 |    53 |     15 |              6 |    0 |
1561 |    54 |     17 |              5 |   32 |
1562 |    55 |     18 |              5 |   32 |
1563 |    56 |     20 |              5 |   32 |
1564 |    57 |     21 |              5 |   32 |
1565 |    58 |     23 |              5 |   32 |
1566 |    59 |     24 |              5 |   32 |
1567 |    60 |     35 |              6 |    0 |
1568 |    61 |     34 |              6 |    0 |
1569 |    62 |     33 |              6 |    0 |
1570 |    63 |     32 |              6 |    0 |
1571
1572 #### Match Length Code:
1573
1574 | State | Symbol | Number_Of_Bits | Base |
1575 | ----- | ------ | -------------- | ---- |
1576 |     0 |      0 |              6 |    0 |
1577 |     1 |      1 |              4 |    0 |
1578 |     2 |      2 |              5 |   32 |
1579 |     3 |      3 |              5 |    0 |
1580 |     4 |      5 |              5 |    0 |
1581 |     5 |      6 |              5 |    0 |
1582 |     6 |      8 |              5 |    0 |
1583 |     7 |     10 |              6 |    0 |
1584 |     8 |     13 |              6 |    0 |
1585 |     9 |     16 |              6 |    0 |
1586 |    10 |     19 |              6 |    0 |
1587 |    11 |     22 |              6 |    0 |
1588 |    12 |     25 |              6 |    0 |
1589 |    13 |     28 |              6 |    0 |
1590 |    14 |     31 |              6 |    0 |
1591 |    15 |     33 |              6 |    0 |
1592 |    16 |     35 |              6 |    0 |
1593 |    17 |     37 |              6 |    0 |
1594 |    18 |     39 |              6 |    0 |
1595 |    19 |     41 |              6 |    0 |
1596 |    20 |     43 |              6 |    0 |
1597 |    21 |     45 |              6 |    0 |
1598 |    22 |      1 |              4 |   16 |
1599 |    23 |      2 |              4 |    0 |
1600 |    24 |      3 |              5 |   32 |
1601 |    25 |      4 |              5 |    0 |
1602 |    26 |      6 |              5 |   32 |
1603 |    27 |      7 |              5 |    0 |
1604 |    28 |      9 |              6 |    0 |
1605 |    29 |     12 |              6 |    0 |
1606 |    30 |     15 |              6 |    0 |
1607 |    31 |     18 |              6 |    0 |
1608 |    32 |     21 |              6 |    0 |
1609 |    33 |     24 |              6 |    0 |
1610 |    34 |     27 |              6 |    0 |
1611 |    35 |     30 |              6 |    0 |
1612 |    36 |     32 |              6 |    0 |
1613 |    37 |     34 |              6 |    0 |
1614 |    38 |     36 |              6 |    0 |
1615 |    39 |     38 |              6 |    0 |
1616 |    40 |     40 |              6 |    0 |
1617 |    41 |     42 |              6 |    0 |
1618 |    42 |     44 |              6 |    0 |
1619 |    43 |      1 |              4 |   32 |
1620 |    44 |      1 |              4 |   48 |
1621 |    45 |      2 |              4 |   16 |
1622 |    46 |      4 |              5 |   32 |
1623 |    47 |      5 |              5 |   32 |
1624 |    48 |      7 |              5 |   32 |
1625 |    49 |      8 |              5 |   32 |
1626 |    50 |     11 |              6 |    0 |
1627 |    51 |     14 |              6 |    0 |
1628 |    52 |     17 |              6 |    0 |
1629 |    53 |     20 |              6 |    0 |
1630 |    54 |     23 |              6 |    0 |
1631 |    55 |     26 |              6 |    0 |
1632 |    56 |     29 |              6 |    0 |
1633 |    57 |     52 |              6 |    0 |
1634 |    58 |     51 |              6 |    0 |
1635 |    59 |     50 |              6 |    0 |
1636 |    60 |     49 |              6 |    0 |
1637 |    61 |     48 |              6 |    0 |
1638 |    62 |     47 |              6 |    0 |
1639 |    63 |     46 |              6 |    0 |
1640
1641 #### Offset Code:
1642
1643 | State | Symbol | Number_Of_Bits | Base |
