Fix for x86_64 build fail
[platform/upstream/connectedhomeip.git] / examples / common / QRCode / repo / rust / src / lib.rs
1 /* 
2  * QR Code generator library (Rust)
3  * 
4  * Copyright (c) Project Nayuki. (MIT License)
5  * https://www.nayuki.io/page/qr-code-generator-library
6  * 
7  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
8  * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
9  * the Software without restriction, including without limitation the rights to
10  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of
11  * the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do so,
12  * subject to the following conditions:
13  * - The above copyright notice and this permission notice shall be included in
14  *   all copies or substantial portions of the Software.
15  * - The Software is provided "as is", without warranty of any kind, express or
16  *   implied, including but not limited to the warranties of merchantability,
17  *   fitness for a particular purpose and noninfringement. In no event shall the
18  *   authors or copyright holders be liable for any claim, damages or other
19  *   liability, whether in an action of contract, tort or otherwise, arising from,
20  *   out of or in connection with the Software or the use or other dealings in the
21  *   Software.
22  */
23
24
25 //! Generates QR Codes from text strings and byte arrays.
26 //! 
27 //! This project aims to be the best, clearest QR Code generator library.
28 //! The primary goals are flexible options and absolute correctness.
29 //! Secondary goals are compact implementation size and good documentation comments.
30 //! 
31 //! Home page with live JavaScript demo, extensive descriptions, and competitor comparisons:
32 //! [https://www.nayuki.io/page/qr-code-generator-library](https://www.nayuki.io/page/qr-code-generator-library)
33 //! 
34 //! # Features
35 //! 
36 //! Core features:
37 //! 
38 //! - Available in 6 programming languages, all with nearly equal functionality: Java, TypeScript/JavaScript, Python, Rust, C++, C
39 //! - Significantly shorter code but more documentation comments compared to competing libraries
40 //! - Supports encoding all 40 versions (sizes) and all 4 error correction levels, as per the QR Code Model 2 standard
41 //! - Output formats: Raw modules/pixels of the QR symbol, SVG XML string
42 //! - Detects finder-like penalty patterns more accurately than other implementations
43 //! - Encodes numeric and special-alphanumeric text in less space than general text
44 //! - Open source code under the permissive MIT License
45 //! 
46 //! Manual parameters:
47 //! 
48 //! - User can specify minimum and maximum version numbers allowed, then library will automatically choose smallest version in the range that fits the data
49 //! - User can specify mask pattern manually, otherwise library will automatically evaluate all 8 masks and select the optimal one
50 //! - User can specify absolute error correction level, or allow the library to boost it if it doesn't increase the version number
51 //! - User can create a list of data segments manually and add ECI segments
52 //! 
53 //! # Examples
54 //! 
55 //! ```
56 //! extern crate qrcodegen;
57 //! use qrcodegen::QrCode;
58 //! use qrcodegen::QrCodeEcc;
59 //! use qrcodegen::QrSegment;
60 //! ```
61 //! 
62 //! Simple operation:
63 //! 
64 //! ```
65 //! let qr = QrCode::encode_text("Hello, world!",
66 //!     QrCodeEcc::Medium).unwrap();
67 //! let svg = qr.to_svg_string(4);
68 //! ```
69 //! 
70 //! Manual operation:
71 //! 
72 //! ```
73 //! let chrs: Vec<char> = "3141592653589793238462643383".chars().collect();
74 //! let segs = QrSegment::make_segments(&chrs);
75 //! let qr = QrCode::encode_segments_advanced(
76 //!     &segs, QrCodeEcc::High, 5, 5, Some(Mask::new(2)), false).unwrap();
77 //! for y in 0 .. qr.size() {
78 //!     for x in 0 .. qr.size() {
79 //!         (... paint qr.get_module(x, y) ...)
80 //!     }
81 //! }
82 //! ```
83
84
85 /*---- QrCode functionality ----*/
86
87 /// A QR Code symbol, which is a type of two-dimension barcode.
88 /// 
89 /// Invented by Denso Wave and described in the ISO/IEC 18004 standard.
90 /// 
91 /// Instances of this struct represent an immutable square grid of black and white cells.
92 /// The impl provides static factory functions to create a QR Code from text or binary data.
93 /// The struct and impl cover the QR Code Model 2 specification, supporting all versions
94 /// (sizes) from 1 to 40, all 4 error correction levels, and 4 character encoding modes.
95 /// 
96 /// Ways to create a QR Code object:
97 /// 
98 /// - High level: Take the payload data and call `QrCode::encode_text()` or `QrCode::encode_binary()`.
99 /// - Mid level: Custom-make the list of segments and call
100 ///   `QrCode::encode_segments()` or `QrCode::encode_segments_advanced()`.
101 /// - Low level: Custom-make the array of data codeword bytes (including segment
102 ///   headers and final padding, excluding error correction codewords), supply the
103 ///   appropriate version number, and call the `QrCode::encode_codewords()` constructor.
104 /// 
105 /// (Note that all ways require supplying the desired error correction level.)
106 #[derive(Clone, PartialEq, Eq)]
107 pub struct QrCode {
108         
109         // Scalar parameters:
110         
111         // The version number of this QR Code, which is between 1 and 40 (inclusive).
112         // This determines the size of this barcode.
113         version: Version,
114         
115         // The width and height of this QR Code, measured in modules, between
116         // 21 and 177 (inclusive). This is equal to version * 4 + 17.
117         size: i32,
118         
119         // The error correction level used in this QR Code.
120         errorcorrectionlevel: QrCodeEcc,
121         
122         // The index of the mask pattern used in this QR Code, which is between 0 and 7 (inclusive).
123         // Even if a QR Code is created with automatic masking requested (mask = None),
124         // the resulting object still has a mask value between 0 and 7.
125         mask: Mask,
126         
127         // Grids of modules/pixels, with dimensions of size*size:
128         
129         // The modules of this QR Code (false = white, true = black).
130         // Immutable after constructor finishes. Accessed through get_module().
131         modules: Vec<bool>,
132         
133         // Indicates function modules that are not subjected to masking. Discarded when constructor finishes.
134         isfunction: Vec<bool>,
135         
136 }
137
138
139 impl QrCode {
140         
141         /*---- Static factory functions (high level) ----*/
142         
143         /// Returns a QR Code representing the given Unicode text string at the given error correction level.
144         /// 
145         /// As a conservative upper bound, this function is guaranteed to succeed for strings that have 738 or fewer Unicode
146         /// code points (not UTF-8 code units) if the low error correction level is used. The smallest possible
147         /// QR Code version is automatically chosen for the output. The ECC level of the result may be higher than
148         /// the ecl argument if it can be done without increasing the version.
149         /// 
150         /// Returns a wrapped `QrCode` if successful, or `Err` if the
151         /// data is too long to fit in any version at the given ECC level.
152         pub fn encode_text(text: &str, ecl: QrCodeEcc) -> Result<Self,DataTooLong> {
153                 let chrs: Vec<char> = text.chars().collect();
154                 let segs: Vec<QrSegment> = QrSegment::make_segments(&chrs);
155                 QrCode::encode_segments(&segs, ecl)
156         }
157         
158         
159         /// Returns a QR Code representing the given binary data at the given error correction level.
