]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Make razor margin depth independent
[stockfish] / src / search.cpp
index 76afd5dab4debaea6afaa708b0d751012d7f82a3..214177a2afae1280eb296352fe59245dfd2c98cb 100644 (file)
@@ -2,7 +2,7 @@
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
-  Copyright (C) 2015-2017 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2018 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, 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
@@ -67,8 +67,7 @@ namespace {
   const int skipPhase[] = { 0, 1, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
 
   // Razoring and futility margin based on depth
-  // razor_margin[0] is unused as long as depth >= ONE_PLY in search
-  const int razor_margin[] = { 0, 570, 603, 554 };
+  const int razor_margin = 600;
   Value futility_margin(Depth d) { return Value(150 * d / ONE_PLY); }
 
   // Futility and reductions lookup tables, initialized at startup
@@ -96,48 +95,6 @@ namespace {
     Move best = MOVE_NONE;
   };
 
-  // EasyMoveManager structure is used to detect an 'easy move'. When the PV is stable
-  // across multiple search iterations, we can quickly return the best move.
-  struct EasyMoveManager {
-
-    void clear() {
-      stableCnt = 0;
-      expectedPosKey = 0;
-      pv[0] = pv[1] = pv[2] = MOVE_NONE;
-    }
-
-    Move get(Key key) const {
-      return expectedPosKey == key ? pv[2] : MOVE_NONE;
-    }
-
-    void update(Position& pos, const std::vector<Move>& newPv) {
-
-      assert(newPv.size() >= 3);
-
-      // Keep track of how many times in a row the 3rd ply remains stable
-      stableCnt = (newPv[2] == pv[2]) ? stableCnt + 1 : 0;
-
-      if (!std::equal(newPv.begin(), newPv.begin() + 3, pv))
-      {
-          std::copy(newPv.begin(), newPv.begin() + 3, pv);
-
-          StateInfo st[2];
-          pos.do_move(newPv[0], st[0]);
-          pos.do_move(newPv[1], st[1]);
-          expectedPosKey = pos.key();
-          pos.undo_move(newPv[1]);
-          pos.undo_move(newPv[0]);
-      }
-    }
-
-    Key expectedPosKey;
-    int stableCnt;
-    Move pv[3];
-  };
-
-  EasyMoveManager EasyMove;
-  Value DrawValue[COLOR_NB];
-
   template <NodeType NT>
   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode, bool skipEarlyPruning);
 
@@ -149,6 +106,8 @@ namespace {
   void update_pv(Move* pv, Move move, Move* childPv);
   void update_continuation_histories(Stack* ss, Piece pc, Square to, int bonus);
   void update_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, Move* quiets, int quietsCnt, int bonus);
+  void update_capture_stats(const Position& pos, Move move, Move* captures, int captureCnt, int bonus);
+  bool pv_is_draw(Position& pos);
 
   // perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up
   // to the given depth are generated and counted, and the sum is returned.
@@ -213,12 +172,7 @@ void Search::clear() {
 
   Time.availableNodes = 0;
   TT.clear();
-
-  for (Thread* th : Threads)
-      th->clear();
-
-  Threads.main()->callsCnt = 0;
-  Threads.main()->previousScore = VALUE_INFINITE;
+  Threads.clear();
 }
 
 
@@ -239,8 +193,9 @@ void MainThread::search() {
   TT.new_search();
 
   int contempt = Options["Contempt"] * PawnValueEg / 100; // From centipawns
-  DrawValue[ us] = VALUE_DRAW - Value(contempt);
-  DrawValue[~us] = VALUE_DRAW + Value(contempt);
+
+  Eval::Contempt = (us == WHITE ?  make_score(contempt, contempt / 2)
+                                : -make_score(contempt, contempt / 2));
 
   if (rootMoves.empty())
   {
@@ -284,8 +239,7 @@ void MainThread::search() {
 
   // Check if there are threads with a better score than main thread
   Thread* bestThread = this;
-  if (   !this->easyMovePlayed
-      &&  Options["MultiPV"] == 1
+  if (    Options["MultiPV"] == 1
       && !Limits.depth
       && !Skill(Options["Skill Level"]).enabled()
       &&  rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
@@ -325,8 +279,10 @@ void Thread::search() {
 
