]> pd.if.org Git - zpackage/blob - lzma/tuklib/tuklib_integer.h
add option to determine name from url
[zpackage] / lzma / tuklib / tuklib_integer.h
1 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2 //
3 /// \file       tuklib_integer.h
4 /// \brief      Various integer and bit operations
5 ///
6 /// This file provides macros or functions to do some basic integer and bit
7 /// operations.
8 ///
9 /// Endianness related integer operations (XX = 16, 32, or 64; Y = b or l):
10 ///   - Byte swapping: bswapXX(num)
11 ///   - Byte order conversions to/from native: convXXYe(num)
12 ///   - Aligned reads: readXXYe(ptr)
13 ///   - Aligned writes: writeXXYe(ptr, num)
14 ///   - Unaligned reads (16/32-bit only): unaligned_readXXYe(ptr)
15 ///   - Unaligned writes (16/32-bit only): unaligned_writeXXYe(ptr, num)
16 ///
17 /// Since they can macros, the arguments should have no side effects since
18 /// they may be evaluated more than once.
19 ///
20 /// \todo       PowerPC and possibly some other architectures support
21 ///             byte swapping load and store instructions. This file
22 ///             doesn't take advantage of those instructions.
23 ///
24 /// Bit scan operations for non-zero 32-bit integers:
25 ///   - Bit scan reverse (find highest non-zero bit): bsr32(num)
26 ///   - Count leading zeros: clz32(num)
27 ///   - Count trailing zeros: ctz32(num)
28 ///   - Bit scan forward (simply an alias for ctz32()): bsf32(num)
29 ///
30 /// The above bit scan operations return 0-31. If num is zero,
31 /// the result is undefined.
32 //
33 //  Authors:    Lasse Collin
34 //              Joachim Henke
35 //
36 //  This file has been put into the public domain.
37 //  You can do whatever you want with this file.
38 //
39 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
40
41 #ifndef TUKLIB_INTEGER_H
42 #define TUKLIB_INTEGER_H
43
44 #include "tuklib_common.h"
45
46
47 ////////////////////////////////////////
48 // Operating system specific features //
49 ////////////////////////////////////////
50
51 #if defined(HAVE_BYTESWAP_H)
52         // glibc, uClibc, dietlibc
53 #       include <byteswap.h>
54 #       ifdef HAVE_BSWAP_16
55 #               define bswap16(num) bswap_16(num)
56 #       endif
57 #       ifdef HAVE_BSWAP_32
58 #               define bswap32(num) bswap_32(num)
59 #       endif
60 #       ifdef HAVE_BSWAP_64
61 #               define bswap64(num) bswap_64(num)
62 #       endif
63
64 #elif defined(HAVE_SYS_ENDIAN_H)
65         // *BSDs and Darwin
66 #       include <sys/endian.h>
67
68 #elif defined(HAVE_SYS_BYTEORDER_H)
69         // Solaris
70 #       include <sys/byteorder.h>
71 #       ifdef BSWAP_16
72 #               define bswap16(num) BSWAP_16(num)
73 #       endif
74 #       ifdef BSWAP_32
75 #               define bswap32(num) BSWAP_32(num)
76 #       endif
77 #       ifdef BSWAP_64
78 #               define bswap64(num) BSWAP_64(num)
79 #       endif
80 #       ifdef BE_16
81 #               define conv16be(num) BE_16(num)
82 #       endif
83 #       ifdef BE_32
84 #               define conv32be(num) BE_32(num)
85 #       endif
86 #       ifdef BE_64
87 #               define conv64be(num) BE_64(num)
88 #       endif
89 #       ifdef LE_16
90 #               define conv16le(num) LE_16(num)
91 #       endif
92 #       ifdef LE_32
93 #               define conv32le(num) LE_32(num)
94 #       endif
95 #       ifdef LE_64
96 #               define conv64le(num) LE_64(num)
97 #       endif
98 #endif
99
100
101 ///////////////////
102 // Byte swapping //
103 ///////////////////
104
105 #ifndef bswap16
106 #       define bswap16(num) \
107                 (((uint16_t)(num) << 8) | ((uint16_t)(num) >> 8))
108 #endif
109
110 #ifndef bswap32
111 #       define bswap32(num) \
112                 ( (((uint32_t)(num) << 24)                       ) \
113                 | (((uint32_t)(num) <<  8) & UINT32_C(0x00FF0000)) \
114                 | (((uint32_t)(num) >>  8) & UINT32_C(0x0000FF00)) \
115                 | (((uint32_t)(num) >> 24)                       ) )
116 #endif
117
118 #ifndef bswap64
119 #       define bswap64(num) \
120                 ( (((uint64_t)(num) << 56)                               ) \
121                 | (((uint64_t)(num) << 40) & UINT64_C(0x00FF000000000000)) \
122                 | (((uint64_t)(num) << 24) & UINT64_C(0x0000FF0000000000)) \
123                 | (((uint64_t)(num) <<  8) & UINT64_C(0x000000FF00000000)) \
124                 | (((uint64_t)(num) >>  8) & UINT64_C(0x00000000FF000000)) \
125                 | (((uint64_t)(num) >> 24) & UINT64_C(0x0000000000FF0000)) \
126                 | (((uint64_t)(num) >> 40) & UINT64_C(0x000000000000FF00)) \
127                 | (((uint64_t)(num) >> 56)                               ) )
128 #endif
129
130 // Define conversion macros using the basic byte swapping macros.
