]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Replace easyMove with simple scheme
[stockfish] / src / search.cpp
index 3c638ca057f5e1c3c515498e005cecf88a111c8e..34a478c54d33a7dc380d9a0c8505ef949a730915 100644 (file)
@@ -75,9 +75,6 @@ namespace {
   int FutilityMoveCounts[2][16]; // [improving][depth]
   int Reductions[2][2][64][64];  // [pv][improving][depth][moveNumber]
 
-  // Threshold used for countermoves based pruning
-  const int CounterMovePruneThreshold = 0;
-
   template <bool PvNode> Depth reduction(bool i, Depth d, int mn) {
     return Reductions[PvNode][i][std::min(d / ONE_PLY, 63)][std::min(mn, 63)] * ONE_PLY;
   }
@@ -90,56 +87,15 @@ namespace {
 
   // Skill structure is used to implement strength limit
   struct Skill {
-    Skill(int l) : level(l) {}
+    explicit Skill(int l) : level(l) {}
     bool enabled() const { return level < 20; }
     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth / ONE_PLY == 1 + level; }
-    Move best_move(size_t multiPV) { return best ? best : pick_best(multiPV); }
     Move pick_best(size_t multiPV);
 
     int level;
     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]);
-      }
-    }
-
-    int stableCnt;
-    Key expectedPosKey;
-    Move pv[3];
-  };
-
-  EasyMoveManager EasyMove;
   Value DrawValue[COLOR_NB];
 
   template <NodeType NT>
@@ -153,6 +109,33 @@ 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);
+  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.
+  template<bool Root>
+  uint64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
+
+    StateInfo st;
+    uint64_t cnt, nodes = 0;
+    const bool leaf = (depth == 2 * ONE_PLY);
+
+    for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
+    {
+        if (Root && depth <= ONE_PLY)
+            cnt = 1, nodes++;
+        else
+        {
+            pos.do_move(m, st);
+            cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - ONE_PLY);
+            nodes += cnt;
+            pos.undo_move(m);
+        }
+        if (Root)
+            sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
+    }
+    return nodes;
+  }
 
 } // namespace
 
@@ -193,56 +176,26 @@ void Search::clear() {
   TT.clear();
 
   for (Thread* th : Threads)
-  {
-      th->counterMoves.fill(MOVE_NONE);
-      th->mainHistory.fill(0);
-
-      for (auto& to : th->contHistory)
-          for (auto& h : to)
-              h.fill(0);
-
-      th->contHistory[NO_PIECE][0].fill(CounterMovePruneThreshold - 1);
-  }
+      th->clear();
 
   Threads.main()->callsCnt = 0;
   Threads.main()->previousScore = VALUE_INFINITE;
+  Threads.main()->previousTimeReduction = 1;
 }
 
 
-/// Search::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.
-template<bool Root>
-uint64_t Search::perft(Position& pos, Depth depth) {
-
-  StateInfo st;
-  uint64_t cnt, nodes = 0;
-  const bool leaf = (depth == 2 * ONE_PLY);
-
-  for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
-  {
-      if (Root && depth <= ONE_PLY)
-          cnt = 1, nodes++;
-      else
-      {
-          pos.do_move(m, st);
-          cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - ONE_PLY);
-          nodes += cnt;
-          pos.undo_move(m);
-      }
-      if (Root)
-          sync_cout << UCI::move(m, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
-  }
-  return nodes;
-}
-
-template uint64_t Search::perft<true>(Position&, Depth);
-
-
 /// MainThread::search() is called by the main thread when the program receives
 /// the UCI 'go' command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
 
 void MainThread::search() {
 
+  if (Limits.perft)
+  {
+      nodes = perft<true>(rootPos, Limits.perft * ONE_PLY);
+      sync_cout << "\nNodes searched: " << nodes << "\n" << sync_endl;
+      return;
+  }
+
   Color us = rootPos.side_to_move();
   Time.init(Limits, us, rootPos.game_ply());
   TT.new_search();
@@ -253,7 +206,7 @@ void MainThread::search() {
 
   if (rootMoves.empty())
   {
-      rootMoves.push_back(RootMove(MOVE_NONE));
+      rootMoves.emplace_back(MOVE_NONE);
       sync_cout << "info depth 0 score "
                 << UCI::value(rootPos.checkers() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
                 << sync_endl;
@@ -267,23 +220,18 @@ void MainThread::search() {
       Thread::search(); // Let's start searching!
   }
 
