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 AV_CEIL_RSHIFT(a,b) (!av_builtin_constant_p(b) ? -((-(a)) >> (b)) \
  59                                                        : ((a) + (1<<(b)) - 1) >> (b))
  60 /* Backwards compat. */
  61 #define FF_CEIL_RSHIFT AV_CEIL_RSHIFT
  62
  63 #define FFUDIV(a,b) (((a)>0 ?(a):(a)-(b)+1) / (b))
  64 #define FFUMOD(a,b) ((a)-(b)*FFUDIV(a,b))
  65
  66 /**
  67  * Absolute value, Note, INT_MIN / INT64_MIN result in undefined behavior as they
  68  * are not representable as absolute values of their type. This is the same
  69  * as with *abs()
  70  * @see FFNABS()
  71  */
  72 #define FFABS(a) ((a) >= 0 ? (a) : (-(a)))
  73 #define FFSIGN(a) ((a) > 0 ? 1 : -1)
  74
  75 /**
  76  * Negative Absolute value.
  77  * this works for all integers of all types.
  78  * As with many macros, this evaluates its argument twice, it thus must not have
  79  * a sideeffect, that is FFNABS(x++) has undefined behavior.
  80  */
  81 #define FFNABS(a) ((a) <= 0 ? (a) : (-(a)))
  82
  83 /**
  84  * Comparator.
  85  * For two numerical expressions x and y, gives 1 if x > y, -1 if x < y, and 0
  86  * if x == y. This is useful for instance in a qsort comparator callback.
  87  * Furthermore, compilers are able to optimize this to branchless code, and
  88  * there is no risk of overflow with signed types.
  89  * As with many macros, this evaluates its argument multiple times, it thus
  90  * must not have a side-effect.
  91  */
  92 #define FFDIFFSIGN(x,y) (((x)>(y)) - ((x)<(y)))
  93
  94 #define FFMAX(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
  95 #define FFMAX3(a,b,c) FFMAX(FFMAX(a,b),c)
  96 #define FFMIN(a,b) ((a) > (b) ? (b) : (a))
  97 #define FFMIN3(a,b,c) FFMIN(FFMIN(a,b),c)
  98
  99 #define FFSWAP(type,a,b) do{type SWAP_tmp= b; b= a; a= SWAP_tmp;}while(0)
 100 #define FF_ARRAY_ELEMS(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0]))
 101
 102 /* misc math functions */
 103
 104 #ifdef HAVE_AV_CONFIG_H
 105 #   include "config.h"
 106 #   include "intmath.h"
 107 #endif
 108
 109 /* Pull in unguarded fallback defines at the end of this file. */
 110 #include "common.h"
 111
 112 #ifndef av_log2
 113 av_const int av_log2(unsigned v);
 114 #endif
 115
 116 #ifndef av_log2_16bit
 117 av_const int av_log2_16bit(unsigned v);
 118 #endif
 119
 120 /**
 121  * Clip a signed integer value into the amin-amax range.
 122  * @param a value to clip
 123  * @param amin minimum value of the clip range
 124  * @param amax maximum value of the clip range
 125  * @return clipped value
 126  */
 127 static av_always_inline av_const int av_clip_c(int a, int amin, int amax)
 128 {
 129 #if defined(HAVE_AV_CONFIG_H) && defined(ASSERT_LEVEL) && ASSERT_LEVEL >= 2
 130     if (amin > amax) abort();
 131 #endif
 132     if      (a < amin) return amin;
 133     else if (a > amax) return amax;
 134     else               return a;
 135 }
 136
 137 /**
 138  * Clip a signed 64bit integer value into the amin-amax range.
 139  * @param a value to clip
 140  * @param amin minimum value of the clip range
 141  * @param amax maximum value of the clip range
 142  * @return clipped value
 143  */
 144 static av_always_inline av_const int64_t av_clip64_c(int64_t a, int64_t amin, int64_t amax)
 145 {
 146 #if defined(HAVE_AV_CONFIG_H) && defined(ASSERT_LEVEL) && ASSERT_LEVEL >= 2
 147     if (amin > amax) abort();
 148 #endif
 149     if      (a < amin) return amin;
 150     else if (a > amax) return amax;
 151     else               return a;
 152 }
 153
 154 /**
 155  * Clip a signed integer value into the 0-255 range.
 156  * @param a value to clip
 157  * @return clipped value
 158  */
 159 static av_always_inline av_const uint8_t av_clip_uint8_c(int a)
 160 {
 161     if (a&(~0xFF)) return (~a)>>31;
 162     else           return a;
 163 }
 164
 165 /**
 166  * Clip a signed integer value into the -128,127 range.
