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1 : /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */ 2 : /* Integer base 2 logarithm calculation 3 : * 4 : * Copyright (C) 2006 Red Hat, Inc. All Rights Reserved. 5 : * Written by David Howells (dhowells@redhat.com) 6 : */ 7 : 8 : #ifndef _LINUX_LOG2_H 9 : #define _LINUX_LOG2_H 10 : 11 : #include <linux/types.h> 12 : #include <linux/bitops.h> 13 : 14 : /* 15 : * non-constant log of base 2 calculators 16 : * - the arch may override these in asm/bitops.h if they can be implemented 17 : * more efficiently than using fls() and fls64() 18 : * - the arch is not required to handle n==0 if implementing the fallback 19 : */ 20 : #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_ILOG2_U32 21 : static __always_inline __attribute__((const)) 22 : int __ilog2_u32(u32 n) 23 : { 24 54 : return fls(n) - 1; 25 : } 26 : #endif 27 : 28 : #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_ILOG2_U64 29 : static __always_inline __attribute__((const)) 30 : int __ilog2_u64(u64 n) 31 : { 32 548490 : return fls64(n) - 1; 33 : } 34 : #endif 35 : 36 : /** 37 : * is_power_of_2() - check if a value is a power of two 38 : * @n: the value to check 39 : * 40 : * Determine whether some value is a power of two, where zero is 41 : * *not* considered a power of two. 42 : * Return: true if @n is a power of 2, otherwise false. 43 : */ 44 : static inline __attribute__((const)) 45 : bool is_power_of_2(unsigned long n) 46 : { 47 6367859 : return (n != 0 && ((n & (n - 1)) == 0)); 48 : } 49 : 50 : /** 51 : * __roundup_pow_of_two() - round up to nearest power of two 52 : * @n: value to round up 53 : */ 54 : static inline __attribute__((const)) 55 : unsigned long __roundup_pow_of_two(unsigned long n) 56 : { 57 12 : return 1UL << fls_long(n - 1); 58 : } 59 : 60 : /** 61 : * __rounddown_pow_of_two() - round down to nearest power of two 62 : * @n: value to round down 63 : */ 64 : static inline __attribute__((const)) 65 : unsigned long __rounddown_pow_of_two(unsigned long n) 66 : { 67 94 : return 1UL << (fls_long(n) - 1); 68 : } 69 : 70 : /** 71 : * const_ilog2 - log base 2 of 32-bit or a 64-bit constant unsigned value 72 : * @n: parameter 73 : * 74 : * Use this where sparse expects a true constant expression, e.g. for array 75 : * indices. 76 : */ 77 : #define const_ilog2(n) \ 78 : ( \ 79 : __builtin_constant_p(n) ? ( \ 80 : (n) < 2 ? 0 : \ 81 : (n) & (1ULL << 63) ? 63 : \ 82 : (n) & (1ULL << 62) ? 62 : \ 83 : (n) & (1ULL << 61) ? 61 : \ 84 : (n) & (1ULL << 60) ? 60 : \ 85 : (n) & (1ULL << 59) ? 59 : \ 86 : (n) & (1ULL << 58) ? 58 : \ 87 : (n) & (1ULL << 57) ? 57 : \ 88 : (n) & (1ULL << 56) ? 56 : \ 89 : (n) & (1ULL << 55) ? 55 : \ 90 : (n) & (1ULL << 54) ? 54 : \ 91 : (n) & (1ULL << 53) ? 53 : \ 92 : (n) & (1ULL << 52) ? 52 : \ 93 : (n) & (1ULL << 51) ? 51 : \ 94 : (n) & (1ULL << 50) ? 50 : \ 95 : (n) & (1ULL << 49) ? 49 : \ 96 : (n) & (1ULL << 48) ? 48 : \ 97 : (n) & (1ULL << 47) ? 47 : \ 98 : (n) & (1ULL << 46) ? 46 : \ 99 : (n) & (1ULL << 45) ? 45 : \ 100 : (n) & (1ULL << 44) ? 44 : \ 101 : (n) & (1ULL << 43) ? 43 : \ 102 : (n) & (1ULL << 42) ? 42 : \ 103 : (n) & (1ULL << 41) ? 41 : \ 104 : (n) & (1ULL << 40) ? 40 : \ 105 : (n) & (1ULL << 39) ? 39 : \ 106 : (n) & (1ULL << 38) ? 38 : \ 107 : (n) & (1ULL << 37) ? 37 : \ 108 : (n) & (1ULL << 36) ? 36 : \ 109 : (n) & (1ULL << 35) ? 35 : \ 110 : (n) & (1ULL << 34) ? 34 : \ 111 : (n) & (1ULL << 33) ? 33 : \ 112 : (n) & (1ULL << 32) ? 32 : \ 113 : (n) & (1ULL << 31) ? 31 : \ 114 : (n) & (1ULL << 30) ? 30 : \ 115 : (n) & (1ULL << 29) ? 29 : \ 116 : (n) & (1ULL << 28) ? 28 : \ 117 : (n) & (1ULL << 27) ? 27 : \ 118 : (n) & (1ULL << 26) ? 26 : \ 119 : (n) & (1ULL << 25) ? 25 : \ 120 : (n) & (1ULL << 24) ? 24 : \ 121 : (n) & (1ULL << 23) ? 23 : \ 122 : (n) & (1ULL << 22) ? 