xref: /openbmc/u-boot/include/linux/log2.h (revision 4a8e72954e11f2c2c37ee138b88a1d9362dba4da)
183d290c5STom Rini /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
2f598e7a9SFabio Estevam /* Integer base 2 logarithm calculation
3f598e7a9SFabio Estevam  *
4f598e7a9SFabio Estevam  * Copyright (C) 2006 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
5f598e7a9SFabio Estevam  * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
6*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  *
7*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * This program is free software; you can redistribute it and/or
8*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * modify it under the terms of the GNU General Public License
9*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * as published by the Free Software Foundation; either version
10*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
11f598e7a9SFabio Estevam  */
12f598e7a9SFabio Estevam 
13f598e7a9SFabio Estevam #ifndef _LINUX_LOG2_H
14f598e7a9SFabio Estevam #define _LINUX_LOG2_H
15f598e7a9SFabio Estevam 
16f598e7a9SFabio Estevam #include <linux/types.h>
17f598e7a9SFabio Estevam #include <linux/bitops.h>
18f598e7a9SFabio Estevam 
19f598e7a9SFabio Estevam /*
20f598e7a9SFabio Estevam  * non-constant log of base 2 calculators
21f598e7a9SFabio Estevam  * - the arch may override these in asm/bitops.h if they can be implemented
22f598e7a9SFabio Estevam  *   more efficiently than using fls() and fls64()
23f598e7a9SFabio Estevam  * - the arch is not required to handle n==0 if implementing the fallback
24f598e7a9SFabio Estevam  */
25f598e7a9SFabio Estevam #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_ILOG2_U32
26f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
__ilog2_u32(u32 n)27f598e7a9SFabio Estevam int __ilog2_u32(u32 n)
28f598e7a9SFabio Estevam {
29f598e7a9SFabio Estevam 	return fls(n) - 1;
30f598e7a9SFabio Estevam }
31f598e7a9SFabio Estevam #endif
32f598e7a9SFabio Estevam 
33f598e7a9SFabio Estevam #ifndef CONFIG_ARCH_HAS_ILOG2_U64
34f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
__ilog2_u64(u64 n)35f598e7a9SFabio Estevam int __ilog2_u64(u64 n)
36f598e7a9SFabio Estevam {
37f598e7a9SFabio Estevam 	return fls64(n) - 1;
38f598e7a9SFabio Estevam }
39f598e7a9SFabio Estevam #endif
40f598e7a9SFabio Estevam 
41*4a8e7295SHeinrich Schuchardt /**
42*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * is_power_of_2() - check if a value is a power of two
43*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * @n: the value to check
44*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  *
45f598e7a9SFabio Estevam  * Determine whether some value is a power of two, where zero is
46f598e7a9SFabio Estevam  * *not* considered a power of two.
47*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * Return: true if @n is a power of 2, otherwise false.
48f598e7a9SFabio Estevam  */
49f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
is_power_of_2(unsigned long n)50f598e7a9SFabio Estevam bool is_power_of_2(unsigned long n)
51f598e7a9SFabio Estevam {
52f598e7a9SFabio Estevam 	return (n != 0 && ((n & (n - 1)) == 0));
53f598e7a9SFabio Estevam }
54f598e7a9SFabio Estevam 
55*4a8e7295SHeinrich Schuchardt /**
56*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * __roundup_pow_of_two() - round up to nearest power of two
57*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * @n: value to round up
58f598e7a9SFabio Estevam  */
59f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
__roundup_pow_of_two(unsigned long n)60f598e7a9SFabio Estevam unsigned long __roundup_pow_of_two(unsigned long n)
61f598e7a9SFabio Estevam {
62f598e7a9SFabio Estevam 	return 1UL << fls_long(n - 1);
63f598e7a9SFabio Estevam }
64f598e7a9SFabio Estevam 
65*4a8e7295SHeinrich Schuchardt /**
66*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * __rounddown_pow_of_two() - round down to nearest power of two
67*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * @n: value to round down
68f598e7a9SFabio Estevam  */
69f598e7a9SFabio Estevam static inline __attribute__((const))
__rounddown_pow_of_two(unsigned long n)70f598e7a9SFabio Estevam unsigned long __rounddown_pow_of_two(unsigned long n)
71f598e7a9SFabio Estevam {
72f598e7a9SFabio Estevam 	return 1UL << (fls_long(n) - 1);
73f598e7a9SFabio Estevam }
74f598e7a9SFabio Estevam 