 167  * @param a value to clip
 168  * @return clipped value
 169  */
 170 static av_always_inline av_const int8_t av_clip_int8_c(int a)
 171 {
 172     if ((a+0x80U) & ~0xFF) return (a>>31) ^ 0x7F;
 173     else                  return a;
 174 }
 175
 176 /**
 177  * Clip a signed integer value into the 0-65535 range.
 178  * @param a value to clip
 179  * @return clipped value
 180  */
 181 static av_always_inline av_const uint16_t av_clip_uint16_c(int a)
 182 {
 183     if (a&(~0xFFFF)) return (~a)>>31;
 184     else             return a;
 185 }
 186
 187 /**
 188  * Clip a signed integer value into the -32768,32767 range.
 189  * @param a value to clip
 190  * @return clipped value
 191  */
 192 static av_always_inline av_const int16_t av_clip_int16_c(int a)
 193 {
 194     if ((a+0x8000U) & ~0xFFFF) return (a>>31) ^ 0x7FFF;
 195     else                      return a;
 196 }
 197
 198 /**
 199  * Clip a signed 64-bit integer value into the -2147483648,2147483647 range.
 200  * @param a value to clip
 201  * @return clipped value
 202  */
 203 static av_always_inline av_const int32_t av_clipl_int32_c(int64_t a)
 204 {
 205     if ((a+0x80000000u) & ~UINT64_C(0xFFFFFFFF)) return (int32_t)((a>>63) ^ 0x7FFFFFFF);
 206     else                                         return (int32_t)a;
 207 }
 208
 209 /**
 210  * Clip a signed integer into the -(2^p),(2^p-1) range.
 211  * @param  a value to clip
 212  * @param  p bit position to clip at
 213  * @return clipped value
 214  */
 215 static av_always_inline av_const int av_clip_intp2_c(int a, int p)
 216 {
 217     if (((unsigned)a + (1 << p)) & ~((2 << p) - 1))
 218         return (a >> 31) ^ ((1 << p) - 1);
 219     else
 220         return a;
 221 }
 222
 223 /**
 224  * Clip a signed integer to an unsigned power of two range.
 225  * @param  a value to clip
 226  * @param  p bit position to clip at
 227  * @return clipped value
 228  */
 229 static av_always_inline av_const unsigned av_clip_uintp2_c(int a, int p)
 230 {
 231     if (a & ~((1<<p) - 1)) return (~a) >> 31 & ((1<<p) - 1);
 232     else                   return  a;
 233 }
 234
 235 /**
 236  * Clear high bits from an unsigned integer starting with specific bit position
 237  * @param  a value to clip
 238  * @param  p bit position to clip at
 239  * @return clipped value
 240  */
 241 static av_always_inline av_const unsigned av_mod_uintp2_c(unsigned a, unsigned p)
 242 {
 243     return a & ((1U << p) - 1);
 244 }
 245
 246 /**
 247  * Add two signed 32-bit values with saturation.
 248  *
 249  * @param  a one value
 250  * @param  b another value
 251  * @return sum with signed saturation
 252  */
 253 static av_always_inline int av_sat_add32_c(int a, int b)
 254 {
 255     return av_clipl_int32((int64_t)a + b);
 256 }
 257
 258 /**
 259  * Add a doubled value to another value with saturation at both stages.
 260  *
 261  * @param  a first value
 262  * @param  b value doubled and added to a
 263  * @return sum sat(a + sat(2*b)) with signed saturation
 264  */
 265 static av_always_inline int av_sat_dadd32_c(int a, int b)
 266 {
 267     return av_sat_add32(a, av_sat_add32(b, b));
 268 }
 269
 270 /**
 271  * Subtract two signed 32-bit values with saturation.
 272  *
 273  * @param  a one value
 274  * @param  b another value
 275  * @return difference with signed saturation
 276  */
 277 static av_always_inline int av_sat_sub32_c(int a, int b)
 278 {
 279     return av_clipl_int32((int64_t)a - b);
 280 }
 281
 282 /**
 283  * Subtract a doubled value from another value with saturation at both stages.
 284  *
 285  * @param  a first value
 286  * @param  b value doubled and subtracted from a
 287  * @return difference sat(a - sat(2*b)) with signed saturation
 288  */
 289 static av_always_inline int av_sat_dsub32_c(int a, int b)
 290 {
 291     return av_sat_sub32(a, av_sat_add32(b, b));
 292 }
 293
 294 /**
 295  * Add two signed 64-bit values with saturation.