-  // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
-  // the available ones before exiting.
-  if (Limits.npmsec)
-      Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
-
   // When we reach the maximum depth, we can arrive here without a raise of
   // Threads.stop. However, if we are pondering or in an infinite search,
   // the UCI protocol states that we shouldn't print the best move before the
   // GUI sends a "stop" or "ponderhit" command. We therefore simply wait here
   // until the GUI sends one of those commands (which also raises Threads.stop).
-  if (!Threads.stop && (Threads.ponder || Limits.infinite))
-  {
-      Threads.stopOnPonderhit = true;
-      wait(Threads.stop);
-  }
+  Threads.stopOnPonderhit = true;
+
+  while (!Threads.stop && (Threads.ponder || Limits.infinite))
+  {} // Busy wait for a stop or a ponder reset
 
-  // Stop the threads if not already stopped
+  // Stop the threads if not already stopped (also raise the stop if
+  // "ponderhit" just reset Threads.ponder).
   Threads.stop = true;
 
   // Wait until all threads have finished
@@ -291,10 +239,14 @@ void MainThread::search() {
       if (th != this)
           th->wait_for_search_finished();
 
+  // When playing in 'nodes as time' mode, subtract the searched nodes from
+  // the available ones before exiting.
+  if (Limits.npmsec)
+      Time.availableNodes += Limits.inc[us] - Threads.nodes_searched();
+
   // 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)
@@ -304,7 +256,9 @@ void MainThread::search() {
           Depth depthDiff = th->completedDepth - bestThread->completedDepth;
           Value scoreDiff = th->rootMoves[0].score - bestThread->rootMoves[0].score;
 
-          if (scoreDiff > 0 && depthDiff >= 0)
+          // Select the thread with the best score, always if it is a mate
+          if (    scoreDiff > 0
+              && (depthDiff >= 0 || th->rootMoves[0].score >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY))
               bestThread = th;
       }
   }
@@ -330,10 +284,12 @@ void MainThread::search() {
 
 void Thread::search() {
 
-  Stack stack[MAX_PLY+7], *ss = stack+4; // To allow referencing (ss-4) and (ss+2)
+  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--)
@@ -341,13 +297,10 @@ void Thread::search() {
 
   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
   beta = VALUE_INFINITE;
-  completedDepth = DEPTH_ZERO;
 
   if (mainThread)
   {
-      easyMove = EasyMove.get(rootPos.key());
-      EasyMove.clear();
-      mainThread->easyMovePlayed = mainThread->failedLow = false;
+      mainThread->failedLow = false;
       mainThread->bestMoveChanges = 0;
   }
 
@@ -452,22 +405,18 @@ void Thread::search() {
           // Sort the PV lines searched so far and update the GUI
           std::stable_sort(rootMoves.begin(), rootMoves.begin() + PVIdx + 1);
 
-          if (!mainThread)
-              continue;
-
-          if (Threads.stop || PVIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000)
+          if (    mainThread
+              && (Threads.stop || PVIdx + 1 == multiPV || Time.elapsed() > 3000))
               sync_cout << UCI::pv(rootPos, rootDepth, alpha, beta) << sync_endl;
       }
 
       if (!Threads.stop)
           completedDepth = rootDepth;
 
-      if (!mainThread)
-          continue;
-
-      // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
-      if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
-          skill.pick_best(multiPV);
+      if (rootMoves[0].pv[0] != lastBestMove) {
+         lastBestMove = rootMoves[0].pv[0];
+         lastBestMoveDepth = rootDepth;
+      }
 
       // Have we found a "mate in x"?
       if (   Limits.mate
@@ -475,27 +424,42 @@ void Thread::search() {
           && VALUE_MATE - bestValue <= 2 * Limits.mate)
           Threads.stop = true;
 
+      if (!mainThread)
+          continue;
+
+      // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
+      if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(rootDepth))
+          skill.pick_best(multiPV);
+
       // Do we have time for the next iteration? Can we stop searching now?
       if (Limits.use_time_management())
       {
           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 =    DrawValue[us] == bestValue
+                               && 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".
@@ -505,26 +469,18 @@ 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())
-      std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(),
-                rootMoves.end(), skill.best_move(multiPV)));
+      std::swap(rootMoves[0], *std::find(rootMoves.begin(), rootMoves.end(),
+                skill.best ? skill.best : skill.pick_best(multiPV)));
 }
 
 
@@ -536,7 +492,7 @@ namespace {
   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode, bool skipEarlyPruning) {
 
     const bool PvNode = NT == PV;
-    const bool rootNode = PvNode && (ss-1)->ply == 0;
+    const bool rootNode = PvNode && ss->ply == 0;
 
