Move pawn and material tables under Thread class
authorMarco Costalba <mcostalba@gmail.com>
Sun, 24 Apr 2011 08:20:03 +0000 (09:20 +0100)
committerMarco Costalba <mcostalba@gmail.com>
Sun, 24 Apr 2011 16:07:22 +0000 (17:07 +0100)
This change allows to remove some quite a bit of code
and seems the natural thing to do.

Introduced file thread.cpp to move away from search.cpp a lot
of threads related stuff.

No functional change.

Signed-off-by: Marco Costalba <mcostalba@gmail.com>
13 files changed:
src/Makefile
src/evaluate.cpp
src/evaluate.h
src/main.cpp
src/material.cpp
src/material.h
src/misc.h
src/position.cpp
src/search.cpp
src/search.h
src/thread.cpp [new file with mode: 0644]
src/thread.h
src/tt.h

index 9b8d598..eb6390a 100644 (file)
@@ -31,10 +31,9 @@ BINDIR = $(PREFIX)/bin
 PGOBENCH = ./$(EXE) bench 32 1 10 default depth
 
 ### Object files
-OBJS = bitboard.o pawns.o material.o endgame.o evaluate.o main.o \
-       misc.o move.o movegen.o movepick.o search.o position.o \
-       tt.o uci.o ucioption.o book.o bitbase.o benchmark.o timeman.o
-
+OBJS = benchmark.o bitbase.o bitboard.o book.o endgame.o evaluate.o main.o \
+       material.o misc.o move.o movegen.o movepick.o pawns.o position.o \
+       search.o thread.o timeman.o tt.o uci.o ucioption.o
 
 ### ==========================================================================
 ### Section 2. High-level Configuration
index 25451da..e75251f 100644 (file)
@@ -232,13 +232,6 @@ namespace {
       PASSED = 12, UNSTOPPABLE = 13, SPACE = 14, TOTAL = 15
   };
 
-  // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id.
-  // We use per-thread tables so that once we get a pointer to an entry
-  // its life time is unlimited and we don't have to care about someone
-  // changing the entry under our feet.
-  MaterialInfoTable* MaterialTable[MAX_THREADS];
-  PawnInfoTable* PawnTable[MAX_THREADS];
-
   // Function prototypes
   template<bool HasPopCnt, bool Trace>
   Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin);
@@ -271,16 +264,6 @@ namespace {
 }
 
 
-/// prefetchTables() is called in do_move() to prefetch pawn and material
-/// hash tables data that will be needed shortly after in evaluation.
-
-void prefetchTables(Key pKey, Key mKey, int threadID) {
-
-    PawnTable[threadID]->prefetch(pKey);
-    MaterialTable[threadID]->prefetch(mKey);
-}
-
-
 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 /// between them based on the remaining material.
@@ -320,7 +303,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   margins[WHITE] = margins[BLACK] = VALUE_ZERO;
 
   // Probe the material hash table
-  MaterialInfo* mi = MaterialTable[pos.thread()]->get_material_info(pos);
+  MaterialInfo* mi = ThreadsMgr[pos.thread()].materialTable.get_material_info(pos);
   bonus += mi->material_value();
 
   // If we have a specialized evaluation function for the current material
@@ -332,7 +315,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   }
 
   // Probe the pawn hash table
-  ei.pi = PawnTable[pos.thread()]->get_pawn_info(pos);
+  ei.pi = ThreadsMgr[pos.thread()].pawnTable.get_pawn_info(pos);
   bonus += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), Weights[PawnStructure]);
 
   // Initialize attack and king safety bitboards
@@ -433,39 +416,6 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 } // namespace
 
 
-/// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
-
-void init_eval(int threads) {
-
-  assert(threads <= MAX_THREADS);
-
-  for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
-  {
-      if (i >= threads)
-      {
-          delete PawnTable[i];
-          delete MaterialTable[i];
-          PawnTable[i] = NULL;
-          MaterialTable[i] = NULL;
-          continue;
-      }
-      if (!PawnTable[i])
-          PawnTable[i] = new PawnInfoTable();
-
-      if (!MaterialTable[i])
-          MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable();
-  }
-}
-
-
-/// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
-
-void quit_eval() {
-
-  init_eval(0);
-}
-
-
 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
 
 void read_evaluation_uci_options(Color us) {
index 18f4ab0..4b90bad 100644 (file)
@@ -26,8 +26,6 @@ class Position;
 
 extern Value evaluate(const Position& pos, Value& margin);
 extern std::string trace_evaluate(const Position& pos);
-extern void init_eval(int threads);
-extern void quit_eval();
 extern void read_evaluation_uci_options(Color sideToMove);
 
