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
  29 #include "movegen.h"
  30 #include "tt.h"
  31
  32 #if defined(_MSC_VER)
  33 #include <xmmintrin.h>
  34 #endif
  35
  36 // This is the number of TTEntry slots for each position
  37 static const int ClusterSize = 4;
  38
  39 // The main transposition table
  40 TranspositionTable TT;
  41
  42 ////
  43 //// Functions
  44 ////
  45
  46 TranspositionTable::TranspositionTable() {
  47
  48   size = writes = 0;
  49   entries = 0;
  50   generation = 0;
  51 }
  52
  53 TranspositionTable::~TranspositionTable() {
  54
  55   delete [] entries;
  56 }
  57
  58
  59 /// TranspositionTable::set_size sets the size of the transposition table,
  60 /// measured in megabytes.
  61
  62 void TranspositionTable::set_size(unsigned mbSize) {
  63
  64   assert(mbSize >= 4 && mbSize <= 4096);
  65
  66   unsigned newSize = 1024;
  67
  68   // We store a cluster of ClusterSize number of TTEntry for each position
  69   // and newSize is the maximum number of storable positions.
  70   while ((2 * newSize) * ClusterSize * (sizeof(TTEntry)) <= (mbSize << 20))
  71       newSize *= 2;
  72
  73   if (newSize != size)
  74   {
  75       size = newSize;
  76       delete [] entries;
  77       entries = new TTEntry[size * ClusterSize];
  78       if (!entries)
  79       {
  80           std::cerr << "Failed to allocate " << mbSize
  81                     << " MB for transposition table." << std::endl;
  82           Application::exit_with_failure();
  83       }
  84       clear();
  85   }
  86 }
  87
  88
  89 /// TranspositionTable::clear overwrites the entire transposition table
  90 /// with zeroes. It is called whenever the table is resized, or when the
  91 /// user asks the program to clear the table (from the UCI interface).
  92 /// Perhaps we should also clear it when the "ucinewgame" command is recieved?
  93
  94 void TranspositionTable::clear() {
  95
  96   memset(entries, 0, size * ClusterSize * sizeof(TTEntry));
  97 }
  98
  99
 100 /// TranspositionTable::first_entry returns a pointer to the first
 101 /// entry of a cluster given a position. The low 32 bits of the key
 102 /// are used to get the index in the table.
 103
 104 inline TTEntry* TranspositionTable::first_entry(const Key posKey) const {
 105
 106   return entries + ((uint32_t(posKey) & (size - 1)) * ClusterSize);
 107 }
 108
 109
 110 /// TranspositionTable::store writes a new entry containing a position,
 111 /// a value, a value type, a search depth, and a best move to the
 112 /// transposition table. Transposition table is organized in clusters of
 113 /// four TTEntry objects, and when a new entry is written, it replaces
 114 /// the least valuable of the four entries in a cluster. A TTEntry t1 is
 115 /// considered to be more valuable than a TTEntry t2 if t1 is from the
 116 /// current search and t2 is from a previous search, or if the depth of t1
 117 /// is bigger than the depth of t2. A TTEntry of type VALUE_TYPE_EVAL
 118 /// never replaces another entry for the same position.
 119
 120 void TranspositionTable::store(const Key posKey, Value v, ValueType t, Depth d, Move m) {
 121
 122   TTEntry *tte, *replace;
 123   uint32_t posKey32 = posKey >> 32; // Use the high 32 bits as key
 124
 125   tte = replace = first_entry(posKey);
 126   for (int i = 0; i < ClusterSize; i++, tte++)
 127   {
 128       if (!tte->key() || tte->key() == posKey32) // empty or overwrite old
 129       {
 130           // Do not overwrite when new type is VALUE_TYPE_EVAL
 131           if (tte->key() && t == VALUE_TYPE_EVAL)
 132               return;
 133
 134           if (m == MOVE_NONE)
 135               m = tte->move();
 136
 137           *tte = TTEntry(posKey32, v, t, d, m, generation);
 138           return;
 139       }
 140       else if (i == 0)  // replace would be a no-op in this common case
 141           continue;
 142
 143       int c1 = (replace->generation() == generation ?  2 : 0);
 144       int c2 = (tte->generation() == generation ? -2 : 0);
 145       int c3 = (tte->depth() < replace->depth() ?  1 : 0);
 146
 147       if (c1 + c2 + c3 > 0)
 148           replace = tte;
 149   }
 150   *replace = TTEntry(posKey32, v, t, d, m, generation);
 151   writes++;
 152 }
 153
 154
 155 /// TranspositionTable::retrieve looks up the current position in the
 156 /// transposition table. Returns a pointer to the TTEntry or NULL
 157 /// if position is not found.
