]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/nnue/nnue_common.h
Remove handcrafted MMX code
[stockfish] / src / nnue / nnue_common.h
index cb1251c58aa37923a23e87fb4e6dbaa668d24b8d..779f4e755557aceb8f30fbab29203afad8778a2d 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
-  Copyright (C) 2004-2020 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
+  Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 #ifndef NNUE_COMMON_H_INCLUDED
 #define NNUE_COMMON_H_INCLUDED
 
+#include <algorithm>
+#include <cassert>
+#include <cstdint>
+#include <cstring>
+#include <iostream>
+#include <type_traits>
+
+#include "../misc.h"
+
 #if defined(USE_AVX2)
 #include <immintrin.h>
 
 #elif defined(USE_SSE2)
 #include <emmintrin.h>
 
-#elif defined(USE_MMX)
-#include <mmintrin.h>
-
 #elif defined(USE_NEON)
 #include <arm_neon.h>
 #endif
 
-// HACK: Use _mm256_loadu_si256() instead of _mm256_load_si256. Otherwise a binary
-//       compiled with older g++ crashes because the output memory is not aligned
-//       even though alignas is specified.
-#if defined(USE_AVX2)
-#if defined(__GNUC__ ) && (__GNUC__ < 9)
-#define _mm256_loadA_si256  _mm256_loadu_si256
-#define _mm256_storeA_si256 _mm256_storeu_si256
-#else
-#define _mm256_loadA_si256  _mm256_load_si256
-#define _mm256_storeA_si256 _mm256_store_si256
-#endif
-#endif
-
-#if defined(USE_AVX512)
-#if defined(__GNUC__ ) && (__GNUC__ < 9)
-#define _mm512_loadA_si512   _mm512_loadu_si512
-#define _mm512_storeA_si512  _mm512_storeu_si512
-#else
-#define _mm512_loadA_si512   _mm512_load_si512
-#define _mm512_storeA_si512  _mm512_store_si512
-#endif
-#endif
-
-namespace Eval::NNUE {
+namespace Stockfish::Eval::NNUE {
 
   // Version of the evaluation file
-  constexpr std::uint32_t kVersion = 0x7AF32F16u;
+  constexpr std::uint32_t Version = 0x7AF32F20u;
 
   // Constant used in evaluation value calculation
-  constexpr int FV_SCALE = 16;
-  constexpr int kWeightScaleBits = 6;
+  constexpr int OutputScale = 16;
+  constexpr int WeightScaleBits = 6;
 
   // Size of cache line (in bytes)
-  constexpr std::size_t kCacheLineSize = 64;
+  constexpr std::size_t CacheLineSize = 64;
+
+  constexpr const char Leb128MagicString[] = "COMPRESSED_LEB128";
+  constexpr const std::size_t Leb128MagicStringSize = sizeof(Leb128MagicString) - 1;
 
   // SIMD width (in bytes)
   #if defined(USE_AVX2)
-  constexpr std::size_t kSimdWidth = 32;
+  constexpr std::size_t SimdWidth = 32;
 
   #elif defined(USE_SSE2)
-  constexpr std::size_t kSimdWidth = 16;
-
-  #elif defined(USE_MMX)
-  constexpr std::size_t kSimdWidth = 8;
+  constexpr std::size_t SimdWidth = 16;
 
   #elif defined(USE_NEON)
-  constexpr std::size_t kSimdWidth = 16;
+  constexpr std::size_t SimdWidth = 16;
   #endif
 
-  constexpr std::size_t kMaxSimdWidth = 32;
+  constexpr std::size_t MaxSimdWidth = 32;
 
   // Type of input feature after conversion
   using TransformedFeatureType = std::uint8_t;
@@ -97,10 +80,206 @@ namespace Eval::NNUE {
 