 #endif // !defined(EVALUATE_H_INCLUDED)
index 4b716dd..0e16904 100644 (file)
@@ -28,6 +28,7 @@
 #include "evaluate.h"
 #include "position.h"
 #include "thread.h"
+#include "search.h"
 #include "ucioption.h"
 
 #ifdef USE_CALLGRIND
@@ -52,9 +53,9 @@ int main(int argc, char* argv[]) {
   init_bitboards();
   Position::init_zobrist();
   Position::init_piece_square_tables();
-  init_eval(1);
   init_kpk_bitbase();
-  init_threads();
+  init_search();
+  ThreadsMgr.init_threads();
 
 #ifdef USE_CALLGRIND
   CALLGRIND_START_INSTRUMENTATION;
@@ -81,7 +82,6 @@ int main(int argc, char* argv[]) {
            << "[limit = 12] [fen positions file = default] "
            << "[depth, time, perft or node limited = depth]" << endl;
 
-  exit_threads();
-  quit_eval();
+  ThreadsMgr.exit_threads();
   return 0;
 }
index 48cac56..ef7428a 100644 (file)
@@ -85,7 +85,7 @@ namespace {
 
 /// MaterialInfoTable c'tor and d'tor allocate and free the space for Endgames
 
-MaterialInfoTable::MaterialInfoTable() { funcs = new Endgames(); }
+void MaterialInfoTable::init() { Base::init(); funcs = new Endgames(); }
 MaterialInfoTable::~MaterialInfoTable() { delete funcs; }
 
 
index 18c0f94..c99320c 100644 (file)
@@ -65,8 +65,8 @@ private:
 
 class MaterialInfoTable : public SimpleHash<MaterialInfo, MaterialTableSize> {
 public:
-  MaterialInfoTable();
   ~MaterialInfoTable();
+  void init();
   MaterialInfo* get_material_info(const Position& pos) const;
   static Phase game_phase(const Position& pos);
 
index 1378d00..f3f9576 100644 (file)
@@ -29,7 +29,6 @@ extern int get_system_time();
 extern int cpu_count();
 extern int input_available();
 extern void prefetch(char* addr);
-extern void prefetchTables(Key pKey, Key mKey, int threadID);
 
 extern void dbg_hit_on(bool b);
 extern void dbg_hit_on_c(bool c, bool b);
index 3f6400a..2172180 100644 (file)
@@ -29,6 +29,7 @@
 #include "position.h"
 #include "psqtab.h"
 #include "rkiss.h"
+#include "thread.h"
 #include "tt.h"
 #include "ucioption.h"
 
@@ -1047,7 +1048,8 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
   }
 
   // Prefetch pawn and material hash tables
-  prefetchTables(st->pawnKey, st->materialKey, threadID);
+  ThreadsMgr[threadID].pawnTable.prefetch(st->pawnKey);
+  ThreadsMgr[threadID].materialTable.prefetch(st->materialKey);
 
   // Update incremental scores
   st->value += pst_delta(piece, from, to);
index df1c9b5..bb61e2e 100644 (file)
@@ -32,7 +32,6 @@
 #include "move.h"
 #include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
-#include "lock.h"
 #include "search.h"
 #include "timeman.h"
 #include "thread.h"
@@ -54,44 +53,6 @@ namespace {
   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
 
-  // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff like init,
-  // starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a split
-  // point. All the access to shared thread data is done through this class.
-
-  class ThreadsManager {
-    /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
-       need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
-       static storage duration are automatically set to zero before enter main()
-    */
-  public:
-    Thread& operator[](int threadID) { return threads[threadID]; }
-    void init_threads();
-    void exit_threads();
-
-    int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
-    int active_threads() const { return activeThreads; }
-    void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
-
-    void read_uci_options();
-    bool available_thread_exists(int master) const;
-    bool thread_is_available(int slave, int master) const;
-    bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
-    void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
-
-    template <bool Fake>
-    void split(Position& pos, SearchStack* ss, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
-               Depth depth, Move threatMove, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
-  private:
-    Lock mpLock;
-    Depth minimumSplitDepth;
-    int maxThreadsPerSplitPoint;
-    bool useSleepingThreads;
-    int activeThreads;
-    volatile bool allThreadsShouldExit;
-    Thread threads[MAX_THREADS];
-  };
-
-
   // RootMove struct is used for moves at the root of the tree. For each root
   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
@@ -203,27 +164,29 @@ namespace {
   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
 
   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their access functions
-  Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
-  int FutilityMoveCountArray[32];      // [depth]
+  Value FutilityMargins[16][64]; // [depth][moveNumber]
+  int FutilityMoveCounts[32];    // [depth]
 
