GCC内建函数C语言实现__builtin_popcountll，__builtin_ctzll，__buitlin_clzll
C语言编程有时需要用到__builtin_popcountll，__builtin_ctzll，__buitlin_clzll等GCC内建函数，这里给出了简单的实现代码，算法实现肯定不是最优的但可以使用，大端模式CPU没有验证！！
/**
哈希表
记录0~255每个数的二进制表示1的个数
如：1,0b0001 有1个1
2,0b0010 有1个1
3,0b0011 有2个1
*/
int poptable[256] = {
0, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4,
1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5,
1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5,
2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5,
2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5,
2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 5, 6, 6, 7, 6, 7, 7, 8
};
// big - endian和little - endian
enum {
E_CPU_BIG_ENDIAN = 0, // 大端模式
E_CPU_LITTLE_ENDIAN = 1 // 小端模式
};
/*
判断CPU大小端模式
小端模式中：低位字节放在低地址，高位字节放在高地址；little-endian
大端模式中，低位字节放在高地址，高位字节放在低地址；big-endian
*/
char cpu_endian(void)
{
union {
int a;
char b;
}c;
c.a = 1;
if (c.b == 1) {
/* CPU 是 小端模式 */
return E_CPU_LITTLE_ENDIAN;
}
else {
/* CPU 是 大端模式 */
return E_CPU_BIG_ENDIAN;
}
return 0;
}
/*
计算x以二进制表示法包含1的个数
*/
int __builtin_popcountll(unsigned long long x)
{
int count = 0;
int i = 0;
for (i = 0; i < 8; i++) {
count += poptable[(x >> (8 * i)) & 0xff];
}
return count;
}
/**
计算 x 二进制表示形式中末尾0的个数。
*/
int __builtin_ctzll(unsigned long long x)
{
// 0x1122334455667788
// 2,6,10,14 后面有1个零
// 4,12 后面有2个零
// 8 后面有3个零
/*
0000 0 0
0001 1 1
0010 2 2
0011 3 3
0100 4 4
0101 5 5
0110 6 6
0111 7 7
1000 8 8
1001 9 9
1010 10 A
1011 11 B
1100 12 C
1101 13 D
1110 14 E
1111 15 F
*/
int count = 0;
if (cpu_endian() == E_CPU_BIG_ENDIAN)
{
// 大端模式 数据转成小端模式，即数据高低字节对调
// 0x1122334455667788
// 0x8877665544332211
x = (((x >> 56) & 0xFF) | (((x >> 48) & 0xFF) << 8) | (((x >> 40) & 0xFF) << 16) | (((x >> 32) & 0xFF) << 24) | (((x >> 24) & 0xFF) << 32) | (((x >> 16) & 0xFF) << 40) | (((x >> 8) & 0xFF) << 48) | ((x & 0xFF) << 56));
}
else
{
// 小端模式
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 8; i++) {
unsigned char j = (x>>(i*8) & 0xFF);
if (0 == j) {
count += 8;
}
else
{
unsigned char n=0;
unsigned char L = (j & 0x0F);
unsigned char H = ((j>>4) & 0x0F);
n = L;
if (0 == L) {
count += 4;
n = H;
}
// 2,6,10,14 后面有1个零
if ((2 == n) || (6 == n) || (10 == n) || (14 == n)) {
count += 1;
}
// 4,12 后面有2个零
else if ((4==n)||(12==n))
{
count += 2;
}
// 8 后面有3个零
else if (8==n)
{
count += 3;
}
break;
}
}
return count;
}
/* 返回括号内数的二进制表示形式中前导0的个数。 */
int __buitlin_clzll(unsigned long long x)
{
// 0x1122334455667788
// 4,5,6,7 前面有1个零
// 2,3 前面有2个零
// 1 前面有3个零
/*
0000 0 0
0001 1 1
0010 2 2
0011 3 3
0100 4 4
0101 5 5
0110 6 6
0111 7 7
1000 8 8
1001 9 9
1010 10 A
1011 11 B
1100 12 C
1101 13 D
1110 14 E
1111 15 F
*/
// 0x000000000120
int count = 0;
if (cpu_endian() == E_CPU_BIG_ENDIAN)
{
// 大端模式 数据转成小端模式，即数据高低字节对调
// 0x1122334455667788
// 0x8877665544332211
x = (((x >> 56) & 0xFF) | (((x >> 48) & 0xFF) << 8) | (((x >> 40) & 0xFF) << 16) | (((x >> 32) & 0xFF) << 24) | (((x >> 24) & 0xFF) << 32) | (((x >> 16) & 0xFF) << 40) | (((x >> 8) & 0xFF) << 48) | ((x & 0xFF) << 56));
}
else
{
// 小端模式
}
int i = 0;
for (i = 7; i >= 0; i--) {
unsigned char j = ((x >> (i * 8)) & 0xFF);
if (0 == j) {
count += 8;
}
else
{
unsigned char n = 0;
unsigned char L = (j & 0xF);
unsigned char H = (j >> 4) & 0xF;
if (0 == H) {
count += 4;
n = L;
}
// 4,5,6,7 前面有1个零
// 2,3 前面有2个零
// 1 前面有3个零
if (1 == n) {
count += 3;
}
else if ((2 == n) || (3 == n)) {
count += 2;
}
else if ((4 == n) || (5 == n) || (6 == n) || (7 == n)) {
count += 1;
}
break;
}
}
return count;
}