75f598e7a9SFabio Estevam /**
76*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * ilog2 - log base 2 of 32-bit or a 64-bit unsigned value
77*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * @n: parameter
78f598e7a9SFabio Estevam  *
79f598e7a9SFabio Estevam  * constant-capable log of base 2 calculation
80f598e7a9SFabio Estevam  * - this can be used to initialise global variables from constant data, hence
81f598e7a9SFabio Estevam  * the massive ternary operator construction
82f598e7a9SFabio Estevam  *
83f598e7a9SFabio Estevam  * selects the appropriately-sized optimised version depending on sizeof(n)
84f598e7a9SFabio Estevam  */
85f598e7a9SFabio Estevam #define ilog2(n)				\
86f598e7a9SFabio Estevam (						\
87f598e7a9SFabio Estevam 	__builtin_constant_p(n) ? (		\
88*4a8e7295SHeinrich Schuchardt 		(n) < 2 ? 0 :			\
89f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 63) ? 63 :	\
90f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 62) ? 62 :	\
91f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 61) ? 61 :	\
92f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 60) ? 60 :	\
93f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 59) ? 59 :	\
94f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 58) ? 58 :	\
95f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 57) ? 57 :	\
96f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 56) ? 56 :	\
97f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 55) ? 55 :	\
98f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 54) ? 54 :	\
99f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 53) ? 53 :	\
100f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 52) ? 52 :	\
101f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 51) ? 51 :	\
102f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 50) ? 50 :	\
103f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 49) ? 49 :	\
104f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 48) ? 48 :	\
105f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 47) ? 47 :	\
106f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 46) ? 46 :	\
107f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 45) ? 45 :	\
108f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 44) ? 44 :	\
109f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 43) ? 43 :	\
110f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 42) ? 42 :	\
111f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 41) ? 41 :	\
112f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 40) ? 40 :	\
113f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 39) ? 39 :	\
114f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 38) ? 38 :	\
115f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 37) ? 37 :	\
116f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 36) ? 36 :	\
117f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 35) ? 35 :	\
118f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 34) ? 34 :	\
119f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 33) ? 33 :	\
120f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 32) ? 32 :	\
121f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 31) ? 31 :	\
122f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 30) ? 30 :	\
123f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 29) ? 29 :	\
124f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 28) ? 28 :	\
125f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 27) ? 27 :	\
126f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 26) ? 26 :	\
127f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 25) ? 25 :	\
128f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 24) ? 24 :	\
129f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 23) ? 23 :	\
130f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 22) ? 22 :	\
131f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 21) ? 21 :	\
132f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 20) ? 20 :	\
133f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 19) ? 19 :	\
134f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 18) ? 18 :	\
135f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 17) ? 17 :	\
136f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 16) ? 16 :	\
137f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 15) ? 15 :	\
138f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 14) ? 14 :	\
