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 #include "types.h"
  26
  27 // Select type of intrinsic bit count instruction to use, see
  28 // README.txt on how to pgo compile with POPCNT support.
  29
  30 #if defined(__INTEL_COMPILER) && defined(USE_POPCNT) // Intel compiler
  31
  32 #include <nmmintrin.h>
  33
  34 inline bool cpu_has_popcnt() {
  35
  36   int CPUInfo[4] = {-1};
  37   __cpuid(CPUInfo, 0x00000001);
  38   return (CPUInfo[2] >> 23) & 1;
  39 }
  40
  41 #define POPCNT_INTRINSIC(x) _mm_popcnt_u64(x)
  42
  43 #elif defined(_MSC_VER) && defined(USE_POPCNT) // Microsoft compiler
  44
  45 #include <intrin.h>
  46
  47 inline bool cpu_has_popcnt() {
  48
  49   int CPUInfo[4] = {-1};
  50   __cpuid(CPUInfo, 0x00000001);
  51   return (CPUInfo[2] >> 23) & 1;
  52 }
  53
  54 #define POPCNT_INTRINSIC(x) __popcnt64(x)
  55
  56 #elif defined(__GNUC__) && defined(USE_POPCNT) // Gcc compiler
  57
  58 inline void __cpuid(unsigned int op,
  59                     unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
  60                     unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
  61 {
  62   *eax = op;
  63   *ecx = 0;
  64   __asm__("cpuid" : "=a" (*eax), "=b" (*ebx), "=c" (*ecx), "=d" (*edx)
  65                   : "0" (*eax), "2" (*ecx));
  66 }
  67
  68 inline bool cpu_has_popcnt() {
  69
  70   unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
  71   __cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
  72   return (ecx >> 23) & 1;
  73 }
  74
  75 #define POPCNT_INTRINSIC(x) ({ \
  76    unsigned long __ret; \
  77    __asm__("popcnt %1, %0" : "=r" (__ret) : "r" (x)); \
  78    __ret; })
  79
  80 #else // Safe fallback for unsupported compilers or when USE_POPCNT is disabled
  81
  82 inline bool cpu_has_popcnt() { return false; }
  83
  84 #define POPCNT_INTRINSIC(x) 0
  85
  86 #endif // cpu_has_popcnt() and POPCNT_INTRINSIC() definitions
  87
  88
  89 /// Software implementation of bit count functions
  90
  91 #if defined(IS_64BIT)
  92
  93 inline int count_1s(Bitboard b) {
  94   b -= ((b>>1) & 0x5555555555555555ULL);
  95   b = ((b>>2) & 0x3333333333333333ULL) + (b & 0x3333333333333333ULL);
  96   b = ((b>>4) + b) & 0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL;
  97   b *= 0x0101010101010101ULL;
  98   return int(b >> 56);
  99 }
 100
 101 inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
 102   b -= (b>>1) & 0x5555555555555555ULL;
 103   b = ((b>>2) & 0x3333333333333333ULL) + (b & 0x3333333333333333ULL);
 104   b *= 0x1111111111111111ULL;
 105   return int(b >> 60);
 106 }
 107
 108 #else // if !defined(IS_64BIT)
 109
 110 inline int count_1s(Bitboard b) {
 111   unsigned w = unsigned(b >> 32), v = unsigned(b);
 112   v -= (v >> 1) & 0x55555555; // 0-2 in 2 bits
 113   w -= (w >> 1) & 0x55555555;
 114   v = ((v >> 2) & 0x33333333) + (v & 0x33333333); // 0-4 in 4 bits
 115   w = ((w >> 2) & 0x33333333) + (w & 0x33333333);
 116   v = ((v >> 4) + v) & 0x0F0F0F0F; // 0-8 in 8 bits
 117   v += (((w >> 4) + w) & 0x0F0F0F0F);  // 0-16 in 8 bits
 118   v *= 0x01010101; // mul is fast on amd procs
 119   return int(v >> 24);
 120 }
 121
 122 inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
 123   unsigned w = unsigned(b >> 32), v = unsigned(b);
 124   v -= (v >> 1) & 0x55555555; // 0-2 in 2 bits
 125   w -= (w >> 1) & 0x55555555;
 126   v = ((v >> 2) & 0x33333333) + (v & 0x33333333); // 0-4 in 4 bits
 127   w = ((w >> 2) & 0x33333333) + (w & 0x33333333);
 128   v += w; // 0-8 in 4 bits
 129   v *= 0x11111111;
 130   return int(v >> 28);
 131 }
 132
 133 #endif // BITCOUNT
 134
 135
 136 /// count_1s() counts the number of nonzero bits in a bitboard.
 137 /// If template parameter is true an intrinsic is called, otherwise
 138 /// we fallback on a software implementation.
 139
 140 template<bool UseIntrinsic>
 141 inline int count_1s(Bitboard b) {
 142
 143   return UseIntrinsic ? POPCNT_INTRINSIC(b) : count_1s(b);
 144 }
 145
 146 template<bool UseIntrinsic>
 147 inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
 148
 149   return UseIntrinsic ? POPCNT_INTRINSIC(b) : count_1s_max_15(b);
 150 }
 151
 152
 153 // Global constant initialized at startup that is set to true if
 154 // CPU on which application runs supports POPCNT intrinsic. Unless
 155 // USE_POPCNT is not defined.
 156 const bool CpuHasPOPCNT = cpu_has_popcnt();
 157
 158
 159 // Global constant used to print info about the use of 64 optimized
 160 // functions to verify that a 64 bit compile has been correctly built.
 161 #if defined(IS_64BIT)
 162 const bool CpuHas64BitPath = true;
 163 #else
 164 const bool CpuHas64BitPath = false;
 165 #endif
 166
 167 #endif // !defined(BITCOUNT_H_INCLUDED)