git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/common.h

   1 /*
   2  * copyright (c) 2006 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * common internal and external API header
  24  */
  25
  26 #ifndef AVUTIL_COMMON_H
  27 #define AVUTIL_COMMON_H
  28
  29 #if defined(__cplusplus) && !defined(__STDC_CONSTANT_MACROS) && !defined(UINT64_C)
  30 #error missing -D__STDC_CONSTANT_MACROS / #define __STDC_CONSTANT_MACROS
  31 #endif
  32
  33 #include <errno.h>
  34 #include <inttypes.h>
  35 #include <limits.h>
  36 #include <math.h>
  37 #include <stdint.h>
  38 #include <stdio.h>
  39 #include <stdlib.h>
  40 #include <string.h>
  41
  42 #include "attributes.h"
  43 #include "macros.h"
  44 #include "version.h"
  45 #include "libavutil/avconfig.h"
  46
  47 #if AV_HAVE_BIGENDIAN
  48 #   define AV_NE(be, le) (be)
  49 #else
  50 #   define AV_NE(be, le) (le)
  51 #endif
  52
  53 //rounded division & shift
  54 #define RSHIFT(a,b) ((a) > 0 ? ((a) + ((1<<(b))>>1))>>(b) : ((a) + ((1<<(b))>>1)-1)>>(b))
  55 /* assume b>0 */
  56 #define ROUNDED_DIV(a,b) (((a)>0 ? (a) + ((b)>>1) : (a) - ((b)>>1))/(b))
  57 /* Fast a/(1<<b) rounded toward +inf. Assume a>=0 and b>=0 */
  58 #define FF_CEIL_RSHIFT(a,b) (!av_builtin_constant_p(b) ? -((-(a)) >> (b)) \
  59                                                        : ((a) + (1<<(b)) - 1) >> (b))
  60 #define FFUDIV(a,b) (((a)>0 ?(a):(a)-(b)+1) / (b))
  61 #define FFUMOD(a,b) ((a)-(b)*FFUDIV(a,b))
  62
  63 /**
  64  * Absolute value, Note, INT_MIN / INT64_MIN result in undefined behavior as they
  65  * are not representable as absolute values of their type. This is the same
  66  * as with *abs()
  67  * @see FFNABS()
  68  */
  69 #define FFABS(a) ((a) >= 0 ? (a) : (-(a)))
  70 #define FFSIGN(a) ((a) > 0 ? 1 : -1)
  71
  72 /**
  73  * Negative Absolute value.
  74  * this works for all integers of all types.
  75  * As with many macros, this evaluates its argument twice, it thus must not have
  76  * a sideeffect, that is FFNABS(x++) has undefined behavior.
  77  */
  78 #define FFNABS(a) ((a) <= 0 ? (a) : (-(a)))
  79
  80 /**
  81  * Comparator.
  82  * For two numerical expressions x and y, gives 1 if x > y, -1 if x < y, and 0
  83  * if x == y. This is useful for instance in a qsort comparator callback.
  84  * Furthermore, compilers are able to optimize this to branchless code, and
  85  * there is no risk of overflow with signed types.
  86  * As with many macros, this evaluates its argument multiple times, it thus
  87  * must not have a side-effect.
  88  */
  89 #define FFDIFFSIGN(x,y) (((x)>(y)) - ((x)<(y)))
  90
  91 #define FFMAX(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
  92 #define FFMAX3(a,b,c) FFMAX(FFMAX(a,b),c)
  93 #define FFMIN(a,b) ((a) > (b) ? (b) : (a))
  94 #define FFMIN3(a,b,c) FFMIN(FFMIN(a,b),c)
  95
  96 #define FFSWAP(type,a,b) do{type SWAP_tmp= b; b= a; a= SWAP_tmp;}while(0)
  97 #define FF_ARRAY_ELEMS(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0]))
  98
  99 /* misc math functions */
 100
 101 #ifdef HAVE_AV_CONFIG_H
 102 #   include "config.h"
 103 #   include "intmath.h"
 104 #endif
 105
 106 /* Pull in unguarded fallback defines at the end of this file. */
 107 #include "common.h"
 108
 109 #ifndef av_log2
 110 av_const int av_log2(unsigned v);
 111 #endif
 112
 113 #ifndef av_log2_16bit
 114 av_const int av_log2_16bit(unsigned v);
 115 #endif
 116
 117 /**
 118  * Clip a signed integer value into the amin-amax range.
