chiark / gitweb /
5b48b3cc53c6cf3952ab334ce071999b54721e1f
[disorder] / lib / unicode.c
1 /*
2  * This file is part of DisOrder
3  * Copyright (C) 2007 Richard Kettlewell
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
8  * (at your option) any later version.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307
18  * USA
19  */
20 /** @file lib/unicode.c
21  * @brief Unicode support functions
22  *
23  * Here by UTF-8 and UTF-8 we mean the encoding forms of those names (not the
24  * encoding schemes).  The primary encoding form is UTF-32 but convenience
25  * wrappers using UTF-8 are provided for a number of functions.
26  *
27  * The idea is that all the strings that hit the database will be in a
28  * particular normalization form, and for the search and tags database
29  * in case-folded form, so they can be naively compared within the
30  * database code.
31  *
32  * As the code stands this guarantee is not well met!
33  */
34
35 #include <config.h>
36 #include "types.h"
37
38 #include <string.h>
39 #include <stdio.h>              /* TODO */
40
41 #include "mem.h"
42 #include "vector.h"
43 #include "unicode.h"
44 #include "unidata.h"
45
46 /** @defgroup utf32props Unicode Code Point Properties */
47 /*@{*/
48
49 static const struct unidata *utf32__unidata_hard(uint32_t c);
50
51 /** @brief Find definition of code point @p c
52  * @param c Code point
53  * @return Pointer to @ref unidata structure for @p c
54  *
55  * @p c can be any 32-bit value, a sensible value will be returned regardless.
56  * The returned pointer is NOT guaranteed to be unique to @p c.
57  */
58 static inline const struct unidata *utf32__unidata(uint32_t c) {
59   /* The bottom half of the table contains almost everything of interest
60    * and we can just return the right thing straight away */
61   if(c < UNICODE_BREAK_START)
62     return &unidata[c / UNICODE_MODULUS][c % UNICODE_MODULUS];
63   else
64     return utf32__unidata_hard(c);
65 }
66
67 /** @brief Find definition of code point @p c
68  * @param c Code point
69  * @return Pointer to @ref unidata structure for @p c
70  *
71  * @p c can be any 32-bit value, a sensible value will be returned regardless.
72  * The returned pointer is NOT guaranteed to be unique to @p c.
73  *
74  * Don't use this function (although it will work fine) - use utf32__unidata()
75  * instead.
76  */
77 static const struct unidata *utf32__unidata_hard(uint32_t c) {
78   if(c < UNICODE_BREAK_START)
79     return &unidata[c / UNICODE_MODULUS][c % UNICODE_MODULUS];
80   /* Within the break everything is unassigned */
81   if(c < UNICODE_BREAK_END)
82     return utf32__unidata(0xFFFF);      /* guaranteed to be Cn */
83   /* Planes 15 and 16 are (mostly) private use */
84   if((c >= 0xF0000 && c <= 0xFFFFD)
85      || (c >= 0x100000 && c <= 0x10FFFD))
86     return utf32__unidata(0xE000);      /* first Co code point */
87   /* Everything else above the break top is unassigned */
88   if(c >= UNICODE_BREAK_TOP)
89     return utf32__unidata(0xFFFF);      /* guaranteed to be Cn */
90   /* Currently the rest is language tags and variation selectors */
91   c -= (UNICODE_BREAK_END - UNICODE_BREAK_START);
92   return &unidata[c / UNICODE_MODULUS][c % UNICODE_MODULUS];
93 }
94
95 /** @brief Return the combining class of @p c
96  * @param c Code point
97  * @return Combining class of @p c
98  *
99  * @p c can be any 32-bit value, a sensible value will be returned regardless.
100  */
101 static inline int utf32__combining_class(uint32_t c) {
102   return utf32__unidata(c)->ccc;
103 }
104
105 /** @brief Return the General_Category value for @p c
106  * @param Code point
107  * @return General_Category property value
108  *
109  * @p c can be any 32-bit value, a sensible value will be returned regardless.
110  */
111 static inline enum unicode_General_Category utf32__general_category(uint32_t c) {
112   return utf32__unidata(c)->general_category;
113 }
114
115 /** @brief Determine Grapheme_Break property
116  * @param c Code point
117  * @return Grapheme_Break property value of @p c
118  *
119  * @p c can be any 32-bit value, a sensible value will be returned regardless.
120  */
121 static inline enum unicode_Grapheme_Break utf32__grapheme_break(uint32_t c) {
122   return utf32__unidata(c)->grapheme_break;
123 }
124
125 /** @brief Determine Word_Break property
126  * @param c Code point
127  * @return Word_Break property value of @p c
128  *
129  * @p c can be any 32-bit value, a sensible value will be returned regardless.
130  */
131 static inline enum unicode_Word_Break utf32__word_break(uint32_t c) {
132   return utf32__unidata(c)->word_break;
133 }
134
135 /** @brief Determine Sentence_Break property
136  * @param c Code point
137  * @return Word_Break property value of @p c
138  *
139  * @p c can be any 32-bit value, a sensible value will be returned regardless.
