]> git.sesse.net Git - stockfish/commitdiff
Merge remote-tracking branch 'upstream/master' into HEAD
authorSteinar H. Gunderson <sgunderson@bigfoot.com>
Thu, 9 Sep 2021 16:40:19 +0000 (18:40 +0200)
committerSteinar H. Gunderson <sgunderson@bigfoot.com>
Thu, 9 Sep 2021 16:40:19 +0000 (18:40 +0200)
16 files changed:
.github/workflows/stockfish.yml
AUTHORS
src/Makefile
src/evaluate.cpp
src/evaluate.h
src/misc.cpp
src/movegen.cpp
src/movepick.cpp
src/nnue/features/half_ka_v2_hm.cpp [moved from src/nnue/features/half_ka_v2.cpp with 68% similarity]
src/nnue/features/half_ka_v2_hm.h [moved from src/nnue/features/half_ka_v2.h with 80% similarity]
src/nnue/layers/affine_transform.h
src/nnue/layers/clipped_relu.h
src/nnue/nnue_architecture.h
src/search.cpp
src/simd.h [new file with mode: 0644]
src/ucioption.cpp

index 8970fcd124a2b346e7f9f3de34b0ab36068331b6..54b0cb1214ab286cc0c2393360513ddea1049910 100644 (file)
@@ -25,29 +25,88 @@ jobs:
               os: ubuntu-20.04,
               compiler: g++,
               comp: gcc,
-              run_expensive_tests: true
+              run_expensive_tests: true,
+              run_32bit_tests: true,
+              run_64bit_tests: true,
+              shell: 'bash {0}'
             }
           - {
               name: "Ubuntu 20.04 Clang",
               os: ubuntu-20.04,
               compiler: clang++,
               comp: clang,
-              run_expensive_tests: false
+              run_expensive_tests: false,
+              run_32bit_tests: true,
+              run_64bit_tests: true,
+              shell: 'bash {0}'
+            }
+          - {
+              name: "MacOS 10.15 Apple Clang",
+              os: macos-10.15,
+              compiler: clang++,
+              comp: clang,
+              run_expensive_tests: false,
+              run_32bit_tests: false,
+              run_64bit_tests: true,
+              shell: 'bash {0}'
+            }
+          - {
+              name: "MacOS 10.15 GCC 10",
+              os: macos-10.15,
+              compiler: g++-10,
+              comp: gcc,
+              run_expensive_tests: false,
+              run_32bit_tests: false,
+              run_64bit_tests: true,
+              shell: 'bash {0}'
+            }
+          - {
+              name: "Windows 2019 Mingw-w64 GCC x86_64",
+              os: windows-2019,
+              compiler: g++,
+              comp: gcc,
+              run_expensive_tests: false,
+              run_32bit_tests: false,
+              run_64bit_tests: true,
+              msys_sys: 'mingw64',
+              msys_env: 'x86_64',
+              shell: 'msys2 {0}'
+            }
+          - {
+              name: "Windows 2019 Mingw-w64 GCC i686",
+              os: windows-2019,
+              compiler: g++,
+              comp: gcc,
+              run_expensive_tests: false,
+              run_32bit_tests: true,
+              run_64bit_tests: false,
+              msys_sys: 'mingw32',
+              msys_env: 'i686',
+              shell: 'msys2 {0}'
             }
 
     defaults:
       run:
         working-directory: src
+        shell: ${{ matrix.config.shell }}
     steps:
       - uses: actions/checkout@v2
         with:
           fetch-depth: 0
 
-      - name: Download required packages
+      - name: Download required linux packages
+        if: runner.os == 'Linux'
         run: |
           sudo apt update
           sudo apt install expect valgrind g++-multilib
 
+      - name: Setup msys and install required packages
+        if: runner.os == 'Windows'
+        uses: msys2/setup-msys2@v2
+        with:
+          msystem: ${{matrix.config.msys_sys}}
+          install: mingw-w64-${{matrix.config.msys_env}}-gcc make git expect
+
       - name: Download the used network from the fishtest framework
         run: |
           make net
@@ -68,6 +127,7 @@ jobs:
       # x86-32 tests
 
       - name: Test debug x86-32 build
+        if: ${{ matrix.config.run_32bit_tests }}
         run: |
           export CXXFLAGS="-Werror -D_GLIBCXX_DEBUG"
           make clean
@@ -75,24 +135,28 @@ jobs:
           ../tests/signature.sh $benchref
 
       - name: Test x86-32 build
+        if: ${{ matrix.config.run_32bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-32 build
           ../tests/signature.sh $benchref
 
       - name: Test x86-32-sse41-popcnt build
+        if: ${{ matrix.config.run_32bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-32-sse41-popcnt build
           ../tests/signature.sh $benchref
 
       - name: Test x86-32-sse2 build
+        if: ${{ matrix.config.run_32bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-32-sse2 build
           ../tests/signature.sh $benchref
 
       - name: Test general-32 build
+        if: ${{ matrix.config.run_32bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=general-32 build
@@ -101,6 +165,7 @@ jobs:
       # x86-64 tests
 
       - name: Test debug x86-64-modern build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           export CXXFLAGS="-Werror -D_GLIBCXX_DEBUG"
           make clean
@@ -108,30 +173,35 @@ jobs:
           ../tests/signature.sh $benchref
 
       - name: Test x86-64-modern build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64-modern build
           ../tests/signature.sh $benchref
 
       - name: Test x86-64-ssse3 build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64-ssse3 build
           ../tests/signature.sh $benchref
 
       - name: Test x86-64-sse3-popcnt build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64-sse3-popcnt build
           ../tests/signature.sh $benchref
 
       - name: Test x86-64 build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64 build
           ../tests/signature.sh $benchref
 
       - name: Test general-64 build
+        if: matrix.config.run_64bit_tests
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=general-64 build
@@ -140,26 +210,31 @@ jobs:
       # x86-64 with newer extensions tests
 
       - name: Compile x86-64-avx2 build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64-avx2 build
 
       - name: Compile x86-64-bmi2 build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64-bmi2 build
 
       - name: Compile x86-64-avx512 build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64-avx512 build
 
       - name: Compile x86-64-vnni512 build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64-vnni512 build
 
       - name: Compile x86-64-vnni256 build
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64-vnni256 build
@@ -167,6 +242,7 @@ jobs:
       # Other tests
 
       - name: Check perft and search reproducibility
+        if: ${{ matrix.config.run_64bit_tests }}
         run: |
           make clean
           make -j2 ARCH=x86-64-modern build
diff --git a/AUTHORS b/AUTHORS
index 7e63591a3b8c8632cc6e82303067873aa0910f50..5b5bbf22b67c7bb01ccc87e34b51791286bca96a 100644 (file)
--- a/AUTHORS
+++ b/AUTHORS
@@ -1,4 +1,4 @@
-# List of authors for Stockfish, as of June 14, 2021
+# List of authors for Stockfish
 
 # Founders of the Stockfish project and fishtest infrastructure
 Tord Romstad (romstad)
@@ -69,6 +69,7 @@ gamander
 Gary Heckman (gheckman)
 George Sobala (gsobala)
 gguliash
+Giacomo Lorenzetti (G-Lorenz)
 Gian-Carlo Pascutto (gcp)
 Gontran Lemaire (gonlem)
 Goodkov Vasiliy Aleksandrovich (goodkov)
@@ -107,6 +108,7 @@ Kojirion
 Krystian Kuzniarek (kuzkry)
 Leonardo Ljubičić (ICCF World Champion)
 Leonid Pechenik (lp--)
+Liam Keegan (lkeegan)
 Linus Arver (listx)
 loco-loco
 Lub van den Berg (ElbertoOne)
@@ -184,6 +186,7 @@ Tom Truscott
 Tom Vijlbrief (tomtor)
 Tomasz Sobczyk (Sopel97)
 Torsten Franz (torfranz, tfranzer)
+Torsten Hellwig (Torom)
 Tracey Emery (basepr1me)
 tttak
 Unai Corzo (unaiic)
index e85cba59bac421663c14efe33bde4b60f5b70807..cf4f4ecf15c1c4c9e03f9cf1732d5e45cde36c1d 100644 (file)
@@ -41,7 +41,7 @@ endif
 SRCS = benchmark.cpp bitbase.cpp bitboard.cpp endgame.cpp evaluate.cpp main.cpp \
        material.cpp misc.cpp movegen.cpp movepick.cpp pawns.cpp position.cpp psqt.cpp \
        search.cpp thread.cpp timeman.cpp tt.cpp uci.cpp ucioption.cpp tune.cpp syzygy/tbprobe.cpp \
-       nnue/evaluate_nnue.cpp nnue/features/half_ka_v2.cpp \
+       nnue/evaluate_nnue.cpp nnue/features/half_ka_v2_hm.cpp \
        hashprobe.grpc.pb.cc hashprobe.pb.cc
 CLISRCS = client.cpp hashprobe.grpc.pb.cc hashprobe.pb.cc uci.cpp
 
@@ -371,7 +371,7 @@ ifeq ($(COMP),mingw)
                CXX=g++
        endif
 
-       CXXFLAGS += -Wextra -Wshadow
+       CXXFLAGS += -pedantic -Wextra -Wshadow
        LDFLAGS += -static
 endif
 
@@ -408,8 +408,12 @@ ifeq ($(COMP),clang)
 endif
 
 ifeq ($(KERNEL),Darwin)
-       CXXFLAGS += -arch $(arch) -mmacosx-version-min=10.14
-       LDFLAGS += -arch $(arch) -mmacosx-version-min=10.14
+       CXXFLAGS += -mmacosx-version-min=10.14
+       LDFLAGS += -mmacosx-version-min=10.14
+       ifneq ($(arch),any)
+               CXXFLAGS += -arch $(arch)
+               LDFLAGS += -arch $(arch)
+       endif
        XCRUN = xcrun
 endif
 
@@ -937,7 +941,7 @@ client: $(CLIOBJS)
 
 # Other stuff
 
-.depend:
+.depend: $(SRCS)
        -@$(CXX) $(DEPENDFLAGS) -MM $(SRCS) > $@ 2> /dev/null
 
 -include .depend
index 538214d32291c701ef39e3954a914a30d9d2b21a..62d4be847ffd31af8bf032a0d1c248f83cff183a 100644 (file)
@@ -78,6 +78,8 @@ namespace Eval {
         return;
 
     string eval_file = string(Options["EvalFile"]);
+    if (eval_file.empty())
+        eval_file = EvalFileDefaultName;
 