   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) {
 
-      return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)]
-                             : 2 * VALUE_INFINITE;
+    return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[Max(d, 1)][Min(mn, 63)]
+                           : 2 * VALUE_INFINITE;
   }
 
   inline int futility_move_count(Depth d) {
 
-      return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : MAX_MOVES;
+    return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCounts[d] : MAX_MOVES;
   }
 
   // Step 14. Reduced search
 
   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their access function
-  int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
+  int8_t Reductions[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
 
-  template <NodeType PV>
-  inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / ONE_PLY, 63)][Min(mn, 63)]; }
+  template <NodeType PV> inline Depth reduction(Depth d, int mn) {
+
+    return (Depth) Reductions[PV][Min(d / ONE_PLY, 63)][Min(mn, 63)];
+  }
 
   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
   // better than the second best move.
@@ -254,9 +217,6 @@ namespace {
   bool SkillLevelEnabled;
   RKISS RK;
 
-  // Multi-threads manager
-  ThreadsManager ThreadsMgr;
-
   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
   bool SendSearchedNodes;
@@ -304,12 +264,6 @@ namespace {
   void poll(const Position& pos);
   void wait_for_stop_or_ponderhit();
 
-#if !defined(_MSC_VER)
-  void* init_thread(void* threadID);
-#else
-  DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
-#endif
-
 
   // MovePickerExt is an extended MovePicker class used to choose at compile time
   // the proper move source according to the type of node.
@@ -378,10 +332,9 @@ namespace {
 } // namespace
 
 
-/// init_threads() is called during startup. It initializes various lookup tables
-/// and creates and launches search threads.
+/// init_search() is called during startup to initialize various lookup tables
 
-void init_threads() {
+void init_search() {
 
   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
@@ -392,27 +345,20 @@ void init_threads() {
   {
       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
-      ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
-      ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
+      Reductions[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
+      Reductions[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
   }
 
   // Init futility margins array
   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
-      FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
+      FutilityMargins[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
 
   // Init futility move count array
   for (d = 0; d < 32; d++)
-      FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
-
-  // Create and startup threads
-  ThreadsMgr.init_threads();
+      FutilityMoveCounts[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
 }
 
 
-/// exit_threads() is a trampoline to access ThreadsMgr from outside of current file
-void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
-
-
 /// perft() is our utility to verify move generation. All the legal moves up to
 /// given depth are generated and counted and the sum returned.
 
@@ -489,6 +435,7 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
   UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<int>();
   SkillLevel = Options["Skill level"].value<int>();
 
+  ThreadsMgr.read_uci_options();
   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
 
   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
@@ -503,10 +450,6 @@ bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
   SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
   MultiPV = (SkillLevelEnabled ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
 
-  // Set the number of active threads
-  ThreadsMgr.read_uci_options();
-  init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
-
   // Wake up needed threads and reset maxPly counter
   for (int i = 0; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
   {
@@ -1972,414 +1915,45 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
   }
 
 
-  // init_thread() is the function which is called when a new thread is
-  // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
-  // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
-  // threads and one for Windows threads.
-
-#if !defined(_MSC_VER)
-
-  void* init_thread(void* threadID) {
-
-    ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
-    return NULL;
-  }
-
-#else
-
-  DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
-
-    ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
-    return 0;
-  }
-
-#endif
-
-
-  /// The ThreadsManager class
-
-
-  // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
-  // parameters according to the UCI options values. It is called before
-  // to start a new search.
-
-  void ThreadsManager::read_uci_options() {
-
-    maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
-    minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
-    useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
-    activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
-  }
-
-
-  // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
-  // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
-  // object for which the current thread is the master.
-
-  void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
-
-    assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
-
-    int i;
-    bool allFinished;
-
-    while (true)
-    {
-        // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
-        // master should exit as last one.
-        if (allThreadsShouldExit)
-        {
-            assert(!sp);
-            threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
-            return;
-        }
-
-        // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
-        // instead of wasting CPU time polling for work.
-        while (   threadID >= activeThreads
-               || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
-               || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
-        {
-            assert(!sp || useSleepingThreads);
-            assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
-
-            if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
-                threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
-
-            // Grab the lock to avoid races with Thread::wake_up()
-            lock_grab(&threads[threadID].sleepLock);
-
-            // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
-            for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
-            allFinished = (i == activeThreads);
-
-            if (allFinished || allThreadsShouldExit)
-            {
-                lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
-                break;
-            }
-
-            // Do sleep here after retesting sleep conditions
-            if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
-                cond_wait(&threads[threadID].sleepCond, &threads[threadID].sleepLock);
-
-            lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
-        }
-
-        // If this thread has been assigned work, launch a search
-        if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
-        {
-            assert(!allThreadsShouldExit);
-
-            threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
-
-            // Copy split point position and search stack and call search()
-            // with SplitPoint template parameter set to true.
-            SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
-            SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
-            Position pos(*tsp->pos, threadID);
-
-            memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
-            (ss+1)->sp = tsp;
-
-            if (tsp->pvNode)
-                search<PV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
-            else
-                search<NonPV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
-
-            assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
-
-            threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
-
-            // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
-            // case we are the last slave of the split point.
-            if (   useSleepingThreads
-                && threadID != tsp->master
-                && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
-                threads[tsp->master].wake_up();
-        }
-
-        // If this thread is the master of a split point and all slaves have
-        // finished their work at this split point, return from the idle loop.
-        for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
-        allFinished = (i == activeThreads);
-
-        if (allFinished)
-        {
-            // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
-            // be sure sp->lock has been released before to return.
-            lock_grab(&(sp->lock));
-            lock_release(&(sp->lock));
-
-            // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
-            // because here is all finished is not possible master is booked.
-            assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
-
-            threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
-            return;
-        }
-    }
-  }
-
-
-  // init_threads() is called during startup. Initializes locks and condition
-  // variables and launches all threads sending them immediately to sleep.
-
-  void ThreadsManager::init_threads() {
-
-    int i, arg[MAX_THREADS];
-    bool ok;
-
-    // This flag is needed to properly end the threads when program exits
-    allThreadsShouldExit = false;
-
-    // Threads will sent to sleep as soon as created, only main thread is kept alive
-    activeThreads = 1;
-
-    lock_init(&mpLock);
+  // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
+  // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
+  void do_skill_level(Move* best, Move* ponder) {
 
