fix clippy warnings
[nihav.git] / nihav-core / src / io / bitreader.rs
index faa1d8775ece2f89e05fd2e77f962695df3ee645..b5f8de61cb8db863c0f2b09c00327b93e40507b6 100644 (file)
@@ -1,28 +1,74 @@
-#[derive(Debug)]
+//! Bitstream reader functionality.
+//!
+//! Bitstream reader operates on `&[u8]` and allows to read bits from the slice in different modes.
+//!
+//! # Examples
+//!
+//! Reading 17 bits from a bitstream:
+//! ```
+//! use nihav_core::io::bitreader::{BitReader,BitReaderMode};
+//!
+//! # use nihav_core::io::bitreader::BitReaderResult;
+//! # fn foo() -> BitReaderResult<u32> {
+//! let bits: [u8; 4] = [ 42, 43, 44, 45 ];
+//! let mut br = BitReader::new(&bits, BitReaderMode::BE);
+//! let value = br.read(17)?;
+//! # Ok(value)
+//! # }
+//! ```
+//!
+//! Reading some amount of bits and checking how many bits are left:
+//! ```
+//! use nihav_core::io::bitreader::{BitReader,BitReaderMode};
+//!
+//! # use nihav_core::io::bitreader::BitReaderResult;
+//! # fn foo() -> BitReaderResult<()> {
+//! let bits: [u8; 4] = [ 42, 43, 44, 45 ];
+//! let mut br = BitReader::new(&bits, BitReaderMode::BE);
+//! let num_skip_bits = br.read(3)?;
+//! br.skip(num_skip_bits)?;
+//! println!("Now there are {} bits left to read.", br.left());
+//! # Ok(())
+//! # }
+//! ```
+
+
+
+/// Bitstream reading modes.
+#[derive(Debug,Clone,Copy)]
 pub enum BitReaderMode {
+    /// The stream is big endian MSB first.
     BE,
+    /// The stream is little endian LSB first.
     LE,
+    /// The stream is packed into 16-bit little-endian words MSB first.
     LE16MSB,
+    /// The stream is packed into 32-bit little-endian words MSB first.
     LE32MSB,
 }
 
-#[derive(Debug)]
+/// A list specifying general bitstream reading errors.
+#[derive(Debug,Clone,Copy)]
 pub enum BitReaderError {
+    /// The reader is at the end of bitstream.
     BitstreamEnd,
+    /// The caller tried to read too many bits at once (e.g. 128).
     TooManyBitsRequested,
+    /// Some argument is invalid.
     InvalidValue,
 }
 
 use self::BitReaderError::*;
 
+/// A specialised `Result` type for bitstream operations.
 pub type BitReaderResult<T> = Result<T, BitReaderError>;
 
-#[derive(Debug)]
+/// Bitstream reader.
+#[derive(Debug,Clone)]
 pub struct BitReader<'a> {
     cache: u64,
     bits:  u8,
     pos:   usize,
-    end:   usize,
     src:   &'a [u8],
     mode:  BitReaderMode,
 }
@@ -30,17 +76,31 @@ pub struct BitReader<'a> {
 #[allow(clippy::identity_op)]
 impl<'a> BitReader<'a> {
 
-    pub fn new(src: &'a [u8], size: usize, mode: BitReaderMode) -> Self {
-        if src.len() < size { panic!("size is less than needed"); }
-        BitReader{ cache: 0, pos: 0, bits: 0, end: size, src, mode }
+    /// Constructs a new instance of bitstream reader.
+    ///
+    /// # Examples
+    ///
+    /// ```
+    /// use nihav_core::io::bitreader::{BitReader,BitReaderMode};
+    ///
+    /// let bits: [u8; 4] = [ 42, 43, 44, 45 ];
+    /// let mut br = BitReader::new(&bits, BitReaderMode::BE);
+    /// ```
+    pub fn new(src: &'a [u8], mode: BitReaderMode) -> Self {
+        BitReader{ cache: 0, pos: 0, bits: 0, src, mode }
     }
 
+    /// Returns the data bitstream reader uses.
+    pub fn get_data(&self) -> &'a [u8] { self.src }
+
+    /// Reports the current bit position in the bitstream (usually simply the number of bits read so far).
     pub fn tell(&self) -> usize {
         self.pos * 8 - (self.bits as usize)
     }
 