     #if defined(DEFAULT_NNUE_DIRECTORY)
     #define stringify2(x) #x
@@ -118,16 +120,16 @@ namespace Eval {
   void NNUE::verify() {
 
     string eval_file = string(Options["EvalFile"]);
+    if (eval_file.empty())
+        eval_file = EvalFileDefaultName;
 
     if (useNNUE && eval_file_loaded != eval_file)
     {
-        UCI::OptionsMap defaults;
-        UCI::init(defaults);
 
         string msg1 = "If the UCI option \"Use NNUE\" is set to true, network evaluation parameters compatible with the engine must be available.";
         string msg2 = "The option is set to true, but the network file " + eval_file + " was not loaded successfully.";
         string msg3 = "The UCI option EvalFile might need to specify the full path, including the directory name, to the network file.";
-        string msg4 = "The default net can be downloaded from: https://tests.stockfishchess.org/api/nn/" + string(defaults["EvalFile"]);
+        string msg4 = "The default net can be downloaded from: https://tests.stockfishchess.org/api/nn/" + std::string(EvalFileDefaultName);
         string msg5 = "The engine will be terminated now.";
 
         sync_cout << "info string ERROR: " << msg1 << sync_endl;
@@ -1090,7 +1092,7 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
       // Scale and shift NNUE for compatibility with search and classical evaluation
       auto  adjusted_NNUE = [&]()
       {
-         int scale =   903
+         int scale =   883
                      + 32 * pos.count<PAWN>()
                      + 32 * pos.non_pawn_material() / 1024;
 
@@ -1106,7 +1108,7 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
       // NNUE eval faster when shuffling or if the material on the board is high.
       int r50 = pos.rule50_count();
       Value psq = Value(abs(eg_value(pos.psq_score())));
-      bool classical = psq * 5 > (750 + pos.non_pawn_material() / 64) * (5 + r50);
+      bool classical = psq * 5 > (850 + pos.non_pawn_material() / 64) * (5 + r50);
 
       v = classical ? Evaluation<NO_TRACE>(pos).value()  // classical
                     : adjusted_NNUE();                   // NNUE
index 54f20bafccc6670d208acd1fc152eec55fcab126..d7cc6e290fb5ac3fa23d55316d5dff0161899bd4 100644 (file)
@@ -39,7 +39,7 @@ namespace Eval {
   // The default net name MUST follow the format nn-[SHA256 first 12 digits].nnue
   // for the build process (profile-build and fishtest) to work. Do not change the
   // name of the macro, as it is used in the Makefile.
-  #define EvalFileDefaultName   "nn-9e3c6298299a.nnue"
+  #define EvalFileDefaultName   "nn-6762d36ad265.nnue"
 
   namespace NNUE {
 
index feaf9b1a5f3f732f2f0fce1f0baf258b43e191eb..4cac7e980cce9e9694bd25d0b116542b1b77324d 100644 (file)
@@ -110,7 +110,14 @@ public:
 
     static Logger l;
 
-    if (!fname.empty() && !l.file.is_open())
+    if (l.file.is_open())
+    {
+        cout.rdbuf(l.out.buf);
+        cin.rdbuf(l.in.buf);
+        l.file.close();
+    }
+
+    if (!fname.empty())
     {
         l.file.open(fname, ifstream::out);
 
@@ -123,12 +130,6 @@ public:
         cin.rdbuf(&l.in);
         cout.rdbuf(&l.out);
     }
-    else if (fname.empty() && l.file.is_open())
-    {
-        cout.rdbuf(l.out.buf);
-        cin.rdbuf(l.in.buf);
-        l.file.close();
-    }
   }
 };
 
@@ -379,6 +380,7 @@ void std_aligned_free(void* ptr) {
 static void* aligned_large_pages_alloc_windows(size_t allocSize) {
 
   #if !defined(_WIN64)
+    (void)allocSize; // suppress unused-parameter compiler warning
     return nullptr;
   #else
 
index 5f3ba90a479837013d9f84f1aaafb5344f274b38..5095bb7455e6f36966d884ea297a8431b363183a 100644 (file)
@@ -52,9 +52,9 @@ namespace {
     constexpr Direction UpRight  = (Us == WHITE ? NORTH_EAST : SOUTH_WEST);
     constexpr Direction UpLeft   = (Us == WHITE ? NORTH_WEST : SOUTH_EAST);
 
-    const Bitboard emptySquares = Type == QUIETS || Type == QUIET_CHECKS ? target : ~pos.pieces();
-    const Bitboard enemies      = Type == EVASIONS ? pos.checkers()
-                                : Type == CAPTURES ? target : pos.pieces(Them);
+    const Bitboard emptySquares = ~pos.pieces();
+    const Bitboard enemies      =  Type == EVASIONS ? pos.checkers()
+                                                    : pos.pieces(Them);
 
     Bitboard pawnsOn7    = pos.pieces(Us, PAWN) &  TRank7BB;
     Bitboard pawnsNotOn7 = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
index 4ff4cff44b448f518a534a776b1321eef83387ba..20640fe2b02d8bd65773c8bdf135a9f56d51922c 100644 (file)
@@ -111,7 +111,7 @@ void MovePicker::score() {
                    +     (*continuationHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
                    +     (*continuationHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
                    +     (*continuationHistory[5])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
-                   + (ply < MAX_LPH ? std::min(4, depth / 3) * (*lowPlyHistory)[ply][from_to(m)] : 0);
+                   + (ply < MAX_LPH ? 6 * (*lowPlyHistory)[ply][from_to(m)] : 0);
 
       else // Type == EVASIONS
       {
similarity index 68%
rename from src/nnue/features/half_ka_v2.cpp
rename to src/nnue/features/half_ka_v2_hm.cpp
index 57f43e50f2ffdc35ea01f32d6030d8eff90236aa..098a6d60e4a85731c927a4b1bb7de02ab17a6fb8 100644 (file)
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-//Definition of input features HalfKAv2 of NNUE evaluation function
+//Definition of input features HalfKAv2_hm of NNUE evaluation function
 
-#include "half_ka_v2.h"
+#include "half_ka_v2_hm.h"
 
 #include "../../position.h"
 
 namespace Stockfish::Eval::NNUE::Features {
 
   // Orient a square according to perspective (rotates by 180 for black)
-  inline Square HalfKAv2::orient(Color perspective, Square s) {
-    return Square(int(s) ^ (bool(perspective) * 56));
+  inline Square HalfKAv2_hm::orient(Color perspective, Square s, Square ksq) {
+    return Square(int(s) ^ (bool(perspective) * SQ_A8) ^ ((file_of(ksq) < FILE_E) * SQ_H1));
   }
 
   // Index of a feature for a given king position and another piece on some square
-  inline IndexType HalfKAv2::make_index(Color perspective, Square s, Piece pc, Square ksq) {
-    return IndexType(orient(perspective, s) + PieceSquareIndex[perspective][pc] + PS_NB * ksq);
+  inline IndexType HalfKAv2_hm::make_index(Color perspective, Square s, Piece pc, Square ksq) {
+    Square o_ksq = orient(perspective, ksq, ksq);
+    return IndexType(orient(perspective, s, ksq) + PieceSquareIndex[perspective][pc] + PS_NB * KingBuckets[o_ksq]);
   }
 
   // Get a list of indices for active features
-  void HalfKAv2::append_active_indices(
+  void HalfKAv2_hm::append_active_indices(
     const Position& pos,
     Color perspective,
     ValueListInserter<IndexType> active
   ) {
-    Square ksq = orient(perspective, pos.square<KING>(perspective));
+    Square ksq = pos.square<KING>(perspective);
     Bitboard bb = pos.pieces();
     while (bb)
     {
@@ -52,7 +53,7 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Features {
 
   // append_changed_indices() : get a list of indices for recently changed features
 
-  void HalfKAv2::append_changed_indices(
+  void HalfKAv2_hm::append_changed_indices(
     Square ksq,
     StateInfo* st,
     Color perspective,
@@ -60,25 +61,24 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Features {
     ValueListInserter<IndexType> added
   ) {
     const auto& dp = st->dirtyPiece;
-    Square oriented_ksq = orient(perspective, ksq);
     for (int i = 0; i < dp.dirty_num; ++i) {
       Piece pc = dp.piece[i];
       if (dp.from[i] != SQ_NONE)
-        removed.push_back(make_index(perspective, dp.from[i], pc, oriented_ksq));
+        removed.push_back(make_index(perspective, dp.from[i], pc, ksq));
       if (dp.to[i] != SQ_NONE)
-        added.push_back(make_index(perspective, dp.to[i], pc, oriented_ksq));
+        added.push_back(make_index(perspective, dp.to[i], pc, ksq));
     }
   }
 
-  int HalfKAv2::update_cost(StateInfo* st) {
+  int HalfKAv2_hm::update_cost(StateInfo* st) {
     return st->dirtyPiece.dirty_num;
   }
 
-  int HalfKAv2::refresh_cost(const Position& pos) {
+  int HalfKAv2_hm::refresh_cost(const Position& pos) {
     return pos.count<ALL_PIECES>();
   }
 
-  bool HalfKAv2::requires_refresh(StateInfo* st, Color perspective) {
+  bool HalfKAv2_hm::requires_refresh(StateInfo* st, Color perspective) {
     return st->dirtyPiece.piece[0] == make_piece(perspective, KING);
   }
 
similarity index 80%
rename from src/nnue/features/half_ka_v2.h
rename to src/nnue/features/half_ka_v2_hm.h
index e4b2edd9fc02e892cca8e7d03db4a6f21e754e79..2c1144f64fb85eb5f442fdb210ad8c804ce355cb 100644 (file)
@@ -18,8 +18,8 @@
 
 //Definition of input features HalfKP of NNUE evaluation function
 
-#ifndef NNUE_FEATURES_HALF_KA_V2_H_INCLUDED
-#define NNUE_FEATURES_HALF_KA_V2_H_INCLUDED
+#ifndef NNUE_FEATURES_HALF_KA_V2_HM_H_INCLUDED
+#define NNUE_FEATURES_HALF_KA_V2_HM_H_INCLUDED
 
 #include "../nnue_common.h"
 
@@ -32,9 +32,9 @@ namespace Stockfish {
 
 namespace Stockfish::Eval::NNUE::Features {
 
-  // Feature HalfKAv2: Combination of the position of own king
-  // and the position of pieces
-  class HalfKAv2 {
+  // Feature HalfKAv2_hm: Combination of the position of own king
+  // and the position of pieces. Position mirrored such that king always on e..h files.
+  class HalfKAv2_hm {
 
     // unique number for each piece type on each square
     enum {
@@ -63,21 +63,32 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Features {
     };
 
     // Orient a square according to perspective (rotates by 180 for black)
-    static Square orient(Color perspective, Square s);
+    static Square orient(Color perspective, Square s, Square ksq);
 