-    for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
-    {
-        // Initialize thread and split point locks
-        lock_init(&threads[i].sleepLock);
-        cond_init(&threads[i].sleepCond);
+    assert(MultiPV > 1);
 
-        for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
-            lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
+    // Rml list is already sorted by pv_score in descending order
+    int s;
+    int max_s = -VALUE_INFINITE;
+    int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
+    int max = Rml[0].pv_score;
+    int var = Min(max - Rml[size - 1].pv_score, PawnValueMidgame);
+    int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
 
-        // All threads but first should be set to THREAD_INITIALIZING
-        threads[i].state = (i == 0 ? THREAD_SEARCHING : THREAD_INITIALIZING);
-    }
+    // PRNG sequence should be non deterministic
+    for (int i = abs(get_system_time() % 50); i > 0; i--)
+        RK.rand<unsigned>();
 
-    // Create and startup the threads
-    for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
+    // Choose best move. For each move's score we add two terms both dependent
+    // on wk, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
+    // then we choose the move with the resulting highest score.
+    for (int i = 0; i < size; i++)
     {
-        arg[i] = i;
-
-#if !defined(_MSC_VER)
-        pthread_t pthread[1];
-        ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
-        pthread_detach(pthread[0]);
-#else
-        ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
-#endif
-        if (!ok)
-        {
-            cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
-            exit(EXIT_FAILURE);
-        }
-
-        // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
-        while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
-    }
-  }
-
-
-  // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
-  // helper threads exit cleanly.
+        s = Rml[i].pv_score;
 
-  void ThreadsManager::exit_threads() {
+        // Don't allow crazy blunders even at very low skills
+        if (i > 0 && Rml[i-1].pv_score > s + EasyMoveMargin)
+            break;
 
-    // Force the woken up threads to exit idle_loop() and hence terminate
-    allThreadsShouldExit = true;
+        // This is our magical formula
+        s += ((max - s) * wk + var * (RK.rand<unsigned>() % wk)) / 128;
 
