src/hb-ot-shape-normalize.cc

   1 /*
   2  * Copyright © 2011,2012  Google, Inc.
   3  *
   4  *  This is part of HarfBuzz, a text shaping library.
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, without written agreement and without
   7  * license or royalty fees, to use, copy, modify, and distribute this
   8  * software and its documentation for any purpose, provided that the
   9  * above copyright notice and the following two paragraphs appear in
  10  * all copies of this software.
  11  *
  12  * IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER BE LIABLE TO ANY PARTY FOR
  13  * DIRECT, INDIRECT, SPECIAL, INCIDENTAL, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  14  * ARISING OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE AND ITS DOCUMENTATION, EVEN
  15  * IF THE COPYRIGHT HOLDER HAS BEEN ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH
  16  * DAMAGE.
  17  *
  18  * THE COPYRIGHT HOLDER SPECIFICALLY DISCLAIMS ANY WARRANTIES, INCLUDING,
  19  * BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND
  20  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  THE SOFTWARE PROVIDED HEREUNDER IS
  21  * ON AN "AS IS" BASIS, AND THE COPYRIGHT HOLDER HAS NO OBLIGATION TO
  22  * PROVIDE MAINTENANCE, SUPPORT, UPDATES, ENHANCEMENTS, OR MODIFICATIONS.
  23  *
  24  * Google Author(s): Behdad Esfahbod
  25  */
  26
  27 #include "hb.hh"
  28
  29 #ifndef HB_NO_OT_SHAPE
  30
  31 #include "hb-ot-shape-normalize.hh"
  32 #include "hb-ot-shape-complex.hh"
  33 #include "hb-ot-shape.hh"
  34
  35
  36 /*
  37  * HIGHLEVEL DESIGN:
  38  *
  39  * This file exports one main function: _hb_ot_shape_normalize().
  40  *
  41  * This function closely reflects the Unicode Normalization Algorithm,
  42  * yet it's different.
  43  *
  44  * Each shaper specifies whether it prefers decomposed (NFD) or composed (NFC).
  45  * The logic however tries to use whatever the font can support.
  46  *
  47  * In general what happens is that: each grapheme is decomposed in a chain
  48  * of 1:2 decompositions, marks reordered, and then recomposed if desired,
  49  * so far it's like Unicode Normalization.  However, the decomposition and
  50  * recomposition only happens if the font supports the resulting characters.
  51  *
  52  * The goals are:
  53  *
  54  *   - Try to render all canonically equivalent strings similarly.  To really
  55  *     achieve this we have to always do the full decomposition and then
  56  *     selectively recompose from there.  It's kinda too expensive though, so
  57  *     we skip some cases.  For example, if composed is desired, we simply
  58  *     don't touch 1-character clusters that are supported by the font, even
  59  *     though their NFC may be different.
  60  *
  61  *   - When a font has a precomposed character for a sequence but the 'ccmp'
  62  *     feature in the font is not adequate, use the precomposed character
  63  *     which typically has better mark positioning.
  64  *
  65  *   - When a font does not support a combining mark, but supports it precomposed
  66  *     with previous base, use that.  This needs the itemizer to have this
  67  *     knowledge too.  We need to provide assistance to the itemizer.
  68  *
  69  *   - When a font does not support a character but supports its canonical
  70  *     decomposition, well, use the decomposition.
  71  *
  72  *   - The complex shapers can customize the compose and decompose functions to
  73  *     offload some of their requirements to the normalizer.  For example, the
  74  *     Indic shaper may want to disallow recomposing of two matras.
