| 1 | /* -*- c++ -*- | 
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| 2 |  | 
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| 3 |    C++ bitfield alias class | 
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| 4 |  | 
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| 5 |    This file is part of the dpp library of C++ template classes | 
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| 6 |  | 
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| 7 |    doc: http://diaxen.ssji.net/dpp/index.html | 
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| 8 |    repo: https://www.ssji.net/svn/projets/trunk/libdpp | 
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| 9 |  | 
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| 10 |    This program is free software: you can redistribute it and/or | 
|---|
| 11 |    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License | 
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| 12 |    as published by the Free Software Foundation, either version 3 of | 
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| 13 |    the License, or (at your option) any later version. | 
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| 14 |  | 
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| 15 |    This program is distributed in the hope that it will be useful, but | 
|---|
| 16 |    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of | 
|---|
| 17 |    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU | 
|---|
| 18 |    Lesser General Public License for more details. | 
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| 19 |  | 
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| 20 |    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public | 
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| 21 |    License along with this program.  If not, see | 
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| 22 |    <http://www.gnu.org/licenses/>. | 
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| 23 |  | 
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| 24 |    (c) 2011 Alexandre Becoulet <alexandre.becoulet@free.fr> | 
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| 25 |  | 
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| 26 | */ | 
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| 27 |  | 
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| 28 | #ifndef DPP_BITFIELD_HH_ | 
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| 29 | #define DPP_BITFIELD_HH_ | 
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| 30 |  | 
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| 31 | #include <stdint.h> | 
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| 32 |  | 
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| 33 | /** @file @module{Bitfield alias} */ | 
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| 34 |  | 
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| 35 | namespace dpp { | 
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| 36 |  | 
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| 37 | #ifndef  DPP_BITFIELD_SWAP | 
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| 38 |   /** @This globally changes swap mask used by @ref bitfield classes | 
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| 39 |       by xoring with the swap mask value. */ | 
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| 40 | # define DPP_BITFIELD_SWAP 0 | 
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| 41 | #endif | 
|---|
| 42 |  | 
|---|
| 43 |   /** @internal */ | 
|---|
| 44 |   template <typename X, unsigned int swap_mask> | 
|---|
| 45 |   inline X _bitfield_swap(X x) | 
|---|
| 46 |   { | 
|---|
| 47 |     unsigned int m = swap_mask ^ (DPP_BITFIELD_SWAP); | 
|---|
| 48 |  | 
|---|
| 49 |     if (m & 1) | 
|---|
| 50 |       x = ((x & 0x5555555555555555ULL) << 1)  | ((x & 0xaaaaaaaaaaaaaaaaULL) >> 1); | 
|---|
| 51 |     if (m & 2) | 
|---|
| 52 |       x = ((x & 0x3333333333333333ULL) << 2)  | ((x & 0xccccccccccccccccULL) >> 2); | 
|---|
| 53 |     if (m & 4) | 
|---|
| 54 |       x = ((x & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL) << 4)  | ((x & 0xf0f0f0f0f0f0f0f0ULL) >> 4); | 
|---|
| 55 |     if (sizeof(X) > 8 && (m & 8)) | 
|---|
| 56 |       x = ((x & 0x00ff00ff00ff00ffULL) << 8)  | ((x & 0xff00ff00ff00ff00ULL) >> 8); | 
|---|
| 57 |     if (sizeof(X) > 16 && (m & 16)) | 
|---|
| 58 |       x = ((x & 0x0000ffff0000ffffULL) << 16) | ((x & 0xffff0000ffff0000ULL) >> 16); | 
|---|
| 59 |     if (sizeof(X) > 32 && (m & 32)) | 
|---|
| 60 |       x = ((x & 0x00000000ffffffffULL) << 32) | ((x & 0xffffffff00000000ULL) >> 32); | 
|---|
| 61 |  | 
|---|
| 62 |     return x; | 
|---|
| 63 |   } | 
|---|
| 64 |  | 
|---|
| 65 | #define _DPP_BITFIELD(C, X)                                             \ | 
|---|
| 66 |   class C                                                               \ | 
|---|
| 67 |   {                                                                     \ | 
|---|
| 68 |     static const X mask = ((1 << width) - 1);                           \ | 
|---|
| 69 |     static const X smask = mask << position;                            \ | 
|---|
| 70 |                                                                         \ | 
|---|
| 71 |   public:                                                               \ | 
|---|
| 72 |                                                                         \ | 
|---|
| 73 |     /** @This creates a bitfield alias object for the given integer. */ \ | 
|---|
| 74 |     C(X &x)                                                             \ | 
|---|
| 75 |       : _x(x)                                                           \ | 
|---|
| 76 |     {                                                                   \ | 
|---|
| 77 |     }                                                                   \ | 
|---|
| 78 |                                                                         \ | 
|---|
| 79 |     /** @This extracts bits from given integer. */                      \ | 
|---|
| 80 |     static const X get(X x)                                             \ | 
|---|
| 81 |     {                                                                   \ | 