     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
@@ -552,7 +508,7 @@ namespace {
     Depth extension, newDepth;
     Value bestValue, value, ttValue, eval;
     bool ttHit, inCheck, givesCheck, singularExtensionNode, improving;
-    bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, skipQuiets, ttCapture;
+    bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, skipQuiets, ttCapture, pvExact;
     Piece movedPiece;
     int moveCount, quietCount;
 
@@ -562,15 +518,14 @@ namespace {
     moveCount = quietCount = ss->moveCount = 0;
     ss->statScore = 0;
     bestValue = -VALUE_INFINITE;
-    ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
 
     // Check for the available remaining time
     if (thisThread == Threads.main())
         static_cast<MainThread*>(thisThread)->check_time();
 
-    // Used to send selDepth info to GUI
-    if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply)
-        thisThread->selDepth = ss->ply;
+    // Used to send selDepth info to GUI (selDepth counts from 1, ply from 0)
+    if (PvNode && thisThread->selDepth < ss->ply + 1)
+        thisThread->selDepth = ss->ply + 1;
 
     if (!rootNode)
     {
@@ -593,6 +548,7 @@ namespace {
 
     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
 
+    (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
     ss->currentMove = (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
     ss->contHistory = &thisThread->contHistory[NO_PIECE][0];
     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
@@ -658,8 +614,8 @@ namespace {
 
                 int drawScore = TB::UseRule50 ? 1 : 0;
 
-                value =  v < -drawScore ? -VALUE_MATE + MAX_PLY + ss->ply
-                       : v >  drawScore ?  VALUE_MATE - MAX_PLY - ss->ply
+                value =  v < -drawScore ? -VALUE_MATE + MAX_PLY + ss->ply + 1
+                       : v >  drawScore ?  VALUE_MATE - MAX_PLY - ss->ply - 1
                                         :  VALUE_DRAW + 2 * v * drawScore;
 
                 tte->save(posKey, value_to_tt(value, ss->ply), BOUND_EXACT,
@@ -822,6 +778,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
                            &&  tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
     skipQuiets = false;
     ttCapture = false;
+    pvExact = PvNode && ttHit && tte->bound() == BOUND_EXACT;
 
     // Step 11. Loop through moves
     // Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
@@ -962,6 +919,14 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
               r -= r ? ONE_PLY : DEPTH_ZERO;
           else
           {
+              // Decrease reduction if opponent's move count is high
+              if ((ss-1)->moveCount > 15)
+                  r -= ONE_PLY;
+
+              // Decrease reduction for exact PV nodes
+              if (pvExact)
+                  r -= ONE_PLY;
+
               // Increase reduction if ttMove is a capture
               if (ttCapture)
                   r += ONE_PLY;
@@ -984,10 +949,10 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
                              - 4000;
 
               // Decrease/increase reduction by comparing opponent's stat score
-              if (ss->statScore > 0 && (ss-1)->statScore < 0)
+              if (ss->statScore >= 0 && (ss-1)->statScore < 0)
                   r -= ONE_PLY;
 
-              else if (ss->statScore < 0 && (ss-1)->statScore > 0)
+              else if ((ss-1)->statScore >= 0 && ss->statScore < 0)
                   r += ONE_PLY;
 
               // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history
@@ -1169,7 +1134,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
     }
 
     ss->currentMove = bestMove = MOVE_NONE;
-    ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
+    (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
     moveCount = 0;
 
     // Check for an instant draw or if the maximum ply has been reached
@@ -1184,7 +1149,6 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
     ttDepth = InCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS
                                                   : DEPTH_QS_NO_CHECKS;
-
     // Transposition table lookup
     posKey = pos.key();
     tte = TT.probe(posKey, ttHit);
@@ -1243,8 +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.
-    const PieceToHistory* contHist[4] = {};
-    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &pos.this_thread()->mainHistory, contHist, to_sq((ss-1)->currentMove));
+    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &pos.this_thread()->mainHistory, 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)
@@ -1430,6 +1393,24 @@ 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.
 
@@ -1453,7 +1434,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
         int push = (  weakness * int(topScore - rootMoves[i].score)
                     + delta * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
 
-        if (rootMoves[i].score + push > maxScore)
+        if (rootMoves[i].score + push >= maxScore)
         {
             maxScore = rootMoves[i].score + push;
             best = rootMoves[i].pv[0];
@@ -1492,7 +1473,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
     if (Threads.ponder)
         return;
 
-    if (   (Limits.use_time_management() && elapsed > Time.maximum() - 10)
+    if (   (Limits.use_time_management() && elapsed > Time.maximum())
         || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
         || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
             Threads.stop = true;
@@ -1591,6 +1572,10 @@ 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)
     {