140  */
141 static inline enum unicode_Sentence_Break utf32__sentence_break(uint32_t c) {
142   return utf32__unidata(c)->sentence_break;
143 }
144
145 /** @brief Return true if @p c is ignorable for boundary specifications
146  * @param wb Word break property value
147  * @return non-0 if @p wb is unicode_Word_Break_Extend or unicode_Word_Break_Format
148  */
149 static inline int utf32__boundary_ignorable(enum unicode_Word_Break wb) {
150   return (wb == unicode_Word_Break_Extend
151           || wb == unicode_Word_Break_Format);
152 }
153
154 /*@}*/
155 /** @defgroup utftransform Functions that transform between different Unicode encoding forms */
156 /*@{*/
157
158 /** @brief Convert UTF-32 to UTF-8
159  * @param s Source string
160  * @param ns Length of source string in code points
161  * @param ndp Where to store length of destination string (or NULL)
162  * @return Newly allocated destination string or NULL on error
163  *
164  * If the UTF-32 is not valid then NULL is returned.  A UTF-32 code point is
165  * invalid if:
166  * - it codes for a UTF-16 surrogate
167  * - it codes for a value outside the unicode code space
168  *
169  * The return value is always 0-terminated.  The value returned via @p *ndp
170  * does not include the terminator.
171  */
172 char *utf32_to_utf8(const uint32_t *s, size_t ns, size_t *ndp) {
173   struct dynstr d;
174   uint32_t c;
175
176   dynstr_init(&d);
177   while(ns > 0) {
178     c = *s++;
179     if(c < 0x80)
180       dynstr_append(&d, c);
181     else if(c < 0x0800) {
182       dynstr_append(&d, 0xC0 | (c >> 6));
183       dynstr_append(&d, 0x80 | (c & 0x3F));
184     } else if(c < 0x10000) {
185       if(c >= 0xD800 && c <= 0xDFFF)
186         goto error;
187       dynstr_append(&d, 0xE0 | (c >> 12));
188       dynstr_append(&d, 0x80 | ((c >> 6) & 0x3F));
189       dynstr_append(&d, 0x80 | (c & 0x3F));
190     } else if(c < 0x110000) {
191       dynstr_append(&d, 0xF0 | (c >> 18));
192       dynstr_append(&d, 0x80 | ((c >> 12) & 0x3F));
193       dynstr_append(&d, 0x80 | ((c >> 6) & 0x3F));
194       dynstr_append(&d, 0x80 | (c & 0x3F));
195     } else
196       goto error;
197     --ns;
198   }
199   dynstr_terminate(&d);
200   if(ndp)
201     *ndp = d.nvec;
202   return d.vec;
203 error:
204   xfree(d.vec);
205   return 0;
206 }
207
208 /** @brief Convert UTF-8 to UTF-32
209  * @param s Source string
210  * @param ns Length of source string in code points
211  * @param ndp Where to store length of destination string (or NULL)
212  * @return Newly allocated destination string or NULL
213  *
214  * The return value is always 0-terminated.  The value returned via @p *ndp
215  * does not include the terminator.
216  *
217  * If the UTF-8 is not valid then NULL is returned.  A UTF-8 sequence
218  * for a code point is invalid if:
219  * - it is not the shortest possible sequence for the code point
220  * - it codes for a UTF-16 surrogate
221  * - it codes for a value outside the unicode code space
222  */
223 uint32_t *utf8_to_utf32(const char *s, size_t ns, size_t *ndp) {
224   struct dynstr_ucs4 d;
225   uint32_t c32;
226   const uint8_t *ss = (const uint8_t *)s;
227   int n;
228
229   dynstr_ucs4_init(&d);
230   while(ns > 0) {
231     const struct unicode_utf8_row *const r = &unicode_utf8_valid[*ss];
232     if(r->count <= ns) {
233       switch(r->count) {
234       case 1:
235         c32 = *ss;
236         break;
237       case 2:
238         if(ss[1] < r->min2 || ss[1] > r->max2)
239           goto error;
240         c32 = *ss & 0x1F;
241         break;
242       case 3:
243         if(ss[1] < r->min2 || ss[1] > r->max2)
244           goto error;
245         c32 = *ss & 0x0F;
246         break;
247       case 4:
248         if(ss[1] < r->min2 || ss[1] > r->max2)
249           goto error;
250         c32 = *ss & 0x07;
251         break;
252       default:
253         goto error;
254       }
255     } else
256       goto error;
257     for(n = 1; n < r->count; ++n) {
258       if(ss[n] < 0x80 || ss[n] > 0xBF)
259         goto error;
260       c32 = (c32 << 6) | (ss[n] & 0x3F);
261     }
262     dynstr_ucs4_append(&d, c32);
263     ss += r->count;
264     ns -= r->count;
265   }
266   dynstr_ucs4_terminate(&d);
267   if(ndp)
268     *ndp = d.nvec;
269   return d.vec;
270 error:
271   xfree(d.vec);
272   return 0;
273 }
274
275 /** @brief Test whether [s,s+ns) is valid UTF-8
276  * @param s Start of string
277  * @param ns Length of string
278  * @return non-0 if @p s is valid UTF-8, 0 if it is not valid
279  *
280  * This function is intended to be much faster than calling utf8_to_utf32() and
281  * throwing away the result.
