git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/bitcount.h

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11
  12   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15   GNU General Public License for more details.
  16
  17   You should have received a copy of the GNU General Public License
  18   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19 */
  20
  21
  22 #if !defined(BITCOUNT_H_INCLUDED)
  23 #define BITCOUNT_H_INCLUDED
  24
  25 // To disable POPCNT support uncomment NO_POPCNT define. You should do it only
  26 // in PGO compiling to exercise the default fallback path. Don't forget to
  27 // re-comment the line for the final optimized compile though ;-)
  28
  29 //#define NO_POPCNT
  30
  31
  32 #include "types.h"
  33
  34 // Select type of intrinsic bit count instruction to use
  35
  36 #if defined(_MSC_VER) && defined(IS_64BIT) && !defined(NO_POPCNT) // Microsoft compiler
  37
  38 #include <intrin.h>
  39
  40 inline bool cpu_has_popcnt() {
  41
  42   int CPUInfo[4] = {-1};
  43   __cpuid(CPUInfo, 0x00000001);
  44   return (CPUInfo[2] >> 23) & 1;
  45 }
  46
  47 // Define a dummy template to workaround a compile error if __popcnt64() is not defined.
  48 //
  49 // If __popcnt64() is defined in <intrin.h> it will be choosen first due to
  50 // C++ overload rules that always prefer a function to a template with the same name.
  51 // If not, we avoid a compile error and because cpu_has_popcnt() should return false,
  52 // our templetized __popcnt64() is never called anyway.
  53 template<typename T> unsigned __popcnt64(T) { return 0; } // Is never called
  54
  55 #define POPCNT_INTRINSIC(x) __popcnt64(x)
  56
  57 #elif defined(__INTEL_COMPILER) && defined(IS_64BIT) && !defined(NO_POPCNT) // Intel compiler
  58
  59 #include <nmmintrin.h>
  60
  61 inline bool cpu_has_popcnt() {
  62
  63   int CPUInfo[4] = {-1};
  64   __cpuid(CPUInfo, 0x00000001);
  65   return (CPUInfo[2] >> 23) & 1;
  66 }
  67
  68 // See comment of __popcnt64<>() few lines above for an explanation.
  69 template<typename T> unsigned _mm_popcnt_u64(T) { return 0; } // Is never called
  70
  71 #define POPCNT_INTRINSIC(x) _mm_popcnt_u64(x)
  72
  73 #else // Safe fallback for unsupported compilers or when NO_POPCNT is defined
  74
  75 inline bool cpu_has_popcnt() { return false; }
  76
  77 #define POPCNT_INTRINSIC(x) 0
  78
  79 #endif // cpu_has_popcnt() and POPCNT_INTRINSIC() definitions
  80
  81
  82 /// Software implementation of bit count functions
  83
  84 #if defined(IS_64BIT)
  85
  86 inline int count_1s(Bitboard b) {
  87   b -= ((b>>1) & 0x5555555555555555ULL);
  88   b = ((b>>2) & 0x3333333333333333ULL) + (b & 0x3333333333333333ULL);
  89   b = ((b>>4) + b) & 0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL;
  90   b *= 0x0101010101010101ULL;
  91   return int(b >> 56);
  92 }
  93
  94 inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
  95   b -= (b>>1) & 0x5555555555555555ULL;
  96   b = ((b>>2) & 0x3333333333333333ULL) + (b & 0x3333333333333333ULL);
  97   b *= 0x1111111111111111ULL;
  98   return int(b >> 60);
  99 }
 100
 101 #else // if !defined(IS_64BIT)
 102
 103 inline int count_1s(Bitboard b) {
 104   unsigned w = unsigned(b >> 32), v = unsigned(b);
 105   v -= (v >> 1) & 0x55555555; // 0-2 in 2 bits
 106   w -= (w >> 1) & 0x55555555;
 107   v = ((v >> 2) & 0x33333333) + (v & 0x33333333); // 0-4 in 4 bits
 108   w = ((w >> 2) & 0x33333333) + (w & 0x33333333);
 109   v = ((v >> 4) + v) & 0x0F0F0F0F; // 0-8 in 8 bits
 110   v += (((w >> 4) + w) & 0x0F0F0F0F);  // 0-16 in 8 bits
 111   v *= 0x01010101; // mul is fast on amd procs
 112   return int(v >> 24);
 113 }
 114
 115 inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
 116   unsigned w = unsigned(b >> 32), v = unsigned(b);
 117   v -= (v >> 1) & 0x55555555; // 0-2 in 2 bits
 118   w -= (w >> 1) & 0x55555555;
 119   v = ((v >> 2) & 0x33333333) + (v & 0x33333333); // 0-4 in 4 bits
 120   w = ((w >> 2) & 0x33333333) + (w & 0x33333333);
 121   v += w; // 0-8 in 4 bits
 122   v *= 0x11111111;
 123   return int(v >> 28);
 124 }
 125
 126 #endif // BITCOUNT
 127
 128
 129 /// count_1s() counts the number of nonzero bits in a bitboard.
 130 /// If template parameter is true an intrinsic is called, otherwise
 131 /// we fallback on a software implementation.
 132
 133 template<bool UseIntrinsic>
 134 inline int count_1s(Bitboard b) {
 135
 136   return UseIntrinsic ? POPCNT_INTRINSIC(b) : count_1s(b);
 137 }
 138
 139 template<bool UseIntrinsic>
 140 inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
 141
 142   return UseIntrinsic ? POPCNT_INTRINSIC(b) : count_1s_max_15(b);
 143 }
 144
 145
 146 // Global constant initialized at startup that is set to true if
 147 // CPU on which application runs supports POPCNT intrinsic. Unless
 148 // NO_POPCNT is defined.
 149 #if defined(NO_POPCNT)
 150 const bool CpuHasPOPCNT = false;
 151 #else
 152 const bool CpuHasPOPCNT = cpu_has_popcnt();
 153 #endif
 154
 155
 156 // Global constant used to print info about the use of 64 optimized
 157 // functions to verify that a 64 bit compile has been correctly built.
 158 #if defined(IS_64BIT)
 159 const bool CpuHas64BitPath = true;
 160 #else
 161 const bool CpuHas64BitPath = false;
 162 #endif
 163
 164 #endif // !defined(BITCOUNT_H_INCLUDED)