]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/thread.cpp
Use minimumSplitDepth = 5
[stockfish] / src / thread.cpp
index e495dc0300403bb43353b6c4bcf07a95aede7550..c73f55660330545d300857b2874287fd54b21563 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2013 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 #include "movegen.h"
 #include "search.h"
 #include "thread.h"
-#include "ucioption.h"
+#include "uci.h"
 
 using namespace Search;
 
 ThreadPool Threads; // Global object
 
-namespace {
-
- // start_routine() is the C function which is called when a new thread
- // is launched. It is a wrapper to the virtual function idle_loop().
-
- extern "C" { long start_routine(ThreadBase* th) { th->idle_loop(); return 0; } }
+extern void check_time();
 
+namespace {
 
  // Helpers to launch a thread after creation and joining before delete. Must be
- // outside Thread c'tor and d'tor because the object will be fully initialized
+ // outside Thread c'tor and d'tor because the object must be fully initialized
  // when start_routine (and hence virtual idle_loop) is called and when joining.
 
  template<typename T> T* new_thread() {
-   T* th = new T();
-   thread_create(th->handle, start_routine, th); // Will go to sleep
-   return th;
+   std::thread* th = new T;
+   *th = std::thread(&T::idle_loop, (T*)th); // Will go to sleep
+   return (T*)th;
  }
 
  void delete_thread(ThreadBase* th) {
+
+   th->mutex.lock();
    th->exit = true; // Search must be already finished
+   th->mutex.unlock();
+
    th->notify_one();
-   thread_join(th->handle); // Wait for thread termination
+   th->join(); // Wait for thread termination
    delete th;
  }
 
@@ -61,86 +61,31 @@ namespace {
 
 void ThreadBase::notify_one() {
 
-  mutex.lock();
+  std::unique_lock<Mutex> lk(mutex);
   sleepCondition.notify_one();
-  mutex.unlock();
 }
 
 
-// ThreadBase::wait_for() set the thread to sleep until condition 'b' turns true
+// ThreadBase::wait_for() set the thread to sleep until 'condition' turns true
 
-void ThreadBase::wait_for(volatile const bool& b) {
+void ThreadBase::wait_for(volatile const bool& condition) {
 
-  mutex.lock();
-  while (!b) sleepCondition.wait(mutex);
-  mutex.unlock();
+  std::unique_lock<Mutex> lk(mutex);
+  sleepCondition.wait(lk, [&]{ return condition; });
 }
 
 
-// Thread c'tor just inits data and does not launch any execution thread.
-// Such a thread will only be started when c'tor returns.
+// Thread c'tor makes some init but does not launch any execution thread that
+// will be started only when c'tor returns.
 
-Thread::Thread() /* : splitPoints() */ { // Value-initialization bug in MSVC
+Thread::Thread() /* : splitPoints() */ { // Initialization of non POD broken in MSVC
 
   searching = false;
-  maxPly = splitPointsSize = 0;
-  activeSplitPoint = NULL;
-  activePosition = NULL;
-  idx = Threads.size();
-}
-
-
-// TimerThread::idle_loop() is where the timer thread waits msec milliseconds
-// and then calls check_time(). If msec is 0 thread sleeps until is woken up.
-extern void check_time();
-
-void TimerThread::idle_loop() {
-
-  while (!exit)
-  {
-      mutex.lock();
-
-      if (!exit)
-          sleepCondition.wait_for(mutex, run ? Resolution : INT_MAX);
-
-      mutex.unlock();
-
-      if (run)
-          check_time();
-  }
-}
-
-
-// MainThread::idle_loop() is where the main thread is parked waiting to be started
-// when there is a new search. The main thread will launch all the slave threads.
-
-void MainThread::idle_loop() {
-
-  while (true)
-  {
-      mutex.lock();
-
-      thinking = false;
-
-      while (!thinking && !exit)
-      {
-          Threads.sleepCondition.notify_one(); // Wake up the UI thread if needed
-          sleepCondition.wait(mutex);
-      }
-
-      mutex.unlock();
-
-      if (exit)
-          return;
-
-      searching = true;
-
-      Search::think();
-
-      assert(searching);
-
-      searching = false;
-  }
+  maxPly = 0;
+  splitPointsSize = 0;
+  activeSplitPoint = nullptr;
+  activePosition = nullptr;
+  idx = Threads.size(); // Starts from 0
 }
 