282  */
283 int utf8_valid(const char *s, size_t ns) {
284   const uint8_t *ss = (const uint8_t *)s;
285   while(ns > 0) {
286     const struct unicode_utf8_row *const r = &unicode_utf8_valid[*ss];
287     if(r->count <= ns) {
288       switch(r->count) {
289       case 1:
290         break;
291       case 2:
292         if(ss[1] < r->min2 || ss[1] > r->max2)
293           return 0;
294         break;
295       case 3:
296         if(ss[1] < r->min2 || ss[1] > r->max2)
297           return 0;
298         if(ss[2] < 0x80 || ss[2] > 0xBF)
299           return 0;
300         break;
301       case 4:
302         if(ss[1] < r->min2 || ss[1] > r->max2)
303           return 0;
304         if(ss[2] < 0x80 || ss[2] > 0xBF)
305           return 0;
306         if(ss[3] < 0x80 || ss[3] > 0xBF)
307           return 0;
308         break;
309       default:
310         return 0;
311       }
312     } else
313       return 0;
314     ss += r->count;
315     ns -= r->count;
316   }
317   return 1;
318 }
319
320 /*@}*/
321 /** @defgroup utf32iterator UTF-32 string iterators */
322 /*@{*/
323
324 struct utf32_iterator_data {
325   /** @brief Start of string */
326   const uint32_t *s;
327
328   /** @brief Length of string */
329   size_t ns;
330
331   /** @brief Current position */
332   size_t n;
333
334   /** @brief Last two non-ignorable characters or (uint32_t)-1
335    *
336    * last[1] is the non-Extend/Format character just before position @p n;
337    * last[0] is the one just before that.
338    *
339    * Exception 1: if there is no such non-Extend/Format character then an
340    * Extend/Format character is accepted instead.
341    *
342    * Exception 2: if there is no such character even taking that into account
343    * the value is (uint32_t)-1.
344    */
345   uint32_t last[2];
346 };
347
348 /** @brief Create a new iterator pointing at the start of a string
349  * @param s Start of string
350  * @param ns Length of string
351  * @return New iterator
352  */
353 utf32_iterator utf32_iterator_new(const uint32_t *s, size_t ns) {
354   utf32_iterator it = xmalloc(sizeof *it);
355   it->s = s;
356   it->ns = ns;
357   it->n = 0;
358   it->last[0] = it->last[1] = -1;
359   return it;
360 }
361
362 /** @brief Initialize an internal private iterator
363  * @param it Iterator
364  * @param s Start of string
365  * @param ns Length of string
366  * @param n Absolute position
367  */
368 static void utf32__iterator_init(utf32_iterator it,
369                                  const uint32_t *s, size_t ns, size_t n) {
370   it->s = s;
371   it->ns = ns;
372   it->n = 0;
373   it->last[0] = it->last[1] = -1;
374   utf32_iterator_advance(it, n);
375 }
376
377 /** @brief Destroy an iterator
378  * @param it Iterator
379  */
380 void utf32_iterator_destroy(utf32_iterator it) {
381   xfree(it);
382 }
383
384 /** @brief Find the current position of an interator
385  * @param it Iterator
386  */
387 size_t utf32_iterator_where(utf32_iterator it) {
388   return it->n;
389 }
390
391 /** @brief Set an iterator's absolute position
392  * @param it Iterator
393  * @param n Absolute position
394  * @return 0 on success, non-0 on error
395  *
396  * It is an error to position the iterator outside the string (but acceptable
397  * to point it at the hypothetical post-final character).  If an invalid value
398  * of @p n is specified then the iterator is not changed.
399  */
400 int utf32_iterator_set(utf32_iterator it, size_t n) {
401   /* We can't just jump to position @p n; the @p last[] values will be wrong.
402    * What we need is to jump a bit behind @p n and then advance forward,
403    * updating @p last[] along the way.  How far back?  We need to cross two
404    * non-ignorable code points as we advance forwards, so we'd better pass two
405    * such characters on the way back (if such are available).
406    */
407   size_t m = n;
408   int i;
409
410   if(n > it->ns)                        /* range check */
411     return -1;
412   for(i = 0; i < 2; ++i)
413     while(m > 0
414           && utf32__boundary_ignorable(utf32__word_break(it->s[m - 1])))
415       --m;
416   it->n = m;
417   return utf32_iterator_advance(it, n - m);
418 }
419
420 /** @brief Advance an iterator
421  * @param it Iterator
422  * @param count Number of code points to advance by
423  * @return 0 on success, non-0 on error
424  *
425  * It is an error to advance an iterator beyond the hypothetical post-final
426  * character of the string.  If an invalid value of @p n is specified then the
427  * iterator is not changed.
428  *
429  * This function has O(n) time complexity: it works by advancing naively
430  * forwards through the string.
431  */
432 int utf32_iterator_advance(utf32_iterator it, size_t count) {
433   if(count <= it->ns - it->n) {
434     while(count > 0) {
435       const uint32_t c = it->s[it->n];
436       const enum unicode_Word_Break wb = utf32__word_break(c);
437       if(it->last[1] == (uint32_t)-1
438          || !utf32__boundary_ignorable(wb)) {
439         it->last[0] = it->last[1];
440         it->last[1] = c;
441       }
442       ++it->n;
443       --count;
444     }
445     return 0;
446   } else
447     return -1;
448 }
449
450 /** @brief Find the current code point
451  * @param it Iterator
452  * @return Current code point or 0
453  *
454  * If the iterator points at the hypothetical post-final character of the
455  * string then 0 is returned.  NB that this doesn't mean that there aren't any
456  * 0 code points inside the string!