  75  */
  76
  77 static bool
  78 decompose_unicode (const hb_ot_shape_normalize_context_t *c,
  79                    hb_codepoint_t  ab,
  80                    hb_codepoint_t *a,
  81                    hb_codepoint_t *b)
  82 {
  83   return (bool) c->unicode->decompose (ab, a, b);
  84 }
  85
  86 static bool
  87 compose_unicode (const hb_ot_shape_normalize_context_t *c,
  88                  hb_codepoint_t  a,
  89                  hb_codepoint_t  b,
  90                  hb_codepoint_t *ab)
  91 {
  92   return (bool) c->unicode->compose (a, b, ab);
  93 }
  94
  95 static inline void
  96 set_glyph (hb_glyph_info_t &info, hb_font_t *font)
  97 {
  98   (void) font->get_nominal_glyph (info.codepoint, &info.glyph_index());
  99 }
 100
 101 static inline void
 102 output_char (hb_buffer_t *buffer, hb_codepoint_t unichar, hb_codepoint_t glyph)
 103 {
 104   /* This is very confusing indeed. */
 105   buffer->cur().glyph_index() = glyph;
 106   (void) buffer->output_glyph (unichar);
 107   _hb_glyph_info_set_unicode_props (&buffer->prev(), buffer);
 108 }
 109
 110 static inline void
 111 next_char (hb_buffer_t *buffer, hb_codepoint_t glyph)
 112 {
 113   buffer->cur().glyph_index() = glyph;
 114   (void) buffer->next_glyph ();
 115 }
 116
 117 static inline void
 118 skip_char (hb_buffer_t *buffer)
 119 {
 120   buffer->skip_glyph ();
 121 }
 122
 123 /* Returns 0 if didn't decompose, number of resulting characters otherwise. */
 124 static inline unsigned int
 125 decompose (const hb_ot_shape_normalize_context_t *c, bool shortest, hb_codepoint_t ab)
 126 {
 127   hb_codepoint_t a = 0, b = 0, a_glyph = 0, b_glyph = 0;
 128   hb_buffer_t * const buffer = c->buffer;
 129   hb_font_t * const font = c->font;
 130
 131   if (!c->decompose (c, ab, &a, &b) ||
 132       (b && !font->get_nominal_glyph (b, &b_glyph)))
 133     return 0;
 134
 135   bool has_a = (bool) font->get_nominal_glyph (a, &a_glyph);
 136   if (shortest && has_a) {
 137     /* Output a and b */
 138     output_char (buffer, a, a_glyph);
 139     if (likely (b)) {
 140       output_char (buffer, b, b_glyph);
 141       return 2;
 142     }
 143     return 1;
 144   }
 145
 146   unsigned int ret;
 147   if ((ret = decompose (c, shortest, a))) {
 148     if (b) {
 149       output_char (buffer, b, b_glyph);
 150       return ret + 1;
 151     }
 152     return ret;
 153   }
 154
 155   if (has_a) {
 156     output_char (buffer, a, a_glyph);
 157     if (likely (b)) {
 158       output_char (buffer, b, b_glyph);
 159       return 2;
 160     }
 161     return 1;
 162   }
 163
 164   return 0;
 165 }
 166
 167 static inline void
 168 decompose_current_character (const hb_ot_shape_normalize_context_t *c, bool shortest)
 169 {
 170   hb_buffer_t * const buffer = c->buffer;
 171   hb_codepoint_t u = buffer->cur().codepoint;
 172   hb_codepoint_t glyph = 0;
 173
 174   if (shortest && c->font->get_nominal_glyph (u, &glyph, c->not_found))
 175   {
 176     next_char (buffer, glyph);
 177     return;
 178   }
 179
 180   if (decompose (c, shortest, u))
 181   {
 182     skip_char (buffer);
 183     return;
 184   }
 185
 186   if (!shortest && c->font->get_nominal_glyph (u, &glyph, c->not_found))
 187   {
 188     next_char (buffer, glyph);
 189     return;
 190   }
 191
 192   if (_hb_glyph_info_is_unicode_space (&buffer->cur()))
 193   {
 194     hb_codepoint_t space_glyph;
 195     hb_unicode_funcs_t::space_t space_type = buffer->unicode->space_fallback_type (u);
 196     if (space_type != hb_unicode_funcs_t::NOT_SPACE &&
 197         (c->font->get_nominal_glyph (0x0020, &space_glyph) || (space_glyph = buffer->invisible)))
 198     {
 199       _hb_glyph_info_set_unicode_space_fallback_type (&buffer->cur(), space_type);
 200       next_char (buffer, space_glyph);
 201       buffer->scratch_flags |= HB_BUFFER_SCRATCH_FLAG_HAS_SPACE_FALLBACK;
 202       return;
 203     }
 204   }
 205
 206   if (u == 0x2011u)
 207   {