160         /// 
161         /// This function always encodes using the binary segment mode, not any text mode. The maximum number of
162         /// bytes allowed is 2953. The smallest possible QR Code version is automatically chosen for the output.
163         /// The ECC level of the result may be higher than the ecl argument if it can be done without increasing the version.
164         /// 
165         /// Returns a wrapped `QrCode` if successful, or `Err` if the
166         /// data is too long to fit in any version at the given ECC level.
167         pub fn encode_binary(data: &[u8], ecl: QrCodeEcc) -> Result<Self,DataTooLong> {
168                 let segs: [QrSegment; 1] = [QrSegment::make_bytes(data)];
169                 QrCode::encode_segments(&segs, ecl)
170         }
171         
172         
173         /*---- Static factory functions (mid level) ----*/
174         
175         /// Returns a QR Code representing the given segments at the given error correction level.
176         /// 
177         /// The smallest possible QR Code version is automatically chosen for the output. The ECC level
178         /// of the result may be higher than the ecl argument if it can be done without increasing the version.
179         /// 
180         /// This function allows the user to create a custom sequence of segments that switches
181         /// between modes (such as alphanumeric and byte) to encode text in less space.
182         /// This is a mid-level API; the high-level API is `encode_text()` and `encode_binary()`.
183         /// 
184         /// Returns a wrapped `QrCode` if successful, or `Err` if the
185         /// data is too long to fit in any version at the given ECC level.
186         pub fn encode_segments(segs: &[QrSegment], ecl: QrCodeEcc) -> Result<Self,DataTooLong> {
187                 QrCode::encode_segments_advanced(segs, ecl, Version::MIN, Version::MAX, None, true)
188         }
189         
190         
191         /// Returns a QR Code representing the given segments with the given encoding parameters.
192         /// 
193         /// The smallest possible QR Code version within the given range is automatically
194         /// chosen for the output. Iff boostecl is `true`, then the ECC level of the result
195         /// may be higher than the ecl argument if it can be done without increasing the
196         /// version. The mask number is either between 0 to 7 (inclusive) to force that
197         /// mask, or `None` to automatically choose an appropriate mask (which may be slow).
198         /// 
199         /// This function allows the user to create a custom sequence of segments that switches
200         /// between modes (such as alphanumeric and byte) to encode text in less space.
201         /// This is a mid-level API; the high-level API is `encode_text()` and `encode_binary()`.
202         /// 
203         /// Returns a wrapped `QrCode` if successful, or `Err` if the data is too
204         /// long to fit in any version in the given range at the given ECC level.
205         pub fn encode_segments_advanced(segs: &[QrSegment], mut ecl: QrCodeEcc,
206                         minversion: Version, maxversion: Version, mask: Option<Mask>, boostecl: bool) -> Result<Self,DataTooLong> {
207                 assert!(minversion.value() <= maxversion.value(), "Invalid value");
208                 
209                 // Find the minimal version number to use
210                 let mut version: Version = minversion;
211                 let datausedbits: usize = loop {
212                         // Number of data bits available
213                         let datacapacitybits: usize = QrCode::get_num_data_codewords(version, ecl) * 8;
214                         let dataused: Option<usize> = QrSegment::get_total_bits(segs, version);
215                         if dataused.map_or(false, |n| n <= datacapacitybits) {
216                                 break dataused.unwrap();  // This version number is found to be suitable
217                         } else if version.value() >= maxversion.value() {  // All versions in the range could not fit the given data
218                                 let msg: String = match dataused {
219                                         None => String::from("Segment too long"),
220                                         Some(n) => format!("Data length = {} bits, Max capacity = {} bits",
221                                                 n, datacapacitybits),
222                                 };
223                                 return Err(DataTooLong(msg));
224                         } else {
225                                 version = Version::new(version.value() + 1);
226                         }
227                 };
228                 
229                 // Increase the error correction level while the data still fits in the current version number
230                 for &newecl in &[QrCodeEcc::Medium, QrCodeEcc::Quartile, QrCodeEcc::High] {  // From low to high
231                         if boostecl && datausedbits <= QrCode::get_num_data_codewords(version, newecl) * 8 {
232                                 ecl = newecl;
233                         }
234                 }
235                 
236                 // Concatenate all segments to create the data bit string
237                 let mut bb = BitBuffer(Vec::new());
238                 for seg in segs {
239                         bb.append_bits(seg.mode.mode_bits(), 4);
240                         bb.append_bits(seg.numchars as u32, seg.mode.num_char_count_bits(version));
241                         bb.0.extend_from_slice(&seg.data);
242                 }
243                 assert_eq!(bb.0.len(), datausedbits);
244                 
245                 // Add terminator and pad up to a byte if applicable
246                 let datacapacitybits: usize = QrCode::get_num_data_codewords(version, ecl) * 8;
247                 assert!(bb.0.len() <= datacapacitybits);
248                 let numzerobits: usize = std::cmp::min(4, datacapacitybits - bb.0.len());
249                 bb.append_bits(0, numzerobits as u8);
250                 let numzerobits: usize = bb.0.len().wrapping_neg() & 7;
251                 bb.append_bits(0, numzerobits as u8);
252                 assert_eq!(bb.0.len() % 8, 0, "Assertion error");
253                 
254                 // Pad with alternating bytes until data capacity is reached
255                 for &padbyte in [0xEC, 0x11].iter().cycle() {
256                         if bb.0.len() >= datacapacitybits {
257                                 break;
258                         }
259                         bb.append_bits(padbyte, 8);
260                 }
261                 
262                 // Pack bits into bytes in big endian
263                 let mut datacodewords = vec![0u8; bb.0.len() / 8];
264                 for (i, &bit) in bb.0.iter().enumerate() {
265                         datacodewords[i >> 3] |= u8::from(bit) << (7 - (i & 7));
266                 }
267                 
268                 // Create the QR Code object
269                 Ok(QrCode::encode_codewords(version, ecl, &datacodewords, mask))
270         }
271         
272         
273         /*---- Constructor (low level) ----*/
274         
275         /// Creates a new QR Code with the given version number,
276         /// error correction level, data codeword bytes, and mask number.
277         /// 
278         /// This is a low-level API that most users should not use directly.
279         /// A mid-level API is the `encode_segments()` function.
280         pub fn encode_codewords(ver: Version, ecl: QrCodeEcc, datacodewords: &[u8], mut mask: Option<Mask>) -> Self {
281                 // Initialize fields
282                 let size = usize::from(ver.value()) * 4 + 17;
283                 let mut result = Self {
284                         version: ver,
285                         size: size as i32,
286                         mask: Mask::new(0),  // Dummy value
287                         errorcorrectionlevel: ecl,
288                         modules   : vec![false; size * size],  // Initially all white
289                         isfunction: vec![false; size * size],
290                 };
291                 
292                 // Compute ECC, draw modules
293                 result.draw_function_patterns();
294                 let allcodewords: Vec<u8> = result.add_ecc_and_interleave(datacodewords);
295                 result.draw_codewords(&allcodewords);
296                 
297                 // Do masking
298                 if mask.is_none() {  // Automatically choose best mask
299                         let mut minpenalty = std::i32::MAX;
300                         for i in 0u8 .. 8 {
301                                 let newmask = Mask::new(i);
302                                 result.apply_mask(newmask);
303                                 result.draw_format_bits(newmask);
304                                 let penalty: i32 = result.get_penalty_score();
305                                 if penalty < minpenalty {
306                                         mask = Some(newmask);
307                                         minpenalty = penalty;
308                                 }
309                                 result.apply_mask(newmask);  // Undoes the mask due to XOR
310                         }
311                 }
312                 let mask: Mask = mask.unwrap();
313                 result.mask = mask;
314                 result.apply_mask(mask);  // Apply the final choice of mask
315                 result.draw_format_bits(mask);  // Overwrite old format bits
316                 
317                 result.isfunction.clear();
318                 result.isfunction.shrink_to_fit();
319                 result
320         }
321         
322         
323         /*---- Public methods ----*/
324         
325         /// Returns this QR Code's version, in the range [1, 40].