22 : \ 123 : (n) & (1ULL << 21) ? 21 : \ 124 : (n) & (1ULL << 20) ? 20 : \ 125 : (n) & (1ULL << 19) ? 19 : \ 126 : (n) & (1ULL << 18) ? 18 : \ 127 : (n) & (1ULL << 17) ? 17 : \ 128 : (n) & (1ULL << 16) ? 16 : \ 129 : (n) & (1ULL << 15) ? 15 : \ 130 : (n) & (1ULL << 14) ? 14 : \ 131 : (n) & (1ULL << 13) ? 13 : \ 132 : (n) & (1ULL << 12) ? 12 : \ 133 : (n) & (1ULL << 11) ? 11 : \ 134 : (n) & (1ULL << 10) ? 10 : \ 135 : (n) & (1ULL << 9) ? 9 : \ 136 : (n) & (1ULL << 8) ? 8 : \ 137 : (n) & (1ULL << 7) ? 7 : \ 138 : (n) & (1ULL << 6) ? 6 : \ 139 : (n) & (1ULL << 5) ? 5 : \ 140 : (n) & (1ULL << 4) ? 4 : \ 141 : (n) & (1ULL << 3) ? 3 : \ 142 : (n) & (1ULL << 2) ? 2 : \ 143 : 1) : \ 144 : -1) 145 : 146 : /** 147 : * ilog2 - log base 2 of 32-bit or a 64-bit unsigned value 148 : * @n: parameter 149 : * 150 : * constant-capable log of base 2 calculation 151 : * - this can be used to initialise global variables from constant data, hence 152 : * the massive ternary operator construction 153 : * 154 : * selects the appropriately-sized optimised version depending on sizeof(n) 155 : */ 156 : #define ilog2(n) \ 157 : ( \ 158 : __builtin_constant_p(n) ? \ 159 : ((n) < 2 ? 0 : \ 160 : 63 - __builtin_clzll(n)) : \ 161 : (sizeof(n) <= 4) ? \ 162 : __ilog2_u32(n) : \ 163 : __ilog2_u64(n) \ 164 : ) 165 : 166 : /** 167 : * roundup_pow_of_two - round the given value up to nearest power of two 168 : * @n: parameter 169 : * 170 : * round the given value up to the nearest power of two 171 : * - the result is undefined when n == 0 172 : * - this can be used to initialise global variables from constant data 173 : */ 174 : #define roundup_pow_of_two(n) \ 175 : ( \ 176 : __builtin_constant_p(n) ? ( \ 177 : ((n) == 1) ? 1 : \ 178 : (1UL << (ilog2((n) - 1) + 1)) \ 179 : ) : \ 180 : __roundup_pow_of_two(n) \ 181 : ) 182 : 183 : /** 184 : * rounddown_pow_of_two - round the given value down to nearest power of two 185 : * @n: parameter 186 : * 187 : * round the given value down to the nearest power of two 188 : * - the result is undefined when n == 0 189 : * - this can be used to initialise global variables from constant data 190 : */ 191 : #define rounddown_pow_of_two(n) \ 192 : ( \ 193 : __builtin_constant_p(n) ? ( \ 194 : (1UL << ilog2(n))) : \ 195 : __rounddown_pow_of_two(n) \ 196 : ) 197 : 198 : static inline __attribute_const__ 199 : int __order_base_2(unsigned long n) 200 : { 201 0 : return n > 1 ? ilog2(n - 1) + 1 : 0; 202 : } 203 : 204 : /** 205 : * order_base_2 - calculate the (rounded up) base 2 order of the argument 206 : * @n: parameter 207 : * 208 : * The first few values calculated by this routine: 209 : * ob2(0) = 0 210 : * ob2(1) = 0 211 : * ob2(2) = 1 212 : * ob2(3) = 2 213 : * ob2(4) = 2 214 : * ob2(5) = 3 215 : * ... and so on. 216 : */ 217 : #define order_base_2(n) \ 218 : ( \ 219 : __builtin_constant_p(n) ? ( \ 220 : ((n) == 0 || (n) == 1) ? 0 : \ 221 : ilog2((n) - 1) + 1) : \ 222 : __order_base_2(n) \ 223 : ) 224 : 225 : static inline __attribute__((const)) 226 : int __bits_per(unsigned long n) 227 : { 228 : if (n < 2) 229 : return 1; 230 : if (is_power_of_2(n)) 231 : return order_base_2(n) + 1; 232 : return order_base_2(n); 233 : } 234 : 235 : /** 236 : * bits_per - calculate the number of bits required for the argument 237 : * @n: parameter 238 : * 239 : * This is constant-capable and can be used for compile time 240 : * initializations, e.g bitfields. 241 : * 242 : * The first few values calculated by this routine: 243 : * bf(0) = 1 244 : * bf(1) = 1 245 : * bf(2) = 2 246 : * bf(3) = 2 247 : * bf(4) = 3 248 : * ... and so on. 249 : */ 250 : #define bits_per(n) \ 251 : ( \ 252 : __builtin_constant_p(n) ? ( \ 253 : ((n) == 0 || (n) == 1) \ 254 : ? 1 : ilog2(n) + 1 \ 255 : ) : \ 256 : __bits_per(n) \ 257 : ) 258 : #endif /* _LINUX_LOG2_H */
