计算任何数字的 log(base 2) 的最佳方法是什么？答案

【问题标题】：What's the best way to calculate log(base2) of any number?计算任何数字的 log(base 2) 的最佳方法是什么？
【发布时间】：2014-06-09 09:57:36
【问题描述】：

我需要在 Linux 内核编程中找到任意数量的 log(base2)。此操作是否有任何内置功能？如果不是怎么计算呢？

【问题讨论】：

标签： c linux linux-kernel linux-device-driver

【解决方案1】：

如果整数结果对你来说足够了，你可以多次除以 2。类似

int logFunc(unsigned int x) 
{ 
   int log = -1; 
   while(x) { 
    log++; 
    x >>= 1; 
   } 
   return log; 
}

如果您需要 fp 操作，您应该阅读以下内容：

[...]如果问题是“我可以在内核中使用 FP”，那么答案仍然是一个响亮的 NO，因为其他架构可能不会完全支持。
  Linus
Link

另外，您可以查看：Use of floating point in the Linux kernel

编辑：如果您需要更快的版本，您可以阅读Bit Twiddling Hacks - By Sean Eron Anderson

uint32_t v; // find the log base 2 of 32-bit v
int r;      // result goes here

static const int MultiplyDeBruijnBitPosition[32] = 
{
  0, 9, 1, 10, 13, 21, 2, 29, 11, 14, 16, 18, 22, 25, 3, 30,
  8, 12, 20, 28, 15, 17, 24, 7, 19, 27, 23, 6, 26, 5, 4, 31
};

v |= v >> 1; // first round down to one less than a power of 2 
v |= v >> 2;
v |= v >> 4;
v |= v >> 8;
v |= v >> 16;

r = MultiplyDeBruijnBitPosition[(uint32_t)(v * 0x07C4ACDDU) >> 27];

【讨论】：

这里快速除以二的好方法是 >> 对设置为 1 的 unsigned int 的最大位进行二进制搜索。
@Alex 感谢您的评论。我已经添加了一个具有良好实现的资源。
这些解决方案可以很好地找到整数的 log(base2)。但我还需要找到非整数的 log(base2)。
这是有问题的。你想完成什么？
我需要找到时钟频率对应的值。如果频率可以表示为 2 的幂，则您的方法有效。

【解决方案2】：

根据定义，数字 N 在任何特定底数 B 中的对数等于 log(N)/log(B)，其中 log() 可以是自然对数（底数 e）或任何其他底数（例如底数 10），只要 log(N) 和 log(B) 都是针对相同的基数计算的。

【讨论】：

要包含哪个头文件？
这是针对 Linux 内核代码的。我不相信有一个数学标题...