   // Round n up to be a multiple of base
   template <typename IntType>
-  constexpr IntType CeilToMultiple(IntType n, IntType base) {
-    return (n + base - 1) / base * base;
+  constexpr IntType ceil_to_multiple(IntType n, IntType base) {
+      return (n + base - 1) / base * base;
+  }
+
+
+  // read_little_endian() is our utility to read an integer (signed or unsigned, any size)
+  // from a stream in little-endian order. We swap the byte order after the read if
+  // necessary to return a result with the byte ordering of the compiling machine.
+  template <typename IntType>
+  inline IntType read_little_endian(std::istream& stream) {
+      IntType result;
+
+      if (IsLittleEndian)
+          stream.read(reinterpret_cast<char*>(&result), sizeof(IntType));
+      else
+      {
+          std::uint8_t u[sizeof(IntType)];
+          std::make_unsigned_t<IntType> v = 0;
+
+          stream.read(reinterpret_cast<char*>(u), sizeof(IntType));
+          for (std::size_t i = 0; i < sizeof(IntType); ++i)
+              v = (v << 8) | u[sizeof(IntType) - i - 1];
+
+          std::memcpy(&result, &v, sizeof(IntType));
+      }
+
+      return result;
+  }
+
+
+  // write_little_endian() is our utility to write an integer (signed or unsigned, any size)
+  // to a stream in little-endian order. We swap the byte order before the write if
+  // necessary to always write in little endian order, independently of the byte
+  // ordering of the compiling machine.
+  template <typename IntType>
+  inline void write_little_endian(std::ostream& stream, IntType value) {
+
+      if (IsLittleEndian)
+          stream.write(reinterpret_cast<const char*>(&value), sizeof(IntType));
+      else
+      {
+          std::uint8_t u[sizeof(IntType)];
+          std::make_unsigned_t<IntType> v = value;
+
+          std::size_t i = 0;
+          // if constexpr to silence the warning about shift by 8
+          if constexpr (sizeof(IntType) > 1)
+          {
+            for (; i + 1 < sizeof(IntType); ++i)
+            {
+                u[i] = (std::uint8_t)v;
+                v >>= 8;
+            }
+          }
+          u[i] = (std::uint8_t)v;
+
+          stream.write(reinterpret_cast<char*>(u), sizeof(IntType));
+      }
+  }
+
+
+  // read_little_endian(s, out, N) : read integers in bulk from a little indian stream.
+  // This reads N integers from stream s and put them in array out.
+  template <typename IntType>
+  inline void read_little_endian(std::istream& stream, IntType* out, std::size_t count) {
+      if (IsLittleEndian)
+          stream.read(reinterpret_cast<char*>(out), sizeof(IntType) * count);
+      else
+          for (std::size_t i = 0; i < count; ++i)
+              out[i] = read_little_endian<IntType>(stream);
+  }
+
+
+  // write_little_endian(s, values, N) : write integers in bulk to a little indian stream.
+  // This takes N integers from array values and writes them on stream s.
+  template <typename IntType>
+  inline void write_little_endian(std::ostream& stream, const IntType* values, std::size_t count) {
+      if (IsLittleEndian)
+          stream.write(reinterpret_cast<const char*>(values), sizeof(IntType) * count);
+      else
+          for (std::size_t i = 0; i < count; ++i)
+              write_little_endian<IntType>(stream, values[i]);
+  }
+
+
+  // read_leb_128(s, out, N) : read N signed integers from the stream s, putting them in
+  // the array out. The stream is assumed to be compressed using the signed LEB128 format.
+  // See https://en.wikipedia.org/wiki/LEB128 for a description of the compression scheme.
+  template <typename IntType>
+  inline void read_leb_128(std::istream& stream, IntType* out, std::size_t count) {
+
+      // Check the presence of our LEB128 magic string
+      char leb128MagicString[Leb128MagicStringSize];
+      stream.read(leb128MagicString, Leb128MagicStringSize);
+      assert(strncmp(Leb128MagicString, leb128MagicString, Leb128MagicStringSize) == 0);
+
+      static_assert(std::is_signed_v<IntType>, "Not implemented for unsigned types");
+
+      const std::uint32_t BUF_SIZE = 4096;
+      std::uint8_t buf[BUF_SIZE];
+
+      auto bytes_left = read_little_endian<std::uint32_t>(stream);
+
+      std::uint32_t buf_pos = BUF_SIZE;
+      for (std::size_t i = 0; i < count; ++i)
+      {
+          IntType result = 0;
+          size_t shift = 0;
+          do
+          {
+              if (buf_pos == BUF_SIZE)
+              {
+                  stream.read(reinterpret_cast<char*>(buf), std::min(bytes_left, BUF_SIZE));
+                  buf_pos = 0;
+              }
+
+              std::uint8_t byte = buf[buf_pos++];
+              --bytes_left;
+              result |= (byte & 0x7f) << shift;
+              shift += 7;
+
+              if ((byte & 0x80) == 0)
+              {
+                  out[i] = (sizeof(IntType) * 8 <= shift || (byte & 0x40) == 0) ? result
+                                                                                : result | ~((1 << shift) - 1);
+                  break;
+              }
+          }
+          while (shift < sizeof(IntType) * 8);
+      }
+
+      assert(bytes_left == 0);
+  }
+
+
+  // write_leb_128(s, values, N) : write signed integers to a stream with LEB128 compression.
+  // This takes N integers from array values, compress them with the LEB128 algorithm and
+  // writes the result on the stream s.
+  // See https://en.wikipedia.org/wiki/LEB128 for a description of the compression scheme.
+  template <typename IntType>
+  inline void write_leb_128(std::ostream& stream, const IntType* values, std::size_t count) {
+
+      // Write our LEB128 magic string
+      stream.write(Leb128MagicString, Leb128MagicStringSize);
+
+      static_assert(std::is_signed_v<IntType>, "Not implemented for unsigned types");
+
+      std::uint32_t byte_count = 0;
+      for (std::size_t i = 0; i < count; ++i)
+      {
+          IntType value = values[i];
+          std::uint8_t byte;
+          do
+          {
+              byte = value & 0x7f;
+              value >>= 7;
+              ++byte_count;
+          }
+          while ((byte & 0x40) == 0 ? value != 0 : value != -1);
+      }
+
+      write_little_endian(stream, byte_count);
+
+      const std::uint32_t BUF_SIZE = 4096;
+      std::uint8_t buf[BUF_SIZE];
+      std::uint32_t buf_pos = 0;
+
+      auto flush = [&]() {
+          if (buf_pos > 0)
+          {
+              stream.write(reinterpret_cast<char*>(buf), buf_pos);
+              buf_pos = 0;
+          }
+      };
+
+      auto write = [&](std::uint8_t byte) {
+          buf[buf_pos++] = byte;
+          if (buf_pos == BUF_SIZE)
+              flush();
+      };
+
+      for (std::size_t i = 0; i < count; ++i)
+      {
+          IntType value = values[i];
+          while (true)
+          {
+              std::uint8_t byte = value & 0x7f;
+              value >>= 7;
+              if ((byte & 0x40) == 0 ? value == 0 : value == -1)
+              {
+                  write(byte);
+                  break;
+              }
+              write(byte | 0x80);
+          }
+      }
+
+      flush();
   }
 
-}  // namespace Eval::NNUE
+}  // namespace Stockfish::Eval::NNUE
 
 #endif // #ifndef NNUE_COMMON_H_INCLUDED