]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/thread.cpp
Use probe() as name for looking up into an hash table
[stockfish] / src / thread.cpp
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) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
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   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20 #include <iostream>
21
22 #include "thread.h"
23 #include "ucioption.h"
24
25 ThreadsManager Threads; // Global object definition
26
27 namespace {
28
29  // init_thread() is the function which is called when a new thread is
30  // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
31  // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
32  // threads and one for Windows threads.
33
34 #if !defined(_MSC_VER)
35
36   void* init_thread(void* threadID) {
37
38     Threads.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
39     return NULL;
40   }
41
42 #else
43
44   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
45
46     Threads.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
47     return 0;
48   }
49
50 #endif
51
52 }
53
54
55 // wake_up() wakes up the thread, normally at the beginning of the search or,
56 // if "sleeping threads" is used, when there is some work to do.
57
58 void Thread::wake_up() {
59
60   lock_grab(&sleepLock);
61   cond_signal(&sleepCond);
62   lock_release(&sleepLock);
63 }
64
65
66 // cutoff_occurred() checks whether a beta cutoff has occurred in
67 // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
68 // the current split point.
69
70 bool Thread::cutoff_occurred() const {
71
72   for (SplitPoint* sp = splitPoint; sp; sp = sp->parent)
73       if (sp->is_betaCutoff)
74           return true;
75   return false;
76 }
77
78
79 // is_available_to() checks whether the thread is available to help the thread with
80 // threadID "master" at a split point. An obvious requirement is that thread must be
81 // idle. With more than two threads, this is not by itself sufficient: If the thread
82 // is the master of some active split point, it is only available as a slave to the
83 // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s split
84 // point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
85
86 bool Thread::is_available_to(int master) const {
87
88   if (state != AVAILABLE)
89       return false;
90
91   // Make a local copy to be sure doesn't become zero under our feet while
92   // testing next condition and so leading to an out of bound access.
93   int localActiveSplitPoints = activeSplitPoints;
94
95   // No active split points means that the thread is available as a slave for any
96   // other thread otherwise apply the "helpful master" concept if possible.
97   if (   !localActiveSplitPoints
98       || splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].is_slave[master])
99       return true;
100
101   return false;
102 }
103
104
105 // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
106 // parameters according to the UCI options values. It is called before
107 // to start a new search.
108
109 void ThreadsManager::read_uci_options() {
110
111   maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
112   minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
113   useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
114   activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
115 }
116
117
118 // init_threads() is called during startup. Initializes locks and condition
119 // variables and launches all threads sending them immediately to sleep.
120
121 void ThreadsManager::init() {
122
123   int arg[MAX_THREADS];
124
125   // This flag is needed to properly end the threads when program exits
126   allThreadsShouldExit = false;
127
128   // Threads will sent to sleep as soon as created, only main thread is kept alive
129   activeThreads = 1;
130   threads[0].state = Thread::SEARCHING;
131
132   // Allocate pawn and material hash tables for main thread
133   init_hash_tables();
134
135   lock_init(&mpLock);
136
137   // Initialize thread and split point locks
138   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
139   {
140       lock_init(&threads[i].sleepLock);
141       cond_init(&threads[i].sleepCond);
142
143       for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
144           lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
145   }
146
147   // Create and startup all the threads but the main that is already running
148   for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
149   {
150       threads[i].state = Thread::INITIALIZING;
151       arg[i] = i;
152
153 #if !defined(_MSC_VER)
154       pthread_t pthread[1];
155       bool ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
156       pthread_detach(pthread[0]);
157 #else
158       bool ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
159 #endif
160       if (!ok)
161       {
162           std::cout << "Failed to create thread number " << i << std::endl;
163           ::exit(EXIT_FAILURE);
164       }
165
166       // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
167       while (threads[i].state == Thread::INITIALIZING) {}
168   }
169 }
170
171
172 // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
173 // helper threads exit cleanly.
174
175 void ThreadsManager::exit() {
176
177   // Force the woken up threads to exit idle_loop() and hence terminate
178   allThreadsShouldExit = true;
179
180   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
181   {
182       // Wake up all the threads and waits for termination
183       if (i != 0)
184       {
185           threads[i].wake_up();
186           while (threads[i].state != Thread::TERMINATED) {}
187       }
188
189       // Now we can safely destroy the locks and wait conditions
190       lock_destroy(&threads[i].sleepLock);
191       cond_destroy(&threads[i].sleepCond);
192
193       for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
194           lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
195   }
196
197   lock_destroy(&mpLock);
198 }
199
200
201 // init_hash_tables() dynamically allocates pawn and material hash tables
202 // according to the number of active threads. This avoids preallocating
203 // memory for all possible threads if only few are used as, for instance,
204 // on mobile devices where memory is scarce and allocating for MAX_THREADS
205 // threads could even result in a crash.