     // Index of a feature for a given king position and another piece on some square
     static IndexType make_index(Color perspective, Square s, Piece pc, Square ksq);
 
    public:
     // Feature name
-    static constexpr const char* Name = "HalfKAv2(Friend)";
+    static constexpr const char* Name = "HalfKAv2_hm(Friend)";
 
     // Hash value embedded in the evaluation file
-    static constexpr std::uint32_t HashValue = 0x5f234cb8u;
+    static constexpr std::uint32_t HashValue = 0x7f234cb8u;
 
     // Number of feature dimensions
     static constexpr IndexType Dimensions =
-        static_cast<IndexType>(SQUARE_NB) * static_cast<IndexType>(PS_NB);
+        static_cast<IndexType>(SQUARE_NB) * static_cast<IndexType>(PS_NB) / 2;
+
+    static constexpr int KingBuckets[64] = {
+      -1, -1, -1, -1, 31, 30, 29, 28,
+      -1, -1, -1, -1, 27, 26, 25, 24,
+      -1, -1, -1, -1, 23, 22, 21, 20,
+      -1, -1, -1, -1, 19, 18, 17, 16,
+      -1, -1, -1, -1, 15, 14, 13, 12,
+      -1, -1, -1, -1, 11, 10, 9, 8,
+      -1, -1, -1, -1, 7, 6, 5, 4,
+      -1, -1, -1, -1, 3, 2, 1, 0
+    };
 
     // Maximum number of simultaneously active features.
     static constexpr IndexType MaxActiveDimensions = 32;
@@ -108,4 +119,4 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Features {
 
 }  // namespace Stockfish::Eval::NNUE::Features
 
-#endif // #ifndef NNUE_FEATURES_HALF_KA_V2_H_INCLUDED
+#endif // #ifndef NNUE_FEATURES_HALF_KA_V2_HM_H_INCLUDED
index 9a3b778e6bbbedec7cb8b6d409c5d226f7569206..b28712780b2684868bc2c2937628e4112b72b69c 100644 (file)
 #define NNUE_LAYERS_AFFINE_TRANSFORM_H_INCLUDED
 
 #include <iostream>
+#include <algorithm>
+#include <type_traits>
 #include "../nnue_common.h"
+#include "../../simd.h"
+
+/*
+  This file contains the definition for a fully connected layer (aka affine transform).
+  Two approaches are employed, depending on the sizes of the transform.
+
+  Approach 1:
+    - used when the PaddedInputDimensions >= 128
+    - uses AVX512 if possible
+    - processes inputs in batches of 2*InputSimdWidth
+      - so in batches of 128 for AVX512
+    - the weight blocks of size InputSimdWidth are transposed such that
+      access is sequential
+    - N columns of the weight matrix are processed a time, where N
+      depends on the architecture (the amount of registers)
+    - accumulate + hadd is used
+
+  Approach 2:
+    - used when the PaddedInputDimensions < 128
+    - does not use AVX512
+    - expected use-case is for when PaddedInputDimensions == 32 and InputDimensions <= 32.
+      - that's why AVX512 is hard to implement
+    - expected use-case is small layers
+      - not optimized as well as the approach 1
+    - inputs are processed in chunks of 4, weights are respectively transposed
+    - accumulation happens directly to int32s
+*/
 
 namespace Stockfish::Eval::NNUE::Layers {
 
-  // Affine transformation layer
+// Fallback implementation for older/other architectures.
+// Identical for both approaches. Requires the input to be padded to at least 16 values.
+#if !defined(USE_SSSE3)
+  template <IndexType InputDimensions, IndexType PaddedInputDimensions, IndexType OutputDimensions>
+  static void affine_transform_non_ssse3(std::int32_t* output, const std::int8_t* weights, const std::int32_t* biases, const std::uint8_t* input)
+  {
+# if defined(USE_SSE2)
+    // At least a multiple of 16, with SSE2.
+    static_assert(PaddedInputDimensions % 16 == 0);
+    constexpr IndexType NumChunks = PaddedInputDimensions / 16;
+    const __m128i Zeros = _mm_setzero_si128();
+    const auto inputVector = reinterpret_cast<const __m128i*>(input);
+
+# elif defined(USE_MMX)
+    static_assert(InputDimensions % 8 == 0);
+    constexpr IndexType NumChunks = InputDimensions / 8;
+    const __m64 Zeros = _mm_setzero_si64();
+    const auto inputVector = reinterpret_cast<const __m64*>(input);
+
+# elif defined(USE_NEON)
+    static_assert(PaddedInputDimensions % 16 == 0);
+    constexpr IndexType NumChunks = PaddedInputDimensions / 16;
+    const auto inputVector = reinterpret_cast<const int8x8_t*>(input);
+# endif
+
+    for (IndexType i = 0; i < OutputDimensions; ++i) {
+      const IndexType offset = i * PaddedInputDimensions;
+
+# if defined(USE_SSE2)
+      __m128i sumLo = _mm_cvtsi32_si128(biases[i]);
+      __m128i sumHi = Zeros;
+      const auto row = reinterpret_cast<const __m128i*>(&weights[offset]);
+      for (IndexType j = 0; j < NumChunks; ++j) {
+        __m128i row_j = _mm_load_si128(&row[j]);
+        __m128i input_j = _mm_load_si128(&inputVector[j]);
+        __m128i extendedRowLo = _mm_srai_epi16(_mm_unpacklo_epi8(row_j, row_j), 8);
+        __m128i extendedRowHi = _mm_srai_epi16(_mm_unpackhi_epi8(row_j, row_j), 8);
+        __m128i extendedInputLo = _mm_unpacklo_epi8(input_j, Zeros);
+        __m128i extendedInputHi = _mm_unpackhi_epi8(input_j, Zeros);
+        __m128i productLo = _mm_madd_epi16(extendedRowLo, extendedInputLo);
+        __m128i productHi = _mm_madd_epi16(extendedRowHi, extendedInputHi);
+        sumLo = _mm_add_epi32(sumLo, productLo);
+        sumHi = _mm_add_epi32(sumHi, productHi);
+      }
+      __m128i sum = _mm_add_epi32(sumLo, sumHi);
+      __m128i sumHigh_64 = _mm_shuffle_epi32(sum, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2));
+      sum = _mm_add_epi32(sum, sumHigh_64);
+      __m128i sum_second_32 = _mm_shufflelo_epi16(sum, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2));
+      sum = _mm_add_epi32(sum, sum_second_32);
+      output[i] = _mm_cvtsi128_si32(sum);
+
+# elif defined(USE_MMX)
+      __m64 sumLo = _mm_cvtsi32_si64(biases[i]);
+      __m64 sumHi = Zeros;
+      const auto row = reinterpret_cast<const __m64*>(&weights[offset]);
+      for (IndexType j = 0; j < NumChunks; ++j) {
+        __m64 row_j = row[j];
+        __m64 input_j = inputVector[j];
+        __m64 extendedRowLo = _mm_srai_pi16(_mm_unpacklo_pi8(row_j, row_j), 8);
+        __m64 extendedRowHi = _mm_srai_pi16(_mm_unpackhi_pi8(row_j, row_j), 8);
+        __m64 extendedInputLo = _mm_unpacklo_pi8(input_j, Zeros);
+        __m64 extendedInputHi = _mm_unpackhi_pi8(input_j, Zeros);
+        __m64 productLo = _mm_madd_pi16(extendedRowLo, extendedInputLo);
+        __m64 productHi = _mm_madd_pi16(extendedRowHi, extendedInputHi);
+        sumLo = _mm_add_pi32(sumLo, productLo);
+        sumHi = _mm_add_pi32(sumHi, productHi);
+      }
+      __m64 sum = _mm_add_pi32(sumLo, sumHi);
+      sum = _mm_add_pi32(sum, _mm_unpackhi_pi32(sum, sum));
+      output[i] = _mm_cvtsi64_si32(sum);
+
+# elif defined(USE_NEON)
+      int32x4_t sum = {biases[i]};
+      const auto row = reinterpret_cast<const int8x8_t*>(&weights[offset]);
+      for (IndexType j = 0; j < NumChunks; ++j) {
+        int16x8_t product = vmull_s8(inputVector[j * 2], row[j * 2]);
+        product = vmlal_s8(product, inputVector[j * 2 + 1], row[j * 2 + 1]);
+        sum = vpadalq_s16(sum, product);
+      }
+      output[i] = sum[0] + sum[1] + sum[2] + sum[3];
+
+# else
+      std::int32_t sum = biases[i];
+      for (IndexType j = 0; j < InputDimensions; ++j) {
+        sum += weights[offset + j] * input[j];
+      }
+      output[i] = sum;
+# endif
+    }
+
+# if defined(USE_MMX)
+    _mm_empty();
+# endif
+  }
+#endif
+
+  template <typename PreviousLayer, IndexType OutDims, typename Enabled = void>
+  class AffineTransform;
+
+  // A specialization for large inputs.
   template <typename PreviousLayer, IndexType OutDims>
-  class AffineTransform {
+  class AffineTransform<PreviousLayer, OutDims, std::enable_if_t<(PreviousLayer::OutputDimensions >= 2*64-1)>> {
    public:
     // Input/output type
     using InputType = typename PreviousLayer::OutputType;
@@ -36,24 +164,49 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Layers {
     static_assert(std::is_same<InputType, std::uint8_t>::value, "");
 
     // Number of input/output dimensions
-    static constexpr IndexType InputDimensions =
-        PreviousLayer::OutputDimensions;
+    static constexpr IndexType InputDimensions = PreviousLayer::OutputDimensions;
     static constexpr IndexType OutputDimensions = OutDims;
+
     static constexpr IndexType PaddedInputDimensions =
-        ceil_to_multiple<IndexType>(InputDimensions, MaxSimdWidth);
+      ceil_to_multiple<IndexType>(InputDimensions, MaxSimdWidth);
+
+    static_assert(PaddedInputDimensions >= 128, "Something went wrong. This specialization should not have been chosen.");
+
 #if defined (USE_AVX512)
-    static constexpr const IndexType OutputSimdWidth = SimdWidth / 2;
+    static constexpr const IndexType InputSimdWidth = 64;
+    static constexpr const IndexType MaxNumOutputRegs = 16;
+#elif defined (USE_AVX2)
+    static constexpr const IndexType InputSimdWidth = 32;
+    static constexpr const IndexType MaxNumOutputRegs = 8;
 #elif defined (USE_SSSE3)
-    static constexpr const IndexType OutputSimdWidth = SimdWidth / 4;
+    static constexpr const IndexType InputSimdWidth = 16;
+    static constexpr const IndexType MaxNumOutputRegs = 8;
+#else
+    // The fallback implementation will not have permuted weights.
+    // We define these to avoid a lot of ifdefs later.
+    static constexpr const IndexType InputSimdWidth = 1;
+    static constexpr const IndexType MaxNumOutputRegs = 1;
 #endif
 