-    for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
-    {
-        // Wake up all the threads and waits for termination
-        if (i != 0)
+        if (s > max_s)
         {
-            threads[i].wake_up();
-            while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
+            max_s = s;
+            *best = Rml[i].pv[0];
+            *ponder = Rml[i].pv[1];
         }
-
-        // Now we can safely destroy the locks and wait conditions
-        lock_destroy(&threads[i].sleepLock);
-        cond_destroy(&threads[i].sleepCond);
-
-        for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
-            lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
     }
-
-    lock_destroy(&mpLock);
-  }
-
-
-  // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
-  // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
-  // the current split point.
-
-  bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
-
-    assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
-
-    SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
-
-    for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
-    return sp != NULL;
-  }
-
-
-  // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
-  // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
-  // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
-  // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
-  // some active split point, it is only available as a slave to the other
-  // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
-  // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
-
-  bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
-
-    assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
-    assert(master >= 0 && master < activeThreads);
-    assert(activeThreads > 1);
-
-    if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
-        return false;
-
-    // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
-    int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
-
-    // No active split points means that the thread is available as
-    // a slave for any other thread.
-    if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
-        return true;
-
-    // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
-    // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
-    // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
-    if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
-        return true;
-
-    return false;
-  }
-
-
-  // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
-  // a slave for the thread with threadID "master".
-
-  bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
-
-    assert(master >= 0 && master < activeThreads);
-    assert(activeThreads > 1);
-
-    for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
-        if (thread_is_available(i, master))
-            return true;
-
-    return false;
-  }
-
-
-  // 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, or because we have no unused
-  // split point objects), 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 we tell our helper threads 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 ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, Value* alpha, const Value beta,
-                             Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
-                             int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
-    assert(pos.is_ok());
-    assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
-    assert(*bestValue <= *alpha);
-    assert(*alpha < beta);
-    assert(beta <= VALUE_INFINITE);
-    assert(depth > DEPTH_ZERO);
-    assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
-    assert(activeThreads > 1);
-
-    int i, master = pos.thread();
-    Thread& masterThread = threads[master];
-
-    lock_grab(&mpLock);
-
-    // If no other thread is available to help us, or if we have too many
-    // active split points, don't split.
-    if (   !available_thread_exists(master)
-        || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
-    {
-        lock_release(&mpLock);
-        return;
-    }
-
-    // Pick the next available split point object from the split point stack
-    SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
-
-    // Initialize the split point object
-    splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
-    splitPoint.master = master;
-    splitPoint.betaCutoff = false;
-    splitPoint.depth = depth;
-    splitPoint.threatMove = threatMove;
-    splitPoint.alpha = *alpha;
-    splitPoint.beta = beta;
-    splitPoint.pvNode = pvNode;
-    splitPoint.bestValue = *bestValue;
-    splitPoint.mp = mp;
-    splitPoint.moveCount = moveCount;
-    splitPoint.pos = &pos;
-    splitPoint.nodes = 0;
-    splitPoint.ss = ss;
-    for (i = 0; i < activeThreads; i++)
-        splitPoint.slaves[i] = 0;
-
-    masterThread.splitPoint = &splitPoint;
-
-    // If we are here it means we are not available
-    assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
-
-    int workersCnt = 1; // At least the master is included
-
-    // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
-    for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
-        if (thread_is_available(i, master))
-        {
-            threads[i].state = THREAD_BOOKED;
-            threads[i].splitPoint = &splitPoint;
-            splitPoint.slaves[i] = 1;
-            workersCnt++;
-        }
-
-    assert(Fake || workersCnt > 1);
-
-    // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
-    lock_release(&mpLock);
-
-    // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
-    // their idle loop.
-    for (i = 0; i < activeThreads; i++)
-        if (i == master || splitPoint.slaves[i])
-        {
-            assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
-
-            threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
-
-            if (useSleepingThreads && i != master)
-                threads[i].wake_up();
-        }
-
-    // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
-    // which it will instantly launch a search, because its state is
-    // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
-    // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
-    // loop when all threads have finished their work at this split point.
-    idle_loop(master, &splitPoint);
-
-    // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
-    // finished. Update alpha and bestValue, and return.
-    lock_grab(&mpLock);
-
-    *alpha = splitPoint.alpha;
-    *bestValue = splitPoint.bestValue;
-    masterThread.activeSplitPoints--;
-    masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
-    pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
-
-    lock_release(&mpLock);
   }
 
 
@@ -2406,6 +1980,33 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return *this;
   }
 
+  void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
+
+    MoveStack mlist[MAX_MOVES];
+    Move* sm;
+
+    clear();
+    bestMoveChanges = 0;
+
+    // Generate all legal moves and add them to RootMoveList
+    MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
+    for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
+    {
+        // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
+        // is in the list before to add it.
+        for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
+
+        if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
+            continue;
+
+        RootMove rm;
+        rm.pv[0] = cur->move;
+        rm.pv[1] = MOVE_NONE;
+        rm.pv_score = -VALUE_INFINITE;
+        push_back(rm);
+    }
+  }
+
   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
@@ -2487,74 +2088,114 @@ split_point_start: // At split points actual search starts from here
     return s.str();
   }
 
+} // namespace
 
-  void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
 
-    MoveStack mlist[MAX_MOVES];
-    Move* sm;
+// ThreadsManager::idle_loop() is where the threads are parked when they have no work
+// to do. The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
+// object for which the current thread is the master.
 