131 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
132 #       ifndef conv16be
133 #               define conv16be(num) ((uint16_t)(num))
134 #       endif
135 #       ifndef conv32be
136 #               define conv32be(num) ((uint32_t)(num))
137 #       endif
138 #       ifndef conv64be
139 #               define conv64be(num) ((uint64_t)(num))
140 #       endif
141 #       ifndef conv16le
142 #               define conv16le(num) bswap16(num)
143 #       endif
144 #       ifndef conv32le
145 #               define conv32le(num) bswap32(num)
146 #       endif
147 #       ifndef conv64le
148 #               define conv64le(num) bswap64(num)
149 #       endif
150 #else
151 #       ifndef conv16be
152 #               define conv16be(num) bswap16(num)
153 #       endif
154 #       ifndef conv32be
155 #               define conv32be(num) bswap32(num)
156 #       endif
157 #       ifndef conv64be
158 #               define conv64be(num) bswap64(num)
159 #       endif
160 #       ifndef conv16le
161 #               define conv16le(num) ((uint16_t)(num))
162 #       endif
163 #       ifndef conv32le
164 #               define conv32le(num) ((uint32_t)(num))
165 #       endif
166 #       ifndef conv64le
167 #               define conv64le(num) ((uint64_t)(num))
168 #       endif
169 #endif
170
171
172 //////////////////////////////
173 // Aligned reads and writes //
174 //////////////////////////////
175
176 static inline uint16_t
177 read16be(const uint8_t *buf)
178 {
179         uint16_t num = *(const uint16_t *)buf;
180         return conv16be(num);
181 }
182
183
184 static inline uint16_t
185 read16le(const uint8_t *buf)
186 {
187         uint16_t num = *(const uint16_t *)buf;
188         return conv16le(num);
189 }
190
191
192 static inline uint32_t
193 read32be(const uint8_t *buf)
194 {
195         uint32_t num = *(const uint32_t *)buf;
196         return conv32be(num);
197 }
198
199
200 static inline uint32_t
201 read32le(const uint8_t *buf)
202 {
203         uint32_t num = *(const uint32_t *)buf;
204         return conv32le(num);
205 }
206
207
208 static inline uint64_t
209 read64be(const uint8_t *buf)
210 {
211         uint64_t num = *(const uint64_t *)buf;
212         return conv64be(num);
213 }
214
215
216 static inline uint64_t
217 read64le(const uint8_t *buf)
218 {
219         uint64_t num = *(const uint64_t *)buf;
220         return conv64le(num);
221 }
222
223
224 // NOTE: Possible byte swapping must be done in a macro to allow GCC
225 // to optimize byte swapping of constants when using glibc's or *BSD's
226 // byte swapping macros. The actual write is done in an inline function
227 // to make type checking of the buf pointer possible similarly to readXXYe()
228 // functions.