 119  * @param a value to clip
 120  * @param amin minimum value of the clip range
 121  * @param amax maximum value of the clip range
 122  * @return clipped value
 123  */
 124 static av_always_inline av_const int av_clip_c(int a, int amin, int amax)
 125 {
 126 #if defined(HAVE_AV_CONFIG_H) && defined(ASSERT_LEVEL) && ASSERT_LEVEL >= 2
 127     if (amin > amax) abort();
 128 #endif
 129     if      (a < amin) return amin;
 130     else if (a > amax) return amax;
 131     else               return a;
 132 }
 133
 134 /**
 135  * Clip a signed 64bit integer value into the amin-amax range.
 136  * @param a value to clip
 137  * @param amin minimum value of the clip range
 138  * @param amax maximum value of the clip range
 139  * @return clipped value
 140  */
 141 static av_always_inline av_const int64_t av_clip64_c(int64_t a, int64_t amin, int64_t amax)
 142 {
 143 #if defined(HAVE_AV_CONFIG_H) && defined(ASSERT_LEVEL) && ASSERT_LEVEL >= 2
 144     if (amin > amax) abort();
 145 #endif
 146     if      (a < amin) return amin;
 147     else if (a > amax) return amax;
 148     else               return a;
 149 }
 150
 151 /**
 152  * Clip a signed integer value into the 0-255 range.
 153  * @param a value to clip
 154  * @return clipped value
 155  */
 156 static av_always_inline av_const uint8_t av_clip_uint8_c(int a)
 157 {
 158     if (a&(~0xFF)) return (-a)>>31;
 159     else           return a;
 160 }
 161
 162 /**
 163  * Clip a signed integer value into the -128,127 range.
 164  * @param a value to clip
 165  * @return clipped value
 166  */
 167 static av_always_inline av_const int8_t av_clip_int8_c(int a)
 168 {
 169     if ((a+0x80U) & ~0xFF) return (a>>31) ^ 0x7F;
 170     else                  return a;
 171 }
 172
 173 /**
 174  * Clip a signed integer value into the 0-65535 range.
 175  * @param a value to clip
 176  * @return clipped value
 177  */
 178 static av_always_inline av_const uint16_t av_clip_uint16_c(int a)
 179 {
 180     if (a&(~0xFFFF)) return (-a)>>31;
 181     else             return a;
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Clip a signed integer value into the -32768,32767 range.
 186  * @param a value to clip
 187  * @return clipped value
 188  */
 189 static av_always_inline av_const int16_t av_clip_int16_c(int a)
 190 {
 191     if ((a+0x8000U) & ~0xFFFF) return (a>>31) ^ 0x7FFF;
 192     else                      return a;
 193 }
 194
 195 /**
 196  * Clip a signed 64-bit integer value into the -2147483648,2147483647 range.
 197  * @param a value to clip
 198  * @return clipped value
 199  */
 200 static av_always_inline av_const int32_t av_clipl_int32_c(int64_t a)
 201 {
 202     if ((a+0x80000000u) & ~UINT64_C(0xFFFFFFFF)) return (int32_t)((a>>63) ^ 0x7FFFFFFF);
 203     else                                         return (int32_t)a;
 204 }
 205
 206 /**
 207  * Clip a signed integer into the -(2^p),(2^p-1) range.
 208  * @param  a value to clip
 209  * @param  p bit position to clip at
 210  * @return clipped value
 211  */
 212 static av_always_inline av_const int av_clip_intp2_c(int a, int p)
 213 {
 214     if (((unsigned)a + (1 << p)) & ~((2 << p) - 1))
 215         return (a >> 31) ^ ((1 << p) - 1);
 216     else
 217         return a;
 218 }
 219
 220 /**
 221  * Clip a signed integer to an unsigned power of two range.
