Cache evaluation score in qsearch
[stockfish] / src / search.cpp
index b00c270bbd94bd034dcfe96fcd2bd6d979c0ccbc..3617853e5f23d2f3589b7af48da9decbf48e4593 100644 (file)
@@ -121,13 +121,13 @@ namespace {
   // Depth limit for selective search:
   Depth SelectiveDepth = 7*OnePly;
 
+  // Use dynamic LMR?
+  const bool UseDynamicLMR = false;
+
   // Use internal iterative deepening?
   const bool UseIIDAtPVNodes = true;
   const bool UseIIDAtNonPVNodes = false;
 
-  // Use null move driven internal iterative deepening?
-  bool UseNullDrivenIID = false;
-
   // Internal iterative deepening margin.  At Non-PV moves, when
   // UseIIDAtNonPVNodes is true, we do an internal iterative deepening search
   // when the static evaluation is at most IIDMargin below beta.
@@ -196,7 +196,6 @@ namespace {
 
   // Iteration counters
   int Iteration;
-  bool LastIterations;
   BetaCounterType BetaCounter;
 
   // Scores and number of times the best move changed for each iteration:
@@ -210,7 +209,7 @@ namespace {
   int SearchStartTime;
   int MaxNodes, MaxDepth;
   int MaxSearchTime, AbsoluteMaxSearchTime, ExtraSearchTime;
-  Move BestRootMove, PonderMove, EasyMove;
+  Move EasyMove;
   int RootMoveNumber;
   bool InfiniteSearch;
   bool PonderSearch;
@@ -259,8 +258,6 @@ namespace {
                 Depth depth, int ply, int threadID);
   void sp_search(SplitPoint *sp, int threadID);
   void sp_search_pv(SplitPoint *sp, int threadID);
-  void init_search_stack(SearchStack& ss);
-  void init_search_stack(SearchStack ss[]);
   void init_node(const Position &pos, SearchStack ss[], int ply, int threadID);
   void update_pv(SearchStack ss[], int ply);
   void sp_update_pv(SearchStack *pss, SearchStack ss[], int ply);
@@ -290,9 +287,8 @@ namespace {
   bool thread_is_available(int slave, int master);
   bool idle_thread_exists(int master);
   bool split(const Position &pos, SearchStack *ss, int ply,
-             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth,
-             int *moves, MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master,
-             bool pvNode);
+             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
+             MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
   void wake_sleeping_threads();
 
 #if !defined(_MSC_VER)
@@ -325,6 +321,24 @@ History H;  // Should be made local?
 SearchStack EmptySearchStack;
 
 
+// SearchStack::init() initializes a search stack. Used at the beginning of a
+// new search from the root.
+void SearchStack::init(int ply) {
+
+  pv[ply] = pv[ply + 1] = MOVE_NONE;
+  currentMove = threatMove = MOVE_NONE;
+  reduction = Depth(0);
+  currentMoveCaptureValue = Value(0);
+}
+
+void SearchStack::initKillers() {
+
+  mateKiller = MOVE_NONE;
+  for (int i = 0; i < KILLER_MAX; i++)
+      killers[i] = MOVE_NONE;
+}
+
+
 ////
 //// Functions
 ////
@@ -357,8 +371,6 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   // Initialize global search variables
   Idle = false;
   SearchStartTime = get_system_time();
-  BestRootMove = MOVE_NONE;
-  PonderMove = MOVE_NONE;
   EasyMove = MOVE_NONE;
   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
   {
@@ -412,7 +424,6 @@ void think(const Position &pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   if (UseLogFile)
       LogFile.open(get_option_value_string("Search Log Filename").c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
 
-  UseNullDrivenIID = get_option_value_bool("Null driven IID");
   UseQSearchFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Quiescence Search)");
   UseFutilityPruning = get_option_value_bool("Futility Pruning (Main Search)");
 
@@ -589,7 +600,8 @@ void init_threads() {
   }
 
   // Init also the empty search stack
-  init_search_stack(EmptySearchStack);
+  EmptySearchStack.init(0);
+  EmptySearchStack.initKillers();
 }
 
 
@@ -641,12 +653,14 @@ namespace {
     // Initialize
     TT.new_search();
     H.clear();
-    init_search_stack(ss);
-
+    for (int i = 0; i < 3; i++)
+    {
+        ss[i].init(i);
+        ss[i].initKillers();
+    }
     ValueByIteration[0] = Value(0);
     ValueByIteration[1] = rml.get_move_score(0);
     Iteration = 1;
-    LastIterations = false;
 