326         pub fn version(&self) -> Version {
327                 self.version
328         }
329         
330         
331         /// Returns this QR Code's size, in the range [21, 177].
332         pub fn size(&self) -> i32 {
333                 self.size
334         }
335         
336         
337         /// Returns this QR Code's error correction level.
338         pub fn error_correction_level(&self) -> QrCodeEcc {
339                 self.errorcorrectionlevel
340         }
341         
342         
343         /// Returns this QR Code's mask, in the range [0, 7].
344         pub fn mask(&self) -> Mask {
345                 self.mask
346         }
347         
348         
349         /// Returns the color of the module (pixel) at the given coordinates,
350         /// which is `false` for white or `true` for black.
351         /// 
352         /// The top left corner has the coordinates (x=0, y=0). If the given
353         /// coordinates are out of bounds, then `false` (white) is returned.
354         pub fn get_module(&self, x: i32, y: i32) -> bool {
355                 0 <= x && x < self.size && 0 <= y && y < self.size && self.module(x, y)
356         }
357         
358         
359         // Returns the color of the module at the given coordinates, which must be in bounds.
360         fn module(&self, x: i32, y: i32) -> bool {
361                 self.modules[(y * self.size + x) as usize]
362         }
363         
364         
365         // Returns a mutable reference to the module's color at the given coordinates, which must be in bounds.
366         fn module_mut(&mut self, x: i32, y: i32) -> &mut bool {
367                 &mut self.modules[(y * self.size + x) as usize]
368         }
369         
370         
371         /// Returns a string of SVG code for an image depicting
372         /// this QR Code, with the given number of border modules.
373         /// 
374         /// The string always uses Unix newlines (\n), regardless of the platform.
375         pub fn to_svg_string(&self, border: i32) -> String {
376                 assert!(border >= 0, "Border must be non-negative");
377                 let mut result = String::new();
378                 result += "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>\n";
379                 result += "<!DOCTYPE svg PUBLIC \"-//W3C//DTD SVG 1.1//EN\" \"http://www.w3.org/Graphics/SVG/1.1/DTD/svg11.dtd\">\n";
380                 let dimension = self.size.checked_add(border.checked_mul(2).unwrap()).unwrap();
381                 result += &format!(
382                         "<svg xmlns=\"http://www.w3.org/2000/svg\" version=\"1.1\" viewBox=\"0 0 {0} {0}\" stroke=\"none\">\n", dimension);
383                 result += "\t<rect width=\"100%\" height=\"100%\" fill=\"#FFFFFF\"/>\n";
384                 result += "\t<path d=\"";
385                 for y in 0 .. self.size {
386                         for x in 0 .. self.size {
387                                 if self.get_module(x, y) {
388                                         if x != 0 || y != 0 {
389                                                 result += " ";
390                                         }
391                                         result += &format!("M{},{}h1v1h-1z", x + border, y + border);
392                                 }
393                         }
394                 }
395                 result += "\" fill=\"#000000\"/>\n";
396                 result += "</svg>\n";
397                 result
398         }
399         
400         
401         /*---- Private helper methods for constructor: Drawing function modules ----*/
402         
403         // Reads this object's version field, and draws and marks all function modules.
404         fn draw_function_patterns(&mut self) {
405                 // Draw horizontal and vertical timing patterns
406                 let size: i32 = self.size;
407                 for i in 0 .. size {
408                         self.set_function_module(6, i, i % 2 == 0);
409                         self.set_function_module(i, 6, i % 2 == 0);
410                 }
411                 
412                 // Draw 3 finder patterns (all corners except bottom right; overwrites some timing modules)
413                 self.draw_finder_pattern(3, 3);
414                 self.draw_finder_pattern(size - 4, 3);
415                 self.draw_finder_pattern(3, size - 4);
416                 
417                 // Draw numerous alignment patterns
418                 let alignpatpos: Vec<i32> = self.get_alignment_pattern_positions();
419                 let numalign: usize = alignpatpos.len();
420                 for i in 0 .. numalign {
421                         for j in 0 .. numalign {
422                                 // Don't draw on the three finder corners
423                                 if !(i == 0 && j == 0 || i == 0 && j == numalign - 1 || i == numalign - 1 && j == 0) {
424                                         self.draw_alignment_pattern(alignpatpos[i], alignpatpos[j]);
425                                 }
426                         }
427                 }
428                 
429                 // Draw configuration data
430                 self.draw_format_bits(Mask::new(0));  // Dummy mask value; overwritten later in the constructor
431                 self.draw_version();
432         }
433         
434         
435         // Draws two copies of the format bits (with its own error correction code)
436         // based on the given mask and this object's error correction level field.
437         fn draw_format_bits(&mut self, mask: Mask) {
438                 // Calculate error correction code and pack bits
439                 let bits: u32 = {
440                         // errcorrlvl is uint2, mask is uint3
441                         let data: u32 = u32::from(self.errorcorrectionlevel.format_bits() << 3 | mask.value());
442                         let mut rem: u32 = data;
443                         for _ in 0 .. 10 {
444                                 rem = (rem << 1) ^ ((rem >> 9) * 0x537);
445                         }
446                         (data << 10 | rem) ^ 0x5412  // uint15
447                 };
448                 assert_eq!(bits >> 15, 0, "Assertion error");
449                 
450                 // Draw first copy
451                 for i in 0 .. 6 {
452                         self.set_function_module(8, i, get_bit(bits, i));
453                 }
454                 self.set_function_module(8, 7, get_bit(bits, 6));
455                 self.set_function_module(8, 8, get_bit(bits, 7));
456                 self.set_function_module(7, 8, get_bit(bits, 8));
457                 for i in 9 .. 15 {
458                         self.set_function_module(14 - i, 8, get_bit(bits, i));
459                 }
460                 
461                 // Draw second copy
462                 let size: i32 = self.size;
463                 for i in 0 .. 8 {
464                         self.set_function_module(size - 1 - i, 8, get_bit(bits, i));
465                 }
466                 for i in 8 .. 15 {
467                         self.set_function_module(8, size - 15 + i, get_bit(bits, i));
468                 }
469                 self.set_function_module(8, size - 8, true);  // Always black
470         }
471         
472         
473         // Draws two copies of the version bits (with its own error correction code),
474         // based on this object's version field, iff 7 <= version <= 40.