   Stack stack[MAX_PLY+7], *ss = stack+4; // To reference from (ss-4) to (ss+2)
   Value bestValue, alpha, beta, delta;
-  Move easyMove = MOVE_NONE;
+  Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
+  Depth lastBestMoveDepth = DEPTH_ZERO;
   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
+  double timeReduction = 1.0;
 
   std::memset(ss-4, 0, 7 * sizeof(Stack));
   for (int i = 4; i > 0; i--)
@@ -337,9 +293,7 @@ void Thread::search() {
 
   if (mainThread)
   {
-      easyMove = EasyMove.get(rootPos.key());
-      EasyMove.clear();
-      mainThread->easyMovePlayed = mainThread->failedLow = false;
+      mainThread->failedLow = false;
       mainThread->bestMoveChanges = 0;
   }
 
@@ -452,6 +406,11 @@ void Thread::search() {
       if (!Threads.stop)
           completedDepth = rootDepth;
 
+      if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
+         lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
+         lastBestMoveDepth = rootDepth;
+      }
+
       // Have we found a "mate in x"?
       if (   Limits.mate
           && bestValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
@@ -471,21 +430,29 @@ void Thread::search() {
           if (!Threads.stop && !Threads.stopOnPonderhit)
           {
               // Stop the search if only one legal move is available, or if all
-              // of the available time has been used, or if we matched an easyMove
-              // from the previous search and just did a fast verification.
+              // of the available time has been used
               const int F[] = { mainThread->failedLow,
                                 bestValue - mainThread->previousScore };
-
               int improvingFactor = std::max(229, std::min(715, 357 + 119 * F[0] - 6 * F[1]));
-              double unstablePvFactor = 1 + mainThread->bestMoveChanges;
 
-              bool doEasyMove =   rootMoves[0].pv[0] == easyMove
-                               && mainThread->bestMoveChanges < 0.03
-                               && Time.elapsed() > Time.optimum() * 5 / 44;
+              Color us = rootPos.side_to_move();
+              bool thinkHard =    bestValue == VALUE_DRAW
+                               && Limits.time[us] - Time.elapsed() > Limits.time[~us]
+                               && ::pv_is_draw(rootPos);
+
+              double unstablePvFactor = 1 + mainThread->bestMoveChanges + thinkHard;
+
+              // if the bestMove is stable over several iterations, reduce time for this move,
+              // the longer the move has been stable, the more.
+              // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move.
+              timeReduction = 1;
+              for (int i : {3, 4, 5})
+                  if (lastBestMoveDepth * i < completedDepth && !thinkHard)
+                     timeReduction *= 1.3;
+              unstablePvFactor *=  std::pow(mainThread->previousTimeReduction, 0.51) / timeReduction;
 
               if (   rootMoves.size() == 1
-                  || Time.elapsed() > Time.optimum() * unstablePvFactor * improvingFactor / 628
-                  || (mainThread->easyMovePlayed = doEasyMove, doEasyMove))
+                  || Time.elapsed() > Time.optimum() * unstablePvFactor * improvingFactor / 628)
               {
                   // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
                   // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
@@ -495,21 +462,13 @@ void Thread::search() {
                       Threads.stop = true;
               }
           }
-
-          if (rootMoves[0].pv.size() >= 3)
-              EasyMove.update(rootPos, rootMoves[0].pv);
-          else
-              EasyMove.clear();
       }
   }
 
   if (!mainThread)
       return;
 
-  // Clear any candidate easy move that wasn't stable for the last search
-  // iterations; the second condition prevents consecutive fast moves.
-  if (EasyMove.stableCnt < 6 || mainThread->easyMovePlayed)
-      EasyMove.clear();
+  mainThread->previousTimeReduction = timeReduction;
 
   // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
   if (skill.enabled())
@@ -534,7 +493,7 @@ namespace {
     assert(!(PvNode && cutNode));
     assert(depth / ONE_PLY * ONE_PLY == depth);
 
-    Move pv[MAX_PLY+1], quietsSearched[64];
+    Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
     StateInfo st;
     TTEntry* tte;
     Key posKey;
@@ -544,12 +503,12 @@ namespace {
     bool ttHit, inCheck, givesCheck, singularExtensionNode, improving;
     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, skipQuiets, ttCapture, pvExact;
     Piece movedPiece;
-    int moveCount, quietCount;
+    int moveCount, captureCount, quietCount;
 
     // Step 1. Initialize node
     Thread* thisThread = pos.this_thread();
     inCheck = pos.checkers();
-    moveCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
+    moveCount = captureCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
     ss->statScore = 0;
     bestValue = -VALUE_INFINITE;
 
@@ -565,8 +524,7 @@ namespace {
     {
         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
         if (Threads.stop.load(std::memory_order_relaxed) || pos.is_draw(ss->ply) || ss->ply >= MAX_PLY)
-            return ss->ply >= MAX_PLY && !inCheck ? evaluate(pos)
-                                                  : DrawValue[pos.side_to_move()];
+            return ss->ply >= MAX_PLY && !inCheck ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
 
         // Step 3. Mate distance pruning. Even if we mate at the next move our score
         // would be at best mate_in(ss->ply+1), but if alpha is already bigger because
@@ -592,7 +550,7 @@ namespace {
     // search to overwrite a previous full search TT value, so we use a different
     // position key in case of an excluded move.
     excludedMove = ss->excludedMove;
-    posKey = pos.key() ^ Key(excludedMove);
+    posKey = pos.key() ^ Key(excludedMove << 16); // isn't a very good hash
     tte = TT.probe(posKey, ttHit);
     ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply) : VALUE_NONE;
     ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->PVIdx].pv[0]
@@ -689,18 +647,18 @@ namespace {
                   ss->staticEval, TT.generation());
     }
 
-    if (skipEarlyPruning)
+    if (skipEarlyPruning || !pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
         goto moves_loop;
 
     // Step 6. Razoring (skipped when in check)
     if (   !PvNode
         &&  depth < 4 * ONE_PLY
-        &&  eval + razor_margin[depth / ONE_PLY] <= alpha)
+        &&  eval + razor_margin <= alpha)
     {
         if (depth <= ONE_PLY)
             return qsearch<NonPV, false>(pos, ss, alpha, alpha+1);
 
-        Value ralpha = alpha - razor_margin[depth / ONE_PLY];
+        Value ralpha = alpha - razor_margin;
         Value v = qsearch<NonPV, false>(pos, ss, ralpha, ralpha+1);
         if (v <= ralpha)
             return v;
@@ -710,15 +668,14 @@ namespace {
     if (   !rootNode
         &&  depth < 7 * ONE_PLY
         &&  eval - futility_margin(depth) >= beta
-        &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN  // Do not return unproven wins
-        &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
+        &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN)  // Do not return unproven wins
         return eval;
 
     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
     if (   !PvNode
         &&  eval >= beta
-        && (ss->staticEval >= beta - 35 * (depth / ONE_PLY - 6) || depth >= 13 * ONE_PLY)
-        &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
+        &&  ss->staticEval >= beta - 36 * depth / ONE_PLY + 225
+        && (ss->ply >= thisThread->nmp_ply || ss->ply % 2 != thisThread->nmp_odd))
     {
 
         assert(eval - beta >= 0);
@@ -740,13 +697,19 @@ namespace {
             if (nullValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY)
                 nullValue = beta;
 
-            if (depth < 12 * ONE_PLY && abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN)
+            if (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && (depth < 12 * ONE_PLY || thisThread->nmp_ply))
                 return nullValue;
 