-    clear();
-    bestMoveChanges = 0;
+void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
 
-    // Generate all legal moves and add them to RootMoveList
-    MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
-    for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
-    {
-        // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
-        // is in the list before to add it.
-        for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
+  assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
 
-        if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
-            continue;
+  int i;
+  bool allFinished;
 
-        RootMove rm;
-        rm.pv[0] = cur->move;
-        rm.pv[1] = MOVE_NONE;
-        rm.pv_score = -VALUE_INFINITE;
-        push_back(rm);
-    }
-  }
+  while (true)
+  {
+      // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
+      // master should exit as last one.
+      if (allThreadsShouldExit)
+      {
+          assert(!sp);
+          threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
+          return;
+      }
 
+      // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
+      // instead of wasting CPU time polling for work.
+      while (   threadID >= activeThreads
+             || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
+             || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
+      {
+          assert(!sp || useSleepingThreads);
+          assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
 
-  // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
-  // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
-  void do_skill_level(Move* best, Move* ponder) {
+          if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
+              threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
 
-    assert(MultiPV > 1);
+          // Grab the lock to avoid races with Thread::wake_up()
+          lock_grab(&threads[threadID].sleepLock);
 
-    // Rml list is already sorted by pv_score in descending order
-    int s;
-    int max_s = -VALUE_INFINITE;
-    int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
-    int max = Rml[0].pv_score;
-    int var = Min(max - Rml[size - 1].pv_score, PawnValueMidgame);
-    int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
+          // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
+          for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
+          allFinished = (i == activeThreads);
 
-    // PRNG sequence should be non deterministic
-    for (int i = abs(get_system_time() % 50); i > 0; i--)
-        RK.rand<unsigned>();
+          if (allFinished || allThreadsShouldExit)
+          {
+              lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
+              break;
+          }
 
-    // Choose best move. For each move's score we add two terms both dependent
-    // on wk, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
-    // then we choose the move with the resulting highest score.
-    for (int i = 0; i < size; i++)
-    {
-        s = Rml[i].pv_score;
+          // Do sleep here after retesting sleep conditions
+          if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
+              cond_wait(&threads[threadID].sleepCond, &threads[threadID].sleepLock);
 
-        // Don't allow crazy blunders even at very low skills
-        if (i > 0 && Rml[i-1].pv_score > s + EasyMoveMargin)
-            break;
+          lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
+      }
 
-        // This is our magical formula
-        s += ((max - s) * wk + var * (RK.rand<unsigned>() % wk)) / 128;
+      // If this thread has been assigned work, launch a search
+      if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
+      {
+          assert(!allThreadsShouldExit);
 
-        if (s > max_s)
-        {
-            max_s = s;
-            *best = Rml[i].pv[0];
-            *ponder = Rml[i].pv[1];
-        }
-    }
-  }
+          threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
 
-} // namespace
+          // Copy split point position and search stack and call search()
+          // with SplitPoint template parameter set to true.
+          SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
+          SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
+          Position pos(*tsp->pos, threadID);
+
+          memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
+          (ss+1)->sp = tsp;
+
+          if (tsp->pvNode)
+              search<PV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
+          else
+              search<NonPV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
+
+          assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
+
+          threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
+
+          // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
+          // case we are the last slave of the split point.
+          if (   useSleepingThreads
+              && threadID != tsp->master
+              && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
+              threads[tsp->master].wake_up();
+      }
+
+      // If this thread is the master of a split point and all slaves have
+      // finished their work at this split point, return from the idle loop.
+      for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
+      allFinished = (i == activeThreads);
+
+      if (allFinished)
+      {
+          // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
+          // be sure sp->lock has been released before to return.
+          lock_grab(&(sp->lock));
+          lock_release(&(sp->lock));
+
+          // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
+          // because here is all finished is not possible master is booked.
+          assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
+
+          threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
+          return;
+      }
+  }
+}
index a2e783b..06e384f 100644 (file)
@@ -63,8 +63,7 @@ struct SearchLimits {
   bool infinite, ponder;
 };
 
-extern void init_threads();
-extern void exit_threads();
+extern void init_search();
 extern int64_t perft(Position& pos, Depth depth);
 extern bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]);
 