475         fn draw_version(&mut self) {
476                 if self.version.value() < 7 {
477                         return;
478                 }
479                 
480                 // Calculate error correction code and pack bits
481                 let bits: u32 = {
482                         let data = u32::from(self.version.value());  // uint6, in the range [7, 40]
483                         let mut rem: u32 = data;
484                         for _ in 0 .. 12 {
485                                 rem = (rem << 1) ^ ((rem >> 11) * 0x1F25);
486                         }
487                         data << 12 | rem  // uint18
488                 };
489                 assert!(bits >> 18 == 0, "Assertion error");
490                 
491                 // Draw two copies
492                 for i in 0 .. 18 {
493                         let bit: bool = get_bit(bits, i);
494                         let a: i32 = self.size - 11 + i % 3;
495                         let b: i32 = i / 3;
496                         self.set_function_module(a, b, bit);
497                         self.set_function_module(b, a, bit);
498                 }
499         }
500         
501         
502         // Draws a 9*9 finder pattern including the border separator,
503         // with the center module at (x, y). Modules can be out of bounds.
504         fn draw_finder_pattern(&mut self, x: i32, y: i32) {
505                 for dy in -4 ..= 4 {
506                         for dx in -4 ..= 4 {
507                                 let xx: i32 = x + dx;
508                                 let yy: i32 = y + dy;
509                                 if 0 <= xx && xx < self.size && 0 <= yy && yy < self.size {
510                                         let dist: i32 = std::cmp::max(dx.abs(), dy.abs());  // Chebyshev/infinity norm
511                                         self.set_function_module(xx, yy, dist != 2 && dist != 4);
512                                 }
513                         }
514                 }
515         }
516         
517         
518         // Draws a 5*5 alignment pattern, with the center module
519         // at (x, y). All modules must be in bounds.
520         fn draw_alignment_pattern(&mut self, x: i32, y: i32) {
521                 for dy in -2 ..= 2 {
522                         for dx in -2 ..= 2 {
523                                 self.set_function_module(x + dx, y + dy, std::cmp::max(dx.abs(), dy.abs()) != 1);
524                         }
525                 }
526         }
527         
528         
529         // Sets the color of a module and marks it as a function module.
530         // Only used by the constructor. Coordinates must be in bounds.
531         fn set_function_module(&mut self, x: i32, y: i32, isblack: bool) {
532                 *self.module_mut(x, y) = isblack;
533                 self.isfunction[(y * self.size + x) as usize] = true;
534         }
535         
536         
537         /*---- Private helper methods for constructor: Codewords and masking ----*/
538         
539         // Returns a new byte string representing the given data with the appropriate error correction
540         // codewords appended to it, based on this object's version and error correction level.
541         fn add_ecc_and_interleave(&self, data: &[u8]) -> Vec<u8> {
542                 let ver: Version = self.version;
543                 let ecl: QrCodeEcc = self.errorcorrectionlevel;
544                 assert_eq!(data.len(), QrCode::get_num_data_codewords(ver, ecl), "Illegal argument");
545                 
546                 // Calculate parameter numbers
547                 let numblocks: usize = QrCode::table_get(&NUM_ERROR_CORRECTION_BLOCKS, ver, ecl);
548                 let blockecclen: usize = QrCode::table_get(&ECC_CODEWORDS_PER_BLOCK  , ver, ecl);
549                 let rawcodewords: usize = QrCode::get_num_raw_data_modules(ver) / 8;
550                 let numshortblocks: usize = numblocks - rawcodewords % numblocks;
551                 let shortblocklen: usize = rawcodewords / numblocks;
552                 
553                 // Split data into blocks and append ECC to each block
554                 let mut blocks = Vec::<Vec<u8>>::with_capacity(numblocks);
555                 let rsdiv: Vec<u8> = QrCode::reed_solomon_compute_divisor(blockecclen);
556                 let mut k: usize = 0;
557                 for i in 0 .. numblocks {
558                         let datlen: usize = shortblocklen - blockecclen + usize::from(i >= numshortblocks);
559                         let mut dat = data[k .. k + datlen].to_vec();
560                         k += datlen;
561                         let ecc: Vec<u8> = QrCode::reed_solomon_compute_remainder(&dat, &rsdiv);
562                         if i < numshortblocks {
563                                 dat.push(0);
564                         }
565                         dat.extend_from_slice(&ecc);
566                         blocks.push(dat);
567                 }
568                 
569                 // Interleave (not concatenate) the bytes from every block into a single sequence
570                 let mut result = Vec::<u8>::with_capacity(rawcodewords);
571                 for i in 0 ..= shortblocklen {
572                         for (j, block) in blocks.iter().enumerate() {
573                                 // Skip the padding byte in short blocks
574                                 if i != shortblocklen - blockecclen || j >= numshortblocks {
575                                         result.push(block[i]);
576                                 }
577                         }
578                 }
579                 result
580         }
581         
582         
583         // Draws the given sequence of 8-bit codewords (data and error correction) onto the entire
584         // data area of this QR Code. Function modules need to be marked off before this is called.
585         fn draw_codewords(&mut self, data: &[u8]) {
586                 assert_eq!(data.len(), QrCode::get_num_raw_data_modules(self.version) / 8, "Illegal argument");
587                 
588                 let mut i: usize = 0;  // Bit index into the data
589                 // Do the funny zigzag scan
590                 let mut right: i32 = self.size - 1;
591                 while right >= 1 {  // Index of right column in each column pair
592                         if right == 6 {
593                                 right = 5;
594                         }
595                         for vert in 0 .. self.size {  // Vertical counter
596                                 for j in 0 .. 2 {
597                                         let x: i32 = right - j;  // Actual x coordinate
598                                         let upward: bool = (right + 1) & 2 == 0;
599                                         let y: i32 = if upward { self.size - 1 - vert } else { vert };  // Actual y coordinate
600                                         if !self.isfunction[(y * self.size + x) as usize] && i < data.len() * 8 {
601                                                 *self.module_mut(x, y) = get_bit(u32::from(data[i >> 3]), 7 - ((i & 7) as i32));
602                                                 i += 1;
603                                         }
604                                         // If this QR Code has any remainder bits (0 to 7), they were assigned as
605                                         // 0/false/white by the constructor and are left unchanged by this method
606                                 }
607                         }
608                         right -= 2;
609                 }
610                 assert_eq!(i, data.len() * 8, "Assertion error");
611         }
612         
613         
614         // XORs the codeword modules in this QR Code with the given mask pattern.
615         // The function modules must be marked and the codeword bits must be drawn
616         // before masking. Due to the arithmetic of XOR, calling apply_mask() with
617         // the same mask value a second time will undo the mask. A final well-formed
618         // QR Code needs exactly one (not zero, two, etc.) mask applied.
619         fn apply_mask(&mut self, mask: Mask) {
620                 for y in 0 .. self.size {
621                         for x in 0 .. self.size {
622                                 let invert: bool = match mask.value() {
623                                         0 => (x + y) % 2 == 0,
624                                         1 => y % 2 == 0,
625                                         2 => x % 3 == 0,
626                                         3 => (x + y) % 3 == 0,
627                                         4 => (x / 3 + y / 2) % 2 == 0,
628                                         5 => x * y % 2 + x * y % 3 == 0,
629                                         6 => (x * y % 2 + x * y % 3) % 2 == 0,
630                                         7 => ((x + y) % 2 + x * y % 3) % 2 == 0,
631                                         _ => unreachable!(),
632                                 };
633                                 *self.module_mut(x, y) ^= invert & !self.isfunction[(y * self.size + x) as usize];
634                         }
635                 }
636         }
637         
638         
639         // Calculates and returns the penalty score based on state of this QR Code's current modules.