 296  *
 297  * @param  a one value
 298  * @param  b another value
 299  * @return sum with signed saturation
 300  */
 301 static av_always_inline int64_t av_sat_add64_c(int64_t a, int64_t b) {
 302 #if (!defined(__INTEL_COMPILER) && AV_GCC_VERSION_AT_LEAST(5,1)) || AV_HAS_BUILTIN(__builtin_add_overflow)
 303     int64_t tmp;
 304     return !__builtin_add_overflow(a, b, &tmp) ? tmp : (tmp < 0 ? INT64_MAX : INT64_MIN);
 305 #else
 306     int64_t s = a+(uint64_t)b;
 307     if ((int64_t)(a^b | ~s^b) >= 0)
 308         return INT64_MAX ^ (b >> 63);
 309     return s;
 310 #endif
 311 }
 312
 313 /**
 314  * Subtract two signed 64-bit values with saturation.
 315  *
 316  * @param  a one value
 317  * @param  b another value
 318  * @return difference with signed saturation
 319  */
 320 static av_always_inline int64_t av_sat_sub64_c(int64_t a, int64_t b) {
 321 #if (!defined(__INTEL_COMPILER) && AV_GCC_VERSION_AT_LEAST(5,1)) || AV_HAS_BUILTIN(__builtin_sub_overflow)
 322     int64_t tmp;
 323     return !__builtin_sub_overflow(a, b, &tmp) ? tmp : (tmp < 0 ? INT64_MAX : INT64_MIN);
 324 #else
 325     if (b <= 0 && a >= INT64_MAX + b)
 326         return INT64_MAX;
 327     if (b >= 0 && a <= INT64_MIN + b)
 328         return INT64_MIN;
 329     return a - b;
 330 #endif
 331 }
 332
 333 /**
 334  * Clip a float value into the amin-amax range.
 335  * @param a value to clip
 336  * @param amin minimum value of the clip range
 337  * @param amax maximum value of the clip range
 338  * @return clipped value
 339  */
 340 static av_always_inline av_const float av_clipf_c(float a, float amin, float amax)
 341 {
 342 #if defined(HAVE_AV_CONFIG_H) && defined(ASSERT_LEVEL) && ASSERT_LEVEL >= 2
 343     if (amin > amax) abort();
 344 #endif
 345     if      (a < amin) return amin;
 346     else if (a > amax) return amax;
 347     else               return a;
 348 }
 349
 350 /**
 351  * Clip a double value into the amin-amax range.
 352  * @param a value to clip
 353  * @param amin minimum value of the clip range
 354  * @param amax maximum value of the clip range
 355  * @return clipped value
 356  */
 357 static av_always_inline av_const double av_clipd_c(double a, double amin, double amax)
 358 {
 359 #if defined(HAVE_AV_CONFIG_H) && defined(ASSERT_LEVEL) && ASSERT_LEVEL >= 2
 360     if (amin > amax) abort();
 361 #endif
 362     if      (a < amin) return amin;
 363     else if (a > amax) return amax;
 364     else               return a;
 365 }
 366
 367 /** Compute ceil(log2(x)).
 368  * @param x value used to compute ceil(log2(x))
 369  * @return computed ceiling of log2(x)
 370  */
 371 static av_always_inline av_const int av_ceil_log2_c(int x)
 372 {
 373     return av_log2((x - 1U) << 1);
 374 }
 375
 376 /**
 377  * Count number of bits set to one in x
 378  * @param x value to count bits of
 379  * @return the number of bits set to one in x
 380  */
 381 static av_always_inline av_const int av_popcount_c(uint32_t x)
 382 {
 383     x -= (x >> 1) & 0x55555555;
 384     x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
 385     x = (x + (x >> 4)) & 0x0F0F0F0F;
 386     x += x >> 8;
 387     return (x + (x >> 16)) & 0x3F;
 388 }
 389
 390 /**
 391  * Count number of bits set to one in x
 392  * @param x value to count bits of
 393  * @return the number of bits set to one in x
 394  */
 395 static av_always_inline av_const int av_popcount64_c(uint64_t x)
 396 {
 397     return av_popcount((uint32_t)x) + av_popcount((uint32_t)(x >> 32));
 398 }
 399
 400 static av_always_inline av_const int av_parity_c(uint32_t v)
 401 {
 402     return av_popcount(v) & 1;
 403 }
 404
 405 #define MKTAG(a,b,c,d) ((a) | ((b) << 8) | ((c) << 16) | ((unsigned)(d) << 24))
 406 #define MKBETAG(a,b,c,d) ((d) | ((c) << 8) | ((b) << 16) | ((unsigned)(a) << 24))
 407
 408 /**
 409  * Convert a UTF-8 character (up to 4 bytes) to its 32-bit UCS-4 encoded form.