diff --git a/src/thread.cpp b/src/thread.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..30c921d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,333 @@
+/*
+  Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
+  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
+  Copyright (C) 2008-2010 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
+  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/>.
+*/
+
+#include <iostream>
+
+#include "thread.h"
+#include "ucioption.h"
+
+ThreadsManager ThreadsMgr; // Global object definition
+
+namespace {
+
+ // init_thread() is the function which is called when a new thread is
+ // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
+ // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
+ // threads and one for Windows threads.
+
+#if !defined(_MSC_VER)
+
+  void* init_thread(void* threadID) {
+
+    ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
+    return NULL;
+  }
+
+#else
+
+  DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
+
+    ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
+    return 0;
+  }
+
+#endif
+
+}
+
+
+// read_uci_options() updates number of active threads and other internal
+// parameters according to the UCI options values. It is called before
+// to start a new search.
+
+void ThreadsManager::read_uci_options() {
+
+  maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
+  minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
+  useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
+  activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
+}
+
+// init_threads() is called during startup. Initializes locks and condition
+// variables and launches all threads sending them immediately to sleep.
+
+void ThreadsManager::init_threads() {
+
+  int i, arg[MAX_THREADS];
+  bool ok;
+
+  // This flag is needed to properly end the threads when program exits
+  allThreadsShouldExit = false;
+
+  // Threads will sent to sleep as soon as created, only main thread is kept alive
+  activeThreads = 1;
+
+  lock_init(&mpLock);
+
+  for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
+  {
+      // Initialize thread and split point locks
+      lock_init(&threads[i].sleepLock);
+      cond_init(&threads[i].sleepCond);
+
+      for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
+          lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
+
+      // All threads but first should be set to THREAD_INITIALIZING
+      threads[i].state = (i == 0 ? THREAD_SEARCHING : THREAD_INITIALIZING);
+
+      // Not in Threads c'tor to avoid global initialization order issues
+      threads[i].pawnTable.init();
+      threads[i].materialTable.init();
+  }
+
+  // Create and startup the threads
+  for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
+  {
+      arg[i] = i;
+
+#if !defined(_MSC_VER)
+      pthread_t pthread[1];
+      ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
+      pthread_detach(pthread[0]);
+#else
+      ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
+#endif
+      if (!ok)
+      {
+          std::cout << "Failed to create thread number " << i << std::endl;
+          exit(EXIT_FAILURE);
+      }
+
+      // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
+      while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
+  }
+}
+
+
+// exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
+// helper threads exit cleanly.
+
+void ThreadsManager::exit_threads() {
+
+  // Force the woken up threads to exit idle_loop() and hence terminate
+  allThreadsShouldExit = true;
+
+  for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
+  {
+      // Wake up all the threads and waits for termination
+      if (i != 0)
+      {
+          threads[i].wake_up();
+          while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
+      }
+
+      // Now we can safely destroy the locks and wait conditions
+      lock_destroy(&threads[i].sleepLock);
+      cond_destroy(&threads[i].sleepCond);
+
+      for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
+          lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
+  }
+
+  lock_destroy(&mpLock);
+}
+
+
+// cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
+// the thread's currently active split point, or in some ancestor of
+// the current split point.
+
+bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
+
+  assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
+
+  SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
+
+  for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
+  return sp != NULL;
+}
+
+
+// thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
+// available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
+// obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
+// threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
+// some active split point, it is only available as a slave to the other
+// threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
+// split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
+
+bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
+
+  assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
+  assert(master >= 0 && master < activeThreads);
+  assert(activeThreads > 1);
+
+  if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
+      return false;
+
+  // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
+  int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
+
+  // No active split points means that the thread is available as
+  // a slave for any other thread.
+  if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
+      return true;
+
+  // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
+  // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
+  // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
+  if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
+      return true;
+
+  return false;
+}
+
+
+// available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
+// a slave for the thread with threadID "master".
+
+bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
+
+  assert(master >= 0 && master < activeThreads);
+  assert(activeThreads > 1);
+
+  for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
+      if (thread_is_available(i, master))
+          return true;
+
+  return false;
+}
+
+
+// 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, or because we have no unused
+// split point objects), 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 we tell our helper threads 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 ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, Value* alpha, const Value beta,
+                           Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
+                           int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
+  assert(pos.is_ok());
+  assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
+  assert(*bestValue <= *alpha);
+  assert(*alpha < beta);
+  assert(beta <= VALUE_INFINITE);
+  assert(depth > DEPTH_ZERO);
+  assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
+  assert(activeThreads > 1);
+
+  int i, master = pos.thread();
+  Thread& masterThread = threads[master];
+
+  lock_grab(&mpLock);
+
+  // If no other thread is available to help us, or if we have too many
+  // active split points, don't split.
+  if (   !available_thread_exists(master)
+      || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
+  {
+      lock_release(&mpLock);
+      return;
+  }
+
+  // Pick the next available split point object from the split point stack
+  SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
+
+  // Initialize the split point object
+  splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
+  splitPoint.master = master;
+  splitPoint.betaCutoff = false;
+  splitPoint.depth = depth;
+  splitPoint.threatMove = threatMove;
+  splitPoint.alpha = *alpha;
+  splitPoint.beta = beta;
+  splitPoint.pvNode = pvNode;
+  splitPoint.bestValue = *bestValue;
+  splitPoint.mp = mp;
+  splitPoint.moveCount = moveCount;
+  splitPoint.pos = &pos;
+  splitPoint.nodes = 0;
+  splitPoint.ss = ss;
+  for (i = 0; i < activeThreads; i++)
+      splitPoint.slaves[i] = 0;
+
+  masterThread.splitPoint = &splitPoint;
+
+  // If we are here it means we are not available
+  assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
+
+  int workersCnt = 1; // At least the master is included
+
+  // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
+  for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
+      if (thread_is_available(i, master))
+      {
+          threads[i].state = THREAD_BOOKED;
+          threads[i].splitPoint = &splitPoint;
+          splitPoint.slaves[i] = 1;
+          workersCnt++;
+      }
+
+  assert(Fake || workersCnt > 1);
+
+  // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
+  lock_release(&mpLock);
+
+  // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
+  // their idle loop.
+  for (i = 0; i < activeThreads; i++)
+      if (i == master || splitPoint.slaves[i])
+      {
+          assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
+
+          threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
+
+          if (useSleepingThreads && i != master)
+              threads[i].wake_up();
+      }
+
+  // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
+  // which it will instantly launch a search, because its state is
+  // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
+  // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
+  // loop when all threads have finished their work at this split point.
+  idle_loop(master, &splitPoint);
+
+  // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
+  // finished. Update alpha and bestValue, and return.
+  lock_grab(&mpLock);
+
+  *alpha = splitPoint.alpha;
+  *bestValue = splitPoint.bestValue;
+  masterThread.activeSplitPoints--;
+  masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
+  pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
+
+  lock_release(&mpLock);
+}
+
+// Explicit template instantiations
+template void ThreadsManager::split<0>(Position&, SearchStack*, Value*, const Value, Value*, Depth, Move, int, MovePicker*, bool);
+template void ThreadsManager::split<1>(Position&, SearchStack*, Value*, const Value, Value*, Depth, Move, int, MovePicker*, bool);
index b476d52..e576a5c 100644 (file)
 #include <cstring>
 