 158
 159 TTEntry* TranspositionTable::retrieve(const Key posKey) const {
 160
 161   uint32_t posKey32 = posKey >> 32;
 162   TTEntry* tte = first_entry(posKey);
 163
 164   for (int i = 0; i < ClusterSize; i++, tte++)
 165       if (tte->key() == posKey32)
 166           return tte;
 167
 168   return NULL;
 169 }
 170
 171
 172 /// TranspositionTable::prefetch looks up the current position in the
 173 /// transposition table and load it in L1/L2 cache. This is a non
 174 /// blocking function and do not stalls the CPU waiting for data
 175 /// to be loaded from RAM, that can be very slow. When we will
 176 /// subsequently call retrieve() the TT data will be already
 177 /// quickly accessible in L1/L2 CPU cache.
 178
 179 void TranspositionTable::prefetch(const Key posKey) const {
 180
 181 #if defined(_MSC_VER)
 182    char* addr = (char*)first_entry(posKey);
 183   _mm_prefetch(addr, _MM_HINT_T0);
 184   _mm_prefetch(addr+64, _MM_HINT_T0);
 185 #else
 186   // We need to force an asm volatile here because gcc builtin
 187   // is optimized away by Intel compiler.
 188   char* addr = (char*)first_entry(posKey);
 189   asm volatile("prefetcht0 %0" :: "m" (addr));
 190 #endif
 191 }
 192
 193
 194 /// TranspositionTable::new_search() is called at the beginning of every new
 195 /// search. It increments the "generation" variable, which is used to
 196 /// distinguish transposition table entries from previous searches from
 197 /// entries from the current search.
 198
 199 void TranspositionTable::new_search() {
 200
 201   generation++;
 202   writes = 0;
 203 }
 204
 205
 206 /// TranspositionTable::insert_pv() is called at the end of a search
 207 /// iteration, and inserts the PV back into the PV. This makes sure
 208 /// the old PV moves are searched first, even if the old TT entries
 209 /// have been overwritten.
 210
 211 void TranspositionTable::insert_pv(const Position& pos, Move pv[]) {
 212
 213   StateInfo st;
 214   Position p(pos);
 215
 216   for (int i = 0; pv[i] != MOVE_NONE; i++)
 217   {
 218       store(p.get_key(), VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, Depth(-127*OnePly), pv[i]);
 219       p.do_move(pv[i], st);
 220   }
 221 }
 222
 223
 224 /// TranspositionTable::extract_pv() extends a PV by adding moves from the
 225 /// transposition table at the end. This should ensure that the PV is almost
 226 /// always at least two plies long, which is important, because otherwise we
 227 /// will often get single-move PVs when the search stops while failing high,
 228 /// and a single-move PV means that we don't have a ponder move.
 229
 230 void TranspositionTable::extract_pv(const Position& pos, Move pv[]) {
 231
 232   int ply;
 233   Position p(pos);
 234   StateInfo st[100];
 235
 236   for (ply = 0; pv[ply] != MOVE_NONE; ply++)
 237       p.do_move(pv[ply], st[ply]);
 238
 239   bool stop;
 240   const TTEntry* tte;
 241   for (stop = false, tte = retrieve(p.get_key());
 242        tte && tte->move() != MOVE_NONE && !stop;
 243        tte = retrieve(p.get_key()), ply++)
 244   {
 245       if (!move_is_legal(p, tte->move()))
 246           break;
 247       pv[ply] = tte->move();
 248       p.do_move(pv[ply], st[ply]);
 249       for (int j = 0; j < ply; j++)
 250           if (st[j].key == p.get_key()) stop = true;
 251   }
 252   pv[ply] = MOVE_NONE;
 253 }
 254
 255
 256 /// TranspositionTable::full() returns the permill of all transposition table
 257 /// entries which have received at least one write during the current search.
 258 /// It is used to display the "info hashfull ..." information in UCI.
 259
 260 int TranspositionTable::full() const {
 261
 262   double N = double(size) * ClusterSize;
 263   return int(1000 * (1 - exp(writes * log(1.0 - 1.0/N))));
 264 }