+    // A big block is a region in the weight matrix of the size [PaddedInputDimensions, NumOutputRegs].
+    // A small block is a region of size [InputSimdWidth, 1]
+
+    static constexpr const IndexType NumOutputRegs = std::min(MaxNumOutputRegs, OutputDimensions);
+    static constexpr const IndexType SmallBlockSize = InputSimdWidth;
+    static constexpr const IndexType BigBlockSize = NumOutputRegs * PaddedInputDimensions;
+    static constexpr const IndexType NumSmallBlocksInBigBlock = BigBlockSize / SmallBlockSize;
+    static constexpr const IndexType NumSmallBlocksPerOutput = PaddedInputDimensions / SmallBlockSize;
+    static constexpr const IndexType NumBigBlocks = OutputDimensions / NumOutputRegs;
+
+    static_assert(OutputDimensions % NumOutputRegs == 0);
+
     // Size of forward propagation buffer used in this layer
     static constexpr std::size_t SelfBufferSize =
-        ceil_to_multiple(OutputDimensions * sizeof(OutputType), CacheLineSize);
+      ceil_to_multiple(OutputDimensions * sizeof(OutputType), CacheLineSize);
 
     // Size of the forward propagation buffer used from the input layer to this layer
     static constexpr std::size_t BufferSize =
-        PreviousLayer::BufferSize + SelfBufferSize;
+      PreviousLayer::BufferSize + SelfBufferSize;
 
     // Hash value embedded in the evaluation file
     static constexpr std::uint32_t get_hash_value() {
@@ -64,21 +217,35 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Layers {
       return hashValue;
     }
 
+    /*
+      Transposes the small blocks within a block.
+      Effectively means that weights can be traversed sequentially during inference.
+    */
+    static IndexType get_weight_index(IndexType i)
+    {
+      const IndexType smallBlock = (i / SmallBlockSize) % NumSmallBlocksInBigBlock;
+      const IndexType smallBlockCol = smallBlock / NumSmallBlocksPerOutput;
+      const IndexType smallBlockRow = smallBlock % NumSmallBlocksPerOutput;
+      const IndexType bigBlock   = i / BigBlockSize;
+      const IndexType rest       = i % SmallBlockSize;
+
+      const IndexType idx =
+          bigBlock * BigBlockSize
+        + smallBlockRow * SmallBlockSize * NumOutputRegs
+        + smallBlockCol * SmallBlockSize
+        + rest;
+
+      return idx;
+    }
+
     // Read network parameters
     bool read_parameters(std::istream& stream) {
       if (!previousLayer.read_parameters(stream)) return false;
       for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions; ++i)
         biases[i] = read_little_endian<BiasType>(stream);
+
       for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions * PaddedInputDimensions; ++i)
-#if !defined (USE_SSSE3)
-        weights[i] = read_little_endian<WeightType>(stream);
-#else
-        weights[
-          (i / 4) % (PaddedInputDimensions / 4) * OutputDimensions * 4 +
-          i / PaddedInputDimensions * 4 +
-          i % 4
-        ] = read_little_endian<WeightType>(stream);
-#endif
+        weights[get_weight_index(i)] = read_little_endian<WeightType>(stream);
 
       return !stream.fail();
     }
@@ -88,23 +255,9 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Layers {
       if (!previousLayer.write_parameters(stream)) return false;
       for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions; ++i)
           write_little_endian<BiasType>(stream, biases[i]);
-#if !defined (USE_SSSE3)
-      for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions * PaddedInputDimensions; ++i)
-          write_little_endian<WeightType>(stream, weights[i]);
-#else
-      std::unique_ptr<WeightType[]> unscrambledWeights = std::make_unique<WeightType[]>(OutputDimensions * PaddedInputDimensions);
-      for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions * PaddedInputDimensions; ++i) {
-          unscrambledWeights[i] =
-              weights[
-                (i / 4) % (PaddedInputDimensions / 4) * OutputDimensions * 4 +
-                i / PaddedInputDimensions * 4 +
-                i % 4
-              ];
-      }
 
       for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions * PaddedInputDimensions; ++i)
-          write_little_endian<WeightType>(stream, unscrambledWeights[i]);
-#endif
+        write_little_endian<WeightType>(stream, weights[get_weight_index(i)]);
 
       return !stream.fail();
     }
@@ -113,308 +266,274 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Layers {
     const OutputType* propagate(
         const TransformedFeatureType* transformedFeatures, char* buffer) const {
       const auto input = previousLayer.propagate(
-          transformedFeatures, buffer + SelfBufferSize);
-
-#if defined (USE_AVX512)
-
-      [[maybe_unused]] const __m512i Ones512 = _mm512_set1_epi16(1);
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_hadd = [](__m512i sum, int bias) -> int {
-        return _mm512_reduce_add_epi32(sum) + bias;
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_add_dpbusd_epi32 = [=](__m512i& acc, __m512i a, __m512i b) {
-#if defined (USE_VNNI)
-        acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a, b);
-#else
-        __m512i product0 = _mm512_maddubs_epi16(a, b);
-        product0 = _mm512_madd_epi16(product0, Ones512);
-        acc = _mm512_add_epi32(acc, product0);
-#endif
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_add_dpbusd_epi32x4 = [=](__m512i& acc, __m512i a0, __m512i b0, __m512i a1, __m512i b1,
-                                                                        __m512i a2, __m512i b2, __m512i a3, __m512i b3) {
-#if defined (USE_VNNI)
-        acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a0, b0);
-        acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a1, b1);
-        acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a2, b2);
-        acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a3, b3);
-#else
-        __m512i product0 = _mm512_maddubs_epi16(a0, b0);
-        __m512i product1 = _mm512_maddubs_epi16(a1, b1);
-        __m512i product2 = _mm512_maddubs_epi16(a2, b2);
-        __m512i product3 = _mm512_maddubs_epi16(a3, b3);
-        product0 = _mm512_adds_epi16(product0, product1);
-        product0 = _mm512_madd_epi16(product0, Ones512);
-        product2 = _mm512_adds_epi16(product2, product3);
-        product2 = _mm512_madd_epi16(product2, Ones512);
-        acc = _mm512_add_epi32(acc, _mm512_add_epi32(product0, product2));
-#endif
-      };
-
-#endif
-#if defined (USE_AVX2)
-
-      [[maybe_unused]] const __m256i Ones256 = _mm256_set1_epi16(1);
-
-      [[maybe_unused]] auto m256_hadd = [](__m256i sum, int bias) -> int {
-        __m128i sum128 = _mm_add_epi32(_mm256_castsi256_si128(sum), _mm256_extracti128_si256(sum, 1));
-        sum128 = _mm_add_epi32(sum128, _mm_shuffle_epi32(sum128, _MM_PERM_BADC));
-        sum128 = _mm_add_epi32(sum128, _mm_shuffle_epi32(sum128, _MM_PERM_CDAB));
-        return _mm_cvtsi128_si32(sum128) + bias;
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m256_add_dpbusd_epi32 = [=](__m256i& acc, __m256i a, __m256i b) {
-#if defined (USE_VNNI)
-        acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a, b);
-#else
-        __m256i product0 = _mm256_maddubs_epi16(a, b);
-        product0 = _mm256_madd_epi16(product0, Ones256);
-        acc = _mm256_add_epi32(acc, product0);
-#endif
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m256_add_dpbusd_epi32x4 = [=](__m256i& acc, __m256i a0, __m256i b0, __m256i a1, __m256i b1,
-                                                                        __m256i a2, __m256i b2, __m256i a3, __m256i b3) {
-#if defined (USE_VNNI)
-        acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a0, b0);
-        acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a1, b1);
-        acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a2, b2);
-        acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a3, b3);
-#else
-        __m256i product0 = _mm256_maddubs_epi16(a0, b0);
-        __m256i product1 = _mm256_maddubs_epi16(a1, b1);
-        __m256i product2 = _mm256_maddubs_epi16(a2, b2);
-        __m256i product3 = _mm256_maddubs_epi16(a3, b3);
-        product0 = _mm256_adds_epi16(product0, product1);
-        product0 = _mm256_madd_epi16(product0, Ones256);
-        product2 = _mm256_adds_epi16(product2, product3);
-        product2 = _mm256_madd_epi16(product2, Ones256);
-        acc = _mm256_add_epi32(acc, _mm256_add_epi32(product0, product2));
-#endif
-      };
-
-#endif
-#if defined (USE_SSSE3)
-
-      [[maybe_unused]] const __m128i Ones128 = _mm_set1_epi16(1);
-
-      [[maybe_unused]] auto m128_hadd = [](__m128i sum, int bias) -> int {
-        sum = _mm_add_epi32(sum, _mm_shuffle_epi32(sum, 0x4E)); //_MM_PERM_BADC
-        sum = _mm_add_epi32(sum, _mm_shuffle_epi32(sum, 0xB1)); //_MM_PERM_CDAB
-        return _mm_cvtsi128_si32(sum) + bias;
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m128_add_dpbusd_epi32 = [=](__m128i& acc, __m128i a, __m128i b) {
-        __m128i product0 = _mm_maddubs_epi16(a, b);
-        product0 = _mm_madd_epi16(product0, Ones128);
-        acc = _mm_add_epi32(acc, product0);
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m128_add_dpbusd_epi32x4 = [=](__m128i& acc, __m128i a0, __m128i b0, __m128i a1, __m128i b1,
-                                                                        __m128i a2, __m128i b2, __m128i a3, __m128i b3) {
-        __m128i product0 = _mm_maddubs_epi16(a0, b0);
-        __m128i product1 = _mm_maddubs_epi16(a1, b1);
-        __m128i product2 = _mm_maddubs_epi16(a2, b2);
-        __m128i product3 = _mm_maddubs_epi16(a3, b3);
-        product0 = _mm_adds_epi16(product0, product1);
-        product0 = _mm_madd_epi16(product0, Ones128);
-        product2 = _mm_adds_epi16(product2, product3);
-        product2 = _mm_madd_epi16(product2, Ones128);
-        acc = _mm_add_epi32(acc, _mm_add_epi32(product0, product2));
-      };
-
-#endif
+        transformedFeatures, buffer + SelfBufferSize);
+      OutputType* output = reinterpret_cast<OutputType*>(buffer);
 
