xref: /rk3399_rockchip-uboot/include/linux/log2.h (revision f598e7a99eda286d4c0883e440b5f81c8ac050f3)
1*f598e7a9SFabio Estevam /* Integer base 2 logarithm calculation
2*f598e7a9SFabio Estevam  *
3*f598e7a9SFabio Estevam  * Copyright (C) 2006 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
4*f598e7a9SFabio Estevam  * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
5*f598e7a9SFabio Estevam  *
6*f598e7a9SFabio Estevam  * SPDX-License-Identifier:	GPL-2.0+
7*f598e7a9SFabio Estevam  */
8*f598e7a9SFabio Estevam 
9*f598e7a9SFabio Estevam #ifndef _LINUX_LOG2_H
10*f598e7a9SFabio Estevam #define _LINUX_LOG2_H
11*f598e7a9SFabio Estevam 
12*f598e7a9SFabio Estevam #include <linux/types.h>
13*f598e7a9SFabio Estevam #include <linux/bitops.h>
14*f598e7a9SFabio Estevam 
15*f598e7a9SFabio Estevam /*
16*f598e7a9SFabio Estevam  * deal with unrepresentable constant logarithms
17*f598e7a9SFabio Estevam  */
18*f598e7a9SFabio Estevam extern __attribute__((const, noreturn))
19*f598e7a9SFabio Estevam int ____ilog2_NaN(void);
20*f598e7a9SFabio Estevam 
21*f598e7a9SFabio Estevam /*
22*f598e7a9SFabio Estevam  * non-constant log of base 2 calculators
23*f598e7a9SFabio Estevam  * - the arch may override these in asm/bitops.h if they can be implemented
24*f598e7a9SFabio Estevam  *   more efficiently than using fls() and fls64()
25*f598e7a9SFabio Estevam  * - the arch is not required to handle n==0 if implementing the fallback
26*f598e7a9SFabio Estevam  */
27*f598e7a9SFabio Estevam #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_ILOG2_U32
28*f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
29*f598e7a9SFabio Estevam int __ilog2_u32(u32 n)
30*f598e7a9SFabio Estevam {
31*f598e7a9SFabio Estevam 	return fls(n) - 1;
32*f598e7a9SFabio Estevam }
33*f598e7a9SFabio Estevam #endif
34*f598e7a9SFabio Estevam 
35*f598e7a9SFabio Estevam #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_ILOG2_U64
36*f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
37*f598e7a9SFabio Estevam int __ilog2_u64(u64 n)
38*f598e7a9SFabio Estevam {
39*f598e7a9SFabio Estevam 	return fls64(n) - 1;
40*f598e7a9SFabio Estevam }
41*f598e7a9SFabio Estevam #endif
42*f598e7a9SFabio Estevam 
43*f598e7a9SFabio Estevam /*
44*f598e7a9SFabio Estevam  *  Determine whether some value is a power of two, where zero is
45*f598e7a9SFabio Estevam  * *not* considered a power of two.
46*f598e7a9SFabio Estevam  */
47*f598e7a9SFabio Estevam 
48*f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
49*f598e7a9SFabio Estevam bool is_power_of_2(unsigned long n)
50*f598e7a9SFabio Estevam {
51*f598e7a9SFabio Estevam 	return (n != 0 && ((n & (n - 1)) == 0));
52*f598e7a9SFabio Estevam }
53*f598e7a9SFabio Estevam 
54*f598e7a9SFabio Estevam /*
55*f598e7a9SFabio Estevam  * round up to nearest power of two
56*f598e7a9SFabio Estevam  */
57*f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
58*f598e7a9SFabio Estevam unsigned long __roundup_pow_of_two(unsigned long n)
59*f598e7a9SFabio Estevam {
60*f598e7a9SFabio Estevam 	return 1UL << fls_long(n - 1);
61*f598e7a9SFabio Estevam }
62*f598e7a9SFabio Estevam 
63*f598e7a9SFabio Estevam /*
64*f598e7a9SFabio Estevam  * round down to nearest power of two
65*f598e7a9SFabio Estevam  */
66*f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
67*f598e7a9SFabio Estevam unsigned long __rounddown_pow_of_two(unsigned long n)
68*f598e7a9SFabio Estevam {
69*f598e7a9SFabio Estevam 	return 1UL << (fls_long(n) - 1);
70*f598e7a9SFabio Estevam }
71*f598e7a9SFabio Estevam 
72*f598e7a9SFabio Estevam /**
73*f598e7a9SFabio Estevam  * ilog2 - log of base 2 of 32-bit or a 64-bit unsigned value
74*f598e7a9SFabio Estevam  * @n - parameter
75*f598e7a9SFabio Estevam  *
76*f598e7a9SFabio Estevam  * constant-capable log of base 2 calculation
77*f598e7a9SFabio Estevam  * - this can be used to initialise global variables from constant data, hence
78*f598e7a9SFabio Estevam  *   the massive ternary operator construction
79*f598e7a9SFabio Estevam  *
80*f598e7a9SFabio Estevam  * selects the appropriately-sized optimised version depending on sizeof(n)
81*f598e7a9SFabio Estevam  */
82*f598e7a9SFabio Estevam #define ilog2(n)				\
83*f598e7a9SFabio Estevam (						\
84*f598e7a9SFabio Estevam 	__builtin_constant_p(n) ? (		\
85*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) < 1 ? ____ilog2_NaN() :	\
86*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 63) ? 63 :	\
87*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 62) ? 62 :	\
88*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 61) ? 61 :	\
89*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 60) ? 60 :	\
90*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 59) ? 59 :	\
91*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 58) ? 58 :	\
92*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 57) ? 57 :	\
93*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 56) ? 56 :	\
94*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 55) ? 55 :	\
95*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 54) ? 54 :	\
96*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 53) ? 53 :	\
97*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 52) ? 52 :	\
98*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 51) ? 51 :	\
99*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 50) ? 50 :	\
100*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 49) ? 49 :	\
101*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 48) ? 48 :	\
102*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 47) ? 47 :	\
103*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 46) ? 46 :	\
104*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 45) ? 45 :	\
105*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 44) ? 44 :	\
106*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 43) ? 43 :	\
107*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 42) ? 42 :	\
108*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 41) ? 41 :	\