 
@@ -157,129 +102,56 @@ bool Thread::cutoff_occurred() const {
 }
 
 
-// Thread::available_to() checks whether the thread is available to help the
-// thread 'master' at a split point. An obvious requirement is that thread must
-// be idle. With more than two threads, this is not sufficient: If the thread is
-// the master of some split point, it is only available as a slave to the slaves
-// which are busy searching the split point at the top of slave's split point
-// stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
+// Thread::can_join() checks whether the thread is available to join the split
+// point 'sp'. An obvious requirement is that thread must be idle. With more than
+// two threads, this is not sufficient: If the thread is the master of some split
+// point, it is only available as a slave for the split points below his active
+// one (the "helpful master" concept in YBWC terminology).
 
-bool Thread::available_to(const Thread* master) const {
+bool Thread::can_join(const SplitPoint* sp) const {
 
   if (searching)
       return false;
 
-  // Make a local copy to be sure doesn't become zero under our feet while
+  // Make a local copy to be sure it doesn't become zero under our feet while
   // testing next condition and so leading to an out of bounds access.
-  int size = splitPointsSize;
+  const size_t size = splitPointsSize;
 
   // No split points means that the thread is available as a slave for any
   // other thread otherwise apply the "helpful master" concept if possible.
-  return !size || (splitPoints[size - 1].slavesMask & (1ULL << master->idx));
-}
-
-
-// init() is called at startup to create and launch requested threads, that will
-// go immediately to sleep due to 'sleepWhileIdle' set to true. We cannot use
-// a c'tor because Threads is a static object and we need a fully initialized
-// engine at this point due to allocation of Endgames in Thread c'tor.
-
-void ThreadPool::init() {
-
-  sleepWhileIdle = true;
-  timer = new_thread<TimerThread>();
-  push_back(new_thread<MainThread>());
-  read_uci_options();
-}
-
-
-// exit() cleanly terminates the threads before the program exits
-
-void ThreadPool::exit() {
-
-  delete_thread(timer); // As first because check_time() accesses threads data
-
-  for (iterator it = begin(); it != end(); ++it)
-      delete_thread(*it);
-}
-
-
-// read_uci_options() updates internal threads parameters from the corresponding
-// UCI options and creates/destroys threads to match the requested number. Thread
-// objects are dynamically allocated to avoid creating all possible threads
-// in advance (which include pawns and material tables), even if only a few
-// are to be used.
-
-void ThreadPool::read_uci_options() {
-
-  maxThreadsPerSplitPoint = Options["Max Threads per Split Point"];
-  minimumSplitDepth       = Options["Min Split Depth"] * ONE_PLY;
-  size_t requested        = Options["Threads"];
-
-  assert(requested > 0);
-
-  // Value 0 has a special meaning: We determine the optimal minimum split depth
-  // automatically. Anyhow the minimumSplitDepth should never be under 4 plies.
-  if (!minimumSplitDepth)
-      minimumSplitDepth = (requested < 8 ? 4 : 7) * ONE_PLY;
-  else
-      minimumSplitDepth = std::max(4 * ONE_PLY, minimumSplitDepth);
-
-  while (size() < requested)
-      push_back(new_thread<Thread>());
-
-  while (size() > requested)
-  {
-      delete_thread(back());
-      pop_back();
-  }
+  return !size || splitPoints[size - 1].slavesMask.test(sp->master->idx);
 }
 
