Move log approximation from `scoring.rs` to its own file
[rust-lightning] / lightning / src / routing / log_approx.rs
1 //! Approximation of log_10 using a lookup table.
2
3 const BITS: u32 = 64;
4 const HIGHEST_BIT: u32 = BITS - 1;
5 const LOWER_BITS: u32 = 6;
6 pub(super) const LOWER_BITS_BOUND: u64 = 1 << LOWER_BITS;
7 const LOWER_BITMASK: u64 = (1 << LOWER_BITS) - 1;
8
9 /// Look-up table for `log10(x) * 2048` where row `i` is used for each `x` having `i` as the
10 /// most significant bit. The next 4 bits of `x`, if applicable, are used for the second index.
11 const LOG10_TIMES_2048: [[u16; (LOWER_BITS_BOUND) as usize]; BITS as usize] = [
12         [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
13                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
14                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
15                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
16         [617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617,
17                 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617, 617,
18                 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977,
19                 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977, 977],
20         [1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233, 1233,
21                 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431, 1431,
22                 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594, 1594,
23                 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731, 1731],
24         [1850, 1850, 1850, 1850, 1850, 1850, 1850, 1850, 1954, 1954, 1954, 1954, 1954, 1954, 1954, 1954,
25                 2048, 2048, 2048, 2048, 2048, 2048, 2048, 2048, 2133, 2133, 2133, 2133, 2133, 2133, 2133, 2133,
26                 2210, 2210, 2210, 2210, 2210, 2210, 2210, 2210, 2281, 2281, 2281, 2281, 2281, 2281, 2281, 2281,
27                 2347, 2347, 2347, 2347, 2347, 2347, 2347, 2347, 2409, 2409, 2409, 2409, 2409, 2409, 2409, 2409],
28         [2466, 2466, 2466, 2466, 2520, 2520, 2520, 2520, 2571, 2571, 2571, 2571, 2619, 2619, 2619, 2619,
29                 2665, 2665, 2665, 2665, 2708, 2708, 2708, 2708, 2749, 2749, 2749, 2749, 2789, 2789, 2789, 2789,
30                 2827, 2827, 2827, 2827, 2863, 2863, 2863, 2863, 2898, 2898, 2898, 2898, 2931, 2931, 2931, 2931,
31                 2964, 2964, 2964, 2964, 2995, 2995, 2995, 2995, 3025, 3025, 3025, 3025, 3054, 3054, 3054, 3054],
32         [3083, 3083, 3110, 3110, 3136, 3136, 3162, 3162, 3187, 3187, 3212, 3212, 3235, 3235, 3259, 3259,
33                 3281, 3281, 3303, 3303, 3324, 3324, 3345, 3345, 3366, 3366, 3386, 3386, 3405, 3405, 3424, 3424,
34                 3443, 3443, 3462, 3462, 3479, 3479, 3497, 3497, 3514, 3514, 3531, 3531, 3548, 3548, 3564, 3564,
35                 3580, 3580, 3596, 3596, 3612, 3612, 3627, 3627, 3642, 3642, 3656, 3656, 3671, 3671, 3685, 3685],
36         [3699, 3713, 3726, 3740, 3753, 3766, 3779, 3791, 3804, 3816, 3828, 3840, 3852, 3864, 3875, 3886,
37                 3898, 3909, 3919, 3930, 3941, 3951, 3962, 3972, 3982, 3992, 4002, 4012, 4022, 4031, 4041, 4050,
38                 4060, 4069, 4078, 4087, 4096, 4105, 4114, 4122, 4131, 4139, 4148, 4156, 4164, 4173, 4181, 4189,
39                 4197, 4205, 4213, 4220, 4228, 4236, 4243, 4251, 4258, 4266, 4273, 4280, 4287, 4294, 4302, 4309],
40         [4316, 4329, 4343, 4356, 4369, 4382, 4395, 4408, 4420, 4433, 4445, 4457, 4468, 4480, 4492, 4503,
41                 4514, 4525, 4536, 4547, 4557, 4568, 4578, 4589, 4599, 4609, 4619, 4629, 4638, 4648, 4657, 4667,
42                 4676, 4685, 4695, 4704, 4713, 4721, 4730, 4739, 4747, 4756, 4764, 4773, 4781, 4789, 4797, 4805,
43                 4813, 4821, 4829, 4837, 4845, 4852, 4860, 4867, 4875, 4882, 4889, 4897, 4904, 4911, 4918, 4925],
44         [4932, 4946, 4959, 4973, 4986, 4999, 5012, 5024, 5037, 5049, 5061, 5073, 5085, 5097, 5108, 5119,
45                 5131, 5142, 5153, 5163, 5174, 5184, 5195, 5205, 5215, 5225, 5235, 5245, 5255, 5264, 5274, 5283,
46                 5293, 5302, 5311, 5320, 5329, 5338, 5347, 5355, 5364, 5372, 5381, 5389, 5397, 5406, 5414, 5422,
47                 5430, 5438, 5446, 5453, 5461, 5469, 5476, 5484, 5491, 5499, 5506, 5513, 5520, 5527, 5535, 5542],