 410  *
 411  * @param val      Output value, must be an lvalue of type uint32_t.
 412  * @param GET_BYTE Expression reading one byte from the input.
 413  *                 Evaluated up to 7 times (4 for the currently
 414  *                 assigned Unicode range).  With a memory buffer
 415  *                 input, this could be *ptr++, or if you want to make sure
 416  *                 that *ptr stops at the end of a NULL terminated string then
 417  *                 *ptr ? *ptr++ : 0
 418  * @param ERROR    Expression to be evaluated on invalid input,
 419  *                 typically a goto statement.
 420  *
 421  * @warning ERROR should not contain a loop control statement which
 422  * could interact with the internal while loop, and should force an
 423  * exit from the macro code (e.g. through a goto or a return) in order
 424  * to prevent undefined results.
 425  */
 426 #define GET_UTF8(val, GET_BYTE, ERROR)\
 427     val= (GET_BYTE);\
 428     {\
 429         uint32_t top = (val & 128) >> 1;\
 430         if ((val & 0xc0) == 0x80 || val >= 0xFE)\
 431             {ERROR}\
 432         while (val & top) {\
 433             unsigned int tmp = (GET_BYTE) - 128;\
 434             if(tmp>>6)\
 435                 {ERROR}\
 436             val= (val<<6) + tmp;\
 437             top <<= 5;\
 438         }\
 439         val &= (top << 1) - 1;\
 440     }
 441
 442 /**
 443  * Convert a UTF-16 character (2 or 4 bytes) to its 32-bit UCS-4 encoded form.
 444  *
 445  * @param val       Output value, must be an lvalue of type uint32_t.
 446  * @param GET_16BIT Expression returning two bytes of UTF-16 data converted
 447  *                  to native byte order.  Evaluated one or two times.
 448  * @param ERROR     Expression to be evaluated on invalid input,
 449  *                  typically a goto statement.
 450  */
 451 #define GET_UTF16(val, GET_16BIT, ERROR)\
 452     val = (GET_16BIT);\
 453     {\
 454         unsigned int hi = val - 0xD800;\
 455         if (hi < 0x800) {\
 456             val = (GET_16BIT) - 0xDC00;\
 457             if (val > 0x3FFU || hi > 0x3FFU)\
 458                 {ERROR}\
 459             val += (hi<<10) + 0x10000;\
 460         }\
 461     }\
 462
 463 /**
 464  * @def PUT_UTF8(val, tmp, PUT_BYTE)
 465  * Convert a 32-bit Unicode character to its UTF-8 encoded form (up to 4 bytes long).
 466  * @param val is an input-only argument and should be of type uint32_t. It holds
 467  * a UCS-4 encoded Unicode character that is to be converted to UTF-8. If
 468  * val is given as a function it is executed only once.
 469  * @param tmp is a temporary variable and should be of type uint8_t. It
 470  * represents an intermediate value during conversion that is to be
 471  * output by PUT_BYTE.
 472  * @param PUT_BYTE writes the converted UTF-8 bytes to any proper destination.
 473  * It could be a function or a statement, and uses tmp as the input byte.
 474  * For example, PUT_BYTE could be "*output++ = tmp;" PUT_BYTE will be
 475  * executed up to 4 times for values in the valid UTF-8 range and up to
 476  * 7 times in the general case, depending on the length of the converted
 477  * Unicode character.
 478  */
 479 #define PUT_UTF8(val, tmp, PUT_BYTE)\
 480     {\
 481         int bytes, shift;\
 482         uint32_t in = val;\
 483         if (in < 0x80) {\
 484             tmp = in;\
 485             PUT_BYTE\
 486         } else {\
 487             bytes = (av_log2(in) + 4) / 5;\
 488             shift = (bytes - 1) * 6;\
 489             tmp = (256 - (256 >> bytes)) | (in >> shift);\
 490             PUT_BYTE\
 491             while (shift >= 6) {\
 492                 shift -= 6;\
 493                 tmp = 0x80 | ((in >> shift) & 0x3f);\
 494                 PUT_BYTE\
 495             }\
 496         }\
 497     }
 498
 499 /**
 500  * @def PUT_UTF16(val, tmp, PUT_16BIT)
 501  * Convert a 32-bit Unicode character to its UTF-16 encoded form (2 or 4 bytes).
