include/linux/math64.h

   1 #ifndef _LINUX_MATH64_H
   2 #define _LINUX_MATH64_H
   3
   4 #include <div64.h>
   5 #include <linux/bitops.h>
   6 #include <linux/types.h>
   7
   8 #if BITS_PER_LONG == 64
   9
  10 #define div64_long(x, y) div64_s64((x), (y))
  11 #define div64_ul(x, y)   div64_u64((x), (y))
  12
  13 /**
  14  * div_u64_rem - unsigned 64bit divide with 32bit divisor with remainder
  15  *
  16  * This is commonly provided by 32bit archs to provide an optimized 64bit
  17  * divide.
  18  */
  19 static inline u64 div_u64_rem(u64 dividend, u32 divisor, u32 *remainder)
  20 {
  21         *remainder = dividend % divisor;
  22         return dividend / divisor;
  23 }
  24
  25 /**
  26  * div_s64_rem - signed 64bit divide with 32bit divisor with remainder
  27  */
  28 static inline s64 div_s64_rem(s64 dividend, s32 divisor, s32 *remainder)
  29 {
  30         *remainder = dividend % divisor;
  31         return dividend / divisor;
  32 }
  33
  34 /**
  35  * div64_u64_rem - unsigned 64bit divide with 64bit divisor and remainder
  36  */
  37 static inline u64 div64_u64_rem(u64 dividend, u64 divisor, u64 *remainder)
  38 {
  39         *remainder = dividend % divisor;
  40         return dividend / divisor;
  41 }
  42
  43 /**
  44  * div64_u64 - unsigned 64bit divide with 64bit divisor
  45  */
  46 static inline u64 div64_u64(u64 dividend, u64 divisor)
  47 {
  48         return dividend / divisor;
  49 }
  50
  51 #define DIV64_U64_ROUND_UP(ll, d)       \
  52         ({ u64 _tmp = (d); div64_u64((ll) + _tmp - 1, _tmp); })
  53
  54 /**
  55  * div64_s64 - signed 64bit divide with 64bit divisor
  56  */
  57 static inline s64 div64_s64(s64 dividend, s64 divisor)
  58 {
  59         return dividend / divisor;
  60 }
  61
  62 #elif BITS_PER_LONG == 32
  63
  64 #define div64_long(x, y) div_s64((x), (y))
  65 #define div64_ul(x, y)   div_u64((x), (y))
  66
  67 #ifndef div_u64_rem
  68 static inline u64 div_u64_rem(u64 dividend, u32 divisor, u32 *remainder)
  69 {
  70         *remainder = do_div(dividend, divisor);
  71         return dividend;
  72 }
  73 #endif
  74
  75 #ifndef div_s64_rem
  76 extern s64 div_s64_rem(s64 dividend, s32 divisor, s32 *remainder);
  77 #endif
  78
  79 #ifndef div64_u64_rem
  80 extern u64 div64_u64_rem(u64 dividend, u64 divisor, u64 *remainder);
  81 #endif
  82
  83 #ifndef div64_u64
  84 extern u64 div64_u64(u64 dividend, u64 divisor);
  85 #endif
  86
  87 #ifndef div64_s64
  88 extern s64 div64_s64(s64 dividend, s64 divisor);
  89 #endif
  90
  91 #endif /* BITS_PER_LONG */
  92
  93 /**
  94  * div_u64 - unsigned 64bit divide with 32bit divisor
  95  *
  96  * This is the most common 64bit divide and should be used if possible,
  97  * as many 32bit archs can optimize this variant better than a full 64bit
  98  * divide.