+    /// Reports the amount of bits left until the end of the bitstream.
     pub fn left(&self) -> isize {
-        ((self.end as isize) - (self.pos as isize)) * 8 + (self.bits as isize)
+        ((self.src.len() as isize) - (self.pos as isize)) * 8 + (self.bits as isize)
     }
 
     fn fill32be(&mut self, src: &[u8]) {
@@ -73,9 +133,9 @@ impl<'a> BitReader<'a> {
 
     #[inline(always)]
     fn refill(&mut self) -> BitReaderResult<()> {
-        if self.pos >= self.end { return Err(BitstreamEnd) }
+        if self.pos >= self.src.len() { return Err(BitstreamEnd) }
         while self.bits <= 32 {
-            if self.pos + 4 <= self.end {
+            if self.pos + 4 <= self.src.len() {
                 let buf = &self.src[self.pos..];
                 match self.mode {
                     BitReaderMode::BE      => self.fill32be  (buf),
@@ -89,7 +149,7 @@ impl<'a> BitReader<'a> {
                 let mut buf: [u8; 4] = [0, 0, 0, 0];
                 let mut newbits: u8 = 0;
                 for out in buf.iter_mut().take(3) {
-                    if self.pos < self.end {
+                    if self.pos < self.src.len() {
                         *out = self.src[self.pos];
                         self.pos += 1;
                         newbits += 8;
@@ -140,12 +200,34 @@ impl<'a> BitReader<'a> {
         self.cache = 0;
     }
 
+    /// Reads the specified amount of bits as an unsigned value.
+    ///
+    /// The amount should fit into 32 bits, if you need more then
+    /// you should read it as several parts. If the amount of bits
+    /// requested to read is larger than the amount of bits left the
+    /// call will return [`BitstreamEnd`].
+    ///
+    /// # Examples
+    ///
+    /// ```
+    /// use nihav_core::io::bitreader::{BitReader,BitReaderMode};
+    ///
+    /// # use nihav_core::io::bitreader::BitReaderResult;
+    /// # fn foo() -> BitReaderResult<u32> {
+    /// let bits: [u8; 4] = [ 42, 43, 44, 45 ];
+    /// let mut br = BitReader::new(&bits, BitReaderMode::BE);
+    /// let value = br.read(17)?;
+    /// # Ok(value)
+    /// # }
+    /// ```
+    ///
+    /// [`BitstreamEnd`]: ./enum.BitReaderError.html#variant.BitstreamEnd
     #[inline(always)]
     pub fn read(&mut self, nbits: u8) -> BitReaderResult<u32> {
         if nbits == 0 { return Ok(0) }
         if nbits > 32 { return Err(TooManyBitsRequested) }
         if self.bits < nbits {
-            if let Err(err) = self.refill() { return Err(err) }
+            self.refill()?;
             if self.bits < nbits { return Err(BitstreamEnd) }
         }
         let res = self.read_cache(nbits);
@@ -153,10 +235,15 @@ impl<'a> BitReader<'a> {
         Ok(res)
     }
 
+    /// Reads the specified amount of bits as a signed value.
+    ///
+    /// Beside signedness it behaves the same as [`read`].
+    ///
+    /// [`read`]: #method.read
     pub fn read_s(&mut self, nbits: u8) -> BitReaderResult<i32> {
         if nbits == 0 || nbits > 32 { return Err(TooManyBitsRequested) }
         if self.bits < nbits {
-            if let Err(err) = self.refill() { return Err(err) }
+            self.refill()?;
             if self.bits < nbits { return Err(BitstreamEnd) }
         }
         let res = self.read_cache_s(nbits);
@@ -164,10 +251,11 @@ impl<'a> BitReader<'a> {
         Ok(res)
     }
 
+    /// Reads single bit from the stream and interprets it as a boolean value.
     #[inline(always)]
     pub fn read_bool(&mut self) -> BitReaderResult<bool> {
         if self.bits < 1 {
-            if let Err(err) = self.refill() { return Err(err) }
+            self.refill()?;
             if self.bits < 1 { return Err(BitstreamEnd) }
         }
         let res = self.read_cache(1);
@@ -175,6 +263,24 @@ impl<'a> BitReader<'a> {
         Ok(res == 1)
     }
 
+    /// Retrieves the next bits from the stream without advancing.
+    ///
+    /// If the bitstream is shorter than the amount of bits requested the result is padded with zeroes.
+    ///
+    /// # Examples
+    ///
+    /// ```
+    /// use nihav_core::io::bitreader::{BitReader,BitReaderMode};
+    ///
+    /// # use nihav_core::io::bitreader::BitReaderResult;
+    /// # fn foo() -> BitReaderResult<u32> {
+    /// let bits: [u8; 4] = [ 42, 43, 44, 45 ];
+    /// let mut br = BitReader::new(&bits, BitReaderMode::BE);
+    /// let peek_value = br.peek(8); // this should return 42
+    /// let value = br.read(8)?; // also 42
+    /// # Ok(value)
+    /// # }
+    /// ```
     #[inline(always)]
     pub fn peek(&mut self, nbits: u8) -> u32 {
         if nbits > 32 { return 0 }
@@ -182,6 +288,13 @@ impl<'a> BitReader<'a> {
         self.read_cache(nbits)
     }
 