 502  * @param val is an input-only argument and should be of type uint32_t. It holds
 503  * a UCS-4 encoded Unicode character that is to be converted to UTF-16. If
 504  * val is given as a function it is executed only once.
 505  * @param tmp is a temporary variable and should be of type uint16_t. It
 506  * represents an intermediate value during conversion that is to be
 507  * output by PUT_16BIT.
 508  * @param PUT_16BIT writes the converted UTF-16 data to any proper destination
 509  * in desired endianness. It could be a function or a statement, and uses tmp
 510  * as the input byte.  For example, PUT_BYTE could be "*output++ = tmp;"
 511  * PUT_BYTE will be executed 1 or 2 times depending on input character.
 512  */
 513 #define PUT_UTF16(val, tmp, PUT_16BIT)\
 514     {\
 515         uint32_t in = val;\
 516         if (in < 0x10000) {\
 517             tmp = in;\
 518             PUT_16BIT\
 519         } else {\
 520             tmp = 0xD800 | ((in - 0x10000) >> 10);\
 521             PUT_16BIT\
 522             tmp = 0xDC00 | ((in - 0x10000) & 0x3FF);\
 523             PUT_16BIT\
 524         }\
 525     }\
 526
 527
 528
 529 #include "mem.h"
 530
 531 #ifdef HAVE_AV_CONFIG_H
 532 #    include "internal.h"
 533 #endif /* HAVE_AV_CONFIG_H */
 534
 535 #endif /* AVUTIL_COMMON_H */
 536
 537 /*
 538  * The following definitions are outside the multiple inclusion guard
 539  * to ensure they are immediately available in intmath.h.
 540  */
 541
 542 #ifndef av_ceil_log2
 543 #   define av_ceil_log2     av_ceil_log2_c
 544 #endif
 545 #ifndef av_clip
 546 #   define av_clip          av_clip_c
 547 #endif
 548 #ifndef av_clip64
 549 #   define av_clip64        av_clip64_c
 550 #endif
 551 #ifndef av_clip_uint8
 552 #   define av_clip_uint8    av_clip_uint8_c
 553 #endif
 554 #ifndef av_clip_int8
 555 #   define av_clip_int8     av_clip_int8_c
 556 #endif
 557 #ifndef av_clip_uint16
 558 #   define av_clip_uint16   av_clip_uint16_c
 559 #endif
 560 #ifndef av_clip_int16
 561 #   define av_clip_int16    av_clip_int16_c
 562 #endif
 563 #ifndef av_clipl_int32
 564 #   define av_clipl_int32   av_clipl_int32_c
 565 #endif
 566 #ifndef av_clip_intp2
 567 #   define av_clip_intp2    av_clip_intp2_c
 568 #endif
 569 #ifndef av_clip_uintp2
 570 #   define av_clip_uintp2   av_clip_uintp2_c
 571 #endif
 572 #ifndef av_mod_uintp2
 573 #   define av_mod_uintp2    av_mod_uintp2_c
 574 #endif
 575 #ifndef av_sat_add32
 576 #   define av_sat_add32     av_sat_add32_c
 577 #endif
 578 #ifndef av_sat_dadd32
 579 #   define av_sat_dadd32    av_sat_dadd32_c
 580 #endif
 581 #ifndef av_sat_sub32
 582 #   define av_sat_sub32     av_sat_sub32_c
 583 #endif
 584 #ifndef av_sat_dsub32
 585 #   define av_sat_dsub32    av_sat_dsub32_c
 586 #endif
 587 #ifndef av_sat_add64
 588 #   define av_sat_add64     av_sat_add64_c
 589 #endif
 590 #ifndef av_sat_sub64
 591 #   define av_sat_sub64     av_sat_sub64_c
 592 #endif
 593 #ifndef av_clipf
 594 #   define av_clipf         av_clipf_c
 595 #endif
 596 #ifndef av_clipd
 597 #   define av_clipd         av_clipd_c
 598 #endif
 599 #ifndef av_popcount
 600 #   define av_popcount      av_popcount_c
 601 #endif
 602 #ifndef av_popcount64
 603 #   define av_popcount64    av_popcount64_c
 604 #endif
 605 #ifndef av_parity
 606 #   define av_parity        av_parity_c
 607 #endif