 
-// slave_available() tries to find an idle thread which is available as a slave
-// for the thread 'master'.
-
-Thread* ThreadPool::available_slave(const Thread* master) const {
-
-  for (const_iterator it = begin(); it != end(); ++it)
-      if ((*it)->available_to(master))
-          return *it;
-
-  return NULL;
-}
-
-
-// split() does the actual work of distributing the work at a node between
+// Thread::split() does the actual work of distributing the work at a node between
 // several available threads. If it does not succeed in splitting the node
 // (because no idle threads are available), the function immediately returns.
 // If splitting is possible, a SplitPoint object is initialized with all the
 // data that must be copied to the helper threads and then helper threads are
-// told that they have been assigned work. This will cause them to instantly
+// informed that they have been assigned work. This will cause them to instantly
 // leave their idle loops and call search(). When all threads have returned from
 // search() then split() returns.
 
-template <bool Fake>
-void Thread::split(Position& pos, const Stack* ss, Value alpha, Value beta, Value* bestValue,
-                   Move* bestMove, Depth depth, Move threatMove, int moveCount,
+void Thread::split(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Value* bestValue,
+                   Move* bestMove, Depth depth, int moveCount,
                    MovePicker* movePicker, int nodeType, bool cutNode) {
 
-  assert(pos.pos_is_ok());
-  assert(*bestValue <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
-  assert(*bestValue > -VALUE_INFINITE);
-  assert(depth >= Threads.minimumSplitDepth);
   assert(searching);
+  assert(-VALUE_INFINITE < *bestValue && *bestValue <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
+  assert(depth >= Threads.minimumSplitDepth);
   assert(splitPointsSize < MAX_SPLITPOINTS_PER_THREAD);
 
-  // Pick the next available split point from the split point stack
+  // Pick and init the next available split point
   SplitPoint& sp = splitPoints[splitPointsSize];
 
-  sp.masterThread = this;
+  sp.spinlock.acquire(); // No contention here until we don't increment splitPointsSize
+
+  sp.master = this;
   sp.parentSplitPoint = activeSplitPoint;
-  sp.slavesMask = 1ULL << idx;
+  sp.slavesMask = 0, sp.slavesMask.set(idx);
   sp.depth = depth;
   sp.bestValue = *bestValue;
   sp.bestMove = *bestMove;
-  sp.threatMove = threatMove;
   sp.alpha = alpha;
   sp.beta = beta;
   sp.nodeType = nodeType;
@@ -290,54 +162,51 @@ void Thread::split(Position& pos, const Stack* ss, Value alpha, Value beta, Valu
   sp.nodes = 0;
   sp.cutoff = false;
   sp.ss = ss;
-
-  // Try to allocate available threads and ask them to start searching setting
-  // 'searching' flag. This must be done under lock protection to avoid concurrent
-  // allocation of the same slave by another master.
-  Threads.mutex.lock();
-  sp.mutex.lock();
+  sp.allSlavesSearching = true; // Must be set under lock protection
 
   ++splitPointsSize;
   activeSplitPoint = &sp;
-  activePosition = NULL;
+  activePosition = nullptr;
 
-  size_t slavesCnt = 1; // This thread is always included
+  // Try to allocate available threads
   Thread* slave;
 
-  while (    (slave = Threads.available_slave(this)) != NULL
-         && ++slavesCnt <= Threads.maxThreadsPerSplitPoint && !Fake)
+  while (    sp.slavesMask.count() < MAX_SLAVES_PER_SPLITPOINT
+         && (slave = Threads.available_slave(&sp)) != nullptr)
   {
-      sp.slavesMask |= 1ULL << slave->idx;
-      slave->activeSplitPoint = &sp;
-      slave->searching = true; // Slave leaves idle_loop()
-      slave->notify_one(); // Could be sleeping
+     slave->spinlock.acquire();
+
+      if (slave->can_join(activeSplitPoint))
+      {
+          activeSplitPoint->slavesMask.set(slave->idx);
+          slave->activeSplitPoint = activeSplitPoint;
+          slave->searching = true;
+      }
+
+      slave->spinlock.release();
   }
 
   // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from which
   // it will instantly launch a search, because its 'searching' flag is set.
   // The thread will return from the idle loop when all slaves have finished
   // their work at this split point.
-  if (slavesCnt > 1 || Fake)
-  {
-      sp.mutex.unlock();
-      Threads.mutex.unlock();
-
-      Thread::idle_loop(); // Force a call to base class idle_loop()
-
-      // In the helpful master concept, a master can help only a sub-tree of its
-      // split point and because everything is finished here, it's not possible
-      // for the master to be booked.
-      assert(!searching);
-      assert(!activePosition);
-
-      // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
-      // finished. Note that setting 'searching' and decreasing splitPointsSize is
-      // done under lock protection to avoid a race with Thread::available_to().
-      Threads.mutex.lock();
-      sp.mutex.lock();
-  }
+  sp.spinlock.release();
+
+  Thread::idle_loop(); // Force a call to base class idle_loop()
+
+  // In the helpful master concept, a master can help only a sub-tree of its
+  // split point and because everything is finished here, it's not possible
+  // for the master to be booked.
+  assert(!searching);
+  assert(!activePosition);
 
   searching = true;
+
+  // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
+  // finished. Note that decreasing splitPointsSize must be done under lock
+  // protection to avoid a race with Thread::can_join().
+  sp.spinlock.acquire();
+
   --splitPointsSize;
   activeSplitPoint = sp.parentSplitPoint;
   activePosition = &pos;
@@ -345,34 +214,147 @@ void Thread::split(Position& pos, const Stack* ss, Value alpha, Value beta, Valu
   *bestMove = sp.bestMove;
   *bestValue = sp.bestValue;
 
-  sp.mutex.unlock();
-  Threads.mutex.unlock();
+  sp.spinlock.release();
 }
 
-// Explicit template instantiations
-template void Thread::split<false>(Position&, const Stack*, Value, Value, Value*, Move*, Depth, Move, int, MovePicker*, int, bool);
-template void Thread::split< true>(Position&, const Stack*, Value, Value, Value*, Move*, Depth, Move, int, MovePicker*, int, bool);
 
+// TimerThread::idle_loop() is where the timer thread waits Resolution milliseconds
+// and then calls check_time(). When not searching, thread sleeps until it's woken up.
 
-// wait_for_think_finished() waits for main thread to go to sleep then returns
+void TimerThread::idle_loop() {
 
-void ThreadPool::wait_for_think_finished() {
+  while (!exit)
+  {
+      std::unique_lock<Mutex> lk(mutex);
 
-  MainThread* t = main();
-  t->mutex.lock();
-  while (t->thinking) sleepCondition.wait(t->mutex);
-  t->mutex.unlock();
+      if (!exit)
+          sleepCondition.wait_for(lk, std::chrono::milliseconds(run ? Resolution : INT_MAX));
+
+      lk.unlock();
+
+      if (run)
+          check_time();
+  }
 }
 
 
-// start_thinking() wakes up the main thread sleeping in MainThread::idle_loop()
-// so to start a new search, then returns immediately.
+// MainThread::idle_loop() is where the main thread is parked waiting to be started
+// when there is a new search. The main thread will launch all the slave threads.
 