     EasyMove = rml.scan_for_easy_move();
 
@@ -701,9 +715,6 @@ namespace {
                 ExtraSearchTime = BestMoveChangesByIteration[Iteration]   * (MaxSearchTime / 2)
                                 + BestMoveChangesByIteration[Iteration-1] * (MaxSearchTime / 3);
 
-            // Try to guess if the current iteration is the last one or the last two
-            LastIterations = (current_search_time() > ((MaxSearchTime + ExtraSearchTime)*58) / 128);
-
             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
             // iteration.  We probably don't have enough time to search the first
             // move at the next iteration anyway.
@@ -740,6 +751,11 @@ namespace {
                   << " hashfull " << TT.full() << std::endl;
 
     // Print the best move and the ponder move to the standard output
+    if (ss[0].pv[0] == MOVE_NONE)
+    {
+        ss[0].pv[0] = rml.get_move(0);
+        ss[0].pv[1] = MOVE_NONE;
+    }
     std::cout << "bestmove " << ss[0].pv[0];
     if (ss[0].pv[1] != MOVE_NONE)
         std::cout << " ponder " << ss[0].pv[1];
@@ -754,12 +770,12 @@ namespace {
         if (dbg_show_hit_rate)
             dbg_print_hit_rate(LogFile);
 
-        UndoInfo u;
+        StateInfo st;
         LogFile << "Nodes: " << nodes_searched() << std::endl
                 << "Nodes/second: " << nps() << std::endl
                 << "Best move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[0]) << std::endl;
 
-        p.do_move(ss[0].pv[0], u);
+        p.do_move(ss[0].pv[0], st);
         LogFile << "Ponder move: " << move_to_san(p, ss[0].pv[1])
                 << std::endl << std::endl;
     }
@@ -783,7 +799,7 @@ namespace {
     {
         int64_t nodes;
         Move move;
-        UndoInfo u;
+        StateInfo st;
         Depth ext, newDepth;
 
         RootMoveNumber = i + 1;
@@ -809,7 +825,7 @@ namespace {
         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
 
         // Make the move, and search it
-        pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+        pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
         if (i < MultiPV)
         {
@@ -837,7 +853,7 @@ namespace {
             }
         }
 
-        pos.undo_move(move, u);
+        pos.undo_move(move);
 
         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
         // was aborted because the user interrupted the search or because we
@@ -984,8 +1000,9 @@ namespace {
     int moveCount = 0;
     Value value, bestValue = -VALUE_INFINITE;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
+    Color us = pos.side_to_move();
     bool isCheck = pos.is_check();
-    bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
+    bool mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(us));
 
     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -1013,8 +1030,8 @@ namespace {
       Depth newDepth = depth - OnePly + ext;
 
       // Make and search the move
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
@@ -1056,7 +1073,7 @@ namespace {
           }
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1171,7 +1188,6 @@ namespace {
 
     Value approximateEval = quick_evaluate(pos);
     bool mateThreat = false;
-    bool nullDrivenIID = false;
     bool isCheck = pos.is_check();
 
     // Null move search
@@ -1184,26 +1200,13 @@ namespace {
     {
         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
 
-        UndoInfo u;
-        pos.do_null_move(u);
+        StateInfo st;
+        pos.do_null_move(st);
         int R = (depth >= 4 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
 
         Value nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
 
-        // Check for a null capture artifact, if the value without the null capture
-        // is above beta then mark the node as a suspicious failed low. We will verify
-        // later if we are really under threat.
-        if (   UseNullDrivenIID
-            && nullValue < beta
-            && depth > 6 * OnePly
-            &&!value_is_mate(nullValue)
-            && ttMove == MOVE_NONE
-            && ss[ply + 1].currentMove != MOVE_NONE
-            && pos.move_is_capture(ss[ply + 1].currentMove)
-            && pos.see(ss[ply + 1].currentMove) + nullValue >= beta)
-            nullDrivenIID = true;
-
-        pos.undo_null_move(u);
+        pos.undo_null_move();
 
         if (value_is_mate(nullValue))
         {
@@ -1226,10 +1229,8 @@ namespace {
             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
-            {
                 mateThreat = true;
-                nullDrivenIID = false;
-            }
+
             ss[ply].threatMove = ss[ply + 1].currentMove;
             if (   depth < ThreatDepth
                 && ss[ply - 1].reduction
@@ -1247,8 +1248,8 @@ namespace {
     {
         Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
         if (   (v < beta - RazorMargin - RazorMargin / 4)
-            || (depth < 3*OnePly && v < beta - RazorMargin)
-            || (depth < 2*OnePly && v < beta - RazorMargin / 2))
+            || (depth <= 2*OnePly && v < beta - RazorMargin)
+            || (depth <=   OnePly && v < beta - RazorMargin / 2))
             return v;
     }
 
