Add Linux's math64.h
authorBarret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
Fri, 21 Jul 2017 23:12:23 +0000 (19:12 -0400)
committerBarret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
Thu, 16 Nov 2017 15:46:55 +0000 (10:46 -0500)
k/a/x/div64.h is a truncated version of asm-generic/div64.h, which is
all that Linux's x86_64 is.

From Linux's commit 921edf312a6a ("ide: avoid warning for timings
calculation").

Signed-off-by: Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
kern/arch/x86/div64.h [new file with mode: 0644]
kern/include/math64.h [new file with mode: 0644]

diff --git a/kern/arch/x86/div64.h b/kern/arch/x86/div64.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..75eb2b0
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,42 @@
+#ifndef _ASM_GENERIC_DIV64_H
+#define _ASM_GENERIC_DIV64_H
+/*
+ * Copyright (C) 2003 Bernardo Innocenti <bernie@develer.com>
+ * Based on former asm-ppc/div64.h and asm-m68knommu/div64.h
+ *
+ * Optimization for constant divisors on 32-bit machines:
+ * Copyright (C) 2006-2015 Nicolas Pitre
+ *
+ * The semantics of do_div() are:
+ *
+ * uint32_t do_div(uint64_t *n, uint32_t base)
+ * {
+ *     uint32_t remainder = *n % base;
+ *     *n = *n / base;
+ *     return remainder;
+ * }
+ *
+ * NOTE: macro parameter n is evaluated multiple times,
+ *       beware of side effects!
+ */
+
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/compiler.h>
+
+#if BITS_PER_LONG == 64
+
+# define do_div(n,base) ({                                     \
+       uint32_t __base = (base);                               \
+       uint32_t __rem;                                         \
+       __rem = ((uint64_t)(n)) % __base;                       \
+       (n) = ((uint64_t)(n)) / __base;                         \
+       __rem;                                                  \
+ })
+
+#else /* BITS_PER_LONG == ?? */
+
+# error do_div() does not yet support the C64
+
+#endif /* BITS_PER_LONG */
+
+#endif /* _ASM_GENERIC_DIV64_H */
diff --git a/kern/include/math64.h b/kern/include/math64.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..80690c9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,256 @@
+#ifndef _LINUX_MATH64_H
+#define _LINUX_MATH64_H
+
+#include <linux/types.h>
+#include <asm/div64.h>
+
+#if BITS_PER_LONG == 64
+
+#define div64_long(x, y) div64_s64((x), (y))
+#define div64_ul(x, y)   div64_u64((x), (y))
+
+/**
+ * div_u64_rem - unsigned 64bit divide with 32bit divisor with remainder
+ *
+ * This is commonly provided by 32bit archs to provide an optimized 64bit
+ * divide.
+ */
+static inline u64 div_u64_rem(u64 dividend, u32 divisor, u32 *remainder)
+{
+       *remainder = dividend % divisor;
+       return dividend / divisor;
+}
+
+/**
+ * div_s64_rem - signed 64bit divide with 32bit divisor with remainder
+ */
+static inline s64 div_s64_rem(s64 dividend, s32 divisor, s32 *remainder)
+{
+       *remainder = dividend % divisor;
+       return dividend / divisor;
+}
+
+/**
+ * div64_u64_rem - unsigned 64bit divide with 64bit divisor and remainder
+ */
+static inline u64 div64_u64_rem(u64 dividend, u64 divisor, u64 *remainder)
+{
+       *remainder = dividend % divisor;
+       return dividend / divisor;
+}
+
+/**
+ * div64_u64 - unsigned 64bit divide with 64bit divisor
+ */
+static inline u64 div64_u64(u64 dividend, u64 divisor)
+{
+       return dividend / divisor;
+}
+
+/**
+ * div64_s64 - signed 64bit divide with 64bit divisor
+ */
+static inline s64 div64_s64(s64 dividend, s64 divisor)
+{
+       return dividend / divisor;
+}
+
+#elif BITS_PER_LONG == 32
+
+#define div64_long(x, y) div_s64((x), (y))
+#define div64_ul(x, y)   div_u64((x), (y))
+
+#ifndef div_u64_rem
+static inline u64 div_u64_rem(u64 dividend, u32 divisor, u32 *remainder)
+{
+       *remainder = do_div(dividend, divisor);
+       return dividend;
+}
+#endif
+
+#ifndef div_s64_rem
+extern s64 div_s64_rem(s64 dividend, s32 divisor, s32 *remainder);
+#endif
+
+#ifndef div64_u64_rem
+extern u64 div64_u64_rem(u64 dividend, u64 divisor, u64 *remainder);
+#endif
+
+#ifndef div64_u64
+extern u64 div64_u64(u64 dividend, u64 divisor);
+#endif
+
+#ifndef div64_s64
+extern s64 div64_s64(s64 dividend, s64 divisor);
+#endif
+
+#endif /* BITS_PER_LONG */
+
+/**
+ * div_u64 - unsigned 64bit divide with 32bit divisor