48         [5549, 5562, 5576, 5589, 5603, 5615, 5628, 5641, 5653, 5666, 5678, 5690, 5701, 5713, 5725, 5736,
49                 5747, 5758, 5769, 5780, 5790, 5801, 5811, 5822, 5832, 5842, 5852, 5862, 5871, 5881, 5890, 5900,
50                 5909, 5918, 5928, 5937, 5946, 5954, 5963, 5972, 5980, 5989, 5997, 6006, 6014, 6022, 6030, 6038,
51                 6046, 6054, 6062, 6070, 6078, 6085, 6093, 6100, 6108, 6115, 6122, 6130, 6137, 6144, 6151, 6158],
52         [6165, 6179, 6192, 6206, 6219, 6232, 6245, 6257, 6270, 6282, 6294, 6306, 6318, 6330, 6341, 6352,
53                 6364, 6375, 6386, 6396, 6407, 6417, 6428, 6438, 6448, 6458, 6468, 6478, 6488, 6497, 6507, 6516,
54                 6526, 6535, 6544, 6553, 6562, 6571, 6580, 6588, 6597, 6605, 6614, 6622, 6630, 6639, 6647, 6655,
55                 6663, 6671, 6679, 6686, 6694, 6702, 6709, 6717, 6724, 6732, 6739, 6746, 6753, 6761, 6768, 6775],
56         [6782, 6795, 6809, 6822, 6836, 6849, 6861, 6874, 6886, 6899, 6911, 6923, 6934, 6946, 6958, 6969,
57                 6980, 6991, 7002, 7013, 7023, 7034, 7044, 7055, 7065, 7075, 7085, 7095, 7104, 7114, 7124, 7133,
58                 7142, 7151, 7161, 7170, 7179, 7187, 7196, 7205, 7213, 7222, 7230, 7239, 7247, 7255, 7263, 7271,
59                 7279, 7287, 7295, 7303, 7311, 7318, 7326, 7333, 7341, 7348, 7355, 7363, 7370, 7377, 7384, 7391],
60         [7398, 7412, 7425, 7439, 7452, 7465, 7478, 7490, 7503, 7515, 7527, 7539, 7551, 7563, 7574, 7585,
61                 7597, 7608, 7619, 7629, 7640, 7651, 7661, 7671, 7681, 7691, 7701, 7711, 7721, 7731, 7740, 7749,
62                 7759, 7768, 7777, 7786, 7795, 7804, 7813, 7821, 7830, 7838, 7847, 7855, 7864, 7872, 7880, 7888,
63                 7896, 7904, 7912, 7919, 7927, 7935, 7942, 7950, 7957, 7965, 7972, 7979, 7986, 7994, 8001, 8008],
64         [8015, 8028, 8042, 8055, 8069, 8082, 8094, 8107, 8119, 8132, 8144, 8156, 8167, 8179, 8191, 8202,
65                 8213, 8224, 8235, 8246, 8256, 8267, 8277, 8288, 8298, 8308, 8318, 8328, 8337, 8347, 8357, 8366,
66                 8375, 8384, 8394, 8403, 8412, 8420, 8429, 8438, 8446, 8455, 8463, 8472, 8480, 8488, 8496, 8504,
67                 8512, 8520, 8528, 8536, 8544, 8551, 8559, 8566, 8574, 8581, 8588, 8596, 8603, 8610, 8617, 8624],
68         [8631, 8645, 8659, 8672, 8685, 8698, 8711, 8723, 8736, 8748, 8760, 8772, 8784, 8796, 8807, 8818,
69                 8830, 8841, 8852, 8862, 8873, 8884, 8894, 8904, 8914, 8924, 8934, 8944, 8954, 8964, 8973, 8982,
70                 8992, 9001, 9010, 9019, 9028, 9037, 9046, 9054, 9063, 9071, 9080, 9088, 9097, 9105, 9113, 9121,
71                 9129, 9137, 9145, 9152, 9160, 9168, 9175, 9183, 9190, 9198, 9205, 9212, 9219, 9227, 9234, 9241],
72         [9248, 9261, 9275, 9288, 9302, 9315, 9327, 9340, 9352, 9365, 9377, 9389, 9400, 9412, 9424, 9435,
73                 9446, 9457, 9468, 9479, 9490, 9500, 9510, 9521, 9531, 9541, 9551, 9561, 9570, 9580, 9590, 9599,
74                 9608, 9617, 9627, 9636, 9645, 9653, 9662, 9671, 9679, 9688, 9696, 9705, 9713, 9721, 9729, 9737,
75                 9745, 9753, 9761, 9769, 9777, 9784, 9792, 9799, 9807, 9814, 9821, 9829, 9836, 9843, 9850, 9857],
76         [9864, 9878, 9892, 9905, 9918, 9931, 9944, 9956, 9969, 9981, 9993, 10005, 10017, 10029, 10040, 10051,
77                 10063, 10074, 10085, 10095, 10106, 10117, 10127, 10137, 10147, 10157, 10167, 10177, 10187, 10197, 10206, 10215,
78                 10225, 10234, 10243, 10252, 10261, 10270, 10279, 10287, 10296, 10304, 10313, 10321, 10330, 10338, 10346, 10354,
79                 10362, 10370, 10378, 10385, 10393, 10401, 10408, 10416, 10423, 10431, 10438, 10445, 10452, 10460, 10467, 10474],
80         [10481, 10494, 10508, 10521, 10535, 10548, 10560, 10573, 10585, 10598, 10610, 10622, 10634, 10645, 10657, 10668,
81                 10679, 10690, 10701, 10712, 10723, 10733, 10743, 10754, 10764, 10774, 10784, 10794, 10803, 10813, 10823, 10832,
82                 10841, 10851, 10860, 10869, 10878, 10886, 10895, 10904, 10912, 10921, 10929, 10938, 10946, 10954, 10962, 10970,
83                 10978, 10986, 10994, 11002, 11010, 11017, 11025, 11032, 11040, 11047, 11054, 11062, 11069, 11076, 11083, 11090],
84         [11097, 11111, 11125, 11138, 11151, 11164, 11177, 11189, 11202, 11214, 11226, 11238, 11250, 11262, 11273, 11284,