 #if defined (USE_AVX512)
       using vec_t = __m512i;
       #define vec_setzero _mm512_setzero_si512
       #define vec_set_32 _mm512_set1_epi32
-      auto& vec_add_dpbusd_32 = m512_add_dpbusd_epi32;
-      auto& vec_add_dpbusd_32x4 = m512_add_dpbusd_epi32x4;
-      auto& vec_hadd = m512_hadd;
+      #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m512_add_dpbusd_epi32
+      #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m512_add_dpbusd_epi32x2
+      #define vec_hadd Simd::m512_hadd
+      #define vec_haddx4 Simd::m512_haddx4
 #elif defined (USE_AVX2)
       using vec_t = __m256i;
       #define vec_setzero _mm256_setzero_si256
       #define vec_set_32 _mm256_set1_epi32
-      auto& vec_add_dpbusd_32 = m256_add_dpbusd_epi32;
-      auto& vec_add_dpbusd_32x4 = m256_add_dpbusd_epi32x4;
-      auto& vec_hadd = m256_hadd;
+      #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m256_add_dpbusd_epi32
+      #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m256_add_dpbusd_epi32x2
+      #define vec_hadd Simd::m256_hadd
+      #define vec_haddx4 Simd::m256_haddx4
 #elif defined (USE_SSSE3)
       using vec_t = __m128i;
       #define vec_setzero _mm_setzero_si128
       #define vec_set_32 _mm_set1_epi32
-      auto& vec_add_dpbusd_32 = m128_add_dpbusd_epi32;
-      auto& vec_add_dpbusd_32x4 = m128_add_dpbusd_epi32x4;
-      auto& vec_hadd = m128_hadd;
+      #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m128_add_dpbusd_epi32
+      #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m128_add_dpbusd_epi32x2
+      #define vec_hadd Simd::m128_hadd
+      #define vec_haddx4 Simd::m128_haddx4
 #endif
 
 #if defined (USE_SSSE3)
-      // Different layout, we process 4 inputs at a time, always.
-      static_assert(InputDimensions % 4 == 0);
+      const vec_t* invec = reinterpret_cast<const vec_t*>(input);
 
-      const auto output = reinterpret_cast<OutputType*>(buffer);
-      const auto inputVector = reinterpret_cast<const vec_t*>(input);
 
-      static_assert(OutputDimensions % OutputSimdWidth == 0 || OutputDimensions == 1);
-
-      // OutputDimensions is either 1 or a multiple of SimdWidth
-      // because then it is also an input dimension.
-      if constexpr (OutputDimensions % OutputSimdWidth == 0)
+      // Perform accumulation to registers for each big block
+      for (IndexType bigBlock = 0; bigBlock < NumBigBlocks; ++bigBlock)
       {
-          constexpr IndexType NumChunks = InputDimensions / 4;
+        vec_t acc[NumOutputRegs] = { vec_setzero() };
+
+        // Each big block has NumOutputRegs small blocks in each "row", one per register.
+        // We process two small blocks at a time to save on one addition without VNNI.
+        for (IndexType smallBlock = 0; smallBlock < NumSmallBlocksPerOutput; smallBlock += 2)
+        {
+          const vec_t* weightvec =
+            reinterpret_cast<const vec_t*>(
+                weights
+              + bigBlock * BigBlockSize
+              + smallBlock * SmallBlockSize * NumOutputRegs);
+
+          const vec_t in0 = invec[smallBlock + 0];
+          const vec_t in1 = invec[smallBlock + 1];
+
+          for (IndexType k = 0; k < NumOutputRegs; ++k)
+            vec_add_dpbusd_32x2(acc[k], in0, weightvec[k], in1, weightvec[k + NumOutputRegs]);
+        }
 
-          const auto input32 = reinterpret_cast<const std::int32_t*>(input);
-          vec_t* outptr = reinterpret_cast<vec_t*>(output);
-          std::memcpy(output, biases, OutputDimensions * sizeof(OutputType));
+        // Horizontally add all accumulators.
+        if constexpr (NumOutputRegs % 4 == 0)
+        {
+          __m128i* outputvec = reinterpret_cast<__m128i*>(output);
+          const __m128i* biasvec = reinterpret_cast<const __m128i*>(biases);
 
-          for (int i = 0; i < (int)NumChunks - 3; i += 4)
-          {
-              const vec_t in0 = vec_set_32(input32[i + 0]);
-              const vec_t in1 = vec_set_32(input32[i + 1]);
-              const vec_t in2 = vec_set_32(input32[i + 2]);
-              const vec_t in3 = vec_set_32(input32[i + 3]);
-              const auto col0 = reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[(i + 0) * OutputDimensions * 4]);
-              const auto col1 = reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[(i + 1) * OutputDimensions * 4]);
-              const auto col2 = reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[(i + 2) * OutputDimensions * 4]);
-              const auto col3 = reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[(i + 3) * OutputDimensions * 4]);
-              for (int j = 0; j * OutputSimdWidth < OutputDimensions; ++j)
-                  vec_add_dpbusd_32x4(outptr[j], in0, col0[j], in1, col1[j], in2, col2[j], in3, col3[j]);
-          }
-      }
-      else if constexpr (OutputDimensions == 1)
-      {
-#if defined (USE_AVX512)
-          if constexpr (PaddedInputDimensions % (SimdWidth * 2) != 0)
+          for (IndexType k = 0; k < NumOutputRegs; k += 4)
           {
-              constexpr IndexType NumChunks = PaddedInputDimensions / SimdWidth;
-              const auto inputVector256 = reinterpret_cast<const __m256i*>(input);
-
-              __m256i sum0 = _mm256_setzero_si256();
-              const auto row0 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights[0]);
-
-              for (int j = 0; j < (int)NumChunks; ++j)
-              {
-                  const __m256i in = inputVector256[j];
-                  m256_add_dpbusd_epi32(sum0, in, row0[j]);
-              }
-              output[0] = m256_hadd(sum0, biases[0]);
+            const IndexType idx = (bigBlock * NumOutputRegs + k) / 4;
+            outputvec[idx] = vec_haddx4(acc[k+0], acc[k+1], acc[k+2], acc[k+3], biasvec[idx]);
           }
-          else
-#endif
+        }
+        else
+        {
+          for (IndexType k = 0; k < NumOutputRegs; ++k)
           {
-#if defined (USE_AVX512)
-              constexpr IndexType NumChunks = PaddedInputDimensions / (SimdWidth * 2);
-#else
-              constexpr IndexType NumChunks = PaddedInputDimensions / SimdWidth;
-#endif
-              vec_t sum0 = vec_setzero();
-              const auto row0 = reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[0]);
-
-              for (int j = 0; j < (int)NumChunks; ++j)
-              {
-                  const vec_t in = inputVector[j];
-                  vec_add_dpbusd_32(sum0, in, row0[j]);
-              }
-              output[0] = vec_hadd(sum0, biases[0]);
+            const IndexType idx = (bigBlock * NumOutputRegs + k);
+            output[idx] = vec_hadd(acc[k], biases[idx]);
           }
+        }
       }
 
+# undef vec_setzero
+# undef vec_set_32
+# undef vec_add_dpbusd_32
+# undef vec_add_dpbusd_32x2
+# undef vec_hadd
+# undef vec_haddx4
 #else
+      // Use old implementation for the other architectures.
+      affine_transform_non_ssse3<
+        InputDimensions,
+        PaddedInputDimensions,
+        OutputDimensions>(output, weights, biases, input);
+
+#endif
 
-// Use old implementation for the other architectures.
+      return output;
+    }
 
-      auto output = reinterpret_cast<OutputType*>(buffer);
+   private:
+    using BiasType = OutputType;
+    using WeightType = std::int8_t;
 
-#if defined(USE_SSE2)
-      // At least a multiple of 16, with SSE2.
-      static_assert(InputDimensions % SimdWidth == 0);
-      constexpr IndexType NumChunks = InputDimensions / SimdWidth;
-      const __m128i Zeros = _mm_setzero_si128();
-      const auto inputVector = reinterpret_cast<const __m128i*>(input);
+    PreviousLayer previousLayer;
 
-#elif defined(USE_MMX)
-      static_assert(InputDimensions % SimdWidth == 0);
-      constexpr IndexType NumChunks = InputDimensions / SimdWidth;
-      const __m64 Zeros = _mm_setzero_si64();
-      const auto inputVector = reinterpret_cast<const __m64*>(input);
+    alignas(CacheLineSize) BiasType biases[OutputDimensions];
+    alignas(CacheLineSize) WeightType weights[OutputDimensions * PaddedInputDimensions];
+  };
 
-#elif defined(USE_NEON)
-      static_assert(InputDimensions % SimdWidth == 0);
-      constexpr IndexType NumChunks = InputDimensions / SimdWidth;
-      const auto inputVector = reinterpret_cast<const int8x8_t*>(input);
+  template <typename PreviousLayer, IndexType OutDims>
+  class AffineTransform<PreviousLayer, OutDims, std::enable_if_t<(PreviousLayer::OutputDimensions < 2*64-1)>> {
+   public:
+    // Input/output type
+    using InputType = typename PreviousLayer::OutputType;
+    using OutputType = std::int32_t;
+    static_assert(std::is_same<InputType, std::uint8_t>::value, "");
+
+    // Number of input/output dimensions
+    static constexpr IndexType InputDimensions =
+        PreviousLayer::OutputDimensions;
+    static constexpr IndexType OutputDimensions = OutDims;
+    static constexpr IndexType PaddedInputDimensions =
+        ceil_to_multiple<IndexType>(InputDimensions, MaxSimdWidth);
+
+    static_assert(PaddedInputDimensions < 128, "Something went wrong. This specialization should not have been chosen.");
+
+#if defined (USE_SSSE3)
+    static constexpr const IndexType OutputSimdWidth = SimdWidth / 4;
+    static constexpr const IndexType InputSimdWidth = SimdWidth;
 #endif
 