640         // This is used by the automatic mask choice algorithm to find the mask pattern that yields the lowest score.
641         fn get_penalty_score(&self) -> i32 {
642                 let mut result: i32 = 0;
643                 let size: i32 = self.size;
644                 
645                 // Adjacent modules in row having same color, and finder-like patterns
646                 for y in 0 .. size {
647                         let mut runcolor = false;
648                         let mut runx: i32 = 0;
649                         let mut runhistory = FinderPenalty::new(size);
650                         for x in 0 .. size {
651                                 if self.module(x, y) == runcolor {
652                                         runx += 1;
653                                         if runx == 5 {
654                                                 result += PENALTY_N1;
655                                         } else if runx > 5 {
656                                                 result += 1;
657                                         }
658                                 } else {
659                                         runhistory.add_history(runx);
660                                         if !runcolor {
661                                                 result += runhistory.count_patterns() * PENALTY_N3;
662                                         }
663                                         runcolor = self.module(x, y);
664                                         runx = 1;
665                                 }
666                         }
667                         result += runhistory.terminate_and_count(runcolor, runx) * PENALTY_N3;
668                 }
669                 // Adjacent modules in column having same color, and finder-like patterns
670                 for x in 0 .. size {
671                         let mut runcolor = false;
672                         let mut runy: i32 = 0;
673                         let mut runhistory = FinderPenalty::new(size);
674                         for y in 0 .. size {
675                                 if self.module(x, y) == runcolor {
676                                         runy += 1;
677                                         if runy == 5 {
678                                                 result += PENALTY_N1;
679                                         } else if runy > 5 {
680                                                 result += 1;
681                                         }
682                                 } else {
683                                         runhistory.add_history(runy);
684                                         if !runcolor {
685                                                 result += runhistory.count_patterns() * PENALTY_N3;
686                                         }
687                                         runcolor = self.module(x, y);
688                                         runy = 1;
689                                 }
690                         }
691                         result += runhistory.terminate_and_count(runcolor, runy) * PENALTY_N3;
692                 }
693                 
694                 // 2*2 blocks of modules having same color
695                 for y in 0 .. size - 1 {
696                         for x in 0 .. size - 1 {
697                                 let color: bool = self.module(x, y);
698                                 if color == self.module(x + 1, y) &&
699                                    color == self.module(x, y + 1) &&
700                                    color == self.module(x + 1, y + 1) {
701                                         result += PENALTY_N2;
702                                 }
703                         }
704                 }
705                 
706                 // Balance of black and white modules
707                 let black: i32 = self.modules.iter().copied().map(i32::from).sum();
708                 let total: i32 = size * size;  // Note that size is odd, so black/total != 1/2
709                 // Compute the smallest integer k >= 0 such that (45-5k)% <= black/total <= (55+5k)%
710                 let k: i32 = ((black * 20 - total * 10).abs() + total - 1) / total - 1;
711                 result += k * PENALTY_N4;
712                 result
713         }
714         
715         
716         /*---- Private helper functions ----*/
717         
718         // Returns an ascending list of positions of alignment patterns for this version number.
719         // Each position is in the range [0,177), and are used on both the x and y axes.
720         // This could be implemented as lookup table of 40 variable-length lists of unsigned bytes.
721         fn get_alignment_pattern_positions(&self) -> Vec<i32> {
722                 let ver: u8 = self.version.value();
723                 if ver == 1 {
724                         vec![]
725                 } else {
726                         let numalign = i32::from(ver) / 7 + 2;
727                         let step: i32 = if ver == 32 { 26 } else
728                                 {(i32::from(ver)*4 + numalign*2 + 1) / (numalign*2 - 2) * 2};
729                         let mut result: Vec<i32> = (0 .. numalign - 1).map(
730                                 |i| self.size - 7 - i * step).collect();
731                         result.push(6);
732                         result.reverse();
733                         result
734                 }
735         }
736         
737         
738         // Returns the number of data bits that can be stored in a QR Code of the given version number, after
739         // all function modules are excluded. This includes remainder bits, so it might not be a multiple of 8.
740         // The result is in the range [208, 29648]. This could be implemented as a 40-entry lookup table.
741         fn get_num_raw_data_modules(ver: Version) -> usize {
742                 let ver = usize::from(ver.value());
743                 let mut result: usize = (16 * ver + 128) * ver + 64;
744                 if ver >= 2 {
745                         let numalign: usize = ver / 7 + 2;
746                         result -= (25 * numalign - 10) * numalign - 55;
747                         if ver >= 7 {
748                                 result -= 36;
749                         }
750                 }
751                 assert!(208 <= result && result <= 29648);
752                 result
753         }
754         
755         
756         // Returns the number of 8-bit data (i.e. not error correction) codewords contained in any
757         // QR Code of the given version number and error correction level, with remainder bits discarded.
758         // This stateless pure function could be implemented as a (40*4)-cell lookup table.
759         fn get_num_data_codewords(ver: Version, ecl: QrCodeEcc) -> usize {
760                 QrCode::get_num_raw_data_modules(ver) / 8
761                         - QrCode::table_get(&ECC_CODEWORDS_PER_BLOCK    , ver, ecl)
762                         * QrCode::table_get(&NUM_ERROR_CORRECTION_BLOCKS, ver, ecl)
763         }
764         
765         
766         // Returns an entry from the given table based on the given values.
767         fn table_get(table: &'static [[i8; 41]; 4], ver: Version, ecl: QrCodeEcc) -> usize {
768                 table[ecl.ordinal()][usize::from(ver.value())] as usize
769         }
770         
771         
772         // Returns a Reed-Solomon ECC generator polynomial for the given degree. This could be
773         // implemented as a lookup table over all possible parameter values, instead of as an algorithm.
774         fn reed_solomon_compute_divisor(degree: usize) -> Vec<u8> {
775                 assert!(1 <= degree && degree <= 255, "Degree out of range");
776                 // Polynomial coefficients are stored from highest to lowest power, excluding the leading term which is always 1.
777                 // For example the polynomial x^3 + 255x^2 + 8x + 93 is stored as the uint8 array [255, 8, 93].
778                 let mut result = vec![0u8; degree - 1];
779                 result.push(1);  // Start off with the monomial x^0
780                 
781                 // Compute the product polynomial (x - r^0) * (x - r^1) * (x - r^2) * ... * (x - r^{degree-1}),
782                 // and drop the highest monomial term which is always 1x^degree.
783                 // Note that r = 0x02, which is a generator element of this field GF(2^8/0x11D).
784                 let mut root: u8 = 1;
785                 for _ in 0 .. degree {  // Unused variable i
786                         // Multiply the current product by (x - r^i)
787                         for j in 0 .. degree {
788                                 result[j] = QrCode::reed_solomon_multiply(result[j], root);
789                                 if j + 1 < result.len() {
790                                         result[j] ^= result[j + 1];
791                                 }
792                         }
793                         root = QrCode::reed_solomon_multiply(root, 0x02);
794                 }
795                 result
796         }
797         
798         
799         // Returns the Reed-Solomon error correction codeword for the given data and divisor polynomials.
