boost/integer/static_log2.hpp

   1 // -------------- Boost static_log2.hpp header file  ----------------------- //
   2 //
   3 //                 Copyright (C) 2001 Daryle Walker.
   4 //                 Copyright (C) 2003 Vesa Karvonen.
   5 //                 Copyright (C) 2003 Gennaro Prota.
   6 //
   7 //     Distributed under the Boost Software License, Version 1.0.
   8 //        (See accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at
   9 //              http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
  10 //
  11 //         ---------------------------------------------------
  12 //       See http://www.boost.org/libs/integer for documentation.
  13 // ------------------------------------------------------------------------- //
  14
  15
  16 #ifndef BOOST_INTEGER_STATIC_LOG2_HPP
  17 #define BOOST_INTEGER_STATIC_LOG2_HPP
  18
  19 #include "boost/integer_fwd.hpp" // for boost::intmax_t
  20
  21 namespace boost {
  22
  23  namespace detail {
  24
  25      namespace static_log2_impl {
  26
  27      // choose_initial_n<>
  28      //
  29      // Recursively doubles its integer argument, until it
  30      // becomes >= of the "width" (C99, 6.2.6.2p4) of
  31      // static_log2_argument_type.
  32      //
  33      // Used to get the maximum power of two less then the width.
  34      //
  35      // Example: if on your platform argument_type has 48 value
  36      //          bits it yields n=32.
  37      //
  38      // It's easy to prove that, starting from such a value
  39      // of n, the core algorithm works correctly for any width
  40      // of static_log2_argument_type and that recursion always
  41      // terminates with x = 1 and n = 0 (see the algorithm's
  42      // invariant).
  43
  44      typedef boost::static_log2_argument_type argument_type;
  45      typedef boost::static_log2_result_type result_type;
  46
  47      template <result_type n>
  48      struct choose_initial_n {
  49
  50          BOOST_STATIC_CONSTANT(bool, c = (argument_type(1) << n << n) != 0);
  51          BOOST_STATIC_CONSTANT(
  52              result_type,
  53              value = !c*n + choose_initial_n<2*c*n>::value
  54          );
  55
  56      };
  57
  58      template <>
  59      struct choose_initial_n<0> {
  60          BOOST_STATIC_CONSTANT(result_type, value = 0);
  61      };
  62
  63
  64
  65      // start computing from n_zero - must be a power of two
  66      const result_type n_zero = 16;
  67      const result_type initial_n = choose_initial_n<n_zero>::value;
  68
  69      // static_log2_impl<>
  70      //
  71      // * Invariant:
  72      //                 2n
  73      //  1 <= x && x < 2    at the start of each recursion
  74      //                     (see also choose_initial_n<>)
  75      //
  76      // * Type requirements:
  77      //
  78      //   argument_type maybe any unsigned type with at least n_zero + 1
  79      //   value bits. (Note: If larger types will be standardized -e.g.
  80      //   unsigned long long- then the argument_type typedef can be
  81      //   changed without affecting the rest of the code.)
  82      //
  83
  84      template <argument_type x, result_type n = initial_n>
  85      struct static_log2_impl {
  86
  87          BOOST_STATIC_CONSTANT(bool, c = (x >> n) > 0); // x >= 2**n ?
  88          BOOST_STATIC_CONSTANT(
  89              result_type,
  90              value = c*n + (static_log2_impl< (x>>c*n), n/2 >::value)
  91          );
  92
  93      };
  94
  95      template <>
  96      struct static_log2_impl<1, 0> {
  97         BOOST_STATIC_CONSTANT(result_type, value = 0);
  98      };
  99
 100      }
 101  } // detail
 102
 103
 104
 105  // --------------------------------------
 106  // static_log2<x>
 107  // ----------------------------------------
 108
 109  template <static_log2_argument_type x>
 110  struct static_log2 {
 111
 112      BOOST_STATIC_CONSTANT(
 113          static_log2_result_type,
 114          value = detail::static_log2_impl::static_log2_impl<x>::value
 115      );
 116
 117  };
 118
 119
 120  template <>
 121  struct static_log2<0> { };
 122
 123 }
 124
 125
 126
 127 #endif // include guard