-      for (IndexType i = 0; i < OutputDimensions; ++i) {
-        const IndexType offset = i * PaddedInputDimensions;
-
-#if defined(USE_SSE2)
-        __m128i sumLo = _mm_cvtsi32_si128(biases[i]);
-        __m128i sumHi = Zeros;
-        const auto row = reinterpret_cast<const __m128i*>(&weights[offset]);
-        for (IndexType j = 0; j < NumChunks; ++j) {
-          __m128i row_j = _mm_load_si128(&row[j]);
-          __m128i input_j = _mm_load_si128(&inputVector[j]);
-          __m128i extendedRowLo = _mm_srai_epi16(_mm_unpacklo_epi8(row_j, row_j), 8);
-          __m128i extendedRowHi = _mm_srai_epi16(_mm_unpackhi_epi8(row_j, row_j), 8);
-          __m128i extendedInputLo = _mm_unpacklo_epi8(input_j, Zeros);
-          __m128i extendedInputHi = _mm_unpackhi_epi8(input_j, Zeros);
-          __m128i productLo = _mm_madd_epi16(extendedRowLo, extendedInputLo);
-          __m128i productHi = _mm_madd_epi16(extendedRowHi, extendedInputHi);
-          sumLo = _mm_add_epi32(sumLo, productLo);
-          sumHi = _mm_add_epi32(sumHi, productHi);
-        }
-        __m128i sum = _mm_add_epi32(sumLo, sumHi);
-        __m128i sumHigh_64 = _mm_shuffle_epi32(sum, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2));
-        sum = _mm_add_epi32(sum, sumHigh_64);
-        __m128i sum_second_32 = _mm_shufflelo_epi16(sum, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2));
-        sum = _mm_add_epi32(sum, sum_second_32);
-        output[i] = _mm_cvtsi128_si32(sum);
-
-#elif defined(USE_MMX)
-        __m64 sumLo = _mm_cvtsi32_si64(biases[i]);
-        __m64 sumHi = Zeros;
-        const auto row = reinterpret_cast<const __m64*>(&weights[offset]);
-        for (IndexType j = 0; j < NumChunks; ++j) {
-          __m64 row_j = row[j];
-          __m64 input_j = inputVector[j];
-          __m64 extendedRowLo = _mm_srai_pi16(_mm_unpacklo_pi8(row_j, row_j), 8);
-          __m64 extendedRowHi = _mm_srai_pi16(_mm_unpackhi_pi8(row_j, row_j), 8);
-          __m64 extendedInputLo = _mm_unpacklo_pi8(input_j, Zeros);
-          __m64 extendedInputHi = _mm_unpackhi_pi8(input_j, Zeros);
-          __m64 productLo = _mm_madd_pi16(extendedRowLo, extendedInputLo);
-          __m64 productHi = _mm_madd_pi16(extendedRowHi, extendedInputHi);
-          sumLo = _mm_add_pi32(sumLo, productLo);
-          sumHi = _mm_add_pi32(sumHi, productHi);
-        }
-        __m64 sum = _mm_add_pi32(sumLo, sumHi);
-        sum = _mm_add_pi32(sum, _mm_unpackhi_pi32(sum, sum));
-        output[i] = _mm_cvtsi64_si32(sum);
-
-#elif defined(USE_NEON)
-        int32x4_t sum = {biases[i]};
-        const auto row = reinterpret_cast<const int8x8_t*>(&weights[offset]);
-        for (IndexType j = 0; j < NumChunks; ++j) {
-          int16x8_t product = vmull_s8(inputVector[j * 2], row[j * 2]);
-          product = vmlal_s8(product, inputVector[j * 2 + 1], row[j * 2 + 1]);
-          sum = vpadalq_s16(sum, product);
-        }
-        output[i] = sum[0] + sum[1] + sum[2] + sum[3];
+    // Size of forward propagation buffer used in this layer
+    static constexpr std::size_t SelfBufferSize =
+      ceil_to_multiple(OutputDimensions * sizeof(OutputType), CacheLineSize);
+
+    // Size of the forward propagation buffer used from the input layer to this layer
+    static constexpr std::size_t BufferSize =
+      PreviousLayer::BufferSize + SelfBufferSize;
+
+    // Hash value embedded in the evaluation file
+    static constexpr std::uint32_t get_hash_value() {
+      std::uint32_t hashValue = 0xCC03DAE4u;
+      hashValue += OutputDimensions;
+      hashValue ^= PreviousLayer::get_hash_value() >> 1;
+      hashValue ^= PreviousLayer::get_hash_value() << 31;
+      return hashValue;
+    }
 
+    static IndexType get_weight_index_scrambled(IndexType i)
+    {
+      return
+        (i / 4) % (PaddedInputDimensions / 4) * OutputDimensions * 4 +
+        i / PaddedInputDimensions * 4 +
+        i % 4;
+    }
+
+    static IndexType get_weight_index(IndexType i)
+    {
+#if defined (USE_SSSE3)
+      return get_weight_index_scrambled(i);
 #else
-        OutputType sum = biases[i];
-        for (IndexType j = 0; j < InputDimensions; ++j) {
-          sum += weights[offset + j] * input[j];
-        }
-        output[i] = sum;
+      return i;
 #endif
+    }
 
-      }
-#if defined(USE_MMX)
-      _mm_empty();
+    // Read network parameters
+    bool read_parameters(std::istream& stream) {
+      if (!previousLayer.read_parameters(stream)) return false;
+      for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions; ++i)
+        biases[i] = read_little_endian<BiasType>(stream);
+      for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions * PaddedInputDimensions; ++i)
+        weights[get_weight_index(i)] = read_little_endian<WeightType>(stream);
+
+      return !stream.fail();
+    }
+
+    // Write network parameters
+    bool write_parameters(std::ostream& stream) const {
+      if (!previousLayer.write_parameters(stream)) return false;
+      for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions; ++i)
+        write_little_endian<BiasType>(stream, biases[i]);
+
+      for (std::size_t i = 0; i < OutputDimensions * PaddedInputDimensions; ++i)
+        write_little_endian<WeightType>(stream, weights[get_weight_index(i)]);
+
+      return !stream.fail();
+    }
+    // Forward propagation
+    const OutputType* propagate(
+        const TransformedFeatureType* transformedFeatures, char* buffer) const {
+      const auto input = previousLayer.propagate(
+        transformedFeatures, buffer + SelfBufferSize);
+      const auto output = reinterpret_cast<OutputType*>(buffer);
+
+#if defined (USE_AVX2)
+      using vec_t = __m256i;
+      #define vec_setzero _mm256_setzero_si256
+      #define vec_set_32 _mm256_set1_epi32
+      #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m256_add_dpbusd_epi32
+      #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m256_add_dpbusd_epi32x2
+      #define vec_add_dpbusd_32x4 Simd::m256_add_dpbusd_epi32x4
+      #define vec_hadd Simd::m256_hadd
+      #define vec_haddx4 Simd::m256_haddx4
+#elif defined (USE_SSSE3)
+      using vec_t = __m128i;
+      #define vec_setzero _mm_setzero_si128
+      #define vec_set_32 _mm_set1_epi32
+      #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m128_add_dpbusd_epi32
+      #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m128_add_dpbusd_epi32x2
+      #define vec_add_dpbusd_32x4 Simd::m128_add_dpbusd_epi32x4
+      #define vec_hadd Simd::m128_hadd
+      #define vec_haddx4 Simd::m128_haddx4
 #endif
 
+#if defined (USE_SSSE3)
+      const auto inputVector = reinterpret_cast<const vec_t*>(input);
+
+      static_assert(InputDimensions % 8 == 0);
+      static_assert(OutputDimensions % OutputSimdWidth == 0 || OutputDimensions == 1);
+
+      if constexpr (OutputDimensions % OutputSimdWidth == 0)
+      {
+        constexpr IndexType NumChunks = InputDimensions / 4;
+        constexpr IndexType NumRegs = OutputDimensions / OutputSimdWidth;
+
+        const auto input32 = reinterpret_cast<const std::int32_t*>(input);
+        const vec_t* biasvec = reinterpret_cast<const vec_t*>(biases);
+        vec_t acc[NumRegs];
+        for (IndexType k = 0; k < NumRegs; ++k)
+          acc[k] = biasvec[k];
+
+        for (IndexType i = 0; i < NumChunks; i += 2)
+        {
+          const vec_t in0 = vec_set_32(input32[i + 0]);
+          const vec_t in1 = vec_set_32(input32[i + 1]);
+          const auto col0 = reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[(i + 0) * OutputDimensions * 4]);
+          const auto col1 = reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[(i + 1) * OutputDimensions * 4]);
+          for (IndexType k = 0; k < NumRegs; ++k)
+            vec_add_dpbusd_32x2(acc[k], in0, col0[k], in1, col1[k]);
+        }
+
+        vec_t* outptr = reinterpret_cast<vec_t*>(output);
+        for (IndexType k = 0; k < NumRegs; ++k)
+          outptr[k] = acc[k];
+      }
+      else if constexpr (OutputDimensions == 1)
+      {
+        constexpr IndexType NumChunks = PaddedInputDimensions / SimdWidth;
+        vec_t sum0 = vec_setzero();
+        const auto row0 = reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[0]);
+
+        for (int j = 0; j < (int)NumChunks; ++j)
+        {
+          const vec_t in = inputVector[j];
+          vec_add_dpbusd_32(sum0, in, row0[j]);
+        }
+        output[0] = vec_hadd(sum0, biases[0]);
+      }
+
+# undef vec_setzero
+# undef vec_set_32
+# undef vec_add_dpbusd_32
+# undef vec_add_dpbusd_32x2
+# undef vec_add_dpbusd_32x4
+# undef vec_hadd
+# undef vec_haddx4
+#else
+      // Use old implementation for the other architectures.
+      affine_transform_non_ssse3<
+        InputDimensions,
+        PaddedInputDimensions,
+        OutputDimensions>(output, weights, biases, input);
 #endif
 
       return output;
index 65455df4944324a12870ca29d68c9ff5e0b379b1..c6f3ccade7db51917dfa3e0bcf88540ffbff25e1 100644 (file)
@@ -35,9 +35,10 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Layers {
     static_assert(std::is_same<InputType, std::int32_t>::value, "");
 
     // Number of input/output dimensions
-    static constexpr IndexType InputDimensions =
-        PreviousLayer::OutputDimensions;
+    static constexpr IndexType InputDimensions = PreviousLayer::OutputDimensions;
     static constexpr IndexType OutputDimensions = InputDimensions;
+    static constexpr IndexType PaddedOutputDimensions =
+        ceil_to_multiple<IndexType>(OutputDimensions, 32);
 
     // Size of forward propagation buffer used in this layer
     static constexpr std::size_t SelfBufferSize =
@@ -179,6 +180,15 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE::Layers {
         output[i] = static_cast<OutputType>(
             std::max(0, std::min(127, input[i] >> WeightScaleBits)));
       }
+
+      // Affine transform layers expect that there is at least
+      // ceil_to_multiple(OutputDimensions, 32) initialized values.
+      // We cannot do this in the affine transform because it requires
+      // preallocating space here.
+      for (IndexType i = OutputDimensions; i < PaddedOutputDimensions; ++i) {
+        output[i] = 0;
+      }
+
       return output;
     }
 
index 879a39cdbe68cfb4a4a6e3b64a457909520623c9..193a197d3b2ad1040aefb19a57199c1aad12ad7b 100644 (file)
@@ -23,7 +23,7 @@
 
 #include "nnue_common.h"
 
-#include "features/half_ka_v2.h"
+#include "features/half_ka_v2_hm.h"
 