457  */
458 uint32_t utf32_iterator_code(utf32_iterator it) {
459   if(it->n < it->ns)
460     return it->s[it->n];
461   else
462     return 0;
463 }
464
465 /** @brief Test for a grapheme boundary
466  * @param it Iterator
467  * @return Non-0 if pointing just after a grapheme boundary, otherwise 0
468  */
469 int utf32_iterator_grapheme_boundary(utf32_iterator it) {
470   uint32_t before, after;
471   enum unicode_Grapheme_Break gbbefore, gbafter;
472   /* GB1 and GB2 */
473   if(it->n == 0 || it->n == it->ns)
474     return 1;
475   /* Now we know that s[n-1] and s[n] are safe to inspect */
476   /* GB3 */
477   before = it->s[it->n-1];
478   after = it->s[it->n];
479   if(before == 0x000D && after == 0x000A)
480     return 0;
481   gbbefore = utf32__grapheme_break(before);
482   gbafter = utf32__grapheme_break(after);
483   /* GB4 */
484   if(gbbefore == unicode_Grapheme_Break_Control
485      || before == 0x000D
486      || before == 0x000A)
487     return 1;
488   /* GB5 */
489   if(gbafter == unicode_Grapheme_Break_Control
490      || after == 0x000D
491      || after == 0x000A)
492     return 1;
493   /* GB6 */
494   if(gbbefore == unicode_Grapheme_Break_L
495      && (gbafter == unicode_Grapheme_Break_L
496          || gbafter == unicode_Grapheme_Break_V
497          || gbafter == unicode_Grapheme_Break_LV
498          || gbafter == unicode_Grapheme_Break_LVT))
499     return 0;
500   /* GB7 */
501   if((gbbefore == unicode_Grapheme_Break_LV
502       || gbbefore == unicode_Grapheme_Break_V)
503      && (gbafter == unicode_Grapheme_Break_V
504          || gbafter == unicode_Grapheme_Break_T))
505     return 0;
506   /* GB8 */
507   if((gbbefore == unicode_Grapheme_Break_LVT
508       || gbbefore == unicode_Grapheme_Break_T)
509      && gbafter == unicode_Grapheme_Break_T)
510     return 0;
511   /* GB9 */
512   if(gbafter == unicode_Grapheme_Break_Extend)
513     return 0;
514   /* GB10 */
515   return 1;
516
517 }
518
519 /** @brief Test for a word boundary
520  * @param it Iterator
521  * @return Non-0 if pointing just after a word boundary, otherwise 0
522  */
523 int utf32_iterator_word_boundary(utf32_iterator it) {
524   enum unicode_Word_Break twobefore, before, after, twoafter;
525   size_t nn;
526
527   /* WB1 and WB2 */
528   if(it->n == 0 || it->n == it->ns)
529     return 1;
530   /* WB3 */
531   if(it->s[it->n-1] == 0x000D && it->s[it->n] == 0x000A)
532     return 0;
533   /* WB4 */
534   /* (!Sep) x (Extend|Format) as in UAX #29 s6.2 */
535   if(utf32__sentence_break(it->s[it->n-1]) != unicode_Sentence_Break_Sep
536      && utf32__boundary_ignorable(utf32__word_break(it->s[it->n])))
537     return 0;
538   /* Gather the property values we'll need for the rest of the test taking the
539    * s6.2 changes into account */
540   /* First we look at the code points after the proposed boundary */
541   nn = it->n;                           /* <it->ns */
542   after = utf32__word_break(it->s[nn++]);
543   if(!utf32__boundary_ignorable(after)) {
544     /* X (Extend|Format)* -> X */
545     while(nn < it->ns
546           && utf32__boundary_ignorable(utf32__word_break(it->s[nn])))
547       ++nn;
548   }
549   /* It's possible now that nn=ns */
550   if(nn < it->ns)
551     twoafter = utf32__word_break(it->s[nn]);
552   else
553     twoafter = unicode_Word_Break_Other;
554
555   /* We've already recorded the non-ignorable code points before the proposed
556    * boundary */
557   before = utf32__word_break(it->last[1]);
558   twobefore = utf32__word_break(it->last[0]);
559
560   /* WB5 */
561   if(before == unicode_Word_Break_ALetter
562      && after == unicode_Word_Break_ALetter)
563     return 0;
564   /* WB6 */
565   if(before == unicode_Word_Break_ALetter
566      && after == unicode_Word_Break_MidLetter
567      && twoafter == unicode_Word_Break_ALetter)
568     return 0;
569   /* WB7 */
570   if(twobefore == unicode_Word_Break_ALetter
571      && before == unicode_Word_Break_MidLetter
572      && after == unicode_Word_Break_ALetter)
573     return 0;
574   /* WB8 */  
