git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/tt.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) 2008-2009 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   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
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26 #include <cmath>
  27 #include <cstring>
  28 #include <xmmintrin.h>
  29
  30 #include "movegen.h"
  31 #include "tt.h"
  32
  33
  34 /// This is the number of TTEntry slots for each position
  35 static const int ClusterSize = 5;
  36
  37
  38 ////
  39 //// Functions
  40 ////
  41
  42 TranspositionTable::TranspositionTable() {
  43
  44   size = writes = 0;
  45   entries = 0;
  46   generation = 0;
  47 }
  48
  49 TranspositionTable::~TranspositionTable() {
  50
  51   delete [] entries;
  52 }
  53
  54
  55 /// TranspositionTable::set_size sets the size of the transposition table,
  56 /// measured in megabytes.
  57
  58 void TranspositionTable::set_size(unsigned mbSize) {
  59
  60   assert(mbSize >= 4 && mbSize <= 4096);
  61
  62   unsigned newSize = 1024;
  63
  64   // We store a cluster of ClusterSize number of TTEntry for each position
  65   // and newSize is the maximum number of storable positions.
  66   while ((2 * newSize) * ClusterSize * (sizeof(TTEntry)) <= (mbSize << 20))
  67       newSize *= 2;
  68
  69   if (newSize != size)
  70   {
  71       size = newSize;
  72       delete [] entries;
  73       entries = new TTEntry[size * ClusterSize];
  74       if (!entries)
  75       {
  76           std::cerr << "Failed to allocate " << mbSize
  77                     << " MB for transposition table." << std::endl;
  78           Application::exit_with_failure();
  79       }
  80       clear();
  81   }
  82 }
  83
  84
  85 /// TranspositionTable::clear overwrites the entire transposition table
  86 /// with zeroes. It is called whenever the table is resized, or when the
  87 /// user asks the program to clear the table (from the UCI interface).
  88 /// Perhaps we should also clear it when the "ucinewgame" command is recieved?
  89
  90 void TranspositionTable::clear() {
  91
  92   memset(entries, 0, size * ClusterSize * sizeof(TTEntry));
  93 }
  94
  95
  96 /// TranspositionTable::store writes a new entry containing a position,
  97 /// a value, a value type, a search depth, and a best move to the
  98 /// transposition table. Transposition table is organized in clusters of
  99 /// four TTEntry objects, and when a new entry is written, it replaces
 100 /// the least valuable of the four entries in a cluster. A TTEntry t1 is
 101 /// considered to be more valuable than a TTEntry t2 if t1 is from the
 102 /// current search and t2 is from a previous search, or if the depth of t1
 103 /// is bigger than the depth of t2. A TTEntry of type VALUE_TYPE_EVAL
 104 /// never replaces another entry for the same position.
 105
 106 void TranspositionTable::store(const Key posKey, Value v, ValueType t, Depth d, Move m) {
 107
 108   TTEntry *tte, *replace;
 109   uint32_t posKey32 = posKey >> 32; // Use the high 32 bits as key
 110
 111   tte = replace = first_entry(posKey);
 112   for (int i = 0; i < ClusterSize; i++, tte++)
 113   {
 114       if (!tte->key() || tte->key() == posKey32) // empty or overwrite old
 115       {
 116           // Do not overwrite when new type is VALUE_TYPE_EVAL
 117           if (tte->key() && t == VALUE_TYPE_EVAL)
 118               return;
 119
 120           if (m == MOVE_NONE)
 121               m = tte->move();
 122
 123           *tte = TTEntry(posKey32, v, t, d, m, generation);
 124           return;
 125       }
 126       else if (i == 0)  // replace would be a no-op in this common case
 127           continue;
 128
 129       int c1 = (replace->generation() == generation ?  2 : 0);
 130       int c2 = (tte->generation() == generation ? -2 : 0);
 131       int c3 = (tte->depth() < replace->depth() ?  1 : 0);
 132
 133       if (c1 + c2 + c3 > 0)
 134           replace = tte;
 135   }
 136   *replace = TTEntry(posKey32, v, t, d, m, generation);
 137   writes++;
 138 }
 139
 140
 141 /// TranspositionTable::retrieve looks up the current position in the
 142 /// transposition table. Returns a pointer to the TTEntry or NULL
 143 /// if position is not found.
