begriffs open source - libnonstd/blob - integral.h

   1 #ifndef LIBNONSTD_INTEGRAL_H
   2 #define LIBNONSTD_INTEGRAL_H
   3
   4 #include <limits.h>
   5 #include <stddef.h>
   6 #include <stdint.h>
   7
   8 /* Integer bit patterns
   9  *
  10  * Purpose: bitwise operations and modular arithmetic.
  11  *
  12  * 6.2.5
  13  *
  14  *      A computation involving unsigned operands can never overflow, because a
  15  *      result that cannot be represented by the resulting unsigned integer type
  16  *      is reduced modulo the number that is one greater than the largest value
  17  *      that can be represented by the resulting type.
  18  *
  19  * Each type "bN" is guaranteed to hold at least N bits.
  20  *
  21  * However, the types must be at least the size of int, or else they will be
  22  * silently converted to signed int in any expression, and lose the unsigned
  23  * guarantees.
  24  *
  25  * 6.3.1.1
  26  *
  27  *      If an int can represent all values of the original type, the value is
  28  *      converted to an int; otherwise it is converted to an unsigned int.
  29  */
  30
  31 typedef unsigned int       b16;
  32 typedef unsigned long      b32;
  33 typedef unsigned long long b64;
  34
  35 #define B16_MAX            UINT_MAX
  36 #define B32_MAX            ULONG_MAX
  37 #define B64_MAX            ULLONG_MAX
  38
  39 #define B16_C(n)           (n ## U)
  40 #define B32_C(n)           (n ## UL)
  41 #define B64_C(n)           (n ## ULL)
  42
  43 #define PRIdB16            "%u"
  44 #define PRIdB32            "%lu"
  45 #define PRIdB64            "%llu"
  46
  47 /* Regular (signed) integers
  48  *
  49  * Purpose: normal arithmetical operations and measurement, without modular
  50  * arithmetic expectations.
  51  *
  52  * Care is required with these types to avoid overflow, which is undefined
  53  * behavior.
  54  *
  55  * Each type "iN" is guaranteed to hold at least N bits, but may be wider if
  56  * that would be faster for the processor. The "_trim" variety attempts to save
  57  * space for e.g. big arrays.
  58  */
  59
  60 typedef int           i8;
  61 typedef signed char   i8_trim;
  62
  63 typedef int           i16;
  64 typedef short         i16_trim;
  65
  66 typedef long          i32;
  67 typedef int_least32_t i32_trim;
  68
  69 typedef long long     i64;
  70 typedef int_least64_t i64_trim;
  71
  72 #define I8_MIN        INT_MIN
  73 #define I8_MAX        INT_MAX
  74 #define I8_TRIM_MIN   SCHAR_MIN
  75 #define I8_TRIM_MAX   SCHAR_MAX
  76 #define I16_MIN       INT_MIN
  77 #define I16_MAX       INT_MAX
  78 #define I16_TRIM_MIN  SHRT_MIN
  79 #define I16_TRIM_MAX  SHRT_MAX
  80 #define I32_MIN       LONG_MIN
  81 #define I32_MAX       LONG_MAX
  82 #define I32_TRIM_MIN  INT_LEAST32_MIN
  83 #define I32_TRIM_MAX  INT_LEAST32_MAX
  84 #define I64_MIN       LLONG_MIN
  85 #define I64_MAX       LLONG_MAX
  86 #define I64_TRIM_MIN  INT_LEAST64_MIN
  87 #define I64_TRIM_MAX  INT_LEAST64_MAX
  88
  89 #define I8_C(n)       (n)
  90 #define I16_C(n)      (n)
  91 #define I32_C(n)      (n ## L)
  92 #define I64_C(n)      (n ## LL)
  93
  94 #define PRIdI8        "%d"
  95 #define PRIdI8_TRIM   "%hh"
  96 #define PRIdI16       "%d"
  97 #define PRIdI16_TRIM  "%h"
  98 #define PRIdI32       "%ld"
  99 #define PRIdI32_TRIM  PRIdLEAST32
 100 #define PRIdI64       "%lld"
 101 #define PRIdI64_TRIM  PRIdLEAST64
 102
 103 /* The size of data objects.
 104  *
 105  * This is a numerical quantity, not a bit pattern. Thus it fits into the
 106  * signed integer category. This notion conflicts with the definition of
 107  * size_t. We provide a signed counterpart, with wrappers for sizeof() and
 108  * offsetof() that do bounds checking and convert the result.
 109  *
 110  * My conjecture is that size_t was chosen to be unsigned to wring the most out
 111  * of each available bit on e.g. segmented 16-bit memory architectures.
 112  */
 113
 114 #ifdef HAVE_SSIZE_T
 115         // get ssize_t from POSIX
 116         #include <sys/types.h>
 117 #else
 118         // make our best approximation
 119         typedef ptrdiff_t ssize_t;
 120         #define SSIZE_MAX PTRDIFF_MAX
 121 #endif
 122
 123 #define PRIdSSIZE     "%td"
 124
 125 #define ssizeof(x) \
 126         (sizeof(x) <= (size_t)SSIZE_MAX ? (ssize_t)sizeof(x) : -1)
 127
 128 #define soffsetof(t, m) \
 129         (offsetof((t), (m)) <= (size_t)SSIZE_MAX ? offsetof((t), (m)) : -1)
 130
 131 /* Character types ********************************************************/
 132
 133 /* Character type 1: Smallest units of addressible storage.
 134  *
 135  * Purpose: load and store the raw aliased bytes of a C object.  it's a rare
 136  * situation, used inside functions like memcpy or fwrite. Also, due to signed
 137  * integer promotion, this type shouldn't be used in arithmetic operations.
 138  *
 139  * 6.2.6.1
 140  *
 141  *      Values stored in unsigned bit-fields *and objects of type unsigned char*
 142  *      shall be represented using a pure binary notation.
 143  *
 144  *      Values stored in non-bit-field objects of any other object type consist of n
 145  *      x CHAR_BIT bits, where n is the size of an object of that type, in bytes.
 146  *      The value may be copied into an object of type unsigned char [n] (e.g., by
 147  *      memcpy); the resulting set of bytes is called the object representation of
 148  *      the value.
 149  *
 150  * 6.2.6.2
 151  *
 152  *      For unsigned integer types *other than unsigned char,* the bits of the
 153  *      object representation shall be divided into two groups: value bits and
 154  *      padding bits (there need not be any of the latter).
 155  */
 156
 157 typedef unsigned char raw_byte;
 158
 159 /* Character type 2: Codepoints in a character encoding.
 160  *
 161  * The tasks of human language processing are too broad for a base language
 162  * library, and the rules change as languages and locales do. Use a proper
 163  * library for this, such as ICU, and its provided data types.
 164  *
 165  * - Note: pointers to native C string literals should be char*, as the
 166  *   signedness of char is implementation-defined.
 167  */
 168
 169 // No extra definitions for codepoints
 170
 171 /* Character type 3: Small integers.
 172  *
 173  * Already covered with i8 and i8_trim.
 174  */
 175
 176 // No extra definitions for small integers
 177
 178 #endif