             // Do verification search at high depths
+            // disable null move pruning for side to move for the first part of the remaining search tree
+            thisThread->nmp_ply = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
+            thisThread->nmp_odd = ss->ply % 2;
+
             Value v = depth-R < ONE_PLY ? qsearch<NonPV, false>(pos, ss, beta-1, beta)
                                         :  search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false, true);
 
+            thisThread->nmp_odd = thisThread->nmp_ply = 0;
+
             if (v >= beta)
                 return nullValue;
         }
@@ -763,7 +726,7 @@ namespace {
 
         assert(is_ok((ss-1)->currentMove));
 
-        MovePicker mp(pos, ttMove, rbeta - ss->staticEval);
+        MovePicker mp(pos, ttMove, rbeta - ss->staticEval, &thisThread->captureHistory);
 
         while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
             if (pos.legal(move))
@@ -797,7 +760,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->contHistory, (ss-2)->contHistory, nullptr, (ss-4)->contHistory };
     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
 
-    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory, contHist, countermove, ss->killers);
+    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory, &thisThread->captureHistory, contHist, countermove, ss->killers);
     value = bestValue; // Workaround a bogus 'uninitialized' warning under gcc
     improving =   ss->staticEval >= (ss-2)->staticEval
             /* || ss->staticEval == VALUE_NONE Already implicit in the previous condition */
@@ -845,7 +808,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       movedPiece = pos.moved_piece(move);
 
       givesCheck =  type_of(move) == NORMAL && !pos.discovered_check_candidates()
-                  ? pos.check_squares(type_of(pos.piece_on(from_sq(move)))) & to_sq(move)
+                  ? pos.check_squares(type_of(movedPiece)) & to_sq(move)
                   : pos.gives_check(move);
 
       moveCountPruning =   depth < 16 * ONE_PLY
@@ -1088,6 +1051,8 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
       if (!captureOrPromotion && move != bestMove && quietCount < 64)
           quietsSearched[quietCount++] = move;
+      else if (captureOrPromotion && move != bestMove && captureCount < 32)
+          capturesSearched[captureCount++] = move;
     }
 
     // The following condition would detect a stop only after move loop has been
@@ -1107,12 +1072,14 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
     if (!moveCount)
         bestValue = excludedMove ? alpha
-                   :     inCheck ? mated_in(ss->ply) : DrawValue[pos.side_to_move()];
+                   :     inCheck ? mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
     else if (bestMove)
     {
         // Quiet best move: update move sorting heuristics
         if (!pos.capture_or_promotion(bestMove))
             update_stats(pos, ss, bestMove, quietsSearched, quietCount, stat_bonus(depth));
+        else
+            update_capture_stats(pos, bestMove, capturesSearched, captureCount, stat_bonus(depth));
 
         // Extra penalty for a quiet TT move in previous ply when it gets refuted
         if ((ss-1)->moveCount == 1 && !pos.captured_piece())
@@ -1144,7 +1111,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
     const bool PvNode = NT == PV;
 
-    assert(InCheck == !!pos.checkers());
+    assert(InCheck == bool(pos.checkers()));
     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
     assert(depth <= DEPTH_ZERO);
@@ -1173,8 +1140,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
     // Check for an instant draw or if the maximum ply has been reached
     if (pos.is_draw(ss->ply) || ss->ply >= MAX_PLY)
-        return ss->ply >= MAX_PLY && !InCheck ? evaluate(pos)
-                                              : DrawValue[pos.side_to_move()];
+        return ss->ply >= MAX_PLY && !InCheck ? evaluate(pos) : VALUE_DRAW;
 