-void ThreadPool::start_thinking(const Position& pos, const LimitsType& limits,
-                                const std::vector<Move>& searchMoves, StateStackPtr& states) {
-  wait_for_think_finished();
+void MainThread::idle_loop() {
+
+  while (!exit)
+  {
+      std::unique_lock<Mutex> lk(mutex);
+
+      thinking = false;
+
+      while (!thinking && !exit)
+      {
+          sleepCondition.notify_one(); // Wake up the UI thread if needed
+          sleepCondition.wait(lk);
+      }
+
+      lk.unlock();
+
+      if (!exit)
+      {
+          searching = true;
+
+          Search::think();
+
+          assert(searching);
+
+          searching = false;
+      }
+  }
+}
+
+
+// MainThread::join() waits for main thread to finish the search
+
+void MainThread::join() {
+
+  std::unique_lock<Mutex> lk(mutex);
+  sleepCondition.wait(lk, [&]{ return !thinking; });
+}
 
-  SearchTime = Time::now(); // As early as possible
+
+// ThreadPool::init() is called at startup to create and launch requested threads,
+// that will go immediately to sleep. We cannot use a c'tor because Threads is a
+// static object and we need a fully initialized engine at this point due to
+// allocation of Endgames in Thread c'tor.
+
+void ThreadPool::init() {
+
+  timer = new_thread<TimerThread>();
+  push_back(new_thread<MainThread>());
+  read_uci_options();
+}
+
+
+// ThreadPool::exit() terminates the threads before the program exits. Cannot be
+// done in d'tor because threads must be terminated before freeing us.
+
+void ThreadPool::exit() {
+
+  delete_thread(timer); // As first because check_time() accesses threads data
+  timer = nullptr;
+
+  for (Thread* th : *this)
+      delete_thread(th);
+
+  clear(); // Get rid of stale pointers
+}
+
+
+// ThreadPool::read_uci_options() updates internal threads parameters from the
+// corresponding UCI options and creates/destroys threads to match the requested
+// number. Thread objects are dynamically allocated to avoid creating all possible
+// threads in advance (which include pawns and material tables), even if only a
+// few are to be used.
+
+void ThreadPool::read_uci_options() {
+
+  minimumSplitDepth = Options["Min Split Depth"] * ONE_PLY;
+  size_t requested  = Options["Threads"];
+
+  assert(requested > 0);
+
+  // If zero (default) then set best minimum split depth automatically
+  if (!minimumSplitDepth)
+      minimumSplitDepth =  5 * ONE_PLY ;
+
+  while (size() < requested)
+      push_back(new_thread<Thread>());
+
+  while (size() > requested)
+  {
+      delete_thread(back());
+      pop_back();
+  }
+}
+
+
+// ThreadPool::available_slave() tries to find an idle thread which is available
+// to join SplitPoint 'sp'.
+
+Thread* ThreadPool::available_slave(const SplitPoint* sp) const {
+
+  for (Thread* th : *this)
+      if (th->can_join(sp))
+          return th;
+
+  return nullptr;
+}
+
+
+// ThreadPool::start_thinking() wakes up the main thread sleeping in
+// MainThread::idle_loop() and starts a new search, then returns immediately.
+
+void ThreadPool::start_thinking(const Position& pos, const LimitsType& limits,
+                                StateStackPtr& states) {
+  main()->join();
 
   Signals.stopOnPonderhit = Signals.firstRootMove = false;
   Signals.stop = Signals.failedLowAtRoot = false;
@@ -382,15 +364,15 @@ void ThreadPool::start_thinking(const Position& pos, const LimitsType& limits,
   Limits = limits;
   if (states.get()) // If we don't set a new position, preserve current state
   {
-      SetupStates = states; // Ownership transfer here
+      SetupStates = std::move(states); // Ownership transfer here
       assert(!states.get());
   }
 
-  for (MoveList<LEGAL> it(pos); *it; ++it)
-      if (   searchMoves.empty()
-          || std::count(searchMoves.begin(), searchMoves.end(), *it))
-          RootMoves.push_back(RootMove(*it));
+  for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
+      if (   limits.searchmoves.empty()
+          || std::count(limits.searchmoves.begin(), limits.searchmoves.end(), m))
+          RootMoves.push_back(RootMove(m));
 
   main()->thinking = true;
-  main()->notify_one(); // Starts main thread
+  main()->notify_one(); // Wake up main thread: 'thinking' must be already set
 }