85                 11296, 11307, 11318, 11328, 11339, 11350, 11360, 11370, 11380, 11390, 11400, 11410, 11420, 11430, 11439, 11448,
86                 11458, 11467, 11476, 11485, 11494, 11503, 11512, 11520, 11529, 11538, 11546, 11554, 11563, 11571, 11579, 11587,
87                 11595, 11603, 11611, 11618, 11626, 11634, 11641, 11649, 11656, 11664, 11671, 11678, 11685, 11693, 11700, 11707],
88         [11714, 11727, 11741, 11754, 11768, 11781, 11793, 11806, 11818, 11831, 11843, 11855, 11867, 11878, 11890, 11901,
89                 11912, 11923, 11934, 11945, 11956, 11966, 11976, 11987, 11997, 12007, 12017, 12027, 12036, 12046, 12056, 12065,
90                 12074, 12084, 12093, 12102, 12111, 12119, 12128, 12137, 12146, 12154, 12162, 12171, 12179, 12187, 12195, 12203,
91                 12211, 12219, 12227, 12235, 12243, 12250, 12258, 12265, 12273, 12280, 12287, 12295, 12302, 12309, 12316, 12323],
92         [12330, 12344, 12358, 12371, 12384, 12397, 12410, 12423, 12435, 12447, 12459, 12471, 12483, 12495, 12506, 12517,
93                 12529, 12540, 12551, 12561, 12572, 12583, 12593, 12603, 12613, 12623, 12633, 12643, 12653, 12663, 12672, 12682,
94                 12691, 12700, 12709, 12718, 12727, 12736, 12745, 12753, 12762, 12771, 12779, 12787, 12796, 12804, 12812, 12820,
95                 12828, 12836, 12844, 12851, 12859, 12867, 12874, 12882, 12889, 12897, 12904, 12911, 12918, 12926, 12933, 12940],
96         [12947, 12960, 12974, 12987, 13001, 13014, 13026, 13039, 13051, 13064, 13076, 13088, 13100, 13111, 13123, 13134,
97                 13145, 13156, 13167, 13178, 13189, 13199, 13209, 13220, 13230, 13240, 13250, 13260, 13269, 13279, 13289, 13298,
98                 13307, 13317, 13326, 13335, 13344, 13352, 13361, 13370, 13379, 13387, 13395, 13404, 13412, 13420, 13428, 13436,
99                 13444, 13452, 13460, 13468, 13476, 13483, 13491, 13498, 13506, 13513, 13521, 13528, 13535, 13542, 13549, 13556],
100         [13563, 13577, 13591, 13604, 13617, 13630, 13643, 13656, 13668, 13680, 13692, 13704, 13716, 13728, 13739, 13750,
101                 13762, 13773, 13784, 13794, 13805, 13816, 13826, 13836, 13846, 13857, 13866, 13876, 13886, 13896, 13905, 13915,
102                 13924, 13933, 13942, 13951, 13960, 13969, 13978, 13986, 13995, 14004, 14012, 14020, 14029, 14037, 14045, 14053,
103                 14061, 14069, 14077, 14084, 14092, 14100, 14107, 14115, 14122, 14130, 14137, 14144, 14151, 14159, 14166, 14173],
104         [14180, 14194, 14207, 14220, 14234, 14247, 14259, 14272, 14284, 14297, 14309, 14321, 14333, 14344, 14356, 14367,
105                 14378, 14389, 14400, 14411, 14422, 14432, 14443, 14453, 14463, 14473, 14483, 14493, 14502, 14512, 14522, 14531,
106                 14540, 14550, 14559, 14568, 14577, 14586, 14594, 14603, 14612, 14620, 14628, 14637, 14645, 14653, 14661, 14669,
107                 14677, 14685, 14693, 14701, 14709, 14716, 14724, 14731, 14739, 14746, 14754, 14761, 14768, 14775, 14782, 14789],
108         [14796, 14810, 14824, 14837, 14850, 14863, 14876, 14889, 14901, 14913, 14925, 14937, 14949, 14961, 14972, 14984,
109                 14995, 15006, 15017, 15027, 15038, 15049, 15059, 15069, 15079, 15090, 15099, 15109, 15119, 15129, 15138, 15148,
110                 15157, 15166, 15175, 15184, 15193, 15202, 15211, 15219, 15228, 15237, 15245, 15253, 15262, 15270, 15278, 15286,
111                 15294, 15302, 15310, 15317, 15325, 15333, 15340, 15348, 15355, 15363, 15370, 15377, 15384, 15392, 15399, 15406],
112         [15413, 15427, 15440, 15453, 15467, 15480, 15492, 15505, 15517, 15530, 15542, 15554, 15566, 15577, 15589, 15600,
113                 15611, 15622, 15633, 15644, 15655, 15665, 15676, 15686, 15696, 15706, 15716, 15726, 15736, 15745, 15755, 15764,
114                 15773, 15783, 15792, 15801, 15810, 15819, 15827, 15836, 15845, 15853, 15862, 15870, 15878, 15886, 15894, 15903,
115                 15910, 15918, 15926, 15934, 15942, 15949, 15957, 15964, 15972, 15979, 15987, 15994, 16001, 16008, 16015, 16022],
116         [16029, 16043, 16057, 16070, 16083, 16096, 16109, 16122, 16134, 16146, 16158, 16170, 16182, 16194, 16205, 16217,
117                 16228, 16239, 16250, 16260, 16271, 16282, 16292, 16302, 16312, 16323, 16332, 16342, 16352, 16362, 16371, 16381,