 208     /* U+2011 is the only sensible character that is a no-break version of another character
 209      * and not a space.  The space ones are handled already.  Handle this lone one. */
 210     hb_codepoint_t other_glyph;
 211     if (c->font->get_nominal_glyph (0x2010u, &other_glyph))
 212     {
 213       next_char (buffer, other_glyph);
 214       return;
 215     }
 216   }
 217
 218   next_char (buffer, glyph); /* glyph is initialized in earlier branches. */
 219 }
 220
 221 static inline void
 222 handle_variation_selector_cluster (const hb_ot_shape_normalize_context_t *c,
 223                                    unsigned int end,
 224                                    bool short_circuit HB_UNUSED)
 225 {
 226   /* TODO Currently if there's a variation-selector we give-up, it's just too hard. */
 227   hb_buffer_t * const buffer = c->buffer;
 228   hb_font_t * const font = c->font;
 229   for (; buffer->idx < end - 1 && buffer->successful;) {
 230     if (unlikely (buffer->unicode->is_variation_selector (buffer->cur(+1).codepoint))) {
 231       if (font->get_variation_glyph (buffer->cur().codepoint, buffer->cur(+1).codepoint, &buffer->cur().glyph_index()))
 232       {
 233         hb_codepoint_t unicode = buffer->cur().codepoint;
 234         (void) buffer->replace_glyphs (2, 1, &unicode);
 235       }
 236       else
 237       {
 238         /* Just pass on the two characters separately, let GSUB do its magic. */
 239         set_glyph (buffer->cur(), font);
 240         (void) buffer->next_glyph ();
 241         set_glyph (buffer->cur(), font);
 242         (void) buffer->next_glyph ();
 243       }
 244       /* Skip any further variation selectors. */
 245       while (buffer->idx < end &&
 246              buffer->successful &&
 247              unlikely (buffer->unicode->is_variation_selector (buffer->cur().codepoint)))
 248       {
 249         set_glyph (buffer->cur(), font);
 250         (void) buffer->next_glyph ();
 251       }
 252     }
 253     else
 254     {
 255       set_glyph (buffer->cur(), font);
 256       (void) buffer->next_glyph ();
 257     }
 258   }
 259   if (likely (buffer->idx < end))
 260   {
 261     set_glyph (buffer->cur(), font);
 262     (void) buffer->next_glyph ();
 263   }
 264 }
 265
 266 static inline void
 267 decompose_multi_char_cluster (const hb_ot_shape_normalize_context_t *c, unsigned int end, bool short_circuit)
 268 {
 269   hb_buffer_t * const buffer = c->buffer;
 270   for (unsigned int i = buffer->idx; i < end && buffer->successful; i++)
 271     if (unlikely (buffer->unicode->is_variation_selector (buffer->info[i].codepoint))) {
 272       handle_variation_selector_cluster (c, end, short_circuit);
 273       return;
 274     }
 275
 276   while (buffer->idx < end && buffer->successful)
 277     decompose_current_character (c, short_circuit);
 278 }
 279
 280
 281 static int
 282 compare_combining_class (const hb_glyph_info_t *pa, const hb_glyph_info_t *pb)
 283 {
 284   unsigned int a = _hb_glyph_info_get_modified_combining_class (pa);
 285   unsigned int b = _hb_glyph_info_get_modified_combining_class (pb);
 286
 287   return a < b ? -1 : a == b ? 0 : +1;
 288 }
 289
 290
 291 void
 292 _hb_ot_shape_normalize (const hb_ot_shape_plan_t *plan,
 293                         hb_buffer_t *buffer,
 294                         hb_font_t *font)
 295 {
 296   if (unlikely (!buffer->len)) return;
 297
 298   _hb_buffer_assert_unicode_vars (buffer);
 299
 300   hb_ot_shape_normalization_mode_t mode = plan->shaper->normalization_preference;
 301   if (mode == HB_OT_SHAPE_NORMALIZATION_MODE_AUTO)
 302   {
 303     if (plan->has_gpos_mark)
 304       // https://github.com/harfbuzz/harfbuzz/issues/653#issuecomment-423905920
 305       //mode = HB_OT_SHAPE_NORMALIZATION_MODE_DECOMPOSED;
 306       mode = HB_OT_SHAPE_NORMALIZATION_MODE_COMPOSED_DIACRITICS;
 307     else
 308       mode = HB_OT_SHAPE_NORMALIZATION_MODE_COMPOSED_DIACRITICS;
 309   }
 310
 311   const hb_ot_shape_normalize_context_t c = {