 #include "layers/input_slice.h"
 #include "layers/affine_transform.h"
 namespace Stockfish::Eval::NNUE {
 
   // Input features used in evaluation function
-  using FeatureSet = Features::HalfKAv2;
+  using FeatureSet = Features::HalfKAv2_hm;
 
   // Number of input feature dimensions after conversion
-  constexpr IndexType TransformedFeatureDimensions = 512;
+  constexpr IndexType TransformedFeatureDimensions = 1024;
   constexpr IndexType PSQTBuckets = 8;
   constexpr IndexType LayerStacks = 8;
 
@@ -43,7 +43,7 @@ namespace Stockfish::Eval::NNUE {
 
     // Define network structure
     using InputLayer = InputSlice<TransformedFeatureDimensions * 2>;
-    using HiddenLayer1 = ClippedReLU<AffineTransform<InputLayer, 16>>;
+    using HiddenLayer1 = ClippedReLU<AffineTransform<InputLayer, 8>>;
     using HiddenLayer2 = ClippedReLU<AffineTransform<HiddenLayer1, 32>>;
     using OutputLayer = AffineTransform<HiddenLayer2, 1>;
 
index fef1b518160abf00e7e6e4ac14a7e656d2ed4046..ed5dd6c2c7ad5aab3e39b26cb038833c3a6b58d2 100644 (file)
@@ -779,8 +779,10 @@ namespace {
                ? ss->staticEval > (ss-4)->staticEval || (ss-4)->staticEval == VALUE_NONE
                : ss->staticEval > (ss-2)->staticEval;
 
-    // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo)
+    // Step 7. Futility pruning: child node (~50 Elo).
+    // The depth condition is important for mate finding.
     if (   !PvNode
+        &&  depth < 9
         &&  eval - futility_margin(depth, improving) >= beta
         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN) // Do not return unproven wins
         return eval;
@@ -799,7 +801,7 @@ namespace {
         assert(eval - beta >= 0);
 
         // Null move dynamic reduction based on depth and value
-        Depth R = (1090 + 81 * depth) / 256 + std::min(int(eval - beta) / 205, 3);
+        Depth R = std::min(int(eval - beta) / 205, 3) + depth / 3 + 4;
 
         ss->currentMove = MOVE_NULL;
         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[0][0][NO_PIECE][0];
@@ -907,7 +909,7 @@ namespace {
         && !ttMove)
         depth -= 2;
 
-moves_loop: // When in check, search starts from here
+moves_loop: // When in check, search starts here
 
     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
 
@@ -989,7 +991,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       // Calculate new depth for this move
       newDepth = depth - 1;
 
-      // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo)
+      // Step 13. Pruning at shallow depth (~200 Elo). Depth conditions are important for mate finding.
       if (  !rootNode
           && pos.non_pawn_material(us)
           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
@@ -1016,22 +1018,20 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
           else
           {
               // Continuation history based pruning (~20 Elo)
-              if (   lmrDepth < 5
-                  && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
-                  && (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
+              if (lmrDepth < 5
+                  && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
+                  + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
+                  + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)] < -3000 * depth + 3000)
                   continue;
 
               // Futility pruning: parent node (~5 Elo)
               if (   !ss->inCheck
-                  && ss->staticEval + 174 + 157 * lmrDepth <= alpha
-                  &&  (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
-                    + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
-                    + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
-                    + (*contHist[5])[movedPiece][to_sq(move)] / 3 < 28255)
+                  && lmrDepth < 7
+                  && ss->staticEval + 174 + 157 * lmrDepth <= alpha)
                   continue;
 
               // Prune moves with negative SEE (~20 Elo)
-              if (!pos.see_ge(move, Value(-(30 - std::min(lmrDepth, 18)) * lmrDepth * lmrDepth)))
+              if (!pos.see_ge(move, Value(-21 * lmrDepth * lmrDepth - 21 * lmrDepth)))
                   continue;
           }
       }
@@ -1094,6 +1094,14 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
                   return beta;
           }
       }
+
+      // Capture extensions for PvNodes and cutNodes
+      else if (   (PvNode || cutNode) 
+               && captureOrPromotion 
+               && moveCount != 1)
+          extension = 1;
+
+      // Check extensions
       else if (   givesCheck
                && depth > 6
                && abs(ss->staticEval) > Value(100))
@@ -1159,27 +1167,23 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
           if (cutNode && move != ss->killers[0])
               r += 2;
 
-          if (!captureOrPromotion)
-          {
-              // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
-              if (ttCapture)
-                  r++;
-
-              ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
-                             + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
-                             + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
-                             + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
-                             - 4923;
-
-              // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
-              if (!ss->inCheck)
-                  r -= ss->statScore / 14721;
-          }
+          // Increase reduction if ttMove is a capture (~3 Elo)
+          if (ttCapture)
+              r++;
+
+          ss->statScore =  thisThread->mainHistory[us][from_to(move)]
+                         + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
+                         + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
+                         + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
+                         - 4923;
+
+          // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
+          r -= ss->statScore / 14721;
 
           // In general we want to cap the LMR depth search at newDepth. But if
           // reductions are really negative and movecount is low, we allow this move
-          // to be searched deeper than the first move, unless ttMove was extended by 2.
-          Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + (r < -1 && moveCount <= 5 && !doubleExtension));
+          // to be searched deeper than the first move in specific cases.
+          Depth d = std::clamp(newDepth - r, 1, newDepth + (r < -1 && (moveCount <= 5 || (depth > 6 && PvNode)) && !doubleExtension));
 
           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
 
@@ -1321,7 +1325,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     // Bonus for prior countermove that caused the fail low
     else if (   (depth >= 3 || PvNode)
              && !priorCapture)
-        update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth));
+        update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, stat_bonus(depth) * (1 + (PvNode || cutNode)));
 
     if (PvNode)
         bestValue = std::min(bestValue, maxValue);
@@ -1472,6 +1476,10 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     {
       assert(is_ok(move));
 
+      // Check for legality
+      if (!pos.legal(move))
+          continue;
+
       givesCheck = pos.gives_check(move);
       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
 
@@ -1510,13 +1518,6 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       // Speculative prefetch as early as possible
       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
 
