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/* Chrysalide - Outil d'analyse de fichiers binaires
* bits.c - manipulation d'un champ de bits quelconque
*
* Copyright (C) 2015-2019 Cyrille Bagard
*
* This file is part of Chrysalide.
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* Chrysalide is free software; you can redistribute it and/or modify
* it under the terms of the GNU General Public License as published by
* the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
* (at your option) any later version.
*
* Chrysalide is distributed in the hope that it will be useful,
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
* GNU General Public License for more details.
*
* You should have received a copy of the GNU General Public License
* along with Chrysalide. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
*/
#include "bits.h"
#include <assert.h>
#include <glib.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#include "asm.h"
/* Champ de bits simple */
struct _bitfield_t
{
size_t length; /* Nombre de bits représentés */
size_t requested; /* Nombre de mots alloués */
unsigned long bits[0]; /* Mémoire d'accès associée */
};
/* Crée un champ de bits initialisé à zéro. */
static bitfield_t *_create_bit_field(size_t);
/* Détermine si un ensemble de bits est homogène dans un champ. */
static bool test_state_in_bit_field(const bitfield_t *, size_t, size_t, bool);
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : length = nom de bits du champ à représenter. *
* *
* Description : Crée un champ de bits initialisé à zéro. *
* *
* Retour : Champ de bits mis en place. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
static bitfield_t *_create_bit_field(size_t length)
{
bitfield_t *result; /* Création à retourner */
size_t requested; /* Nombre de mots à allouer */
size_t base; /* Allocation de base en octets*/
requested = length / (sizeof(unsigned long) * 8);
if (length % (sizeof(unsigned long) * 8) != 0) requested++;
base = sizeof(bitfield_t) + requested * sizeof(unsigned long);
result = (bitfield_t *)malloc(base);
result->length = length;
result->requested = requested;
return result;
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : length = nombre de bits du champ à représenter. *
* state = état initial de chaque des bits. *
* *
* Description : Crée un champ de bits initialisé. *
* *
* Retour : Champ de bits mis en place. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
bitfield_t *create_bit_field(size_t length, bool state)
{
bitfield_t *result; /* Création à retourner */
result = _create_bit_field(length);
if (state)
set_all_in_bit_field(result);
else
reset_all_in_bit_field(result);
return result;
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à dupliquer. *
* *
* Description : Crée une copie d'un champ de bits classique. *
* *
* Retour : Champ de bits mis en place. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
bitfield_t *dup_bit_field(const bitfield_t *field)
{
bitfield_t *result; /* Copie à retourner */
result = _create_bit_field(field->length);
memcpy(result->bits, field->bits, result->requested * sizeof(unsigned long));
return result;
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à effacer. *
* *
* Description : Supprime de la mémoire un champ de bits donné. *
* *
* Retour : - *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
void delete_bit_field(bitfield_t *field)
{
free(field);
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : dest = champ de bits à modifier. *
* src = champ de bits à utiliser pour l'opération. *
* *
* Description : Copie un champ de bits dans un autre. *
* *
* Retour : - *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
void copy_bit_field(bitfield_t *dest, const bitfield_t *src)
{
assert(dest->length == src->length);
memcpy(dest->bits, src->bits, dest->requested * sizeof(unsigned long));
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à consulter. *
* *
* Description : Indique la taille d'un champ de bits donné. *
* *
* Retour : Taille du champ de bits. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
size_t get_bit_field_size(const bitfield_t *field)
{
size_t result; /* Dimension à retourner */
result = field->length;
return result;
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : a = premier champ à analyser. *
* b = second champ à analyser. *
* *
* Description : Compare deux champs de bits entre eux. *
* *
* Retour : Bilan de la comparaison. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
int compare_bit_fields(const bitfield_t *a, const bitfield_t *b)
{
int result; /* Bilan à retourner */
unsigned long final; /* Masque de la partie finale */
size_t i; /* Boucle de parcours */
unsigned long val_a; /* Valeur d'un mot de A */
unsigned long val_b; /* Valeur d'un mot de B */
result = 0;
if (a->length > b->length)
result = 1;
else if (a->length < b->length)
result = -1;
else
{
final = a->length % (8 * sizeof(unsigned long));
if (final == 0)
final = ~0lu;
else
final = (1 << final) - 1;
for (i = 0; i < a->requested && result == 0; i++)
{
val_a = a->bits[i];
val_b = b->bits[i];
if ((i + 1) == a->requested)
{
val_a &= final;
val_b &= final;
}
if (val_a > val_b)
result = 1;
else if (val_a < val_b)
result = -1;
}
}
return result;
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à modifier. *
* *
* Description : Bascule à 0 un champ de bits dans son intégralité. *
* *
* Retour : - *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
void reset_all_in_bit_field(bitfield_t *field)
{
memset(field->bits, 0u, field->requested * sizeof(unsigned long));
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à modifier. *
* *
* Description : Bascule à 1 un champ de bits dans son intégralité. *
* *
* Retour : - *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
void set_all_in_bit_field(bitfield_t *field)
{
memset(field->bits, ~0u, field->requested * sizeof(unsigned long));
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à modifier. *
* first = indice du premier bit à traiter. *
* count = nombre de bits à marquer. *
* *
* Description : Bascule à 0 une partie d'un champ de bits. *