 312     plan,
 313     buffer,
 314     font,
 315     buffer->unicode,
 316     buffer->not_found,
 317     plan->shaper->decompose ? plan->shaper->decompose : decompose_unicode,
 318     plan->shaper->compose   ? plan->shaper->compose   : compose_unicode
 319   };
 320
 321   bool always_short_circuit = mode == HB_OT_SHAPE_NORMALIZATION_MODE_NONE;
 322   bool might_short_circuit = always_short_circuit ||
 323                              (mode != HB_OT_SHAPE_NORMALIZATION_MODE_DECOMPOSED &&
 324                               mode != HB_OT_SHAPE_NORMALIZATION_MODE_COMPOSED_DIACRITICS_NO_SHORT_CIRCUIT);
 325   unsigned int count;
 326
 327   /* We do a fairly straightforward yet custom normalization process in three
 328    * separate rounds: decompose, reorder, recompose (if desired).  Currently
 329    * this makes two buffer swaps.  We can make it faster by moving the last
 330    * two rounds into the inner loop for the first round, but it's more readable
 331    * this way. */
 332
 333
 334   /* First round, decompose */
 335
 336   bool all_simple = true;
 337   {
 338     buffer->clear_output ();
 339     count = buffer->len;
 340     buffer->idx = 0;
 341     do
 342     {
 343       unsigned int end;
 344       for (end = buffer->idx + 1; end < count; end++)
 345         if (unlikely (_hb_glyph_info_is_unicode_mark (&buffer->info[end])))
 346           break;
 347
 348       if (end < count)
 349         end--; /* Leave one base for the marks to cluster with. */
 350
 351       /* From idx to end are simple clusters. */
 352       if (might_short_circuit)
 353       {
 354         unsigned int done = font->get_nominal_glyphs (end - buffer->idx,
 355                                                       &buffer->cur().codepoint,
 356                                                       sizeof (buffer->info[0]),
 357                                                       &buffer->cur().glyph_index(),
 358                                                       sizeof (buffer->info[0]));
 359         if (unlikely (!buffer->next_glyphs (done))) break;
 360       }
 361       while (buffer->idx < end && buffer->successful)
 362         decompose_current_character (&c, might_short_circuit);
 363
 364       if (buffer->idx == count || !buffer->successful)
 365         break;
 366
 367       all_simple = false;
 368
 369       /* Find all the marks now. */
 370       for (end = buffer->idx + 1; end < count; end++)
 371         if (!_hb_glyph_info_is_unicode_mark(&buffer->info[end]))
 372           break;
 373
 374       /* idx to end is one non-simple cluster. */
 375       decompose_multi_char_cluster (&c, end, always_short_circuit);
 376     }
 377     while (buffer->idx < count && buffer->successful);
 378     buffer->sync ();
 379   }
 380
 381
 382   /* Second round, reorder (inplace) */
 383
 384   if (!all_simple && buffer->message(font, "start reorder"))
 385   {
 386     count = buffer->len;
 387     for (unsigned int i = 0; i < count; i++)
 388     {
 389       if (_hb_glyph_info_get_modified_combining_class (&buffer->info[i]) == 0)
 390         continue;
 391
 392       unsigned int end;
 393       for (end = i + 1; end < count; end++)
 394         if (_hb_glyph_info_get_modified_combining_class (&buffer->info[end]) == 0)
 395           break;
 396
 397       /* We are going to do a O(n^2).  Only do this if the sequence is short. */
 398       if (end - i > HB_OT_SHAPE_COMPLEX_MAX_COMBINING_MARKS) {
 399         i = end;
 400         continue;
 401       }
 402
 403       buffer->sort (i, end, compare_combining_class);
 404
 405       if (plan->shaper->reorder_marks)
 406         plan->shaper->reorder_marks (plan, buffer, i, end);
 407
 408       i = end;
 409     }
 410     (void) buffer->message(font, "end reorder");
 411   }
 412   if (buffer->scratch_flags & HB_BUFFER_SCRATCH_FLAG_HAS_CGJ)
 413   {
 414     /* For all CGJ, check if it prevented any reordering at all.