  99  */
 100 #ifndef div_u64
 101 static inline u64 div_u64(u64 dividend, u32 divisor)
 102 {
 103         u32 remainder;
 104         return div_u64_rem(dividend, divisor, &remainder);
 105 }
 106 #endif
 107
 108 /**
 109  * div_s64 - signed 64bit divide with 32bit divisor
 110  */
 111 #ifndef div_s64
 112 static inline s64 div_s64(s64 dividend, s32 divisor)
 113 {
 114         s32 remainder;
 115         return div_s64_rem(dividend, divisor, &remainder);
 116 }
 117 #endif
 118
 119 u32 iter_div_u64_rem(u64 dividend, u32 divisor, u64 *remainder);
 120
 121 static __always_inline u32
 122 __iter_div_u64_rem(u64 dividend, u32 divisor, u64 *remainder)
 123 {
 124         u32 ret = 0;
 125
 126         while (dividend >= divisor) {
 127                 /* The following asm() prevents the compiler from
 128                    optimising this loop into a modulo operation.  */
 129                 asm("" : "+rm"(dividend));
 130
 131                 dividend -= divisor;
 132                 ret++;
 133         }
 134
 135         *remainder = dividend;
 136
 137         return ret;
 138 }
 139
 140 #ifndef mul_u32_u32
 141 /*
 142  * Many a GCC version messes this up and generates a 64x64 mult :-(
 143  */
 144 static inline u64 mul_u32_u32(u32 a, u32 b)
 145 {
 146         return (u64)a * b;
 147 }
 148 #endif
 149
 150 #if defined(CONFIG_ARCH_SUPPORTS_INT128) && defined(__SIZEOF_INT128__)
 151
 152 #ifndef mul_u64_u32_shr
 153 static inline u64 mul_u64_u32_shr(u64 a, u32 mul, unsigned int shift)
 154 {
 155         return (u64)(((unsigned __int128)a * mul) >> shift);
 156 }
 157 #endif /* mul_u64_u32_shr */
 158
 159 #ifndef mul_u64_u64_shr
 160 static inline u64 mul_u64_u64_shr(u64 a, u64 mul, unsigned int shift)
 161 {
 162         return (u64)(((unsigned __int128)a * mul) >> shift);
 163 }
 164 #endif /* mul_u64_u64_shr */
 165
 166 #else
 167
 168 #ifndef mul_u64_u32_shr
 169 static inline u64 mul_u64_u32_shr(u64 a, u32 mul, unsigned int shift)
 170 {
 171         u32 ah, al;
 172         u64 ret;
 173
 174         al = a;
 175         ah = a >> 32;
 176
 177         ret = mul_u32_u32(al, mul) >> shift;
 178         if (ah)
 179                 ret += mul_u32_u32(ah, mul) << (32 - shift);
 180
 181         return ret;
 182 }
 183 #endif /* mul_u64_u32_shr */
 184
 185 #ifndef mul_u64_u64_shr
 186 static inline u64 mul_u64_u64_shr(u64 a, u64 b, unsigned int shift)
 187 {
 188         union {
 189                 u64 ll;
 190                 struct {
 191 #ifdef __BIG_ENDIAN
 192                         u32 high, low;
 193 #else
 194                         u32 low, high;
 195 #endif
 196                 } l;
 197         } rl, rm, rn, rh, a0, b0;
 198         u64 c;
 199
 200         a0.ll = a;
 201         b0.ll = b;
 202
 203         rl.ll = mul_u32_u32(a0.l.low, b0.l.low);
 204         rm.ll = mul_u32_u32(a0.l.low, b0.l.high);
 205         rn.ll = mul_u32_u32(a0.l.high, b0.l.low);
 206         rh.ll = mul_u32_u32(a0.l.high, b0.l.high);
 207
 208         /*
 209          * Each of these lines computes a 64-bit intermediate result into "c",
 210          * starting at bits 32-95.  The low 32-bits go into the result of the
 211          * multiplication, the high 32-bits are carried into the next step.
 212          */
 213         rl.l.high = c = (u64)rl.l.high + rm.l.low + rn.l.low;
 214         rh.l.low = c = (c >> 32) + rm.l.high + rn.l.high + rh.l.low;
 215         rh.l.high = (c >> 32) + rh.l.high;
 216
 217         /*
 218          * The 128-bit result of the multiplication is in rl.ll and rh.ll,
 219          * shift it right and throw away the high part of the result.
 220          */
 221         if (shift == 0)
 222                 return rl.ll;
 223         if (shift < 64)
 224                 return (rl.ll >> shift) | (rh.ll << (64 - shift));
 225         return rh.ll >> (shift & 63);
 226 }
 227 #endif /* mul_u64_u64_shr */
 228
 229 #endif
 230
 231 #ifndef mul_u64_u32_div
 232 static inline u64 mul_u64_u32_div(u64 a, u32 mul, u32 divisor)
 233 {
 234         union {
 235                 u64 ll;
 236                 struct {
 237 #ifdef __BIG_ENDIAN
 238                         u32 high, low;
 239 #else
 240                         u32 low, high;
 241 #endif
 242                 } l;
 243         } u, rl, rh;
 244
 245         u.ll = a;
 246         rl.ll = mul_u32_u32(u.l.low, mul);
 247         rh.ll = mul_u32_u32(u.l.high, mul) + rl.l.high;
 248
 249         /* Bits 32-63 of the result will be in rh.l.low. */
 250         rl.l.high = do_div(rh.ll, divisor);
 251
 252         /* Bits 0-31 of the result will be in rl.l.low. */
 253         do_div(rl.ll, divisor);
 254
 255         rl.l.high = rh.l.low;
 256         return rl.ll;
 257 }
 258 #endif /* mul_u64_u32_div */
 259
 260 #endif /* _LINUX_MATH64_H */