 #include "lock.h"
+#include "material.h"
 #include "movepick.h"
+#include "pawns.h"
 #include "position.h"
-#include "search.h"
 
 const int MAX_THREADS = 32;
 const int MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS = 8;
@@ -67,7 +68,14 @@ enum ThreadState
   THREAD_TERMINATED     // we are quitting and thread is terminated
 };
 
+
+// We use per-thread Pawn and material hash tables so that once we get a
+// pointer to an entry its life time is unlimited and we don't have to
+// care about someone changing the entry under our feet.
+
 struct Thread {
+  MaterialInfoTable materialTable;
+  PawnInfoTable pawnTable;
   int maxPly;
   Lock sleepLock;
   WaitCondition sleepCond;
@@ -83,4 +91,44 @@ struct Thread {
   }
 };
 
+
+// ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff like init,
+// starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a split
+// point. All the access to shared thread data is done through this class.
+
+class ThreadsManager {
+  /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
+     need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
+     static storage duration are automatically set to zero before enter main()
+  */
+public:
+  Thread& operator[](int threadID) { return threads[threadID]; }
+  void init_threads();
+  void exit_threads();
+
+  int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
+  int active_threads() const { return activeThreads; }
+  void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
+
+  void read_uci_options();
+  bool available_thread_exists(int master) const;
+  bool thread_is_available(int slave, int master) const;
+  bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
+  void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
+
+  template <bool Fake>
+  void split(Position& pos, SearchStack* ss, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
+             Depth depth, Move threatMove, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
+private:
+  Lock mpLock;
+  Depth minimumSplitDepth;
+  int maxThreadsPerSplitPoint;
+  bool useSleepingThreads;
+  int activeThreads;
+  volatile bool allThreadsShouldExit;
+  Thread threads[MAX_THREADS];
+};
+
+extern ThreadsManager ThreadsMgr;
+
 #endif // !defined(THREAD_H_INCLUDED)
index daa66c3..a4ccd8b 100644 (file)
--- a/src/tt.h
+++ b/src/tt.h
@@ -142,13 +142,11 @@ inline void TranspositionTable::refresh(const TTEntry* tte) const {
 /// Without cluster concept or overwrite policy.
 
 template<class Entry, int HashSize>
-class SimpleHash {
+struct SimpleHash {
 
-  SimpleHash(const SimpleHash&);
-  SimpleHash& operator=(const SimpleHash&);
+  typedef SimpleHash<Entry, HashSize> Base;
 
-public:
-  SimpleHash() {
+  void init() {
 
     entries = new (std::nothrow) Entry[HashSize];
     if (!entries)