 415      * If it did NOT, then make it skippable.
 416      * https://github.com/harfbuzz/harfbuzz/issues/554
 417      */
 418     for (unsigned int i = 1; i + 1 < buffer->len; i++)
 419       if (buffer->info[i].codepoint == 0x034Fu/*CGJ*/ &&
 420           (info_cc(buffer->info[i+1]) == 0 || info_cc(buffer->info[i-1]) <= info_cc(buffer->info[i+1])))
 421       {
 422         _hb_glyph_info_unhide (&buffer->info[i]);
 423       }
 424   }
 425
 426
 427   /* Third round, recompose */
 428
 429   if (!all_simple &&
 430       buffer->successful &&
 431       (mode == HB_OT_SHAPE_NORMALIZATION_MODE_COMPOSED_DIACRITICS ||
 432        mode == HB_OT_SHAPE_NORMALIZATION_MODE_COMPOSED_DIACRITICS_NO_SHORT_CIRCUIT))
 433   {
 434     /* As noted in the comment earlier, we don't try to combine
 435      * ccc=0 chars with their previous Starter. */
 436
 437     buffer->clear_output ();
 438     count = buffer->len;
 439     unsigned int starter = 0;
 440     (void) buffer->next_glyph ();
 441     while (buffer->idx < count /* No need for: && buffer->successful */)
 442     {
 443       hb_codepoint_t composed, glyph;
 444       if (/* We don't try to compose a non-mark character with it's preceding starter.
 445            * This is both an optimization to avoid trying to compose every two neighboring
 446            * glyphs in most scripts AND a desired feature for Hangul.  Apparently Hangul
 447            * fonts are not designed to mix-and-match pre-composed syllables and Jamo. */
 448           _hb_glyph_info_is_unicode_mark(&buffer->cur()))
 449       {
 450         if (/* If there's anything between the starter and this char, they should have CCC
 451              * smaller than this character's. */
 452             (starter == buffer->out_len - 1 ||
 453              info_cc (buffer->prev()) < info_cc (buffer->cur())) &&
 454             /* And compose. */
 455             c.compose (&c,
 456                        buffer->out_info[starter].codepoint,
 457                        buffer->cur().codepoint,
 458                        &composed) &&
 459             /* And the font has glyph for the composite. */
 460             font->get_nominal_glyph (composed, &glyph))
 461         {
 462           /* Composes. */
 463           if (unlikely (!buffer->next_glyph ())) break; /* Copy to out-buffer. */
 464           buffer->merge_out_clusters (starter, buffer->out_len);
 465           buffer->out_len--; /* Remove the second composable. */
 466           /* Modify starter and carry on. */
 467           buffer->out_info[starter].codepoint = composed;
 468           buffer->out_info[starter].glyph_index() = glyph;
 469           _hb_glyph_info_set_unicode_props (&buffer->out_info[starter], buffer);
 470
 471           continue;
 472         }
 473       }
 474
 475       /* Blocked, or doesn't compose. */
 476       if (unlikely (!buffer->next_glyph ())) break;
 477
 478       if (info_cc (buffer->prev()) == 0)
 479         starter = buffer->out_len - 1;
 480     }
 481     buffer->sync ();
 482   }
 483 }
 484
 485
 486 #endif