 222  * @param  a value to clip
 223  * @param  p bit position to clip at
 224  * @return clipped value
 225  */
 226 static av_always_inline av_const unsigned av_clip_uintp2_c(int a, int p)
 227 {
 228     if (a & ~((1<<p) - 1)) return -a >> 31 & ((1<<p) - 1);
 229     else                   return  a;
 230 }
 231
 232 /**
 233  * Clear high bits from an unsigned integer starting with specific bit position
 234  * @param  a value to clip
 235  * @param  p bit position to clip at
 236  * @return clipped value
 237  */
 238 static av_always_inline av_const unsigned av_mod_uintp2_c(unsigned a, unsigned p)
 239 {
 240     return a & ((1 << p) - 1);
 241 }
 242
 243 /**
 244  * Add two signed 32-bit values with saturation.
 245  *
 246  * @param  a one value
 247  * @param  b another value
 248  * @return sum with signed saturation
 249  */
 250 static av_always_inline int av_sat_add32_c(int a, int b)
 251 {
 252     return av_clipl_int32((int64_t)a + b);
 253 }
 254
 255 /**
 256  * Add a doubled value to another value with saturation at both stages.
 257  *
 258  * @param  a first value
 259  * @param  b value doubled and added to a
 260  * @return sum with signed saturation
 261  */
 262 static av_always_inline int av_sat_dadd32_c(int a, int b)
 263 {
 264     return av_sat_add32(a, av_sat_add32(b, b));
 265 }
 266
 267 /**
 268  * Clip a float value into the amin-amax range.
 269  * @param a value to clip
 270  * @param amin minimum value of the clip range
 271  * @param amax maximum value of the clip range
 272  * @return clipped value
 273  */
 274 static av_always_inline av_const float av_clipf_c(float a, float amin, float amax)
 275 {
 276 #if defined(HAVE_AV_CONFIG_H) && defined(ASSERT_LEVEL) && ASSERT_LEVEL >= 2
 277     if (amin > amax) abort();
 278 #endif
 279     if      (a < amin) return amin;
 280     else if (a > amax) return amax;
 281     else               return a;
 282 }
 283
 284 /**
 285  * Clip a double value into the amin-amax range.
 286  * @param a value to clip
 287  * @param amin minimum value of the clip range
 288  * @param amax maximum value of the clip range
 289  * @return clipped value
 290  */
 291 static av_always_inline av_const double av_clipd_c(double a, double amin, double amax)
 292 {
 293 #if defined(HAVE_AV_CONFIG_H) && defined(ASSERT_LEVEL) && ASSERT_LEVEL >= 2
 294     if (amin > amax) abort();
 295 #endif
 296     if      (a < amin) return amin;
 297     else if (a > amax) return amax;
 298     else               return a;
 299 }
 300
 301 /** Compute ceil(log2(x)).
 302  * @param x value used to compute ceil(log2(x))
 303  * @return computed ceiling of log2(x)
 304  */
 305 static av_always_inline av_const int av_ceil_log2_c(int x)
 306 {
 307     return av_log2((x - 1) << 1);
 308 }
 309
 310 /**
 311  * Count number of bits set to one in x
 312  * @param x value to count bits of
 313  * @return the number of bits set to one in x
 314  */
 315 static av_always_inline av_const int av_popcount_c(uint32_t x)
 316 {
 317     x -= (x >> 1) & 0x55555555;
 318     x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
 319     x = (x + (x >> 4)) & 0x0F0F0F0F;
 320     x += x >> 8;
 321     return (x + (x >> 16)) & 0x3F;
 322 }
 323
 324 /**
 325  * Count number of bits set to one in x
 326  * @param x value to count bits of
 327  * @return the number of bits set to one in x
 328  */
 329 static av_always_inline av_const int av_popcount64_c(uint64_t x)
 330 {
 331     return av_popcount((uint32_t)x) + av_popcount((uint32_t)(x >> 32));
 332 }
 333
 334 static av_always_inline av_const int av_parity_c(uint32_t v)
 335 {
 336     return av_popcount(v) & 1;
 337 }
 338
 339 #define MKTAG(a,b,c,d) ((a) | ((b) << 8) | ((c) << 16) | ((unsigned)(d) << 24))
 340 #define MKBETAG(a,b,c,d) ((d) | ((c) << 8) | ((b) << 16) | ((unsigned)(a) << 24))
 341
 342 /**
 343  * Convert a UTF-8 character (up to 4 bytes) to its 32-bit UCS-4 encoded form.