118                 16390, 16399, 16408, 16417, 16426, 16435, 16444, 16452, 16461, 16470, 16478, 16486, 16495, 16503, 16511, 16519,
119                 16527, 16535, 16543, 16550, 16558, 16566, 16573, 16581, 16588, 16596, 16603, 16610, 16618, 16625, 16632, 16639],
120         [16646, 16660, 16673, 16686, 16700, 16713, 16725, 16738, 16751, 16763, 16775, 16787, 16799, 16810, 16822, 16833,
121                 16844, 16855, 16866, 16877, 16888, 16898, 16909, 16919, 16929, 16939, 16949, 16959, 16969, 16978, 16988, 16997,
122                 17006, 17016, 17025, 17034, 17043, 17052, 17060, 17069, 17078, 17086, 17095, 17103, 17111, 17119, 17127, 17136,
123                 17143, 17151, 17159, 17167, 17175, 17182, 17190, 17197, 17205, 17212, 17220, 17227, 17234, 17241, 17248, 17255],
124         [17262, 17276, 17290, 17303, 17316, 17329, 17342, 17355, 17367, 17379, 17391, 17403, 17415, 17427, 17438, 17450,
125                 17461, 17472, 17483, 17493, 17504, 17515, 17525, 17535, 17546, 17556, 17565, 17575, 17585, 17595, 17604, 17614,
126                 17623, 17632, 17641, 17650, 17659, 17668, 17677, 17685, 17694, 17703, 17711, 17719, 17728, 17736, 17744, 17752,
127                 17760, 17768, 17776, 17784, 17791, 17799, 17806, 17814, 17821, 17829, 17836, 17843, 17851, 17858, 17865, 17872],
128         [17879, 17893, 17906, 17920, 17933, 17946, 17958, 17971, 17984, 17996, 18008, 18020, 18032, 18043, 18055, 18066,
129                 18077, 18088, 18099, 18110, 18121, 18131, 18142, 18152, 18162, 18172, 18182, 18192, 18202, 18211, 18221, 18230,
130                 18239, 18249, 18258, 18267, 18276, 18285, 18293, 18302, 18311, 18319, 18328, 18336, 18344, 18352, 18360, 18369,
131                 18377, 18384, 18392, 18400, 18408, 18415, 18423, 18430, 18438, 18445, 18453, 18460, 18467, 18474, 18481, 18488],
132         [18495, 18509, 18523, 18536, 18549, 18562, 18575, 18588, 18600, 18612, 18624, 18636, 18648, 18660, 18671, 18683,
133                 18694, 18705, 18716, 18726, 18737, 18748, 18758, 18768, 18779, 18789, 18799, 18808, 18818, 18828, 18837, 18847,
134                 18856, 18865, 18874, 18883, 18892, 18901, 18910, 18919, 18927, 18936, 18944, 18952, 18961, 18969, 18977, 18985,
135                 18993, 19001, 19009, 19017, 19024, 19032, 19039, 19047, 19054, 19062, 19069, 19076, 19084, 19091, 19098, 19105],
136         [19112, 19126, 19139, 19153, 19166, 19179, 19191, 19204, 19217, 19229, 19241, 19253, 19265, 19276, 19288, 19299,
137                 19310, 19321, 19332, 19343, 19354, 19364, 19375, 19385, 19395, 19405, 19415, 19425, 19435, 19444, 19454, 19463,
138                 19472, 19482, 19491, 19500, 19509, 19518, 19526, 19535, 19544, 19552, 19561, 19569, 19577, 19585, 19594, 19602,
139                 19610, 19617, 19625, 19633, 19641, 19648, 19656, 19663, 19671, 19678, 19686, 19693, 19700, 19707, 19714, 19721],
140         [19728, 19742, 19756, 19769, 19782, 19795, 19808, 19821, 19833, 19845, 19857, 19869, 19881, 19893, 19904, 19916,
141                 19927, 19938, 19949, 19960, 19970, 19981, 19991, 20001, 20012, 20022, 20032, 20041, 20051, 20061, 20070, 20080,
142                 20089, 20098, 20107, 20116, 20125, 20134, 20143, 20152, 20160, 20169, 20177, 20185, 20194, 20202, 20210, 20218,
143                 20226, 20234, 20242, 20250, 20257, 20265, 20272, 20280, 20287, 20295, 20302, 20309, 20317, 20324, 20331, 20338],
144         [20345, 20359, 20372, 20386, 20399, 20412, 20425, 20437, 20450, 20462, 20474, 20486, 20498, 20509, 20521, 20532,
145                 20543, 20554, 20565, 20576, 20587, 20597, 20608, 20618, 20628, 20638, 20648, 20658, 20668, 20677, 20687, 20696,
146                 20705, 20715, 20724, 20733, 20742, 20751, 20759, 20768, 20777, 20785, 20794, 20802, 20810, 20818, 20827, 20835,
147                 20843, 20850, 20858, 20866, 20874, 20881, 20889, 20896, 20904, 20911, 20919, 20926, 20933, 20940, 20947, 20954],
148         [20961, 20975, 20989, 21002, 21015, 21028, 21041, 21054, 21066, 21078, 21090, 21102, 21114, 21126, 21137, 21149,
149                 21160, 21171, 21182, 21193, 21203, 21214, 21224, 21234, 21245, 21255, 21265, 21274, 21284, 21294, 21303, 21313,
150                 21322, 21331, 21340, 21349, 21358, 21367, 21376, 21385, 21393, 21402, 21410, 21418, 21427, 21435, 21443, 21451,