@@ -1259,22 +1260,6 @@ namespace {
         search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
         ttMove = ss[ply].pv[ply];
     }
-    else if (nullDrivenIID)
-    {
-        // The null move failed low due to a suspicious capture. Perhaps we
-        // are facing a null capture artifact due to the side to move change
-        // and this position should fail high. So do a normal search with a
-        // reduced depth to get a good ttMove to use in the following full
-        // depth search.
-        Move tm = ss[ply].threatMove;
-
-        assert(tm != MOVE_NONE);
-        assert(ttMove == MOVE_NONE);
-
-        search(pos, ss, beta, depth/2, ply, false, threadID);
-        ttMove = ss[ply].pv[ply];
-        ss[ply].threatMove = tm;
-    }
 
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
     // to search all moves:
@@ -1337,8 +1322,8 @@ namespace {
       }
 
       // Make and search the move
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
@@ -1350,8 +1335,13 @@ namespace {
           && !move_is_castle(move)
           && !move_is_killer(move, ss[ply]))
       {
-          ss[ply].reduction = OnePly;
-          value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-OnePly, ply+1, true, threadID);
+          // LMR dynamic reduction
+          Depth R =    UseDynamicLMR
+                    && moveCount >= 2 * LMRNonPVMoves
+                    && depth > 7*OnePly ? 2*OnePly : OnePly;
+
+          ss[ply].reduction = R;
+          value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-R, ply+1, true, threadID);
       }
       else
         value = beta; // Just to trigger next condition
@@ -1361,7 +1351,7 @@ namespace {
           ss[ply].reduction = Depth(0);
           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1412,6 +1402,9 @@ namespace {
         }
         TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, m, VALUE_TYPE_LOWER);
     }
+
+    assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
+
     return bestValue;
   }
 
@@ -1440,15 +1433,39 @@ namespace {
     if (pos.is_draw())
         return VALUE_DRAW;
 
-    // Transposition table lookup
-    const TTEntry* tte = TT.retrieve(pos);
-    if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
-        return value_from_tt(tte->value(), ply);
+    // Transposition table lookup, only when not in PV
+    TTEntry* tte = NULL;
+    bool pvNode = (beta - alpha != 1);
+    if (!pvNode)
+    {
+        tte = TT.retrieve(pos);
+        if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
+        {
+            assert(tte->type() != VALUE_TYPE_EVAL);
+
+            return value_from_tt(tte->value(), ply);
+        }
+    }
 
     // Evaluate the position statically
     EvalInfo ei;
+    Value staticValue;
     bool isCheck = pos.is_check();
-    Value staticValue = (isCheck ? -VALUE_INFINITE : evaluate(pos, ei, threadID));
+
+    if (isCheck)
+        staticValue = -VALUE_INFINITE;
+
+    else if (tte && tte->type() == VALUE_TYPE_EVAL)
+    {
+        // Use the cached evaluation score if possible
+        assert(tte->value() == evaluate(pos, ei, threadID));
+        assert(ei.futilityMargin == Value(0));
+
+        staticValue = tte->value();
+        ei.futilityMargin = Value(0); // manually initialize futilityMargin
+    }
+    else
+        staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
 
     if (ply == PLY_MAX - 1)
         return evaluate(pos, ei, threadID);
@@ -1458,7 +1475,16 @@ namespace {
     Value bestValue = staticValue;
 
     if (bestValue >= beta)
+    {
+        // Update transposition table before to leave
+        TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EXACT);
         return bestValue;
+    }
+    else if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
+    {
+        // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
+        TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EVAL);
+    }
 
