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Material: lockless per-thread maps
[stockfish] / src / material.cpp
diff --git a/src/material.cpp b/src/material.cpp
index 3b1ead6dafcd22ed40706b666819e8ad3441d23c..10daaeb53ae6df5d3507eda190ca6bb6d99b691a 100644 (file)
--- a/src/material.cpp
+++ b/src/material.cpp
@@ -45,21 +45,26 @@ namespace {
       ScalingFunction* fun;
   };
 
-  std::map<Key, EndgameEvaluationFunction*> EEFmap;
-  std::map<Key, ScalingInfo> ESFmap;
+}
 
-  void add(Key k, EndgameEvaluationFunction* f) {
+////
+//// Classes
+////
 
-      EEFmap.insert(std::pair<Key, EndgameEvaluationFunction*>(k, f));
-  }
+class EndgameFunctions {
 
-  void add(Key k, Color c, ScalingFunction* f) {
+public:
+  EndgameFunctions();
+  EndgameEvaluationFunction* getEEF(Key key);
+  ScalingInfo getESF(Key key);
 
-      ScalingInfo s = {c, f};
-      ESFmap.insert(std::pair<Key, ScalingInfo>(k, s));
-  }
+private:
+  void add(Key k, EndgameEvaluationFunction* f);
+  void add(Key k, Color c, ScalingFunction* f);
 
-}
+  std::map<Key, EndgameEvaluationFunction*> EEFmap;
+  std::map<Key, ScalingInfo> ESFmap;
+};
 
 
 ////
@@ -75,38 +80,8 @@ void MaterialInfo::init() {
   typedef Key ZM[2][8][16];
   const ZM& z = Position::zobMaterial;
 
-  static const Color W = WHITE;
-  static const Color B = BLACK;
-
-  KNNKMaterialKey = z[W][KNIGHT][1] ^ z[W][KNIGHT][2];
-  KKNNMaterialKey = z[B][KNIGHT][1] ^ z[B][KNIGHT][2];
-
-  add(z[W][PAWN][1], &EvaluateKPK);
-  add(z[B][PAWN][1], &EvaluateKKP);
-
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][KNIGHT][1], &EvaluateKBNK);
-  add(z[B][BISHOP][1] ^ z[B][KNIGHT][1], &EvaluateKKBN);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][PAWN][1],   &EvaluateKRKP);
-  add(z[W][PAWN][1]   ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKPKR);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][BISHOP][1], &EvaluateKRKB);
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKBKR);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][KNIGHT][1], &EvaluateKRKN);
-  add(z[W][KNIGHT][1] ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKNKR);
-  add(z[W][QUEEN][1]  ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKQKR);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][QUEEN][1],  &EvaluateKRKQ);
-
-  add(z[W][KNIGHT][1] ^ z[W][PAWN][1], W, &ScaleKNPK);
-  add(z[B][KNIGHT][1] ^ z[B][PAWN][1], B, &ScaleKKNP);
-
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[W][PAWN][1]   ^ z[B][ROOK][1]  , W, &ScaleKRPKR);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][ROOK][1]   ^ z[B][PAWN][1]  , B, &ScaleKRKRP);
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][PAWN][1]   ^ z[B][BISHOP][1], W, &ScaleKBPKB);
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[B][BISHOP][1] ^ z[B][PAWN][1]  , B, &ScaleKBKBP);
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][PAWN][1]   ^ z[B][KNIGHT][1], W, &ScaleKBPKN);
-  add(z[W][KNIGHT][1] ^ z[B][BISHOP][1] ^ z[B][PAWN][1]  , B, &ScaleKNKBP);
-
-  add(z[W][ROOK][1] ^ z[W][PAWN][1] ^ z[W][PAWN][2] ^ z[B][ROOK][1] ^ z[B][PAWN][1], W, &ScaleKRPPKRP);
-  add(z[W][ROOK][1] ^ z[W][PAWN][1] ^ z[B][ROOK][1] ^ z[B][PAWN][1] ^ z[B][PAWN][2], B, &ScaleKRPKRPP);
+  KNNKMaterialKey = z[WHITE][KNIGHT][1] ^ z[WHITE][KNIGHT][2];
+  KKNNMaterialKey = z[BLACK][KNIGHT][1] ^ z[BLACK][KNIGHT][2];
 }
 
 
@@ -116,7 +91,8 @@ MaterialInfoTable::MaterialInfoTable(unsigned int numOfEntries) {
 
   size = numOfEntries;
   entries = new MaterialInfo[size];
-  if (!entries)
+  funcs = new EndgameFunctions();
+  if (!entries || !funcs)
   {
       std::cerr << "Failed to allocate " << (numOfEntries * sizeof(MaterialInfo))
                 << " bytes for material hash table." << std::endl;
@@ -131,6 +107,7 @@ MaterialInfoTable::MaterialInfoTable(unsigned int numOfEntries) {
 MaterialInfoTable::~MaterialInfoTable() {
 
   delete [] entries;
+  delete funcs;
 }
 
 
@@ -157,16 +134,16 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
 
   // If mi->key matches the position's material hash key, it means that we
   // have analysed this material configuration before, and we can simply
-  // return the information we found the last time instead of recomputing it:
-  if(mi->key == key)
+  // return the information we found the last time instead of recomputing it.
+  if (mi->key == key)
     return mi;
 
-  // Clear the MaterialInfo object, and set its key:
+  // Clear the MaterialInfo object, and set its key
   mi->clear();
   mi->key = key;
 