800         fn reed_solomon_compute_remainder(data: &[u8], divisor: &[u8]) -> Vec<u8> {
801                 let mut result = vec![0u8; divisor.len()];
802                 for b in data {  // Polynomial division
803                         let factor: u8 = b ^ result.remove(0);
804                         result.push(0);
805                         for (x, &y) in result.iter_mut().zip(divisor.iter()) {
806                                 *x ^= QrCode::reed_solomon_multiply(y, factor);
807                         }
808                 }
809                 result
810         }
811         
812         
813         // Returns the product of the two given field elements modulo GF(2^8/0x11D).
814         // All inputs are valid. This could be implemented as a 256*256 lookup table.
815         fn reed_solomon_multiply(x: u8, y: u8) -> u8 {
816                 // Russian peasant multiplication
817                 let mut z: u8 = 0;
818                 for i in (0 .. 8).rev() {
819                         z = (z << 1) ^ ((z >> 7) * 0x1D);
820                         z ^= ((y >> i) & 1) * x;
821                 }
822                 z
823         }
824         
825 }
826
827
828 /*---- Helper struct for get_penalty_score() ----*/
829
830 struct FinderPenalty {
831         qr_size: i32,
832         run_history: [i32; 7],
833 }
834
835
836 impl FinderPenalty {
837         
838         pub fn new(size: i32) -> Self {
839                 Self {
840                         qr_size: size,
841                         run_history: [0i32; 7],
842                 }
843         }
844         
845         
846         // Pushes the given value to the front and drops the last value.
847         pub fn add_history(&mut self, mut currentrunlength: i32) {
848                 if self.run_history[0] == 0 {
849                         currentrunlength += self.qr_size;  // Add white border to initial run
850                 }
851                 let rh = &mut self.run_history;
852                 for i in (0 .. rh.len()-1).rev() {
853                         rh[i + 1] = rh[i];
854                 }
855                 rh[0] = currentrunlength;
856         }
857         
858         
859         // Can only be called immediately after a white run is added, and returns either 0, 1, or 2.
860         pub fn count_patterns(&self) -> i32 {
861                 let rh = &self.run_history;
862                 let n = rh[1];
863                 assert!(n <= self.qr_size * 3);
864                 let core = n > 0 && rh[2] == n && rh[3] == n * 3 && rh[4] == n && rh[5] == n;
865                 ( i32::from(core && rh[0] >= n * 4 && rh[6] >= n)
866                 + i32::from(core && rh[6] >= n * 4 && rh[0] >= n))
867         }
868         
869         
870         // Must be called at the end of a line (row or column) of modules.
871         pub fn terminate_and_count(mut self, currentruncolor: bool, mut currentrunlength: i32) -> i32 {
872                 if currentruncolor {  // Terminate black run
873                         self.add_history(currentrunlength);
874                         currentrunlength = 0;
875                 }
876                 currentrunlength += self.qr_size;  // Add white border to final run
877                 self.add_history(currentrunlength);
878                 self.count_patterns()
879         }
880         
881 }
882
883
884 /*---- Constants and tables ----*/
885
886 // For use in get_penalty_score(), when evaluating which mask is best.
887 const PENALTY_N1: i32 =  3;
888 const PENALTY_N2: i32 =  3;
889 const PENALTY_N3: i32 = 40;
890 const PENALTY_N4: i32 = 10;
891
892
893 static ECC_CODEWORDS_PER_BLOCK: [[i8; 41]; 4] = [
894         // Version: (note that index 0 is for padding, and is set to an illegal value)
895         //0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40    Error correction level
896         [-1,  7, 10, 15, 20, 26, 18, 20, 24, 30, 18, 20, 24, 26, 30, 22, 24, 28, 30, 28, 28, 28, 28, 30, 30, 26, 28, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30],  // Low
897         [-1, 10, 16, 26, 18, 24, 16, 18, 22, 22, 26, 30, 22, 22, 24, 24, 28, 28, 26, 26, 26, 26, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28, 28],  // Medium
898         [-1, 13, 22, 18, 26, 18, 24, 18, 22, 20, 24, 28, 26, 24, 20, 30, 24, 28, 28, 26, 30, 28, 30, 30, 30, 30, 28, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30],  // Quartile
899         [-1, 17, 28, 22, 16, 22, 28, 26, 26, 24, 28, 24, 28, 22, 24, 24, 30, 28, 28, 26, 28, 30, 24, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30],  // High
900 ];
901
902 static NUM_ERROR_CORRECTION_BLOCKS: [[i8; 41]; 4] = [
903         // Version: (note that index 0 is for padding, and is set to an illegal value)
904         //0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40    Error correction level
905         [-1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 4,  4,  4,  4,  4,  6,  6,  6,  6,  7,  8,  8,  9,  9, 10, 12, 12, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 19, 20, 21, 22, 24, 25],  // Low
906         [-1, 1, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 4, 5, 5,  5,  8,  9,  9, 10, 10, 11, 13, 14, 16, 17, 17, 18, 20, 21, 23, 25, 26, 28, 29, 31, 33, 35, 37, 38, 40, 43, 45, 47, 49],  // Medium
907         [-1, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 6, 6, 8, 8,  8, 10, 12, 16, 12, 17, 16, 18, 21, 20, 23, 23, 25, 27, 29, 34, 34, 35, 38, 40, 43, 45, 48, 51, 53, 56, 59, 62, 65, 68],  // Quartile
908         [-1, 1, 1, 2, 4, 4, 4, 5, 6, 8, 8, 11, 11, 16, 16, 18, 16, 19, 21, 25, 25, 25, 34, 30, 32, 35, 37, 40, 42, 45, 48, 51, 54, 57, 60, 63, 66, 70, 74, 77, 81],  // High
909 ];
910
911
912
913 /*---- QrCodeEcc functionality ----*/
914
915 /// The error correction level in a QR Code symbol.
916 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Debug)]
917 pub enum QrCodeEcc {
918         /// The QR Code can tolerate about  7% erroneous codewords.
919         Low     ,
920         /// The QR Code can tolerate about 15% erroneous codewords.
921         Medium  ,
922         /// The QR Code can tolerate about 25% erroneous codewords.
923         Quartile,
924         /// The QR Code can tolerate about 30% erroneous codewords.
925         High    ,
926 }
927
928
929 impl QrCodeEcc {
930         
931         // Returns an unsigned 2-bit integer (in the range 0 to 3).
932         fn ordinal(self) -> usize {
933                 use QrCodeEcc::*;
934                 match self {
935                         Low      => 0,
936                         Medium   => 1,
937                         Quartile => 2,
938                         High     => 3,
939                 }
940         }
941         
942         
943         // Returns an unsigned 2-bit integer (in the range 0 to 3).
944         fn format_bits(self) -> u8 {
945                 use QrCodeEcc::*;
946                 match self {
947                         Low      => 1,
948                         Medium   => 0,
949                         Quartile => 3,
950                         High     => 2,
951                 }
952         }
953         
954 }
955
956
957
958 /*---- QrSegment functionality ----*/
959
960 /// A segment of character/binary/control data in a QR Code symbol.