 144
 145 TTEntry* TranspositionTable::retrieve(const Key posKey) const {
 146
 147   uint32_t posKey32 = posKey >> 32;
 148   TTEntry *tte = first_entry(posKey);
 149
 150   for (int i = 0; i < ClusterSize; i++, tte++)
 151       if (tte->key() == posKey32)
 152           return tte;
 153
 154   return NULL;
 155 }
 156
 157 /// TranspositionTable::prefetch looks up the current position in the
 158 /// transposition table and load it in L1/L2 cache. This is a non
 159 /// blocking function and do not stalls the CPU waiting for data
 160 /// to be loaded from RAM, that can be very slow. When we will
 161 /// subsequently call retrieve() the TT data will be already
 162 /// quickly accessible in L1/l2 CPU cache.
 163
 164 void TranspositionTable::prefetch(const Key posKey) const {
 165
 166   _mm_prefetch((char*)first_entry(posKey), _MM_HINT_T0);
 167 }
 168
 169 /// TranspositionTable::first_entry returns a pointer to the first
 170 /// entry of a cluster given a position. The low 32 bits of the key
 171 /// are used to get the index in the table.
 172
 173 inline TTEntry* TranspositionTable::first_entry(const Key posKey) const {
 174
 175   return entries + ((uint32_t(posKey) & (size - 1)) * ClusterSize);
 176 }
 177
 178 /// TranspositionTable::new_search() is called at the beginning of every new
 179 /// search. It increments the "generation" variable, which is used to
 180 /// distinguish transposition table entries from previous searches from
 181 /// entries from the current search.
 182
 183 void TranspositionTable::new_search() {
 184
 185   generation++;
 186   writes = 0;
 187 }
 188
 189
 190 /// TranspositionTable::insert_pv() is called at the end of a search
 191 /// iteration, and inserts the PV back into the PV. This makes sure
 192 /// the old PV moves are searched first, even if the old TT entries
 193 /// have been overwritten.
 194
 195 void TranspositionTable::insert_pv(const Position& pos, Move pv[]) {
 196
 197   StateInfo st;
 198   Position p(pos);
 199
 200   for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
 201   {
 202       store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, Depth(-127*OnePly), pv[i]);
 203       p.do_move(pv[i], st);
 204   }
 205 }
 206
 207
 208 /// TranspositionTable::extract_pv() extends a PV by adding moves from the
 209 /// transposition table at the end. This should ensure that the PV is almost
 210 /// always at least two plies long, which is important, because otherwise we
 211 /// will often get single-move PVs when the search stops while failing high,
 212 /// and a single-move PV means that we don't have a ponder move.
 213
 214 void TranspositionTable::extract_pv(const Position& pos, Move pv[]) {
 215
 216   int ply;
 217   Position p(pos);
 218   StateInfo st[100];
 219
 220   for (ply = 0; pv[ply] != MOVE_NONE; ply++)
 221       p.do_move(pv[ply], st[ply]);
 222
 223   bool stop;
 224   const TTEntry* tte;
 225   for (stop = false, tte = retrieve(p.get_key());
 226        tte && tte->move() != MOVE_NONE && !stop;
 227        tte = retrieve(p.get_key()), ply++)
 228   {
 229       if (!move_is_legal(p, tte->move()))
 230           break;
 231       pv[ply] = tte->move();
 232       p.do_move(pv[ply], st[ply]);
 233       for (int j = 0; j < ply; j++)
 234           if (st[j].key == p.get_key()) stop = true;
 235   }
 236   pv[ply] = MOVE_NONE;
 237 }
 238
 239
 240 /// TranspositionTable::full() returns the permill of all transposition table
 241 /// entries which have received at least one write during the current search.
 242 /// It is used to display the "info hashfull ..." information in UCI.
 243
 244 int TranspositionTable::full() const {
 245
 246   double N = double(size) * ClusterSize;
 247   return int(1000 * (1 - exp(writes * log(1.0 - 1.0/N))));
 248 }