 344  *
 345  * @param val      Output value, must be an lvalue of type uint32_t.
 346  * @param GET_BYTE Expression reading one byte from the input.
 347  *                 Evaluated up to 7 times (4 for the currently
 348  *                 assigned Unicode range).  With a memory buffer
 349  *                 input, this could be *ptr++.
 350  * @param ERROR    Expression to be evaluated on invalid input,
 351  *                 typically a goto statement.
 352  *
 353  * @warning ERROR should not contain a loop control statement which
 354  * could interact with the internal while loop, and should force an
 355  * exit from the macro code (e.g. through a goto or a return) in order
 356  * to prevent undefined results.
 357  */
 358 #define GET_UTF8(val, GET_BYTE, ERROR)\
 359     val= (GET_BYTE);\
 360     {\
 361         uint32_t top = (val & 128) >> 1;\
 362         if ((val & 0xc0) == 0x80 || val >= 0xFE)\
 363             ERROR\
 364         while (val & top) {\
 365             int tmp= (GET_BYTE) - 128;\
 366             if(tmp>>6)\
 367                 ERROR\
 368             val= (val<<6) + tmp;\
 369             top <<= 5;\
 370         }\
 371         val &= (top << 1) - 1;\
 372     }
 373
 374 /**
 375  * Convert a UTF-16 character (2 or 4 bytes) to its 32-bit UCS-4 encoded form.
 376  *
 377  * @param val       Output value, must be an lvalue of type uint32_t.
 378  * @param GET_16BIT Expression returning two bytes of UTF-16 data converted
 379  *                  to native byte order.  Evaluated one or two times.
 380  * @param ERROR     Expression to be evaluated on invalid input,
 381  *                  typically a goto statement.
 382  */
 383 #define GET_UTF16(val, GET_16BIT, ERROR)\
 384     val = GET_16BIT;\
 385     {\
 386         unsigned int hi = val - 0xD800;\
 387         if (hi < 0x800) {\
 388             val = GET_16BIT - 0xDC00;\
 389             if (val > 0x3FFU || hi > 0x3FFU)\
 390                 ERROR\
 391             val += (hi<<10) + 0x10000;\
 392         }\
 393     }\
 394
 395 /**
 396  * @def PUT_UTF8(val, tmp, PUT_BYTE)
 397  * Convert a 32-bit Unicode character to its UTF-8 encoded form (up to 4 bytes long).
 398  * @param val is an input-only argument and should be of type uint32_t. It holds
 399  * a UCS-4 encoded Unicode character that is to be converted to UTF-8. If
 400  * val is given as a function it is executed only once.
 401  * @param tmp is a temporary variable and should be of type uint8_t. It
 402  * represents an intermediate value during conversion that is to be
 403  * output by PUT_BYTE.
 404  * @param PUT_BYTE writes the converted UTF-8 bytes to any proper destination.
 405  * It could be a function or a statement, and uses tmp as the input byte.
 406  * For example, PUT_BYTE could be "*output++ = tmp;" PUT_BYTE will be
 407  * executed up to 4 times for values in the valid UTF-8 range and up to
 408  * 7 times in the general case, depending on the length of the converted
 409  * Unicode character.
 410  */
 411 #define PUT_UTF8(val, tmp, PUT_BYTE)\
 412     {\
 413         int bytes, shift;\
 414         uint32_t in = val;\
 415         if (in < 0x80) {\
 416             tmp = in;\
 417             PUT_BYTE\
 418         } else {\
 419             bytes = (av_log2(in) + 4) / 5;\
 420             shift = (bytes - 1) * 6;\
 421             tmp = (256 - (256 >> bytes)) | (in >> shift);\
 422             PUT_BYTE\
 423             while (shift >= 6) {\
 424                 shift -= 6;\
 425                 tmp = 0x80 | ((in >> shift) & 0x3f);\
 426                 PUT_BYTE\
 427             }\
 428         }\
 429     }
 430
 431 /**
 432  * @def PUT_UTF16(val, tmp, PUT_16BIT)
 433  * Convert a 32-bit Unicode character to its UTF-16 encoded form (2 or 4 bytes).