961 /// 
962 /// Instances of this struct are immutable.
963 /// 
964 /// The mid-level way to create a segment is to take the payload data
965 /// and call a static factory function such as `QrSegment::make_numeric()`.
966 /// The low-level way to create a segment is to custom-make the bit buffer
967 /// and call the `QrSegment::new()` constructor with appropriate values.
968 /// 
969 /// This segment struct imposes no length restrictions, but QR Codes have restrictions.
970 /// Even in the most favorable conditions, a QR Code can only hold 7089 characters of data.
971 /// Any segment longer than this is meaningless for the purpose of generating QR Codes.
972 #[derive(Clone, PartialEq, Eq)]
973 pub struct QrSegment {
974         
975         // The mode indicator of this segment. Accessed through mode().
976         mode: QrSegmentMode,
977         
978         // The length of this segment's unencoded data. Measured in characters for
979         // numeric/alphanumeric/kanji mode, bytes for byte mode, and 0 for ECI mode.
980         // Not the same as the data's bit length. Accessed through num_chars().
981         numchars: usize,
982         
983         // The data bits of this segment. Accessed through data().
984         data: Vec<bool>,
985         
986 }
987
988
989 impl QrSegment {
990         
991         /*---- Static factory functions (mid level) ----*/
992         
993         /// Returns a segment representing the given binary data encoded in byte mode.
994         /// 
995         /// All input byte slices are acceptable.
996         /// 
997         /// Any text string can be converted to UTF-8 bytes and encoded as a byte mode segment.
998         pub fn make_bytes(data: &[u8]) -> Self {
999                 let mut bb = BitBuffer(Vec::with_capacity(data.len() * 8));
1000                 for &b in data {
1001                         bb.append_bits(u32::from(b), 8);
1002                 }
1003                 QrSegment::new(QrSegmentMode::Byte, data.len(), bb.0)
1004         }
1005         
1006         
1007         /// Returns a segment representing the given string of decimal digits encoded in numeric mode.
1008         /// 
1009         /// Panics if the string contains non-digit characters.
1010         pub fn make_numeric(text: &[char]) -> Self {
1011                 let mut bb = BitBuffer(Vec::with_capacity(text.len() * 3 + (text.len() + 2) / 3));
1012                 let mut accumdata: u32 = 0;
1013                 let mut accumcount: u8 = 0;
1014                 for &c in text {
1015                         assert!('0' <= c && c <= '9', "String contains non-numeric characters");
1016                         accumdata = accumdata * 10 + (u32::from(c) - u32::from('0'));
1017                         accumcount += 1;
1018                         if accumcount == 3 {
1019                                 bb.append_bits(accumdata, 10);
1020                                 accumdata = 0;
1021                                 accumcount = 0;
1022                         }
1023                 }
1024                 if accumcount > 0 {  // 1 or 2 digits remaining
1025                         bb.append_bits(accumdata, accumcount * 3 + 1);
1026                 }
1027                 QrSegment::new(QrSegmentMode::Numeric, text.len(), bb.0)
1028         }
1029         
1030         
1031         /// Returns a segment representing the given text string encoded in alphanumeric mode.
1032         /// 
1033         /// The characters allowed are: 0 to 9, A to Z (uppercase only), space,
1034         /// dollar, percent, asterisk, plus, hyphen, period, slash, colon.
1035         /// 
1036         /// Panics if the string contains non-encodable characters.
1037         pub fn make_alphanumeric(text: &[char]) -> Self {
1038                 let mut bb = BitBuffer(Vec::with_capacity(text.len() * 5 + (text.len() + 1) / 2));
1039                 let mut accumdata: u32 = 0;
1040                 let mut accumcount: u32 = 0;
1041                 for &c in text {
1042                         let i: usize = ALPHANUMERIC_CHARSET.iter().position(|&x| x == c)
1043                                 .expect("String contains unencodable characters in alphanumeric mode");
1044                         accumdata = accumdata * 45 + (i as u32);
1045                         accumcount += 1;
1046                         if accumcount == 2 {
1047                                 bb.append_bits(accumdata, 11);
1048                                 accumdata = 0;
1049                                 accumcount = 0;
1050                         }
1051                 }
1052                 if accumcount > 0 {  // 1 character remaining
1053                         bb.append_bits(accumdata, 6);
1054                 }
1055                 QrSegment::new(QrSegmentMode::Alphanumeric, text.len(), bb.0)
1056         }
1057         
1058         
1059         /// Returns a list of zero or more segments to represent the given Unicode text string.
1060         /// 
1061         /// The result may use various segment modes and switch
1062         /// modes to optimize the length of the bit stream.
1063         pub fn make_segments(text: &[char]) -> Vec<Self> {
1064                 if text.is_empty() {
1065                         vec![]
1066                 } else if QrSegment::is_numeric(text) {
1067                         vec![QrSegment::make_numeric(text)]
1068                 } else if QrSegment::is_alphanumeric(text) {
1069                         vec![QrSegment::make_alphanumeric(text)]
1070                 } else {
1071                         let s: String = text.iter().cloned().collect();
1072                         vec![QrSegment::make_bytes(s.as_bytes())]
1073                 }
1074         }
1075         
1076         
1077         /// Returns a segment representing an Extended Channel Interpretation
1078         /// (ECI) designator with the given assignment value.
1079         pub fn make_eci(assignval: u32) -> Self {
1080                 let mut bb = BitBuffer(Vec::with_capacity(24));
1081                 if assignval < (1 << 7) {
1082                         bb.append_bits(assignval, 8);
1083                 } else if assignval < (1 << 14) {
1084                         bb.append_bits(2, 2);
1085                         bb.append_bits(assignval, 14);
1086                 } else if assignval < 1_000_000 {
1087                         bb.append_bits(6, 3);
1088                         bb.append_bits(assignval, 21);
1089                 } else {
1090                         panic!("ECI assignment value out of range");
1091                 }
1092                 QrSegment::new(QrSegmentMode::Eci, 0, bb.0)
1093         }
1094         
1095         
1096         /*---- Constructor (low level) ----*/
1097         
1098         /// Creates a new QR Code segment with the given attributes and data.
1099         /// 
1100         /// The character count (numchars) must agree with the mode and
1101         /// the bit buffer length, but the constraint isn't checked.
1102         pub fn new(mode: QrSegmentMode, numchars: usize, data: Vec<bool>) -> Self {
1103                 Self { mode, numchars, data }
1104         }
1105         
1106         
1107         /*---- Instance field getters ----*/
1108         
1109         /// Returns the mode indicator of this segment.
1110         pub fn mode(&self) -> QrSegmentMode {
1111                 self.mode
1112         }
1113         
1114         
1115         /// Returns the character count field of this segment.
1116         pub fn num_chars(&self) -> usize {
1117                 self.numchars
1118         }
1119         
1120         
1121         /// Returns the data bits of this segment.
1122         pub fn data(&self) -> &Vec<bool> {
1123                 &self.data
1124         }
1125         
1126         
1127         /*---- Other static functions ----*/
1128         
1129         // Calculates and returns the number of bits needed to encode the given
1130         // segments at the given version. The result is None if a segment has too many
1131         // characters to fit its length field, or the total bits exceeds usize::MAX.