139f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 13) ? 13 :	\
140f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 12) ? 12 :	\
141f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 11) ? 11 :	\
142f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL << 10) ? 10 :	\
143f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  9) ?  9 :	\
144f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  8) ?  8 :	\
145f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  7) ?  7 :	\
146f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  6) ?  6 :	\
147f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  5) ?  5 :	\
148f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  4) ?  4 :	\
149f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  3) ?  3 :	\
150f598e7a9SFabio Estevam 		(n) & (1ULL <<  2) ?  2 :	\
151*4a8e7295SHeinrich Schuchardt 		1) :				\
152f598e7a9SFabio Estevam 	(sizeof(n) <= 4) ?			\
153f598e7a9SFabio Estevam 	__ilog2_u32(n) :			\
154f598e7a9SFabio Estevam 	__ilog2_u64(n)				\
155f598e7a9SFabio Estevam  )
156f598e7a9SFabio Estevam 
157f598e7a9SFabio Estevam /**
158f598e7a9SFabio Estevam  * roundup_pow_of_two - round the given value up to nearest power of two
159*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * @n: parameter
160f598e7a9SFabio Estevam  *
161f598e7a9SFabio Estevam  * round the given value up to the nearest power of two
162f598e7a9SFabio Estevam  * - the result is undefined when n == 0
163f598e7a9SFabio Estevam  * - this can be used to initialise global variables from constant data
164f598e7a9SFabio Estevam  */
165f598e7a9SFabio Estevam #define roundup_pow_of_two(n)			\
166f598e7a9SFabio Estevam (						\
167f598e7a9SFabio Estevam 	__builtin_constant_p(n) ? (		\
168f598e7a9SFabio Estevam 		(n == 1) ? 1 :			\
169f598e7a9SFabio Estevam 		(1UL << (ilog2((n) - 1) + 1))	\
170f598e7a9SFabio Estevam 				   ) :		\
171f598e7a9SFabio Estevam 	__roundup_pow_of_two(n)			\
172f598e7a9SFabio Estevam  )
173f598e7a9SFabio Estevam 
174f598e7a9SFabio Estevam /**
175f598e7a9SFabio Estevam  * rounddown_pow_of_two - round the given value down to nearest power of two
176*4a8e7295SHeinrich Schuchardt  * @n: parameter
177f598e7a9SFabio Estevam  *
178f598e7a9SFabio Estevam  * round the given value down to the nearest power of two
179f598e7a9SFabio Estevam  * - the result is undefined when n == 0
180f598e7a9SFabio Estevam  * - this can be used to initialise global variables from constant data
181f598e7a9SFabio Estevam  */
182f598e7a9SFabio Estevam #define rounddown_pow_of_two(n)			\
183f598e7a9SFabio Estevam (						\
184f598e7a9SFabio Estevam 	__builtin_constant_p(n) ? (		\
185f598e7a9SFabio Estevam 		(1UL << ilog2(n))) :		\
186f598e7a9SFabio Estevam 	__rounddown_pow_of_two(n)		\
187f598e7a9SFabio Estevam  )
188f598e7a9SFabio Estevam 
189*4a8e7295SHeinrich Schuchardt static inline __attribute_const__
__order_base_2(unsigned long n)190*4a8e7295SHeinrich Schuchardt int __order_base_2(unsigned long n)
191*4a8e7295SHeinrich Schuchardt {
192*4a8e7295SHeinrich Schuchardt 	return n > 1 ? ilog2(n - 1) + 1 : 0;
193*4a8e7295SHeinrich Schuchardt }
194*4a8e7295SHeinrich Schuchardt 
195f598e7a9SFabio Estevam /**
196f598e7a9SFabio Estevam  * order_base_2 - calculate the (rounded up) base 2 order of the argument
197f598e7a9SFabio Estevam  * @n: parameter
198f598e7a9SFabio Estevam  *
199f598e7a9SFabio Estevam  * The first few values calculated by this routine:
200f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(0) = 0
201f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(1) = 0
202f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(2) = 1
203f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(3) = 2
204f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(4) = 2
205f598e7a9SFabio Estevam  *  ob2(5) = 3
206f598e7a9SFabio Estevam  *  ... and so on.
207f598e7a9SFabio Estevam  */
208*4a8e7295SHeinrich Schuchardt #define order_base_2(n)				\
209*4a8e7295SHeinrich Schuchardt (						\
210*4a8e7295SHeinrich Schuchardt 	__builtin_constant_p(n) ? (		\
211*4a8e7295SHeinrich Schuchardt 		((n) == 0 || (n) == 1) ? 0 :	\
212*4a8e7295SHeinrich Schuchardt 		ilog2((n) - 1) + 1) :		\
213*4a8e7295SHeinrich Schuchardt 	__order_base_2(n)			\
214*4a8e7295SHeinrich Schuchardt )
215f598e7a9SFabio Estevam #endif /* _LINUX_LOG2_H */
216