 434  * @param val is an input-only argument and should be of type uint32_t. It holds
 435  * a UCS-4 encoded Unicode character that is to be converted to UTF-16. If
 436  * val is given as a function it is executed only once.
 437  * @param tmp is a temporary variable and should be of type uint16_t. It
 438  * represents an intermediate value during conversion that is to be
 439  * output by PUT_16BIT.
 440  * @param PUT_16BIT writes the converted UTF-16 data to any proper destination
 441  * in desired endianness. It could be a function or a statement, and uses tmp
 442  * as the input byte.  For example, PUT_BYTE could be "*output++ = tmp;"
 443  * PUT_BYTE will be executed 1 or 2 times depending on input character.
 444  */
 445 #define PUT_UTF16(val, tmp, PUT_16BIT)\
 446     {\
 447         uint32_t in = val;\
 448         if (in < 0x10000) {\
 449             tmp = in;\
 450             PUT_16BIT\
 451         } else {\
 452             tmp = 0xD800 | ((in - 0x10000) >> 10);\
 453             PUT_16BIT\
 454             tmp = 0xDC00 | ((in - 0x10000) & 0x3FF);\
 455             PUT_16BIT\
 456         }\
 457     }\
 458
 459
 460
 461 #include "mem.h"
 462
 463 #ifdef HAVE_AV_CONFIG_H
 464 #    include "internal.h"
 465 #endif /* HAVE_AV_CONFIG_H */
 466
 467 #endif /* AVUTIL_COMMON_H */
 468
 469 /*
 470  * The following definitions are outside the multiple inclusion guard
 471  * to ensure they are immediately available in intmath.h.
 472  */
 473
 474 #ifndef av_ceil_log2
 475 #   define av_ceil_log2     av_ceil_log2_c
 476 #endif
 477 #ifndef av_clip
 478 #   define av_clip          av_clip_c
 479 #endif
 480 #ifndef av_clip64
 481 #   define av_clip64        av_clip64_c
 482 #endif
 483 #ifndef av_clip_uint8
 484 #   define av_clip_uint8    av_clip_uint8_c
 485 #endif
 486 #ifndef av_clip_int8
 487 #   define av_clip_int8     av_clip_int8_c
 488 #endif
 489 #ifndef av_clip_uint16
 490 #   define av_clip_uint16   av_clip_uint16_c
 491 #endif
 492 #ifndef av_clip_int16
 493 #   define av_clip_int16    av_clip_int16_c
 494 #endif
 495 #ifndef av_clipl_int32
 496 #   define av_clipl_int32   av_clipl_int32_c
 497 #endif
 498 #ifndef av_clip_intp2
 499 #   define av_clip_intp2    av_clip_intp2_c
 500 #endif
 501 #ifndef av_clip_uintp2
 502 #   define av_clip_uintp2   av_clip_uintp2_c
 503 #endif
 504 #ifndef av_mod_uintp2
 505 #   define av_mod_uintp2    av_mod_uintp2_c
 506 #endif
 507 #ifndef av_sat_add32
 508 #   define av_sat_add32     av_sat_add32_c
 509 #endif
 510 #ifndef av_sat_dadd32
 511 #   define av_sat_dadd32    av_sat_dadd32_c
 512 #endif
 513 #ifndef av_clipf
 514 #   define av_clipf         av_clipf_c
 515 #endif
 516 #ifndef av_clipd
 517 #   define av_clipd         av_clipd_c
 518 #endif
 519 #ifndef av_popcount
 520 #   define av_popcount      av_popcount_c
 521 #endif
 522 #ifndef av_popcount64
 523 #   define av_popcount64    av_popcount64_c
 524 #endif
 525 #ifndef av_parity
 526 #   define av_parity        av_parity_c
 527 #endif