575   if(before == unicode_Word_Break_Numeric
576      && after == unicode_Word_Break_Numeric)
577     return 0;
578   /* WB9 */
579   if(before == unicode_Word_Break_ALetter
580      && after == unicode_Word_Break_Numeric)
581     return 0;
582   /* WB10 */
583   if(before == unicode_Word_Break_Numeric
584      && after == unicode_Word_Break_ALetter)
585     return 0;
586    /* WB11 */
587   if(twobefore == unicode_Word_Break_Numeric
588      && before == unicode_Word_Break_MidNum
589      && after == unicode_Word_Break_Numeric)
590     return 0;
591   /* WB12 */
592   if(before == unicode_Word_Break_Numeric
593      && after == unicode_Word_Break_MidNum
594      && twoafter == unicode_Word_Break_Numeric)
595     return 0;
596   /* WB13 */
597   if(before == unicode_Word_Break_Katakana
598      && after == unicode_Word_Break_Katakana)
599     return 0;
600   /* WB13a */
601   if((before == unicode_Word_Break_ALetter
602       || before == unicode_Word_Break_Numeric
603       || before == unicode_Word_Break_Katakana
604       || before == unicode_Word_Break_ExtendNumLet)
605      && after == unicode_Word_Break_ExtendNumLet)
606     return 0;
607   /* WB13b */
608   if(before == unicode_Word_Break_ExtendNumLet
609      && (after == unicode_Word_Break_ALetter
610          || after == unicode_Word_Break_Numeric
611          || after == unicode_Word_Break_Katakana))
612     return 0;
613   /* WB14 */
614   return 1;
615 }
616
617 /*@}*/
618 /** @defgroup utf32 Functions that operate on UTF-32 strings */
619 /*@{*/
620
621 /** @brief Return the length of a 0-terminated UTF-32 string
622  * @param s Pointer to 0-terminated string
623  * @return Length of string in code points (excluding terminator)
624  *
625  * Unlike the conversion functions no validity checking is done on the string.
626  */
627 size_t utf32_len(const uint32_t *s) {
628   const uint32_t *t = s;
629
630   while(*t)
631     ++t;
632   return (size_t)(t - s);
633 }
634
635 /** @brief Stably sort [s,s+ns) into descending order of combining class
636  * @param s Start of array
637  * @param ns Number of elements, must be at least 1
638  * @param buffer Buffer of at least @p ns elements
639  */
640 static void utf32__sort_ccc(uint32_t *s, size_t ns, uint32_t *buffer) {
641   uint32_t *a, *b, *bp;
642   size_t na, nb;
643
644   switch(ns) {
645   case 1:                       /* 1-element array is always sorted */
646     return;
647   case 2:                       /* 2-element arrays are trivial to sort */
648     if(utf32__combining_class(s[0]) > utf32__combining_class(s[1])) {
649       uint32_t tmp = s[0];
650       s[0] = s[1];
651       s[1] = tmp;
652     }
653     return;
654   default:
655     /* Partition the array */
656     na = ns / 2;
657     nb = ns - na;
658     a = s;
659     b = s + na;
660     /* Sort the two halves of the array */
661     utf32__sort_ccc(a, na, buffer);
662     utf32__sort_ccc(b, nb, buffer);
663     /* Merge them back into one, via the buffer */
664     bp = buffer;
665     while(na > 0 && nb > 0) {
666       /* We want descending order of combining class (hence <)
667        * and we want stability within combining classes (hence <=)
668        */
669       if(utf32__combining_class(*a) <= utf32__combining_class(*b)) {
670         *bp++ = *a++;
671         --na;
672       } else {
673         *bp++ = *b++;
674         --nb;
675       }
676     }
677     while(na > 0) {
678       *bp++ = *a++;
679       --na;
680     }
681     while(nb > 0) {
682       *bp++ = *b++;
683       --nb;
684     }
685     memcpy(s, buffer,  ns * sizeof(uint32_t));
686     return;
687   }
688 }
689
690 /** @brief Put combining characters into canonical order
691  * @param s Pointer to UTF-32 string
692  * @param ns Length of @p s
693  * @return 0 on success, -1 on error
694  *
695  * @p s is modified in-place.  See Unicode 5.0 s3.11 for details of the
696  * ordering.
697  *
698  * Currently we only support a maximum of 1024 combining characters after each
699  * base character.  If this limit is exceeded then -1 is returned.