229
230 #define write16be(buf, num) write16ne((buf), conv16be(num))
231 #define write16le(buf, num) write16ne((buf), conv16le(num))
232 #define write32be(buf, num) write32ne((buf), conv32be(num))
233 #define write32le(buf, num) write32ne((buf), conv32le(num))
234 #define write64be(buf, num) write64ne((buf), conv64be(num))
235 #define write64le(buf, num) write64ne((buf), conv64le(num))
236
237
238 static inline void
239 write16ne(uint8_t *buf, uint16_t num)
240 {
241         *(uint16_t *)buf = num;
242         return;
243 }
244
245
246 static inline void
247 write32ne(uint8_t *buf, uint32_t num)
248 {
249         *(uint32_t *)buf = num;
250         return;
251 }
252
253
254 static inline void
255 write64ne(uint8_t *buf, uint64_t num)
256 {
257         *(uint64_t *)buf = num;
258         return;
259 }
260
261
262 ////////////////////////////////
263 // Unaligned reads and writes //
264 ////////////////////////////////
265
266 // NOTE: TUKLIB_FAST_UNALIGNED_ACCESS indicates only support for 16-bit and
267 // 32-bit unaligned integer loads and stores. It's possible that 64-bit
268 // unaligned access doesn't work or is slower than byte-by-byte access.
269 // Since unaligned 64-bit is probably not needed as often as 16-bit or
270 // 32-bit, we simply don't support 64-bit unaligned access for now.
271 #ifdef TUKLIB_FAST_UNALIGNED_ACCESS
272 #       define unaligned_read16be read16be
273 #       define unaligned_read16le read16le
274 #       define unaligned_read32be read32be
275 #       define unaligned_read32le read32le
276 #       define unaligned_write16be write16be
277 #       define unaligned_write16le write16le
278 #       define unaligned_write32be write32be
279 #       define unaligned_write32le write32le
280
281 #else
282
283 static inline uint16_t
284 unaligned_read16be(const uint8_t *buf)
285 {
286         uint16_t num = ((uint16_t)buf[0] << 8) | (uint16_t)buf[1];
287         return num;
288 }
289
290
291 static inline uint16_t
292 unaligned_read16le(const uint8_t *buf)
293 {
294         uint16_t num = ((uint16_t)buf[0]) | ((uint16_t)buf[1] << 8);
295         return num;
296 }
297
298
299 static inline uint32_t
300 unaligned_read32be(const uint8_t *buf)
301 {
302         uint32_t num = (uint32_t)buf[0] << 24;
303         num |= (uint32_t)buf[1] << 16;
304         num |= (uint32_t)buf[2] << 8;
305         num |= (uint32_t)buf[3];
306         return num;
307 }
308
309
310 static inline uint32_t
311 unaligned_read32le(const uint8_t *buf)
312 {
313         uint32_t num = (uint32_t)buf[0];
314         num |= (uint32_t)buf[1] << 8;
315         num |= (uint32_t)buf[2] << 16;
316         num |= (uint32_t)buf[3] << 24;
317         return num;
318 }
319
320
321 static inline void
322 unaligned_write16be(uint8_t *buf, uint16_t num)
323 {
324         buf[0] = (uint8_t)(num >> 8);
325         buf[1] = (uint8_t)num;
326         return;
327 }
328
329
330 static inline void
331 unaligned_write16le(uint8_t *buf, uint16_t num)
332 {
333         buf[0] = (uint8_t)num;
334         buf[1] = (uint8_t)(num >> 8);
335         return;
336 }
337
338
339 static inline void
340 unaligned_write32be(uint8_t *buf, uint32_t num)
341 {
342         buf[0] = (uint8_t)(num >> 24);
343         buf[1] = (uint8_t)(num >> 16);
344         buf[2] = (uint8_t)(num >> 8);
345         buf[3] = (uint8_t)num;
346         return;
347 }
348
349
350 static inline void
351 unaligned_write32le(uint8_t *buf, uint32_t num)
352 {
353         buf[0] = (uint8_t)num;
354         buf[1] = (uint8_t)(num >> 8);
355         buf[2] = (uint8_t)(num >> 16);
356         buf[3] = (uint8_t)(num >> 24);
357         return;
358 }
359
360 #endif
361
362
363 static inline uint32_t
364 bsr32(uint32_t n)
365 {
366         // Check for ICC first, since it tends to define __GNUC__ too.
367 #if defined(__INTEL_COMPILER)
368         return _bit_scan_reverse(n);
369
370 #elif TUKLIB_GNUC_REQ(3, 4) && UINT_MAX == UINT32_MAX
371         // GCC >= 3.4 has __builtin_clz(), which gives good results on
372         // multiple architectures. On x86, __builtin_clz() ^ 31U becomes
373         // either plain BSR (so the XOR gets optimized away) or LZCNT and
374         // XOR (if -march indicates that SSE4a instructions are supported).