   // A special case before looking for a specialized evaluation function
-  // KNN vs K is a draw
+  // KNN vs K is a draw.
   if (key == KNNKMaterialKey || key == KKNNMaterialKey)
   {
     mi->factor[WHITE] = mi->factor[BLACK] = 0;
@@ -174,12 +151,10 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
   }
 
   // Let's look if we have a specialized evaluation function for this
-  // particular material configuration
-  if (EEFmap.find(key) != EEFmap.end())
-  {
-      mi->evaluationFunction = EEFmap[key];
+  // particular material configuration.
+  if ((mi->evaluationFunction = funcs->getEEF(key)) != NULL)
       return mi;
-  }
+
   else if (   pos.non_pawn_material(BLACK) == Value(0)
            && pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 0
            && pos.non_pawn_material(WHITE) >= RookValueEndgame)
@@ -202,10 +177,10 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
   // if we decide to add more special cases.  We face problems when there
   // are several conflicting applicable scaling functions and we need to
   // decide which one to use.
-
-  if (ESFmap.find(key) != ESFmap.end())
+  ScalingInfo si = funcs->getESF(key);
+  if (si.fun != NULL)
   {
-      mi->scalingFunction[ESFmap[key].col] = ESFmap[key].fun;
+      mi->scalingFunction[si.col] = si.fun;
       return mi;
   }
 
@@ -311,3 +286,79 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
   mi->egValue = int16_t(egValue);
   return mi;
 }
+
+
+/// EndgameFunctions members definition. This helper class is used to
+/// store the maps of end game and scaling functions that MaterialInfoTable
+/// will query for each key. The maps are constant, and are populated only
+/// at construction. Being per thread avoids to use locks to access them.
+
+EndgameFunctions::EndgameFunctions() {
+
+  typedef Key ZM[2][8][16];
+  const ZM& z = Position::zobMaterial;
+
+  static const Color W = WHITE;
+  static const Color B = BLACK;
+
+  KNNKMaterialKey = z[W][KNIGHT][1] ^ z[W][KNIGHT][2];
+  KKNNMaterialKey = z[B][KNIGHT][1] ^ z[B][KNIGHT][2];
+
+  add(z[W][PAWN][1], &EvaluateKPK);
+  add(z[B][PAWN][1], &EvaluateKKP);
+
+  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][KNIGHT][1], &EvaluateKBNK);
+  add(z[B][BISHOP][1] ^ z[B][KNIGHT][1], &EvaluateKKBN);
+  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][PAWN][1],   &EvaluateKRKP);
+  add(z[W][PAWN][1]   ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKPKR);
+  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][BISHOP][1], &EvaluateKRKB);
+  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKBKR);
+  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][KNIGHT][1], &EvaluateKRKN);
+  add(z[W][KNIGHT][1] ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKNKR);
+  add(z[W][QUEEN][1]  ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKQKR);
+  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][QUEEN][1],  &EvaluateKRKQ);
+
+  add(z[W][KNIGHT][1] ^ z[W][PAWN][1], W, &ScaleKNPK);
+  add(z[B][KNIGHT][1] ^ z[B][PAWN][1], B, &ScaleKKNP);
+
+  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[W][PAWN][1]   ^ z[B][ROOK][1]  , W, &ScaleKRPKR);
+  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][ROOK][1]   ^ z[B][PAWN][1]  , B, &ScaleKRKRP);
+  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][PAWN][1]   ^ z[B][BISHOP][1], W, &ScaleKBPKB);
+  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[B][BISHOP][1] ^ z[B][PAWN][1]  , B, &ScaleKBKBP);
+  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][PAWN][1]   ^ z[B][KNIGHT][1], W, &ScaleKBPKN);
+  add(z[W][KNIGHT][1] ^ z[B][BISHOP][1] ^ z[B][PAWN][1]  , B, &ScaleKNKBP);
+
+  add(z[W][ROOK][1] ^ z[W][PAWN][1] ^ z[W][PAWN][2] ^ z[B][ROOK][1] ^ z[B][PAWN][1], W, &ScaleKRPPKRP);
+  add(z[W][ROOK][1] ^ z[W][PAWN][1] ^ z[B][ROOK][1] ^ z[B][PAWN][1] ^ z[B][PAWN][2], B, &ScaleKRPKRPP);
+}
+
+void EndgameFunctions::add(Key k, EndgameEvaluationFunction* f) {
+
+  EEFmap.insert(std::pair<Key, EndgameEvaluationFunction*>(k, f));
+}
+
+void EndgameFunctions::add(Key k, Color c, ScalingFunction* f) {
+
+  ScalingInfo s = {c, f};
+  ESFmap.insert(std::pair<Key, ScalingInfo>(k, s));
+}
+
+EndgameEvaluationFunction* EndgameFunctions::getEEF(Key key) {
+
+  EndgameEvaluationFunction* f = NULL;
+  std::map<Key, EndgameEvaluationFunction*>::iterator it(EEFmap.find(key));
+  if (it != EEFmap.end())
+      f = it->second;
+
+  return f;
+}
+
+ScalingInfo EndgameFunctions::getESF(Key key) {
+
+  ScalingInfo si = {WHITE, NULL};
+  std::map<Key, ScalingInfo>::iterator it(ESFmap.find(key));
+  if (it != ESFmap.end())
+      si = it->second;
+
+  return si;
+}
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