700  */
701 static int utf32__canonical_ordering(uint32_t *s, size_t ns) {
702   size_t nc;
703   uint32_t buffer[1024];
704
705   /* The ordering amounts to a stable sort of each contiguous group of
706    * characters with non-0 combining class. */
707   while(ns > 0) {
708     /* Skip non-combining characters */
709     if(utf32__combining_class(*s) == 0) {
710       ++s;
711       --ns;
712       continue;
713     }
714     /* We must now have at least one combining character; see how many
715      * there are */
716     for(nc = 1; nc < ns && utf32__combining_class(s[nc]) != 0; ++nc)
717       ;
718     if(nc > 1024)
719       return -1;
720     /* Sort the array */
721     utf32__sort_ccc(s, nc, buffer);
722     s += nc;
723     ns -= nc;
724   }
725   return 0;
726 }
727
728 /* Magic numbers from UAX #15 s16 */
729 #define SBase 0xAC00
730 #define LBase 0x1100
731 #define VBase 0x1161
732 #define TBase 0x11A7
733 #define LCount 19
734 #define VCount 21
735 #define TCount 28
736 #define NCount (VCount * TCount)
737 #define SCount (LCount * NCount)
738
739 /** @brief Guts of the decomposition lookup functions */
740 #define utf32__decompose_one_generic(WHICH) do {                        \
741   const uint32_t *dc = utf32__unidata(c)->WHICH;                        \
742   if(dc) {                                                              \
743     /* Found a canonical decomposition in the table */                  \
744     while(*dc)                                                          \
745       utf32__decompose_one_##WHICH(d, *dc++);                           \
746   } else if(c >= SBase && c < SBase + SCount) {                         \
747     /* Mechanically decomposable Hangul syllable (UAX #15 s16) */       \
748     const uint32_t SIndex = c - SBase;                                  \
749     const uint32_t L = LBase + SIndex / NCount;                         \
750     const uint32_t V = VBase + (SIndex % NCount) / TCount;              \
751     const uint32_t T = TBase + SIndex % TCount;                         \
752     dynstr_ucs4_append(d, L);                                           \
753     dynstr_ucs4_append(d, V);                                           \
754     if(T != TBase)                                                      \
755       dynstr_ucs4_append(d, T);                                         \
756   } else                                                                \
757     /* Equal to own canonical decomposition */                          \
758     dynstr_ucs4_append(d, c);                                           \
759 } while(0)
760
761 /** @brief Recursively compute the canonical decomposition of @p c
762  * @param d Dynamic string to store decomposition in
763  * @param c Code point to decompose (must be a valid!)
764  * @return 0 on success, -1 on error
765  */
766 static void utf32__decompose_one_canon(struct dynstr_ucs4 *d, uint32_t c) {
767   utf32__decompose_one_generic(canon);
768 }
769
770 /** @brief Recursively compute the compatibility decomposition of @p c
771  * @param d Dynamic string to store decomposition in
772  * @param c Code point to decompose (must be a valid!)
773  * @return 0 on success, -1 on error
774  */
775 static void utf32__decompose_one_compat(struct dynstr_ucs4 *d, uint32_t c) {
776   utf32__decompose_one_generic(compat);
777 }
778
779 /** @brief Guts of the decomposition functions */
780 #define utf32__decompose_generic(WHICH) do {            \
781   struct dynstr_ucs4 d;                                 \
782   uint32_t c;                                           \
783                                                         \
784   dynstr_ucs4_init(&d);                                 \
785   while(ns) {                                           \
786     c = *s++;                                           \
787     if((c >= 0xD800 && c <= 0xDFFF) || c > 0x10FFFF)    \
788       goto error;                                       \
789     utf32__decompose_one_##WHICH(&d, c);                \
790     --ns;                                               \
791   }                                                     \
792   if(utf32__canonical_ordering(d.vec, d.nvec))          \
793     goto error;                                         \
794   dynstr_ucs4_terminate(&d);                            \
795   if(ndp)                                               \
796     *ndp = d.nvec;                                      \
797   return d.vec;                                         \
798 error:                                                  \
799   xfree(d.vec);                                         \
800   return 0;                                             \
801 } while(0)
802
803 /** @brief Canonically decompose @p [s,s+ns)
804  * @param s Pointer to string
805  * @param ns Length of string
806  * @param ndp Where to store length of result
807  * @return Pointer to result string, or NULL
808  *
809  * Computes the canonical decomposition of a string and stably sorts combining
810  * characters into canonical order.  The result is in Normalization Form D and
811  * (at the time of writing!) passes the NFD tests defined in Unicode 5.0's
812  * NormalizationTest.txt.
813  *
814  * Returns NULL if the string is not valid for either of the following reasons:
815  * - it codes for a UTF-16 surrogate
816  * - it codes for a value outside the unicode code space
817  */
818 uint32_t *utf32_decompose_canon(const uint32_t *s, size_t ns, size_t *ndp) {
819   utf32__decompose_generic(canon);
820 }
821
822 /** @brief Compatibility decompose @p [s,s+ns)
823  * @param s Pointer to string
824  * @param ns Length of string
825  * @param ndp Where to store length of result
826  * @return Pointer to result string, or NULL
827  *
828  * Computes the compatibility decomposition of a string and stably sorts
829  * combining characters into canonical order.  The result is in Normalization
830  * Form KD and (at the time of writing!) passes the NFKD tests defined in
831  * Unicode 5.0's NormalizationTest.txt.
832  *
833  * Returns NULL if the string is not valid for either of the following reasons:
834  * - it codes for a UTF-16 surrogate
835  * - it codes for a value outside the unicode code space
836  */
837 uint32_t *utf32_decompose_compat(const uint32_t *s, size_t ns, size_t *ndp) {
838   utf32__decompose_generic(compat);
839 }
840
841 /** @brief Single-character case-fold and decompose operation */
842 #define utf32__casefold_one(WHICH) do {                                 \
843   const uint32_t *cf = utf32__unidata(c)->casefold;                     \
844   if(cf) {                                                              \
845     /* Found a case-fold mapping in the table */                        \
846     while(*cf)                                                          \
847       utf32__decompose_one_##WHICH(&d, *cf++);                          \
848   } else                                                                \
849     utf32__decompose_one_##WHICH(&d, c);                                \
850 } while(0)
851
852 /** @brief Case-fold @p [s,s+ns)
853  * @param s Pointer to string
854  * @param ns Length of string
855  * @param ndp Where to store length of result
856  * @return Pointer to result string, or NULL
857  *
858  * Case-fold the string at @p s according to full default case-folding rules
859  * (s3.13) for caseless matching.  The result will be in NFD.