1644 | ----- | ------ | -------------- | ---- |
1645 |     0 |      0 |              5 |    0 |
1646 |     1 |      6 |              4 |    0 |
1647 |     2 |      9 |              5 |    0 |
1648 |     3 |     15 |              5 |    0 |
1649 |     4 |     21 |              5 |    0 |
1650 |     5 |      3 |              5 |    0 |
1651 |     6 |      7 |              4 |    0 |
1652 |     7 |     12 |              5 |    0 |
1653 |     8 |     18 |              5 |    0 |
1654 |     9 |     23 |              5 |    0 |
1655 |    10 |      5 |              5 |    0 |
1656 |    11 |      8 |              4 |    0 |
1657 |    12 |     14 |              5 |    0 |
1658 |    13 |     20 |              5 |    0 |
1659 |    14 |      2 |              5 |    0 |
1660 |    15 |      7 |              4 |   16 |
1661 |    16 |     11 |              5 |    0 |
1662 |    17 |     17 |              5 |    0 |
1663 |    18 |     22 |              5 |    0 |
1664 |    19 |      4 |              5 |    0 |
1665 |    20 |      8 |              4 |   16 |
1666 |    21 |     13 |              5 |    0 |
1667 |    22 |     19 |              5 |    0 |
1668 |    23 |      1 |              5 |    0 |
1669 |    24 |      6 |              4 |   16 |
1670 |    25 |     10 |              5 |    0 |
1671 |    26 |     16 |              5 |    0 |
1672 |    27 |     28 |              5 |    0 |
1673 |    28 |     27 |              5 |    0 |
1674 |    29 |     26 |              5 |    0 |
1675 |    30 |     25 |              5 |    0 |
1676 |    31 |     24 |              5 |    0 |
1677
1678
1679
1680 Appendix B - Resources for implementers
1681 -------------------------------------------------
1682
1683 An open source reference implementation is available on :
1684 https://github.com/facebook/zstd
1685
1686 The project contains a frame generator, called [decodeCorpus],
1687 which can be used by any 3rd-party implementation
1688 to verify that a tested decoder is compliant with the specification.
1689
1690 [decodeCorpus]: https://github.com/facebook/zstd/tree/v1.3.4/tests#decodecorpus---tool-to-generate-zstandard-frames-for-decoder-testing
1691
1692 `decodeCorpus` generates random valid frames.
1693 A compliant decoder should be able to decode them all,
1694 or at least provide a meaningful error code explaining for which reason it cannot
1695 (memory limit restrictions for example).
1696
1697
1698 Version changes
1699 ---------------
1700 - 0.3.9 : clarifications for Huffman-compressed literal sizes.
1701 - 0.3.8 : clarifications for Huffman Blocks and Huffman Tree descriptions.
1702 - 0.3.7 : clarifications for Repeat_Offsets, matching RFC8878
1703 - 0.3.6 : clarifications for Dictionary_ID
1704 - 0.3.5 : clarifications for Block_Maximum_Size
1705 - 0.3.4 : clarifications for FSE decoding table
1706 - 0.3.3 : clarifications for field Block_Size
1707 - 0.3.2 : remove additional block size restriction on compressed blocks
1708 - 0.3.1 : minor clarification regarding offset history update rules
1709 - 0.3.0 : minor edits to match RFC8478
1710 - 0.2.9 : clarifications for huffman weights direct representation, by Ulrich Kunitz
1711 - 0.2.8 : clarifications for IETF RFC discuss
1712 - 0.2.7 : clarifications from IETF RFC review, by Vijay Gurbani and Nick Terrell
1713 - 0.2.6 : fixed an error in huffman example, by Ulrich Kunitz
1714 - 0.2.5 : minor typos and clarifications
1715 - 0.2.4 : section restructuring, by Sean Purcell
1716 - 0.2.3 : clarified several details, by Sean Purcell
1717 - 0.2.2 : added predefined codes, by Johannes Rudolph
1718 - 0.2.1 : clarify field names, by Przemyslaw Skibinski
1719 - 0.2.0 : numerous format adjustments for zstd v0.8+
1720 - 0.1.2 : limit Huffman tree depth to 11 bits
1721 - 0.1.1 : reserved dictID ranges
1722 - 0.1.0 : initial release