375         return __builtin_clz(n) ^ 31U;
376
377 #elif defined(__GNUC__) && (defined(__i386__) || defined(__x86_64__))
378         uint32_t i;
379         __asm__("bsrl %1, %0" : "=r" (i) : "rm" (n));
380         return i;
381
382 #elif defined(_MSC_VER) && _MSC_VER >= 1400
383         // MSVC isn't supported by tuklib, but since this code exists,
384         // it doesn't hurt to have it here anyway.
385         uint32_t i;
386         _BitScanReverse((DWORD *)&i, n);
387         return i;
388
389 #else
390         uint32_t i = 31;
391
392         if ((n & UINT32_C(0xFFFF0000)) == 0) {
393                 n <<= 16;
394                 i = 15;
395         }
396
397         if ((n & UINT32_C(0xFF000000)) == 0) {
398                 n <<= 8;
399                 i -= 8;
400         }
401
402         if ((n & UINT32_C(0xF0000000)) == 0) {
403                 n <<= 4;
404                 i -= 4;
405         }
406
407         if ((n & UINT32_C(0xC0000000)) == 0) {
408                 n <<= 2;
409                 i -= 2;
410         }
411
412         if ((n & UINT32_C(0x80000000)) == 0)
413                 --i;
414
415         return i;
416 #endif
417 }
418
419
420 static inline uint32_t
421 clz32(uint32_t n)
422 {
423 #if defined(__INTEL_COMPILER)
424         return _bit_scan_reverse(n) ^ 31U;
425
426 #elif TUKLIB_GNUC_REQ(3, 4) && UINT_MAX == UINT32_MAX
427         return __builtin_clz(n);
428
429 #elif defined(__GNUC__) && (defined(__i386__) || defined(__x86_64__))
430         uint32_t i;
431         __asm__("bsrl %1, %0\n\t"
432                 "xorl $31, %0"
433                 : "=r" (i) : "rm" (n));
434         return i;
435
436 #elif defined(_MSC_VER) && _MSC_VER >= 1400
437         uint32_t i;
438         _BitScanReverse((DWORD *)&i, n);
439         return i ^ 31U;
440
441 #else
442         uint32_t i = 0;
443
444         if ((n & UINT32_C(0xFFFF0000)) == 0) {
445                 n <<= 16;
446                 i = 16;
447         }
448
449         if ((n & UINT32_C(0xFF000000)) == 0) {
450                 n <<= 8;
451                 i += 8;
452         }
453
454         if ((n & UINT32_C(0xF0000000)) == 0) {
455                 n <<= 4;
456                 i += 4;
457         }
458
459         if ((n & UINT32_C(0xC0000000)) == 0) {
460                 n <<= 2;
461                 i += 2;
462         }
463
464         if ((n & UINT32_C(0x80000000)) == 0)
465                 ++i;
466
467         return i;
468 #endif
469 }
470
471
472 static inline uint32_t
473 ctz32(uint32_t n)
474 {
475 #if defined(__INTEL_COMPILER)
476         return _bit_scan_forward(n);
477
478 #elif TUKLIB_GNUC_REQ(3, 4) && UINT_MAX >= UINT32_MAX
479         return __builtin_ctz(n);
480
481 #elif defined(__GNUC__) && (defined(__i386__) || defined(__x86_64__))
482         uint32_t i;
483         __asm__("bsfl %1, %0" : "=r" (i) : "rm" (n));
484         return i;
485
486 #elif defined(_MSC_VER) && _MSC_VER >= 1400
487         uint32_t i;
488         _BitScanForward((DWORD *)&i, n);
489         return i;
490
491 #else
492         uint32_t i = 0;
493
494         if ((n & UINT32_C(0x0000FFFF)) == 0) {
495                 n >>= 16;
496                 i = 16;
497         }
498
499         if ((n & UINT32_C(0x000000FF)) == 0) {
500                 n >>= 8;
501                 i += 8;
502         }
503
504         if ((n & UINT32_C(0x0000000F)) == 0) {
505                 n >>= 4;
506                 i += 4;
507         }
508
509         if ((n & UINT32_C(0x00000003)) == 0) {
510                 n >>= 2;
511                 i += 2;
512         }
513
514         if ((n & UINT32_C(0x00000001)) == 0)
515                 ++i;
516
517         return i;
518 #endif
519 }
520
521 #define bsf32 ctz32
522
523 #endif