+ *
+ * This is the most common 64bit divide and should be used if possible,
+ * as many 32bit archs can optimize this variant better than a full 64bit
+ * divide.
+ */
+#ifndef div_u64
+static inline u64 div_u64(u64 dividend, u32 divisor)
+{
+       u32 remainder;
+       return div_u64_rem(dividend, divisor, &remainder);
+}
+#endif
+
+/**
+ * div_s64 - signed 64bit divide with 32bit divisor
+ */
+#ifndef div_s64
+static inline s64 div_s64(s64 dividend, s32 divisor)
+{
+       s32 remainder;
+       return div_s64_rem(dividend, divisor, &remainder);
+}
+#endif
+
+u32 iter_div_u64_rem(u64 dividend, u32 divisor, u64 *remainder);
+
+static __always_inline u32
+__iter_div_u64_rem(u64 dividend, u32 divisor, u64 *remainder)
+{
+       u32 ret = 0;
+
+       while (dividend >= divisor) {
+               /* The following asm() prevents the compiler from
+                  optimising this loop into a modulo operation.  */
+               asm("" : "+rm"(dividend));
+
+               dividend -= divisor;
+               ret++;
+       }
+
+       *remainder = dividend;
+
+       return ret;
+}
+
+#ifndef mul_u32_u32
+/*
+ * Many a GCC version messes this up and generates a 64x64 mult :-(
+ */
+static inline u64 mul_u32_u32(u32 a, u32 b)
+{
+       return (u64)a * b;
+}
+#endif
+
+#if defined(CONFIG_ARCH_SUPPORTS_INT128) && defined(__SIZEOF_INT128__)
+
+#ifndef mul_u64_u32_shr
+static inline u64 mul_u64_u32_shr(u64 a, u32 mul, unsigned int shift)
+{
+       return (u64)(((unsigned __int128)a * mul) >> shift);
+}
+#endif /* mul_u64_u32_shr */
+
+#ifndef mul_u64_u64_shr
+static inline u64 mul_u64_u64_shr(u64 a, u64 mul, unsigned int shift)
+{
+       return (u64)(((unsigned __int128)a * mul) >> shift);
+}
+#endif /* mul_u64_u64_shr */
+
+#else
+
+#ifndef mul_u64_u32_shr
+static inline u64 mul_u64_u32_shr(u64 a, u32 mul, unsigned int shift)
+{
+       u32 ah, al;
+       u64 ret;
+
+       al = a;
+       ah = a >> 32;
+
+       ret = mul_u32_u32(al, mul) >> shift;
+       if (ah)
+               ret += mul_u32_u32(ah, mul) << (32 - shift);
+
+       return ret;
+}
+#endif /* mul_u64_u32_shr */
+
+#ifndef mul_u64_u64_shr
+static inline u64 mul_u64_u64_shr(u64 a, u64 b, unsigned int shift)
+{
+       union {
+               u64 ll;
+               struct {
+#ifdef __BIG_ENDIAN
+                       u32 high, low;
+#else
+                       u32 low, high;
+#endif
+               } l;
+       } rl, rm, rn, rh, a0, b0;
+       u64 c;
+
+       a0.ll = a;
+       b0.ll = b;
+
+       rl.ll = mul_u32_u32(a0.l.low, b0.l.low);
+       rm.ll = mul_u32_u32(a0.l.low, b0.l.high);
+       rn.ll = mul_u32_u32(a0.l.high, b0.l.low);
+       rh.ll = mul_u32_u32(a0.l.high, b0.l.high);
+
+       /*
+        * Each of these lines computes a 64-bit intermediate result into "c",
+        * starting at bits 32-95.  The low 32-bits go into the result of the
+        * multiplication, the high 32-bits are carried into the next step.
+        */
+       rl.l.high = c = (u64)rl.l.high + rm.l.low + rn.l.low;
+       rh.l.low = c = (c >> 32) + rm.l.high + rn.l.high + rh.l.low;
+       rh.l.high = (c >> 32) + rh.l.high;
+
+       /*
+        * The 128-bit result of the multiplication is in rl.ll and rh.ll,
+        * shift it right and throw away the high part of the result.
+        */
+       if (shift == 0)
+               return rl.ll;
+       if (shift < 64)
+               return (rl.ll >> shift) | (rh.ll << (64 - shift));
+       return rh.ll >> (shift & 63);
+}
+#endif /* mul_u64_u64_shr */
+
+#endif
+
+#ifndef mul_u64_u32_div
+static inline u64 mul_u64_u32_div(u64 a, u32 mul, u32 divisor)
+{
+       union {
+               u64 ll;
+               struct {
+#ifdef __BIG_ENDIAN
+                       u32 high, low;
+#else
+                       u32 low, high;
+#endif
+               } l;
+       } u, rl, rh;
+
+       u.ll = a;
+       rl.ll = mul_u32_u32(u.l.low, mul);
+       rh.ll = mul_u32_u32(u.l.high, mul) + rl.l.high;
+
+       /* Bits 32-63 of the result will be in rh.l.low. */
+       rl.l.high = do_div(rh.ll, divisor);
+
+       /* Bits 0-31 of the result will be in rl.l.low. */
+       do_div(rl.ll, divisor);
+
+       rl.l.high = rh.l.low;
+       return rl.ll;
+}
+#endif /* mul_u64_u32_div */
+
+#endif /* _LINUX_MATH64_H */