151                 21459, 21467, 21475, 21483, 21490, 21498, 21505, 21513, 21520, 21528, 21535, 21542, 21550, 21557, 21564, 21571],
152         [21578, 21592, 21605, 21619, 21632, 21645, 21658, 21670, 21683, 21695, 21707, 21719, 21731, 21742, 21754, 21765,
153                 21776, 21787, 21798, 21809, 21820, 21830, 21841, 21851, 21861, 21871, 21881, 21891, 21901, 21910, 21920, 21929,
154                 21938, 21948, 21957, 21966, 21975, 21984, 21992, 22001, 22010, 22018, 22027, 22035, 22043, 22051, 22060, 22068,
155                 22076, 22083, 22091, 22099, 22107, 22114, 22122, 22129, 22137, 22144, 22152, 22159, 22166, 22173, 22180, 22187],
156         [22194, 22208, 22222, 22235, 22248, 22261, 22274, 22287, 22299, 22311, 22323, 22335, 22347, 22359, 22370, 22382,
157                 22393, 22404, 22415, 22426, 22436, 22447, 22457, 22467, 22478, 22488, 22498, 22507, 22517, 22527, 22536, 22546,
158                 22555, 22564, 22573, 22582, 22591, 22600, 22609, 22618, 22626, 22635, 22643, 22651, 22660, 22668, 22676, 22684,
159                 22692, 22700, 22708, 22716, 22723, 22731, 22738, 22746, 22753, 22761, 22768, 22775, 22783, 22790, 22797, 22804],
160         [22811, 22825, 22838, 22852, 22865, 22878, 22891, 22903, 22916, 22928, 22940, 22952, 22964, 22975, 22987, 22998,
161                 23009, 23020, 23031, 23042, 23053, 23063, 23074, 23084, 23094, 23104, 23114, 23124, 23134, 23143, 23153, 23162,
162                 23171, 23181, 23190, 23199, 23208, 23217, 23225, 23234, 23243, 23251, 23260, 23268, 23276, 23284, 23293, 23301,
163                 23309, 23316, 23324, 23332, 23340, 23347, 23355, 23363, 23370, 23377, 23385, 23392, 23399, 23406, 23413, 23420],
164         [23427, 23441, 23455, 23468, 23481, 23494, 23507, 23520, 23532, 23544, 23556, 23568, 23580, 23592, 23603, 23615,
165                 23626, 23637, 23648, 23659, 23669, 23680, 23690, 23700, 23711, 23721, 23731, 23740, 23750, 23760, 23769, 23779,
166                 23788, 23797, 23806, 23815, 23824, 23833, 23842, 23851, 23859, 23868, 23876, 23884, 23893, 23901, 23909, 23917,
167                 23925, 23933, 23941, 23949, 23956, 23964, 23972, 23979, 23986, 23994, 24001, 24008, 24016, 24023, 24030, 24037],
168         [24044, 24058, 24071, 24085, 24098, 24111, 24124, 24136, 24149, 24161, 24173, 24185, 24197, 24208, 24220, 24231,
169                 24242, 24253, 24264, 24275, 24286, 24296, 24307, 24317, 24327, 24337, 24347, 24357, 24367, 24376, 24386, 24395,
170                 24405, 24414, 24423, 24432, 24441, 24450, 24458, 24467, 24476, 24484, 24493, 24501, 24509, 24517, 24526, 24534,
171                 24542, 24550, 24557, 24565, 24573, 24580, 24588, 24596, 24603, 24610, 24618, 24625, 24632, 24639, 24646, 24653],
172         [24660, 24674, 24688, 24701, 24714, 24727, 24740, 24753, 24765, 24777, 24790, 24801, 24813, 24825, 24836, 24848,
173                 24859, 24870, 24881, 24892, 24902, 24913, 24923, 24933, 24944, 24954, 24964, 24973, 24983, 24993, 25002, 25012,
174                 25021, 25030, 25039, 25048, 25057, 25066, 25075, 25084, 25092, 25101, 25109, 25117, 25126, 25134, 25142, 25150,
175                 25158, 25166, 25174, 25182, 25189, 25197, 25205, 25212, 25219, 25227, 25234, 25241, 25249, 25256, 25263, 25270],
176         [25277, 25291, 25304, 25318, 25331, 25344, 25357, 25369, 25382, 25394, 25406, 25418, 25430, 25441, 25453, 25464,
177                 25475, 25486, 25497, 25508, 25519, 25529, 25540, 25550, 25560, 25570, 25580, 25590, 25600, 25609, 25619, 25628,
178                 25638, 25647, 25656, 25665, 25674, 25683, 25691, 25700, 25709, 25717, 25726, 25734, 25742, 25750, 25759, 25767,
179                 25775, 25783, 25790, 25798, 25806, 25813, 25821, 25829, 25836, 25843, 25851, 25858, 25865, 25872, 25879, 25886],
180         [25893, 25907, 25921, 25934, 25947, 25960, 25973, 25986, 25998, 26010, 26023, 26034, 26046, 26058, 26069, 26081,
181                 26092, 26103, 26114, 26125, 26135, 26146, 26156, 26166, 26177, 26187, 26197, 26206, 26216, 26226, 26235, 26245,
182                 26254, 26263, 26272, 26281, 26290, 26299, 26308, 26317, 26325, 26334, 26342, 26351, 26359, 26367, 26375, 26383,
183                 26391, 26399, 26407, 26415, 26422, 26430, 26438, 26445, 26453, 26460, 26467, 26474, 26482, 26489, 26496, 26503],