860  *
861  * Returns NULL if the string is not valid for either of the following reasons:
862  * - it codes for a UTF-16 surrogate
863  * - it codes for a value outside the unicode code space
864  */
865 uint32_t *utf32_casefold_canon(const uint32_t *s, size_t ns, size_t *ndp) {
866   struct dynstr_ucs4 d;
867   uint32_t c;
868   size_t n;
869   uint32_t *ss = 0;
870
871   /* If the canonical decomposition of the string includes any combining
872    * character that case-folds to a non-combining character then we must
873    * normalize before we fold.  In Unicode 5.0.0 this means 0345 COMBINING
874    * GREEK YPOGEGRAMMENI in its decomposition and the various characters that
875    * canonically decompose to it. */
876   for(n = 0; n < ns; ++n)
877     if(utf32__unidata(s[n])->flags & unicode_normalize_before_casefold)
878       break;
879   if(n < ns) {
880     /* We need a preliminary decomposition */
881     if(!(ss = utf32_decompose_canon(s, ns, &ns)))
882       return 0;
883     s = ss;
884   }
885   dynstr_ucs4_init(&d);
886   while(ns) {
887     c = *s++;
888     if((c >= 0xD800 && c <= 0xDFFF) || c > 0x10FFFF)
889       goto error;
890     utf32__casefold_one(canon);
891     --ns;
892   }
893   if(utf32__canonical_ordering(d.vec, d.nvec))
894     goto error;
895   dynstr_ucs4_terminate(&d);
896   if(ndp)
897     *ndp = d.nvec;
898   return d.vec;
899 error:
900   xfree(d.vec);
901   xfree(ss);
902   return 0;
903 }
904
905 /** @brief Compatibilit case-fold @p [s,s+ns)
906  * @param s Pointer to string
907  * @param ns Length of string
908  * @param ndp Where to store length of result
909  * @return Pointer to result string, or NULL
910  *
911  * Case-fold the string at @p s according to full default case-folding rules
912  * (s3.13) for compatibility caseless matching.  The result will be in NFKD.
913  *
914  * Returns NULL if the string is not valid for either of the following reasons:
915  * - it codes for a UTF-16 surrogate
916  * - it codes for a value outside the unicode code space
917  */
918 uint32_t *utf32_casefold_compat(const uint32_t *s, size_t ns, size_t *ndp) {
919   struct dynstr_ucs4 d;
920   uint32_t c;
921   size_t n;
922   uint32_t *ss = 0;
923
924   for(n = 0; n < ns; ++n)
925     if(utf32__unidata(s[n])->flags & unicode_normalize_before_casefold)
926       break;
927   if(n < ns) {
928     /* We need a preliminary _canonical_ decomposition */
929     if(!(ss = utf32_decompose_canon(s, ns, &ns)))
930       return 0;
931     s = ss;
932   }
933   /* This computes NFKD(toCaseFold(s)) */
934 #define compat_casefold_middle() do {                   \
935   dynstr_ucs4_init(&d);                                 \
936   while(ns) {                                           \
937     c = *s++;                                           \
938     if((c >= 0xD800 && c <= 0xDFFF) || c > 0x10FFFF)    \
939       goto error;                                       \
940     utf32__casefold_one(compat);                        \
941     --ns;                                               \
942   }                                                     \
943   if(utf32__canonical_ordering(d.vec, d.nvec))          \
944     goto error;                                         \
945 } while(0)
946   /* Do the inner (NFKD o toCaseFold) */
947   compat_casefold_middle();
948   /* We can do away with the NFD'd copy of the input now */
949   xfree(ss);
950   s = ss = d.vec;
951   ns = d.nvec;
952   /* Do the outer (NFKD o toCaseFold) */
953   compat_casefold_middle();
954   /* That's all */
955   dynstr_ucs4_terminate(&d);
956   if(ndp)
957     *ndp = d.nvec;
958   return d.vec;
959 error:
960   xfree(d.vec);
961   xfree(ss);
962   return 0;
963 }
964
965 /** @brief Order a pair of UTF-32 strings
966  * @param a First 0-terminated string
967  * @param b Second 0-terminated string
968  * @return -1, 0 or 1 for a less than, equal to or greater than b
969  *
970  * "Comparable to strcmp() at its best."
971  */
972 int utf32_cmp(const uint32_t *a, const uint32_t *b) {
973   while(*a && *b && *a == *b) {
974     ++a;
975     ++b;
976   }
977   return *a < *b ? -1 : (*a > *b ? 1 : 0);
978 }
979
980 /** @brief Identify a grapheme cluster boundary
981  * @param s Start of string (must be NFD)
982  * @param ns Length of string
983  * @param n Index within string (in [0,ns].)
984  * @return 1 at a grapheme cluster boundary, 0 otherwise
985  *
986  * This function identifies default grapheme cluster boundaries as described in
987  * UAX #29 s3.  It returns 1 if @p n points at the code point just after a
988  * grapheme cluster boundary (including the hypothetical code point just after
989  * the end of the string).