1132         fn get_total_bits(segs: &[Self], version: Version) -> Option<usize> {
1133                 let mut result: usize = 0;
1134                 for seg in segs {
1135                         let ccbits: u8 = seg.mode.num_char_count_bits(version);
1136                         // ccbits can be as large as 16, but usize can be as small as 16
1137                         if let Some(limit) = 1usize.checked_shl(u32::from(ccbits)) {
1138                                 if seg.numchars >= limit {
1139                                         return None;  // The segment's length doesn't fit the field's bit width
1140                                 }
1141                         }
1142                         result = result.checked_add(4 + usize::from(ccbits))?;
1143                         result = result.checked_add(seg.data.len())?;
1144                 }
1145                 Some(result)
1146         }
1147         
1148         
1149         // Tests whether the given string can be encoded as a segment in alphanumeric mode.
1150         // A string is encodable iff each character is in the following set: 0 to 9, A to Z
1151         // (uppercase only), space, dollar, percent, asterisk, plus, hyphen, period, slash, colon.
1152         fn is_alphanumeric(text: &[char]) -> bool {
1153                 text.iter().all(|c| ALPHANUMERIC_CHARSET.contains(c))
1154         }
1155         
1156         
1157         // Tests whether the given string can be encoded as a segment in numeric mode.
1158         // A string is encodable iff each character is in the range 0 to 9.
1159         fn is_numeric(text: &[char]) -> bool {
1160                 text.iter().all(|&c| '0' <= c && c <= '9')
1161         }
1162         
1163 }
1164
1165
1166 // The set of all legal characters in alphanumeric mode,
1167 // where each character value maps to the index in the string.
1168 static ALPHANUMERIC_CHARSET: [char; 45] = ['0','1','2','3','4','5','6','7','8','9',
1169         'A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y','Z',
1170         ' ','$','%','*','+','-','.','/',':'];
1171
1172
1173
1174 /*---- QrSegmentMode functionality ----*/
1175
1176 /// Describes how a segment's data bits are interpreted.
1177 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug)]
1178 pub enum QrSegmentMode {
1179         Numeric,
1180         Alphanumeric,
1181         Byte,
1182         Kanji,
1183         Eci,
1184 }
1185
1186
1187 impl QrSegmentMode {
1188         
1189         // Returns an unsigned 4-bit integer value (range 0 to 15)
1190         // representing the mode indicator bits for this mode object.
1191         fn mode_bits(self) -> u32 {
1192                 use QrSegmentMode::*;
1193                 match self {
1194                         Numeric      => 0x1,
1195                         Alphanumeric => 0x2,
1196                         Byte         => 0x4,
1197                         Kanji        => 0x8,
1198                         Eci          => 0x7,
1199                 }
1200         }
1201         
1202         
1203         // Returns the bit width of the character count field for a segment in this mode
1204         // in a QR Code at the given version number. The result is in the range [0, 16].
1205         fn num_char_count_bits(self, ver: Version) -> u8 {
1206                 use QrSegmentMode::*;
1207                 (match self {
1208                         Numeric      => [10, 12, 14],
1209                         Alphanumeric => [ 9, 11, 13],
1210                         Byte         => [ 8, 16, 16],
1211                         Kanji        => [ 8, 10, 12],
1212                         Eci          => [ 0,  0,  0],
1213                 })[usize::from((ver.value() + 7) / 17)]
1214         }
1215         
1216 }
1217
1218
1219
1220 /*---- Bit buffer functionality ----*/
1221
1222 /// An appendable sequence of bits (0s and 1s).
1223 /// 
1224 /// Mainly used by QrSegment.
1225 pub struct BitBuffer(pub Vec<bool>);
1226
1227
1228 impl BitBuffer {
1229         /// Appends the given number of low-order bits of the given value to this buffer.
1230         /// 
1231         /// Requires len &#x2264; 31 and val &lt; 2<sup>len</sup>.
1232         pub fn append_bits(&mut self, val: u32, len: u8) {
1233                 assert!(len <= 31 && (val >> len) == 0, "Value out of range");
1234                 self.0.extend((0 .. i32::from(len)).rev().map(|i| get_bit(val, i)));  // Append bit by bit
1235         }
1236 }
1237
1238
1239
1240 /*---- Miscellaneous values ----*/
1241
1242 /// The error type when the supplied data does not fit any QR Code version.
1243 ///
1244 /// Ways to handle this exception include:
1245 /// 
1246 /// - Decrease the error correction level if it was greater than `QrCodeEcc::Low`.
1247 /// - If the `encode_segments_advanced()` function was called, then increase the maxversion
1248 ///   argument if it was less than `Version::MAX`. (This advice does not apply to the
1249 ///   other factory functions because they search all versions up to `Version::MAX`.)
1250 /// - Split the text data into better or optimal segments in order to reduce the number of bits required.
1251 /// - Change the text or binary data to be shorter.
1252 /// - Change the text to fit the character set of a particular segment mode (e.g. alphanumeric).
1253 /// - Propagate the error upward to the caller/user.
1254 #[derive(Debug, Clone)]
1255 pub struct DataTooLong(String);
1256
1257 impl std::error::Error for DataTooLong {
1258         fn description(&self) -> &str {
1259                 &self.0
1260         }
1261 }
1262
1263 impl std::fmt::Display for DataTooLong {
1264         fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter) -> std::fmt::Result {
1265                 f.write_str(&self.0)
1266         }
1267 }
1268
1269
1270 /// A number between 1 and 40 (inclusive).
1271 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Debug)]
1272 pub struct Version(u8);
1273
1274 impl Version {
1275         /// The minimum version number supported in the QR Code Model 2 standard.
1276         pub const MIN: Version = Version( 1);
1277         
1278         /// The maximum version number supported in the QR Code Model 2 standard.
1279         pub const MAX: Version = Version(40);
1280         
1281         /// Creates a version object from the given number.
1282         /// 
1283         /// Panics if the number is outside the range [1, 40].
1284         pub fn new(ver: u8) -> Self {
1285                 assert!(Version::MIN.value() <= ver && ver <= Version::MAX.value(), "Version number out of range");
1286                 Self(ver)
1287         }
1288         
1289         /// Returns the value, which is in the range [1, 40].
1290         pub fn value(self) -> u8 {
1291                 self.0
1292         }
1293 }
1294
1295
1296 /// A number between 0 and 7 (inclusive).
1297 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Debug)]
1298 pub struct Mask(u8);
1299
1300 impl Mask {
1301         /// Creates a mask object from the given number.
1302         /// 
1303         /// Panics if the number is outside the range [0, 7].
1304         pub fn new(mask: u8) -> Self {
1305                 assert!(mask <= 7, "Mask value out of range");
1306                 Self(mask)
1307         }
1308         
1309         /// Returns the value, which is in the range [0, 7].
1310         pub fn value(self) -> u8 {
1311                 self.0
1312         }
1313 }
1314
1315
1316 // Returns true iff the i'th bit of x is set to 1.
1317 fn get_bit(x: u32, i: i32) -> bool {
1318         (x >> i) & 1 != 0
1319 }