-      // Check for legality just before making the move
-      if (!pos.legal(move))
-      {
-          moveCount--;
-          continue;
-      }
-
       ss->currentMove = move;
       ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[ss->inCheck]
                                                                 [captureOrPromotion]
diff --git a/src/simd.h b/src/simd.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..584148f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,341 @@
+/*
+  Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
+  Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
+
+  Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+*/
+
+#ifndef STOCKFISH_SIMD_H_INCLUDED
+#define STOCKFISH_SIMD_H_INCLUDED
+
+#if defined(USE_AVX2)
+# include <immintrin.h>
+
+#elif defined(USE_SSE41)
+# include <smmintrin.h>
+
+#elif defined(USE_SSSE3)
+# include <tmmintrin.h>
+
+#elif defined(USE_SSE2)
+# include <emmintrin.h>
+
+#elif defined(USE_MMX)
+# include <mmintrin.h>
+
+#elif defined(USE_NEON)
+# include <arm_neon.h>
+#endif
+
+// The inline asm is only safe for GCC, where it is necessary to get good codegen.
+// See https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=101693
+// Clang does fine without it.
+// Play around here: https://godbolt.org/z/7EWqrYq51
+#if (defined(__GNUC__) && !defined(__clang__) && !defined(__INTEL_COMPILER))
+#define USE_INLINE_ASM
+#endif
+
+namespace Stockfish::Simd {
+
+#if defined (USE_AVX512)
+
+    [[maybe_unused]] static int m512_hadd(__m512i sum, int bias) {
+      return _mm512_reduce_add_epi32(sum) + bias;
+    }
+
+    /*
+      Parameters:
+        sum0 = [zmm0.i128[0], zmm0.i128[1], zmm0.i128[2], zmm0.i128[3]]
+        sum1 = [zmm1.i128[0], zmm1.i128[1], zmm1.i128[2], zmm1.i128[3]]
+        sum2 = [zmm2.i128[0], zmm2.i128[1], zmm2.i128[2], zmm2.i128[3]]
+        sum3 = [zmm3.i128[0], zmm3.i128[1], zmm3.i128[2], zmm3.i128[3]]
+
+      Returns:
+        ret = [
+          reduce_add_epi32(zmm0.i128[0]), reduce_add_epi32(zmm1.i128[0]), reduce_add_epi32(zmm2.i128[0]), reduce_add_epi32(zmm3.i128[0]),
+          reduce_add_epi32(zmm0.i128[1]), reduce_add_epi32(zmm1.i128[1]), reduce_add_epi32(zmm2.i128[1]), reduce_add_epi32(zmm3.i128[1]),
+          reduce_add_epi32(zmm0.i128[2]), reduce_add_epi32(zmm1.i128[2]), reduce_add_epi32(zmm2.i128[2]), reduce_add_epi32(zmm3.i128[2]),
+          reduce_add_epi32(zmm0.i128[3]), reduce_add_epi32(zmm1.i128[3]), reduce_add_epi32(zmm2.i128[3]), reduce_add_epi32(zmm3.i128[3])
+        ]
+    */
+    [[maybe_unused]] static __m512i m512_hadd128x16_interleave(
+        __m512i sum0, __m512i sum1, __m512i sum2, __m512i sum3) {
+
+      __m512i sum01a = _mm512_unpacklo_epi32(sum0, sum1);
+      __m512i sum01b = _mm512_unpackhi_epi32(sum0, sum1);
+
+      __m512i sum23a = _mm512_unpacklo_epi32(sum2, sum3);
+      __m512i sum23b = _mm512_unpackhi_epi32(sum2, sum3);
+
+      __m512i sum01 = _mm512_add_epi32(sum01a, sum01b);
+      __m512i sum23 = _mm512_add_epi32(sum23a, sum23b);
+
+      __m512i sum0123a = _mm512_unpacklo_epi64(sum01, sum23);
+      __m512i sum0123b = _mm512_unpackhi_epi64(sum01, sum23);
+
+      return _mm512_add_epi32(sum0123a, sum0123b);
+    }
+
+    [[maybe_unused]] static __m128i m512_haddx4(
+        __m512i sum0, __m512i sum1, __m512i sum2, __m512i sum3,
+        __m128i bias) {
+
+      __m512i sum = m512_hadd128x16_interleave(sum0, sum1, sum2, sum3);
+
+      __m256i sum256lo = _mm512_castsi512_si256(sum);
+      __m256i sum256hi = _mm512_extracti64x4_epi64(sum, 1);
+
+      sum256lo = _mm256_add_epi32(sum256lo, sum256hi);
+
+      __m128i sum128lo = _mm256_castsi256_si128(sum256lo);
+      __m128i sum128hi = _mm256_extracti128_si256(sum256lo, 1);
+
+      return _mm_add_epi32(_mm_add_epi32(sum128lo, sum128hi), bias);
+    }
+
+    [[maybe_unused]] static void m512_add_dpbusd_epi32(
+        __m512i& acc,
+        __m512i a,
+        __m512i b) {
+
+# if defined (USE_VNNI)
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      asm(
+        "vpdpbusd %[b], %[a], %[acc]\n\t"
+        : [acc]"+v"(acc)
+        : [a]"v"(a), [b]"vm"(b)
+      );
+#   else
+      acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a, b);
+#   endif
+# else
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      __m512i tmp = _mm512_maddubs_epi16(a, b);
+      asm(
+          "vpmaddwd    %[tmp], %[ones], %[tmp]\n\t"
+          "vpaddd      %[acc], %[tmp], %[acc]\n\t"
+          : [acc]"+v"(acc), [tmp]"+&v"(tmp)
+          : [ones]"v"(_mm512_set1_epi16(1))
+      );
+#   else
+      __m512i product0 = _mm512_maddubs_epi16(a, b);
+      product0 = _mm512_madd_epi16(product0, _mm512_set1_epi16(1));
+      acc = _mm512_add_epi32(acc, product0);
+#   endif
+# endif
+    }
+
+    [[maybe_unused]] static void m512_add_dpbusd_epi32x2(
+        __m512i& acc,
+        __m512i a0, __m512i b0,
+        __m512i a1, __m512i b1) {
+
+# if defined (USE_VNNI)
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      asm(
+        "vpdpbusd %[b0], %[a0], %[acc]\n\t"
+        "vpdpbusd %[b1], %[a1], %[acc]\n\t"
+        : [acc]"+v"(acc)
+        : [a0]"v"(a0), [b0]"vm"(b0), [a1]"v"(a1), [b1]"vm"(b1)
+      );
+#   else
+      acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a0, b0);
+      acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a1, b1);
+#   endif
+# else
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      __m512i tmp0 = _mm512_maddubs_epi16(a0, b0);
+      __m512i tmp1 = _mm512_maddubs_epi16(a1, b1);
+      asm(
+          "vpaddsw     %[tmp0], %[tmp1], %[tmp0]\n\t"
+          "vpmaddwd    %[tmp0], %[ones], %[tmp0]\n\t"
+          "vpaddd      %[acc], %[tmp0], %[acc]\n\t"
+          : [acc]"+v"(acc), [tmp0]"+&v"(tmp0)
+          : [tmp1]"v"(tmp1), [ones]"v"(_mm512_set1_epi16(1))
+      );
+#   else
+      __m512i product0 = _mm512_maddubs_epi16(a0, b0);
+      __m512i product1 = _mm512_maddubs_epi16(a1, b1);
+      product0 = _mm512_adds_epi16(product0, product1);
+      product0 = _mm512_madd_epi16(product0, _mm512_set1_epi16(1));
+      acc = _mm512_add_epi32(acc, product0);
+#   endif
+# endif
+    }
+
+#endif
+
+#if defined (USE_AVX2)
+
+    [[maybe_unused]] static int m256_hadd(__m256i sum, int bias) {
+      __m128i sum128 = _mm_add_epi32(_mm256_castsi256_si128(sum), _mm256_extracti128_si256(sum, 1));
+      sum128 = _mm_add_epi32(sum128, _mm_shuffle_epi32(sum128, _MM_PERM_BADC));
+      sum128 = _mm_add_epi32(sum128, _mm_shuffle_epi32(sum128, _MM_PERM_CDAB));
+      return _mm_cvtsi128_si32(sum128) + bias;
+    }
+
+    [[maybe_unused]] static __m128i m256_haddx4(
+        __m256i sum0, __m256i sum1, __m256i sum2, __m256i sum3,
+        __m128i bias) {
+
+      sum0 = _mm256_hadd_epi32(sum0, sum1);
+      sum2 = _mm256_hadd_epi32(sum2, sum3);
+
+      sum0 = _mm256_hadd_epi32(sum0, sum2);
+
+      __m128i sum128lo = _mm256_castsi256_si128(sum0);
+      __m128i sum128hi = _mm256_extracti128_si256(sum0, 1);
+
+      return _mm_add_epi32(_mm_add_epi32(sum128lo, sum128hi), bias);
+    }
+
+    [[maybe_unused]] static void m256_add_dpbusd_epi32(
+        __m256i& acc,
+        __m256i a,
+        __m256i b) {
+
+# if defined (USE_VNNI)
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      asm(
+        "vpdpbusd %[b], %[a], %[acc]\n\t"
+        : [acc]"+v"(acc)
+        : [a]"v"(a), [b]"vm"(b)
+      );
+#   else
+      acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a, b);
+#   endif
+# else
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      __m256i tmp = _mm256_maddubs_epi16(a, b);
+      asm(
+          "vpmaddwd    %[tmp], %[ones], %[tmp]\n\t"
+          "vpaddd      %[acc], %[tmp], %[acc]\n\t"
+          : [acc]"+v"(acc), [tmp]"+&v"(tmp)
+          : [ones]"v"(_mm256_set1_epi16(1))
+      );
+#   else
+      __m256i product0 = _mm256_maddubs_epi16(a, b);
+      product0 = _mm256_madd_epi16(product0, _mm256_set1_epi16(1));
+      acc = _mm256_add_epi32(acc, product0);
+#   endif
+# endif
+    }
+
+    [[maybe_unused]] static void m256_add_dpbusd_epi32x2(
+        __m256i& acc,
+        __m256i a0, __m256i b0,
+        __m256i a1, __m256i b1) {
+
+# if defined (USE_VNNI)
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      asm(
+        "vpdpbusd %[b0], %[a0], %[acc]\n\t"
+        "vpdpbusd %[b1], %[a1], %[acc]\n\t"
+        : [acc]"+v"(acc)
+        : [a0]"v"(a0), [b0]"vm"(b0), [a1]"v"(a1), [b1]"vm"(b1)
+      );
+#   else
+      acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a0, b0);
+      acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a1, b1);
+#   endif
+# else
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      __m256i tmp0 = _mm256_maddubs_epi16(a0, b0);
+      __m256i tmp1 = _mm256_maddubs_epi16(a1, b1);
+      asm(
+          "vpaddsw     %[tmp0], %[tmp1], %[tmp0]\n\t"
+          "vpmaddwd    %[tmp0], %[ones], %[tmp0]\n\t"
+          "vpaddd      %[acc], %[tmp0], %[acc]\n\t"
+          : [acc]"+v"(acc), [tmp0]"+&v"(tmp0)
+          : [tmp1]"v"(tmp1), [ones]"v"(_mm256_set1_epi16(1))
+      );
+#   else
+      __m256i product0 = _mm256_maddubs_epi16(a0, b0);
+      __m256i product1 = _mm256_maddubs_epi16(a1, b1);
+      product0 = _mm256_adds_epi16(product0, product1);
+      product0 = _mm256_madd_epi16(product0, _mm256_set1_epi16(1));
+      acc = _mm256_add_epi32(acc, product0);
+#   endif
+# endif
+    }
+
+#endif
+
+#if defined (USE_SSSE3)
+
+    [[maybe_unused]] static int m128_hadd(__m128i sum, int bias) {
+      sum = _mm_add_epi32(sum, _mm_shuffle_epi32(sum, 0x4E)); //_MM_PERM_BADC
+      sum = _mm_add_epi32(sum, _mm_shuffle_epi32(sum, 0xB1)); //_MM_PERM_CDAB
+      return _mm_cvtsi128_si32(sum) + bias;
+    }
+
+    [[maybe_unused]] static __m128i m128_haddx4(
+        __m128i sum0, __m128i sum1, __m128i sum2, __m128i sum3,
+        __m128i bias) {
+
+      sum0 = _mm_hadd_epi32(sum0, sum1);
+      sum2 = _mm_hadd_epi32(sum2, sum3);
+      sum0 = _mm_hadd_epi32(sum0, sum2);
+      return _mm_add_epi32(sum0, bias);
+    }
+
+    [[maybe_unused]] static void m128_add_dpbusd_epi32(
+        __m128i& acc,
+        __m128i a,
+        __m128i b) {
+
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      __m128i tmp = _mm_maddubs_epi16(a, b);
+      asm(
+          "pmaddwd    %[ones], %[tmp]\n\t"
+          "paddd      %[tmp], %[acc]\n\t"
+          : [acc]"+v"(acc), [tmp]"+&v"(tmp)
+          : [ones]"v"(_mm_set1_epi16(1))
+      );
+#   else
+      __m128i product0 = _mm_maddubs_epi16(a, b);
+      product0 = _mm_madd_epi16(product0, _mm_set1_epi16(1));
+      acc = _mm_add_epi32(acc, product0);
+#   endif
+    }
+
+    [[maybe_unused]] static void m128_add_dpbusd_epi32x2(
+        __m128i& acc,
+        __m128i a0, __m128i b0,
+        __m128i a1, __m128i b1) {
+
+#   if defined (USE_INLINE_ASM)
+      __m128i tmp0 = _mm_maddubs_epi16(a0, b0);
+      __m128i tmp1 = _mm_maddubs_epi16(a1, b1);
+      asm(
+          "paddsw     %[tmp1], %[tmp0]\n\t"
+          "pmaddwd    %[ones], %[tmp0]\n\t"
+          "paddd      %[tmp0], %[acc]\n\t"
+          : [acc]"+v"(acc), [tmp0]"+&v"(tmp0)
+          : [tmp1]"v"(tmp1), [ones]"v"(_mm_set1_epi16(1))
+      );
+#   else
+      __m128i product0 = _mm_maddubs_epi16(a0, b0);
+      __m128i product1 = _mm_maddubs_epi16(a1, b1);
+      product0 = _mm_adds_epi16(product0, product1);
+      product0 = _mm_madd_epi16(product0, _mm_set1_epi16(1));
+      acc = _mm_add_epi32(acc, product0);
+#   endif
+    }
+
+#endif
+
+}
+
+#endif // STOCKFISH_SIMD_H_INCLUDED
index a63db9e4cb772c04e33bae3856f7ee06e8196b46..029137b7de083f44e53ed9f9277b8f546f95ba31 100644 (file)
@@ -174,7 +174,7 @@ Option& Option::operator=(const string& v) {
 
   assert(!type.empty());
 
-  if (   (type != "button" && v.empty())
+  if (   (type != "button" && type != "string" && v.empty())
       || (type == "check" && v != "true" && v != "false")
       || (type == "spin" && (stof(v) < min || stof(v) > max)))
       return *this;