990  */
991 int utf32_is_grapheme_boundary(const uint32_t *s, size_t ns, size_t n) {
992   struct utf32_iterator_data it[1];
993
994   utf32__iterator_init(it, s, ns, n);
995   return utf32_iterator_grapheme_boundary(it);
996 }
997
998 /** @brief Identify a word boundary
999  * @param s Start of string (must be NFD)
1000  * @param ns Length of string
1001  * @param n Index within string (in [0,ns].)
1002  * @return 1 at a word boundary, 0 otherwise
1003  *
1004  * This function identifies default word boundaries as described in UAX #29 s4.
1005  * It returns 1 if @p n points at the code point just after a word boundary
1006  * (including the hypothetical code point just after the end of the string).
1007  */
1008 int utf32_is_word_boundary(const uint32_t *s, size_t ns, size_t n) {
1009   struct utf32_iterator_data it[1];
1010
1011   utf32__iterator_init(it, s, ns, n);
1012   return utf32_iterator_word_boundary(it);
1013 }
1014
1015 /*@}*/
1016 /** @defgroup utf8 Functions that operate on UTF-8 strings */
1017 /*@{*/
1018
1019 /** @brief Wrapper to transform a UTF-8 string using the UTF-32 function */
1020 #define utf8__transform(FN) do {                                \
1021   uint32_t *to32 = 0, *decomp32 = 0;                            \
1022   size_t nto32, ndecomp32;                                      \
1023   char *decomp8 = 0;                                            \
1024                                                                 \
1025   if(!(to32 = utf8_to_utf32(s, ns, &nto32))) goto error;        \
1026   if(!(decomp32 = FN(to32, nto32, &ndecomp32))) goto error;     \
1027   decomp8 = utf32_to_utf8(decomp32, ndecomp32, ndp);            \
1028 error:                                                          \
1029   xfree(to32);                                                  \
1030   xfree(decomp32);                                              \
1031   return decomp8;                                               \
1032 } while(0)
1033
1034 /** @brief Canonically decompose @p [s,s+ns)
1035  * @param s Pointer to string
1036  * @param ns Length of string
1037  * @param ndp Where to store length of result
1038  * @return Pointer to result string, or NULL
1039  *
1040  * Computes the canonical decomposition of a string and stably sorts combining
1041  * characters into canonical order.  The result is in Normalization Form D and
1042  * (at the time of writing!) passes the NFD tests defined in Unicode 5.0's
1043  * NormalizationTest.txt.
1044  *
1045  * Returns NULL if the string is not valid; see utf8_to_utf32() for reasons why
1046  * this might be.
1047  *
1048  * See also utf32_decompose_canon().
1049  */
1050 char *utf8_decompose_canon(const char *s, size_t ns, size_t *ndp) {
1051   utf8__transform(utf32_decompose_canon);
1052 }
1053
1054 /** @brief Compatibility decompose @p [s,s+ns)
1055  * @param s Pointer to string
1056  * @param ns Length of string
1057  * @param ndp Where to store length of result
1058  * @return Pointer to result string, or NULL
1059  *
1060  * Computes the compatibility decomposition of a string and stably sorts
1061  * combining characters into canonical order.  The result is in Normalization
1062  * Form KD and (at the time of writing!) passes the NFKD tests defined in
1063  * Unicode 5.0's NormalizationTest.txt.
1064  *
1065  * Returns NULL if the string is not valid; see utf8_to_utf32() for reasons why
1066  * this might be.
1067  *
1068  * See also utf32_decompose_compat().
1069  */
1070 char *utf8_decompose_compat(const char *s, size_t ns, size_t *ndp) {
1071   utf8__transform(utf32_decompose_compat);
1072 }
1073
1074 /** @brief Case-fold @p [s,s+ns)
1075  * @param s Pointer to string
1076  * @param ns Length of string
1077  * @param ndp Where to store length of result
1078  * @return Pointer to result string, or NULL
1079  *
1080  * Case-fold the string at @p s according to full default case-folding rules
1081  * (s3.13).  The result will be in NFD.
1082  *
1083  * Returns NULL if the string is not valid; see utf8_to_utf32() for reasons why
1084  * this might be.
1085  */
1086 char *utf8_casefold_canon(const char *s, size_t ns, size_t *ndp) {
1087   utf8__transform(utf32_casefold_canon);
1088 }
1089
1090 /** @brief Compatibility case-fold @p [s,s+ns)
1091  * @param s Pointer to string
1092  * @param ns Length of string
1093  * @param ndp Where to store length of result
1094  * @return Pointer to result string, or NULL
1095  *
1096  * Case-fold the string at @p s according to full default case-folding rules
1097  * (s3.13).  The result will be in NFKD.
1098  *
1099  * Returns NULL if the string is not valid; see utf8_to_utf32() for reasons why
1100  * this might be.
1101  */
1102 char *utf8_casefold_compat(const char *s, size_t ns, size_t *ndp) {
1103   utf8__transform(utf32_casefold_compat);
1104 }
1105
1106 /*@}*/
1107
1108 /*
1109 Local Variables:
1110 c-basic-offset:2
1111 comment-column:40
1112 fill-column:79
1113 indent-tabs-mode:nil
1114 End:
1115 */