184         [26510, 26524, 26537, 26551, 26564, 26577, 26590, 26602, 26615, 26627, 26639, 26651, 26663, 26674, 26686, 26697,
185                 26708, 26719, 26730, 26741, 26752, 26762, 26773, 26783, 26793, 26803, 26813, 26823, 26833, 26842, 26852, 26861,
186                 26871, 26880, 26889, 26898, 26907, 26916, 26924, 26933, 26942, 26950, 26959, 26967, 26975, 26983, 26992, 27000,
187                 27008, 27016, 27023, 27031, 27039, 27046, 27054, 27062, 27069, 27076, 27084, 27091, 27098, 27105, 27112, 27119],
188         [27126, 27140, 27154, 27167, 27180, 27193, 27206, 27219, 27231, 27243, 27256, 27267, 27279, 27291, 27302, 27314,
189                 27325, 27336, 27347, 27358, 27368, 27379, 27389, 27399, 27410, 27420, 27430, 27439, 27449, 27459, 27468, 27478,
190                 27487, 27496, 27505, 27514, 27523, 27532, 27541, 27550, 27558, 27567, 27575, 27584, 27592, 27600, 27608, 27616,
191                 27624, 27632, 27640, 27648, 27655, 27663, 27671, 27678, 27686, 27693, 27700, 27707, 27715, 27722, 27729, 27736],
192         [27743, 27757, 27770, 27784, 27797, 27810, 27823, 27835, 27848, 27860, 27872, 27884, 27896, 27907, 27919, 27930,
193                 27941, 27952, 27963, 27974, 27985, 27995, 28006, 28016, 28026, 28036, 28046, 28056, 28066, 28075, 28085, 28094,
194                 28104, 28113, 28122, 28131, 28140, 28149, 28157, 28166, 28175, 28183, 28192, 28200, 28208, 28217, 28225, 28233,
195                 28241, 28249, 28256, 28264, 28272, 28280, 28287, 28295, 28302, 28309, 28317, 28324, 28331, 28338, 28345, 28352],
196         [28359, 28373, 28387, 28400, 28413, 28426, 28439, 28452, 28464, 28476, 28489, 28501, 28512, 28524, 28535, 28547,
197                 28558, 28569, 28580, 28591, 28601, 28612, 28622, 28633, 28643, 28653, 28663, 28672, 28682, 28692, 28701, 28711,
198                 28720, 28729, 28738, 28747, 28756, 28765, 28774, 28783, 28791, 28800, 28808, 28817, 28825, 28833, 28841, 28849,
199                 28857, 28865, 28873, 28881, 28888, 28896, 28904, 28911, 28919, 28926, 28933, 28941, 28948, 28955, 28962, 28969],
200         [28976, 28990, 29003, 29017, 29030, 29043, 29056, 29068, 29081, 29093, 29105, 29117, 29129, 29140, 29152, 29163,
201                 29174, 29185, 29196, 29207, 29218, 29228, 29239, 29249, 29259, 29269, 29279, 29289, 29299, 29308, 29318, 29327,
202                 29337, 29346, 29355, 29364, 29373, 29382, 29390, 29399, 29408, 29416, 29425, 29433, 29441, 29450, 29458, 29466,
203                 29474, 29482, 29489, 29497, 29505, 29513, 29520, 29528, 29535, 29542, 29550, 29557, 29564, 29571, 29578, 29585],
204         [29592, 29606, 29620, 29633, 29646, 29659, 29672, 29685, 29697, 29709, 29722, 29734, 29745, 29757, 29768, 29780,
205                 29791, 29802, 29813, 29824, 29834, 29845, 29855, 29866, 29876, 29886, 29896, 29906, 29915, 29925, 29934, 29944,
206                 29953, 29962, 29971, 29980, 29989, 29998, 30007, 30016, 30024, 30033, 30041, 30050, 30058, 30066, 30074, 30082,
207                 30090, 30098, 30106, 30114, 30121, 30129, 30137, 30144, 30152, 30159, 30166, 30174, 30181, 30188, 30195, 30202],
208         [30209, 30223, 30236, 30250, 30263, 30276, 30289, 30301, 30314, 30326, 30338, 30350, 30362, 30373, 30385, 30396,
209                 30407, 30418, 30429, 30440, 30451, 30461, 30472, 30482, 30492, 30502, 30512, 30522, 30532, 30541, 30551, 30560,
210                 30570, 30579, 30588, 30597, 30606, 30615, 30624, 30632, 30641, 30649, 30658, 30666, 30674, 30683, 30691, 30699,
211                 30707, 30715, 30722, 30730, 30738, 30746, 30753, 30761, 30768, 30775, 30783, 30790, 30797, 30804, 30811, 30818],
212         [30825, 30839, 30853, 30866, 30879, 30892, 30905, 30918, 30930, 30943, 30955, 30967, 30978, 30990, 31001, 31013,
213                 31024, 31035, 31046, 31057, 31067, 31078, 31088, 31099, 31109, 31119, 31129, 31139, 31148, 31158, 31167, 31177,
214                 31186, 31195, 31204, 31213, 31222, 31231, 31240, 31249, 31257, 31266, 31274, 31283, 31291, 31299, 31307, 31315,
215                 31323, 31331, 31339, 31347, 31354, 31362, 31370, 31377, 31385, 31392, 31399, 31407, 31414, 31421, 31428, 31435],
216         [31442, 31456, 31469, 31483, 31496, 31509, 31522, 31534, 31547, 31559, 31571, 31583, 31595, 31606, 31618, 31629,
217                 31640, 31652, 31662, 31673, 31684, 31694, 31705, 31715, 31725, 31735, 31745, 31755, 31765, 31774, 31784, 31793,