206
207 void ThreadsManager::init_hash_tables() {
208
209   for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
210   {
211       threads[i].pawnTable.init();
212       threads[i].materialTable.init();
213   }
214 }
215
216
217 // available_slave_exists() tries to find an idle thread which is available as
218 // a slave for the thread with threadID "master".
219
220 bool ThreadsManager::available_slave_exists(int master) const {
221
222   assert(master >= 0 && master < activeThreads);
223
224   for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
225       if (i != master && threads[i].is_available_to(master))
226           return true;
227
228   return false;
229 }
230
231
232 // split() does the actual work of distributing the work at a node between
233 // several available threads. If it does not succeed in splitting the
234 // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
235 // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
236 // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
237 // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
238 // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
239 // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
240
241 template <bool Fake>
242 void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, Value* alpha, const Value beta,
243                            Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
244                            int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
245   assert(pos.is_ok());
246   assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
247   assert(*bestValue <= *alpha);
248   assert(*alpha < beta);
249   assert(beta <= VALUE_INFINITE);
250   assert(depth > DEPTH_ZERO);
251   assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
252   assert(activeThreads > 1);
253
254   int i, master = pos.thread();
255   Thread& masterThread = threads[master];
256
257   lock_grab(&mpLock);
258
259   // If no other thread is available to help us, or if we have too many
260   // active split points, don't split.
261   if (   !available_slave_exists(master)
262       || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
263   {
264       lock_release(&mpLock);
265       return;
266   }
267
268   // Pick the next available split point object from the split point stack
269   SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
270
271   // Initialize the split point object
272   splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
273   splitPoint.master = master;
274   splitPoint.is_betaCutoff = false;
275   splitPoint.depth = depth;
276   splitPoint.threatMove = threatMove;
277   splitPoint.alpha = *alpha;
278   splitPoint.beta = beta;
279   splitPoint.pvNode = pvNode;
280   splitPoint.bestValue = *bestValue;
281   splitPoint.mp = mp;
282   splitPoint.moveCount = moveCount;
283   splitPoint.pos = &pos;
284   splitPoint.nodes = 0;
285   splitPoint.ss = ss;
286   for (i = 0; i < activeThreads; i++)
287       splitPoint.is_slave[i] = false;
288
289   masterThread.splitPoint = &splitPoint;
290
291   // If we are here it means we are not available
292   assert(masterThread.state != Thread::AVAILABLE);
293
294   int workersCnt = 1; // At least the master is included
295
296   // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
297   for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
298       if (i != master && threads[i].is_available_to(master))
299       {
300           threads[i].state = Thread::BOOKED;
301           threads[i].splitPoint = &splitPoint;
302           splitPoint.is_slave[i] = true;
303           workersCnt++;
304       }
305
306   assert(Fake || workersCnt > 1);
307
308   // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
309   lock_release(&mpLock);
310
311   // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
312   // their idle loop.
313   for (i = 0; i < activeThreads; i++)
314       if (i == master || splitPoint.is_slave[i])
315       {
316           assert(i == master || threads[i].state == Thread::BOOKED);
317
318           threads[i].state = Thread::WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
319
320           if (useSleepingThreads && i != master)
321               threads[i].wake_up();
322       }
323
324   // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
325   // which it will instantly launch a search, because its state is
326   // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
327   // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
328   // loop when all threads have finished their work at this split point.
329   idle_loop(master, &splitPoint);
330
331   // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
332   // finished. Update alpha and bestValue, and return.
333   lock_grab(&mpLock);
334
335   *alpha = splitPoint.alpha;
336   *bestValue = splitPoint.bestValue;
337   masterThread.activeSplitPoints--;
338   masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
339   pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
340
341   lock_release(&mpLock);
342 }
343
344 // Explicit template instantiations
345 template void ThreadsManager::split<false>(Position&, SearchStack*, Value*, const Value, Value*, Depth, Move, int, MovePicker*, bool);
346 template void ThreadsManager::split<true>(Position&, SearchStack*, Value*, const Value, Value*, Depth, Move, int, MovePicker*, bool);