+    /// Skips the requested amount of bits.
+    ///
+    /// The amount of bits to skip can be arbitrary large.
+    /// If it skips more bits than there are actually in the stream the call will return [`BitstreamEnd`]
+    ///
+    /// [`read`]: #method.read
+    /// [`BitstreamEnd`]: ./enum.BitReaderError.html#variant.BitstreamEnd
     #[inline(always)]
     pub fn skip(&mut self, nbits: u32) -> BitReaderResult<()> {
         if u32::from(self.bits) >= nbits {
@@ -192,20 +305,59 @@ impl<'a> BitReader<'a> {
         self.reset_cache();
         self.pos += ((skip_bits / 32) * 4) as usize;
         skip_bits &= 0x1F;
-        self.refill()?;
         if skip_bits > 0 {
+            self.refill()?;
+            if u32::from(self.bits) < skip_bits {
+                return Err(BitstreamEnd);
+            }
             self.skip_cache(skip_bits as u8);
         }
         Ok(())
     }
 
+    /// Seeks to the absolute bit position in the stream.
+    /// If the requested position lies after the bitstream end the function returns [`TooManyBitsRequested`].
+    ///
+    /// # Examples
+    ///
+    /// ```
+    /// use nihav_core::io::bitreader::{BitReader,BitReaderMode};
+    ///
+    /// # use nihav_core::io::bitreader::BitReaderResult;
+    /// # fn foo() -> BitReaderResult<u32> {
+    /// let bits: [u8; 4] = [ 42, 43, 44, 45 ];
+    /// let mut br = BitReader::new(&bits, BitReaderMode::BE);
+    /// br.seek(16)?;
+    /// let value = br.read(8)?; // this should return 44
+    /// # Ok(value)
+    /// # }
+    /// ```
+    ///
+    /// [`TooManyBitsRequested`]: ./enum.BitReaderError.html#variant.TooManyBitsRequested
     pub fn seek(&mut self, nbits: u32) -> BitReaderResult<()> {
-        if ((nbits + 7) >> 3) as usize > self.end { return Err(TooManyBitsRequested); }
+        if ((nbits + 7) >> 3) as usize > self.src.len() { return Err(TooManyBitsRequested); }
         self.reset_cache();
         self.pos = ((nbits / 32) * 4) as usize;
         self.skip(nbits & 0x1F)
     }
 
+    /// Aligns the bit position to the next byte boundary. If already at byte boundary the function does nothing.
+    ///
+    /// # Examples
+    ///
+    /// ```
+    /// use nihav_core::io::bitreader::{BitReader,BitReaderMode};
+    ///
+    /// # use nihav_core::io::bitreader::BitReaderResult;
+    /// # fn foo() -> BitReaderResult<()> {
+    /// let bits: [u8; 4] = [ 42, 43, 44, 45 ];
+    /// let mut br = BitReader::new(&bits, BitReaderMode::BE);
+    /// br.skip(17)?; // now reader is at bit position 17
+    /// br.align(); // now reader is at bit position 24
+    /// br.align(); // now reader is still at bit position 24
+    /// # Ok(())
+    /// # }
+    /// ```
     pub fn align(&mut self) {
         let pos = self.bits & 7;
         if pos != 0 {
@@ -214,6 +366,13 @@ impl<'a> BitReader<'a> {
     }
 }
 
+/// Returns a variable with `len` amount of low bits in reverse order.
+///
+/// # Examples
+/// ```
+/// use nihav_core::io::bitreader::reverse_bits;
+/// reverse_bits(0b010101, 6); // the result should be 0b101010
+/// ```
 pub fn reverse_bits(inval: u32, len: u8) -> u32 {
     if len == 0 { return 0; }
     const REV_TAB: [u8; 16] = [
@@ -238,14 +397,14 @@ mod test {
     fn br_works() {
         const DATA: [u8; 18] = [0b00011011; 18];
         let src = &DATA;
-        let mut br = BitReader::new(src, src.len(), BitReaderMode::LE16MSB);
+        let mut br = BitReader::new(src, BitReaderMode::LE16MSB);
 
         for _ in 0..8 {
             assert_eq!(br.read(16).unwrap(), 0x1B1B);
         }
         const DATA2: [u8; 1] = [ 0b00011011 ];
         let src = &DATA2;
-        let mut br = BitReader::new(src, src.len(), BitReaderMode::LE);
+        let mut br = BitReader::new(src, BitReaderMode::LE);
         assert_eq!(br.read_s(5).unwrap(), -5);
     }
 }