218                 31803, 31812, 31821, 31830, 31839, 31848, 31857, 31865, 31874, 31882, 31891, 31899, 31907, 31916, 31924, 31932,
219                 31940, 31948, 31955, 31963, 31971, 31979, 31986, 31994, 32001, 32008, 32016, 32023, 32030, 32037, 32044, 32052],
220         [32058, 32072, 32086, 32099, 32112, 32125, 32138, 32151, 32163, 32176, 32188, 32200, 32211, 32223, 32234, 32246,
221                 32257, 32268, 32279, 32290, 32300, 32311, 32321, 32332, 32342, 32352, 32362, 32372, 32381, 32391, 32400, 32410,
222                 32419, 32428, 32437, 32446, 32455, 32464, 32473, 32482, 32490, 32499, 32507, 32516, 32524, 32532, 32540, 32548,
223                 32556, 32564, 32572, 32580, 32587, 32595, 32603, 32610, 32618, 32625, 32632, 32640, 32647, 32654, 32661, 32668],
224         [32675, 32689, 32702, 32716, 32729, 32742, 32755, 32767, 32780, 32792, 32804, 32816, 32828, 32839, 32851, 32862,
225                 32873, 32885, 32895, 32906, 32917, 32927, 32938, 32948, 32958, 32968, 32978, 32988, 32998, 33007, 33017, 33026,
226                 33036, 33045, 33054, 33063, 33072, 33081, 33090, 33098, 33107, 33115, 33124, 33132, 33140, 33149, 33157, 33165,
227                 33173, 33181, 33188, 33196, 33204, 33212, 33219, 33227, 33234, 33241, 33249, 33256, 33263, 33270, 33278, 33285],
228         [33292, 33305, 33319, 33332, 33345, 33358, 33371, 33384, 33396, 33409, 33421, 33433, 33444, 33456, 33467, 33479,
229                 33490, 33501, 33512, 33523, 33533, 33544, 33554, 33565, 33575, 33585, 33595, 33605, 33614, 33624, 33633, 33643,
230                 33652, 33661, 33670, 33680, 33688, 33697, 33706, 33715, 33723, 33732, 33740, 33749, 33757, 33765, 33773, 33781,
231                 33789, 33797, 33805, 33813, 33820, 33828, 33836, 33843, 33851, 33858, 33865, 33873, 33880, 33887, 33894, 33901],
232         [33908, 33922, 33935, 33949, 33962, 33975, 33988, 34000, 34013, 34025, 34037, 34049, 34061, 34072, 34084, 34095,
233                 34106, 34118, 34128, 34139, 34150, 34160, 34171, 34181, 34191, 34201, 34211, 34221, 34231, 34240, 34250, 34259,
234                 34269, 34278, 34287, 34296, 34305, 34314, 34323, 34331, 34340, 34348, 34357, 34365, 34373, 34382, 34390, 34398,
235                 34406, 34414, 34422, 34429, 34437, 34445, 34452, 34460, 34467, 34475, 34482, 34489, 34496, 34503, 34511, 34518],
236         [34525, 34538, 34552, 34565, 34578, 34591, 34604, 34617, 34629, 34642, 34654, 34666, 34677, 34689, 34700, 34712,
237                 34723, 34734, 34745, 34756, 34766, 34777, 34787, 34798, 34808, 34818, 34828, 34838, 34847, 34857, 34866, 34876,
238                 34885, 34894, 34904, 34913, 34921, 34930, 34939, 34948, 34956, 34965, 34973, 34982, 34990, 34998, 35006, 35014,
239                 35022, 35030, 35038, 35046, 35053, 35061, 35069, 35076, 35084, 35091, 35098, 35106, 35113, 35120, 35127, 35134],
240         [35141, 35155, 35168, 35182, 35195, 35208, 35221, 35233, 35246, 35258, 35270, 35282, 35294, 35306, 35317, 35328,
241                 35340, 35351, 35361, 35372, 35383, 35393, 35404, 35414, 35424, 35434, 35444, 35454, 35464, 35473, 35483, 35492,
242                 35502, 35511, 35520, 35529, 35538, 35547, 35556, 35564, 35573, 35581, 35590, 35598, 35606, 35615, 35623, 35631,
243                 35639, 35647, 35655, 35662, 35670, 35678, 35685, 35693, 35700, 35708, 35715, 35722, 35729, 35736, 35744, 35751],
244         [35758, 35771, 35785, 35798, 35811, 35824, 35837, 35850, 35862, 35875, 35887, 35899, 35910, 35922, 35934, 35945,
245                 35956, 35967, 35978, 35989, 35999, 36010, 36020, 36031, 36041, 36051, 36061, 36071, 36080, 36090, 36099, 36109,
246                 36118, 36127, 36137, 36146, 36154, 36163, 36172, 36181, 36189, 36198, 36206, 36215, 36223, 36231, 36239, 36247,
247                 36255, 36263, 36271, 36279, 36287, 36294, 36302, 36309, 36317, 36324, 36331, 36339, 36346, 36353, 36360, 36367],
248         [36374, 36388, 36401, 36415, 36428, 36441, 36454, 36466, 36479, 36491, 36503, 36515, 36527, 36539, 36550, 36561,
249                 36573, 36584, 36594, 36605, 36616, 36626, 36637, 36647, 36657, 36667, 36677, 36687, 36697, 36706, 36716, 36725,
250                 36735, 36744, 36753, 36762, 36771, 36780, 36789, 36797, 36806, 36814, 36823, 36831, 36839, 36848, 36856, 36864,