* *
* Retour : - *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
void reset_in_bit_field(bitfield_t *field, size_t first, size_t count)
{
size_t last; /* Point d'arrêt de la boucle */
size_t i; /* Boucle de parcours */
size_t index; /* Cellule de tableau visée */
size_t remaining; /* Nombre de bits restants */
last = first + count;
assert(last <= field->length);
for (i = first; i < last; i++)
{
index = i / (sizeof(unsigned long) * 8);
remaining = i % (sizeof(unsigned long) * 8);
field->bits[index] &= ~(1ul << remaining);
}
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à modifier. *
* first = indice du premier bit à traiter. *
* count = nombre de bits à marquer. *
* *
* Description : Bascule à 1 une partie d'un champ de bits. *
* *
* Retour : - *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
void set_in_bit_field(bitfield_t *field, size_t first, size_t count)
{
size_t last; /* Point d'arrêt de la boucle */
size_t i; /* Boucle de parcours */
size_t index; /* Cellule de tableau visée */
size_t remaining; /* Nombre de bits restants */
last = first + count;
assert(last <= field->length);
for (i = first; i < last; i++)
{
index = i / (sizeof(unsigned long) * 8);
remaining = i % (sizeof(unsigned long) * 8);
field->bits[index] |= (1ul << remaining);
}
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : dest = champ de bits à modifier. *
* src = champ de bits à utiliser pour l'opération. *
* *
* Description : Réalise une opération ET logique entre deux champs de bits. *
* *
* Retour : - *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
void and_bit_field(bitfield_t *dest, const bitfield_t *src)
{
size_t i; /* Boucle de parcours */
assert(dest->length == src->length);
for (i = 0; i < dest->requested; i++)
dest->bits[i] &= src->bits[i];
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : dest = champ de bits à modifier. *
* src = champ de bits à utiliser pour l'opération. *
* *
* Description : Réalise une opération OU logique entre deux champs de bits. *
* *
* Retour : - *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
void or_bit_field(bitfield_t *dest, const bitfield_t *src)
{
size_t i; /* Boucle de parcours */
assert(dest->length == src->length);
for (i = 0; i < dest->requested; i++)
dest->bits[i] |= src->bits[i];
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à consulter. *
* n = indice du bit à traiter. *
* *
* Description : Détermine si un bit est à 1 dans un champ de bits. *
* *
* Retour : true si le bit correspondant est à l'état haut. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
bool test_in_bit_field(const bitfield_t *field, size_t n)
{
bool result; /* Valeur retrouvée à renvoyer */
size_t index; /* Cellule de tableau visée */
size_t remaining; /* Nombre de bits restants */
assert(n < field->length);
index = n / (sizeof(unsigned long) * 8);
remaining = n % (sizeof(unsigned long) * 8);
result = field->bits[index] & (1ul << remaining);
return result;
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à modifier. *
* first = indice du premier bit à traiter. *
* count = nombre de bits à marquer. *
* state = état global à retrouver idéalement. *
* *
* Description : Détermine si un ensemble de bits est homogène dans un champ. *
* *
* Retour : true si les bits correspondants sont à l'état indiqué. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
static bool test_state_in_bit_field(const bitfield_t *field, size_t first, size_t count, bool state)
{
size_t last; /* Point d'arrêt de la boucle */
size_t i; /* Boucle de parcours */
size_t index; /* Cellule de tableau visée */
size_t remaining; /* Nombre de bits restants */
bool current; /* Etat d'un bit donné */
assert(count > 0);
last = first + count;
for (i = first; i < last; i++)
{
index = i / (sizeof(unsigned long) * 8);
remaining = i % (sizeof(unsigned long) * 8);
current = field->bits[index] & (1ul << remaining);
if (current != state) break;
}
return (i == last);
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à consulter. *
* first = indice du premier bit à traiter. *
* count = nombre de bits à analyser. *
* *
* Description : Détermine si un ensemble de bits est à 0 dans un champ. *
* *
* Retour : true si les bits correspondants sont à l'état bas. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
bool test_none_in_bit_field(const bitfield_t *field, size_t first, size_t count)
{
bool result; /* Valeur retrouvée à renvoyer */
result = test_state_in_bit_field(field, first, count, false);
return result;
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à consulter. *
* first = indice du premier bit à traiter. *
* count = nombre de bits à analyser. *
* *
* Description : Détermine si un ensemble de bits est à 1 dans un champ. *
* *
* Retour : true si les bits correspondants sont à l'état haut. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
bool test_all_in_bit_field(const bitfield_t *field, size_t first, size_t count)
{
bool result; /* Valeur retrouvée à renvoyer */
result = test_state_in_bit_field(field, first, count, true);
return result;
}
/******************************************************************************
* *
* Paramètres : field = champ de bits à consulter. *
* *
* Description : Détermine le nombre de bits à 1 dans un champ. *
* *
* Retour : Valeur positive ou nulle. *
* *
* Remarques : - *
* *
******************************************************************************/
size_t popcount_for_bit_field(const bitfield_t *field)
{
size_t result; /* Quantité à renvoyer */
size_t remaining; /* Nombre de bits restants */
size_t i; /* Boucle de parcours */
unsigned long value; /* Valeur masquée à traiter */
result = 0;
remaining = field->length;
for (i = 0; i < field->requested; i++)
{
value = field->bits[i];
if (remaining < (8 * sizeof(unsigned long)))
value &= (1lu << remaining) - 1;
#if __WORDSIZE == 64
result += popcount_64(value);
#elif __WORDSIZE == 32
result += popcount_32(value);
#else
# error "Unkown word size"
#endif
remaining -= 8 * sizeof(unsigned long);
}
return result;
}
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