|---|
| 82 |       return (_bitfield_swap<X, swap_mask>(x) >> position) & mask;      \ | 
|---|
| 83 |     }                                                                   \ | 
|---|
| 84 |                                                                         \ | 
|---|
| 85 |     /** @This sets bits in referenced integer to given value. */        \ | 
|---|
| 86 |     static void set(X &v, X x)                                          \ | 
|---|
| 87 |     {                                                                   \ | 
|---|
| 88 |       static const X wmask = _bitfield_swap<X, swap_mask>(smask);       \ | 
|---|
| 89 |       x = _bitfield_swap<X, swap_mask>(x << position);                  \ | 
|---|
| 90 |       v = (v & ~wmask) | (x & wmask);                                   \ | 
|---|
| 91 |     }                                                                   \ | 
|---|
| 92 |                                                                         \ | 
|---|
| 93 |     /** @This extracts bits from aliased integer. */                    \ | 
|---|
| 94 |     operator X () const                                                 \ | 
|---|
| 95 |     {                                                                   \ | 
|---|
| 96 |       return get(_x);                                                   \ | 
|---|
| 97 |     }                                                                   \ | 
|---|
| 98 |                                                                         \ | 
|---|
| 99 |     /** @This sets bits in aliased integer to given value. */           \ | 
|---|
| 100 |     X operator=(X x)                                                    \ | 
|---|
| 101 |     {                                                                   \ | 
|---|
| 102 |       set(_x, x);                                                       \ | 
|---|
| 103 |       return x;                                                         \ | 
|---|
| 104 |     }                                                                   \ | 
|---|
| 105 |                                                                         \ | 
|---|
| 106 |   private:                                                              \ | 
|---|
| 107 |     X &_x;                                                              \ | 
|---|
| 108 |   } | 
|---|
| 109 |  | 
|---|
| 110 |   /** @short Generic bitfield alias class | 
|---|
| 111 |       @module {Bitfield alias} | 
|---|
| 112 |       @header dpp/bitfield | 
|---|
| 113 |       @main | 
|---|
| 114 |  | 
|---|
| 115 |       @This can be used to declare an alias which permit convenient | 
|---|
| 116 |       access to specified bits range inside an integer value. | 
|---|
| 117 |  | 
|---|
| 118 |       This class requires the integer type as parameter, other classes | 
|---|
| 119 |       are available for 8, 16, 32 and 64 bits, signed and unsigned | 
|---|
| 120 |       integer types. | 
|---|
| 121 |  | 
|---|
| 122 |       This class exposes bits at specified @tt position and @tt width | 
|---|
| 123 |       in aliased integer value. | 
|---|
| 124 |  | 
|---|
| 125 |       @section {Bits swapping} | 
|---|
| 126 |  | 
|---|
| 127 |       An additional @tt swap_mask parameter can be used to perform a | 
|---|
| 128 |       bits permutation on accessed integer. Each bit in the mask specify | 
|---|
| 129 |       size of swapped bit packets; for instance a mask value of | 
|---|
| 130 |       (8+16+32) performs a bytes swap on 32 bits values. | 
|---|
| 131 |  | 
|---|
| 132 |       The value of the @ref DPP_BITFIELD_SWAP macro is xored with the | 
|---|
| 133 |       swap mask. Its default value is 0 and it can be defined before | 
|---|
| 134 |       including the @tt bitfield header. This allows globally | 
|---|
| 135 |       inverting swap mask depending on processor endianness. | 
|---|
| 136 |  | 
|---|
| 137 |       @end section | 
|---|
| 138 |    */ | 
|---|
| 139 |   template <typename X, | 
|---|
| 140 |             unsigned int position, | 
|---|
| 141 |             unsigned int width = 1, | 
|---|
| 142 |             unsigned int swap_mask = 0> | 
|---|
| 143 |   _DPP_BITFIELD(bitfield, X); | 
|---|
| 144 |  | 
|---|
| 145 |  | 
|---|
| 146 | #define _DPP_BITFIELD_INT(u, s, n, t)                                   \ | 
|---|
| 147 |   /** @short s bits u bitfield alias class                              \ | 
|---|
| 148 |       @module {Bitfield alias}                                          \ | 
|---|
| 149 |       @header dpp/bitfield                                              \ | 
|---|
| 150 |                                                                         \ | 
|---|
| 151 |       @This can be used to declare an alias which permit convenient     \ | 
|---|
| 152 |       access to specified bits range inside an integer value.           \ | 
|---|
| 153 |                                                                         \ | 
|---|
| 154 |       This class is designed to work with s bits u values. See the      \ | 
|---|
| 155 |       @ref bitfield class documentation for details.                    \ | 
|---|
| 156 |   */                                                                    \ | 
|---|
| 157 |   template <unsigned int position,                                      \ | 
|---|
| 158 |             unsigned int width = 1,                                     \ | 
|---|
| 159 |             unsigned int swap_mask = 0>                                 \ | 
|---|
| 160 |   _DPP_BITFIELD(bitfield_##n, t); | 
|---|
| 161 |  | 
|---|
| 162 |   _DPP_BITFIELD_INT(unsigned, 8,  u8,  uint8_t); | 
|---|
| 163 |   _DPP_BITFIELD_INT(signed, 8,  s8,  int8_t); | 
|---|
| 164 |   _DPP_BITFIELD_INT(unsigned, 16, u16, uint16_t); | 
|---|
| 165 |   _DPP_BITFIELD_INT(signed, 16, s16, int16_t); | 
|---|
| 166 |   _DPP_BITFIELD_INT(unsigned, 32, u32, uint32_t); | 
|---|
| 167 |   _DPP_BITFIELD_INT(signed, 32, s32, int32_t); | 
|---|
| 168 |   _DPP_BITFIELD_INT(unsigned, 64, u64, uint64_t); | 
|---|
| 169 |   _DPP_BITFIELD_INT(signed, 64, s64, int64_t); | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 | } | 
|---|
| 172 |  | 
|---|
| 173 | #endif | 
|---|
| 174 |  | 
|---|