251                 36872, 36880, 36888, 36895, 36903, 36911, 36918, 36926, 36933, 36941, 36948, 36955, 36962, 36969, 36977, 36984],
252         [36991, 37004, 37018, 37031, 37044, 37057, 37070, 37083, 37095, 37108, 37120, 37132, 37143, 37155, 37167, 37178,
253                 37189, 37200, 37211, 37222, 37232, 37243, 37253, 37264, 37274, 37284, 37294, 37304, 37313, 37323, 37332, 37342,
254                 37351, 37360, 37370, 37379, 37388, 37396, 37405, 37414, 37422, 37431, 37439, 37448, 37456, 37464, 37472, 37480,
255                 37488, 37496, 37504, 37512, 37520, 37527, 37535, 37542, 37550, 37557, 37564, 37572, 37579, 37586, 37593, 37600],
256         [37607, 37621, 37634, 37648, 37661, 37674, 37687, 37699, 37712, 37724, 37736, 37748, 37760, 37772, 37783, 37794,
257                 37806, 37817, 37828, 37838, 37849, 37859, 37870, 37880, 37890, 37900, 37910, 37920, 37930, 37939, 37949, 37958,
258                 37968, 37977, 37986, 37995, 38004, 38013, 38022, 38030, 38039, 38047, 38056, 38064, 38072, 38081, 38089, 38097,
259                 38105, 38113, 38121, 38128, 38136, 38144, 38151, 38159, 38166, 38174, 38181, 38188, 38195, 38202, 38210, 38217],
260         [38224, 38237, 38251, 38264, 38278, 38290, 38303, 38316, 38328, 38341, 38353, 38365, 38376, 38388, 38400, 38411,
261                 38422, 38433, 38444, 38455, 38465, 38476, 38486, 38497, 38507, 38517, 38527, 38537, 38546, 38556, 38565, 38575,
262                 38584, 38593, 38603, 38612, 38621, 38629, 38638, 38647, 38655, 38664, 38672, 38681, 38689, 38697, 38705, 38713,
263                 38721, 38729, 38737, 38745, 38753, 38760, 38768, 38775, 38783, 38790, 38797, 38805, 38812, 38819, 38826, 38833],
264         [38840, 38854, 38867, 38881, 38894, 38907, 38920, 38932, 38945, 38957, 38969, 38981, 38993, 39005, 39016, 39027,
265                 39039, 39050, 39061, 39071, 39082, 39092, 39103, 39113, 39123, 39133, 39143, 39153, 39163, 39172, 39182, 39191,
266                 39201, 39210, 39219, 39228, 39237, 39246, 39255, 39263, 39272, 39280, 39289, 39297, 39305, 39314, 39322, 39330,
267                 39338, 39346, 39354, 39361, 39369, 39377, 39384, 39392, 39399, 39407, 39414, 39421, 39428, 39436, 39443, 39450],
268 ];
269
270 /// Approximate `log10(numerator / denominator) * 2048` using a look-up table.
271 #[inline]
272 pub fn negative_log10_times_2048(numerator: u64, denominator: u64) -> u64 {
273         // Multiply the -1 through to avoid needing to use signed numbers.
274         (log10_times_2048(denominator) - log10_times_2048(numerator)) as u64
275 }
276
277 #[inline]
278 fn log10_times_2048(x: u64) -> u16 {
279         debug_assert_ne!(x, 0);
280         let most_significant_bit = HIGHEST_BIT - x.leading_zeros();
281         let lower_bits = (x >> most_significant_bit.saturating_sub(LOWER_BITS)) & LOWER_BITMASK;
282         LOG10_TIMES_2048[most_significant_bit as usize][lower_bits as usize]
283 }
284
285 #[cfg(test)]
286 mod tests {
287         use super::*;
288
289         #[test]
290         fn prints_negative_log10_times_2048_lookup_table() {
291                 for msb in 0..BITS {
292                         for i in 0..LOWER_BITS_BOUND {
293                                 let x = ((LOWER_BITS_BOUND + i) << (HIGHEST_BIT - LOWER_BITS)) >> (HIGHEST_BIT - msb);
294                                 let log10_times_2048 = ((x as f64).log10() * 2048.0).round() as u16;
295                                 assert_eq!(log10_times_2048, LOG10_TIMES_2048[msb as usize][i as usize]);
296
297                                 if i % LOWER_BITS_BOUND == 0 {
298                                         print!("\t\t[{}, ", log10_times_2048);
299                                 } else if i % LOWER_BITS_BOUND == LOWER_BITS_BOUND - 1 {
300                                         println!("{}],", log10_times_2048);
301                                 } else if i % (LOWER_BITS_BOUND/4) == LOWER_BITS_BOUND/4 - 1 {
302                                         print!("{},\n\t\t\t", log10_times_2048);
303                                 } else {
304                                         print!("{}, ", log10_times_2048);
305                                 }
306                         }
307                 }
308         }
309 }
310