109*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 40) ? 40 :	\
110*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 39) ? 39 :	\
111*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 38) ? 38 :	\
112*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 37) ? 37 :	\
113*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 36) ? 36 :	\
114*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 35) ? 35 :	\
115*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 34) ? 34 :	\
116*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 33) ? 33 :	\
117*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 32) ? 32 :	\
118*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 31) ? 31 :	\
119*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 30) ? 30 :	\
120*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 29) ? 29 :	\
121*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 28) ? 28 :	\
122*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 27) ? 27 :	\
123*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 26) ? 26 :	\
124*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 25) ? 25 :	\
125*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 24) ? 24 :	\
126*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 23) ? 23 :	\
127*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 22) ? 22 :	\
128*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 21) ? 21 :	\
129*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 20) ? 20 :	\
130*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 19) ? 19 :	\
131*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 18) ? 18 :	\
132*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 17) ? 17 :	\
133*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 16) ? 16 :	\
134*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 15) ? 15 :	\
135*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 14) ? 14 :	\
136*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 13) ? 13 :	\
137*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 12) ? 12 :	\
138*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 11) ? 11 :	\
139*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 10) ? 10 :	\
140*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  9) ?  9 :	\
141*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  8) ?  8 :	\
142*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  7) ?  7 :	\
143*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  6) ?  6 :	\
144*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  5) ?  5 :	\
145*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  4) ?  4 :	\
146*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  3) ?  3 :	\
147*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  2) ?  2 :	\
148*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  1) ?  1 :	\
149*f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  0) ?  0 :	\
150*f598e7a9SFabio Estevam 		____ilog2_NaN()			\
151*f598e7a9SFabio Estevam 				   ) :		\
152*f598e7a9SFabio Estevam 	(sizeof(n) <= 4) ?			\
153*f598e7a9SFabio Estevam 	__ilog2_u32(n) :			\
154*f598e7a9SFabio Estevam 	__ilog2_u64(n)				\
155*f598e7a9SFabio Estevam  )
156*f598e7a9SFabio Estevam 
157*f598e7a9SFabio Estevam /**
158*f598e7a9SFabio Estevam  * roundup_pow_of_two - round the given value up to nearest power of two
159*f598e7a9SFabio Estevam  * @n - parameter
160*f598e7a9SFabio Estevam  *
161*f598e7a9SFabio Estevam  * round the given value up to the nearest power of two
162*f598e7a9SFabio Estevam  * - the result is undefined when n == 0
163*f598e7a9SFabio Estevam  * - this can be used to initialise global variables from constant data
164*f598e7a9SFabio Estevam  */
165*f598e7a9SFabio Estevam #define roundup_pow_of_two(n)			\
166*f598e7a9SFabio Estevam (						\
167*f598e7a9SFabio Estevam 	__builtin_constant_p(n) ? (		\
168*f598e7a9SFabio Estevam 		(n == 1) ? 1 :			\
169*f598e7a9SFabio Estevam 		(1UL << (ilog2((n) - 1) + 1))	\
170*f598e7a9SFabio Estevam 				   ) :		\
171*f598e7a9SFabio Estevam 	__roundup_pow_of_two(n)			\
172*f598e7a9SFabio Estevam  )
173*f598e7a9SFabio Estevam 
174*f598e7a9SFabio Estevam /**
175*f598e7a9SFabio Estevam  * rounddown_pow_of_two - round the given value down to nearest power of two
176*f598e7a9SFabio Estevam  * @n - parameter
177*f598e7a9SFabio Estevam  *
178*f598e7a9SFabio Estevam  * round the given value down to the nearest power of two
179*f598e7a9SFabio Estevam  * - the result is undefined when n == 0
180*f598e7a9SFabio Estevam  * - this can be used to initialise global variables from constant data
181*f598e7a9SFabio Estevam  */
182*f598e7a9SFabio Estevam #define rounddown_pow_of_two(n)			\
183*f598e7a9SFabio Estevam (						\
184*f598e7a9SFabio Estevam 	__builtin_constant_p(n) ? (		\
185*f598e7a9SFabio Estevam 		(1UL << ilog2(n))) :		\
186*f598e7a9SFabio Estevam 	__rounddown_pow_of_two(n)		\
187*f598e7a9SFabio Estevam  )
188*f598e7a9SFabio Estevam 
189*f598e7a9SFabio Estevam /**
190*f598e7a9SFabio Estevam  * order_base_2 - calculate the (rounded up) base 2 order of the argument
191*f598e7a9SFabio Estevam  * @n: parameter
192*f598e7a9SFabio Estevam  *
193*f598e7a9SFabio Estevam  * The first few values calculated by this routine:
194*f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(0) = 0
195*f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(1) = 0
196*f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(2) = 1
197*f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(3) = 2
198*f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(4) = 2
199*f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(5) = 3
200*f598e7a9SFabio Estevam  *  ... and so on.
201*f598e7a9SFabio Estevam  */
202*f598e7a9SFabio Estevam 
203*f598e7a9SFabio Estevam #define order_base_2(n) ilog2(roundup_pow_of_two(n))
204*f598e7a9SFabio Estevam 
205*f598e7a9SFabio Estevam #endif /* _LINUX_LOG2_H */
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