     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
 
@@ -1225,7 +1191,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
         if (bestValue >= beta)
         {
             if (!ttHit)
-                tte->save(pos.key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), BOUND_LOWER,
+                tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), BOUND_LOWER,
                           DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->staticEval, TT.generation());
 
             return bestValue;
@@ -1241,7 +1207,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
     // be generated.
-    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &pos.this_thread()->mainHistory, to_sq((ss-1)->currentMove));
+    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &pos.this_thread()->mainHistory, &pos.this_thread()->captureHistory, to_sq((ss-1)->currentMove));
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
     while ((move = mp.next_move()) != MOVE_NONE)
@@ -1249,7 +1215,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       assert(is_ok(move));
 
       givesCheck =  type_of(move) == NORMAL && !pos.discovered_check_candidates()
-                  ? pos.check_squares(type_of(pos.piece_on(from_sq(move)))) & to_sq(move)
+                  ? pos.check_squares(type_of(pos.moved_piece(move))) & to_sq(move)
                   : pos.gives_check(move);
 
       moveCount++;
@@ -1285,7 +1251,6 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
       // Don't search moves with negative SEE values
       if (  (!InCheck || evasionPrunable)
-          &&  type_of(move) != PROMOTION
           &&  !pos.see_ge(move))
           continue;
 
@@ -1396,6 +1361,26 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
   }
 
 
+  // update_capture_stats() updates move sorting heuristics when a new capture best move is found
+
+  void update_capture_stats(const Position& pos, Move move,
+                            Move* captures, int captureCnt, int bonus) {
+
+      CapturePieceToHistory& captureHistory =  pos.this_thread()->captureHistory;
+      Piece moved_piece = pos.moved_piece(move);
+      PieceType captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(move)));
+      captureHistory.update(moved_piece, to_sq(move), captured, bonus);
+
+      // Decrease all the other played capture moves
+      for (int i = 0; i < captureCnt; ++i)
+      {
+          moved_piece = pos.moved_piece(captures[i]);
+          captured = type_of(pos.piece_on(to_sq(captures[i])));
+          captureHistory.update(moved_piece, to_sq(captures[i]), captured, -bonus);
+      }
+  }
+
+
   // update_stats() updates move sorting heuristics when a new quiet best move is found
 
   void update_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move,
@@ -1427,6 +1412,24 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
   }
 
 
+  // Is the PV leading to a draw position? Assumes all pv moves are legal
+  bool pv_is_draw(Position& pos) {
+
+    StateInfo st[MAX_PLY];
+    auto& pv = pos.this_thread()->rootMoves[0].pv;
+
+    for (size_t i = 0; i < pv.size(); ++i)
+        pos.do_move(pv[i], st[i]);
+
+    bool isDraw = pos.is_draw(pv.size());
+
+    for (size_t i = pv.size(); i > 0; --i)
+        pos.undo_move(pv[i-1]);
+
+    return isDraw;
+  }
+
+
   // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
   // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
 
@@ -1489,7 +1492,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
     if (Threads.ponder)
         return;
 
-    if (   (Limits.use_time_management() && elapsed > Time.maximum())
+    if (   (Limits.use_time_management() && elapsed > Time.maximum() - 10)
         || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
         || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
             Threads.stop = true;
@@ -1588,10 +1591,6 @@ void Tablebases::filter_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves)
     ProbeDepth = Options["SyzygyProbeDepth"] * ONE_PLY;
     Cardinality = Options["SyzygyProbeLimit"];
 
-    // Don't filter any moves if the user requested analysis on multiple
-    if (Options["MultiPV"] != 1)
-        return;
-
     // Skip TB probing when no TB found: !TBLargest -> !TB::Cardinality
     if (Cardinality > MaxCardinality)
     {
@@ -1602,6 +1601,10 @@ void Tablebases::filter_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves)
     if (Cardinality < popcount(pos.pieces()) || pos.can_castle(ANY_CASTLING))
         return;
 
+    // Don't filter any moves if the user requested analysis on multiple
+    if (Options["MultiPV"] != 1)
+        return;
+
     // If the current root position is in the tablebases, then RootMoves
     // contains only moves that preserve the draw or the win.
     RootInTB = root_probe(pos, rootMoves, TB::Score);