     if (bestValue > alpha)
         alpha = bestValue;
@@ -1466,12 +1492,12 @@ namespace {
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
     // to search the moves.  Because the depth is <= 0 here, only captures,
     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
-    bool pvNode = (beta - alpha != 1);
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth, isCheck ? NULL : &ei);
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, pvNode, MOVE_NONE, EmptySearchStack, depth);
     Move move;
     int moveCount = 0;
     Bitboard dcCandidates = mp.discovered_check_candidates();
-    bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
+    Color us = pos.side_to_move();
+    bool enoughMaterial = pos.non_pawn_material(us) > RookValueMidgame;
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -1516,10 +1542,10 @@ namespace {
           continue;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
       Value value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1542,9 +1568,6 @@ namespace {
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
-    // Update transposition table
-    TT.store(pos, value_to_tt(bestValue, ply), depth, MOVE_NONE, VALUE_TYPE_EXACT);
-
     // Update killers only for good check moves
     Move m = ss[ply].currentMove;
     if (alpha >= beta && ok_to_history(pos, m)) // Only non capture moves are considered
@@ -1608,8 +1631,8 @@ namespace {
         continue;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
@@ -1631,7 +1654,7 @@ namespace {
           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
           value = -search(pos, ss, -(sp->beta - 1), newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1717,8 +1740,8 @@ namespace {
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
 
       // Make and search the move.
-      UndoInfo u;
-      pos.do_move(move, u, sp->dcCandidates);
+      StateInfo st;
+      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
 
       // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
@@ -1754,7 +1777,7 @@ namespace {
               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
         }
       }
-      pos.undo_move(move, u);
+      pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1879,15 +1902,15 @@ namespace {
         if (includeMove)
         {
             // Find a quick score for the move
-            UndoInfo u;
+            StateInfo st;
             SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
 
             moves[count].move = mlist[i].move;
             moves[count].nodes = 0ULL;
-            pos.do_move(moves[count].move, u);
+            pos.do_move(moves[count].move, st);
             moves[count].score = -qsearch(pos, ss, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE,
                                           Depth(0), 1, 0);
-            pos.undo_move(moves[count].move, u);
+            pos.undo_move(moves[count].move);
             moves[count].pv[0] = moves[i].move;
             moves[count].pv[1] = MOVE_NONE; // FIXME
             count++;
@@ -1989,34 +2012,6 @@ namespace {
   }
 
 
-  // init_search_stack() initializes a search stack at the beginning of a
-  // new search from the root.
-  void init_search_stack(SearchStack& ss) {
-
-    ss.pv[0] = MOVE_NONE;
-    ss.pv[1] = MOVE_NONE;
-    ss.currentMove = MOVE_NONE;
-    ss.threatMove = MOVE_NONE;
-    ss.reduction = Depth(0);
-    for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
-        ss.killers[j] = MOVE_NONE;
-  }
-
-  void init_search_stack(SearchStack ss[]) {
-
-    for (int i = 0; i < 3; i++)
-    {
-        ss[i].pv[i] = MOVE_NONE;
-        ss[i].pv[i+1] = MOVE_NONE;
-        ss[i].currentMove = MOVE_NONE;
-        ss[i].threatMove = MOVE_NONE;
-        ss[i].reduction = Depth(0);
-        for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
-            ss[i].killers[j] = MOVE_NONE;
-    }
-  }
-
-
   // init_node() is called at the beginning of all the search functions
   // (search(), search_pv(), qsearch(), and so on) and initializes the search
   // stack object corresponding to the current node.  Once every
@@ -2036,13 +2031,9 @@ namespace {
         NodesSincePoll = 0;
       }
     }
-    ss[ply].pv[ply] = ss[ply].pv[ply+1] = ss[ply].currentMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply+2].mateKiller = MOVE_NONE;
-    ss[ply].threatMove = MOVE_NONE;
-    ss[ply].reduction = Depth(0);
-    ss[ply].currentMoveCaptureValue = Value(0);
-    for (int j = 0; j < KILLER_MAX; j++)
-        ss[ply+2].killers[j] = MOVE_NONE;
+
+    ss[ply].init(ply);
+    ss[ply+2].initKillers();
 
     if(Threads[threadID].printCurrentLine)
       print_current_line(ss, ply, threadID);
@@ -2113,7 +2104,7 @@ namespace {
 
     // Case 4: The destination square for m2 is attacked by the moving piece
     // in m1:
-    if(pos.piece_attacks_square(t1, t2))
+    if(pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(t1), t1, t2))
       return true;
 
     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1:
@@ -2452,7 +2443,7 @@ namespace {
                      || (  !FailHigh && !fail_high_ply_1() && !Problem
                          && t > 6*(MaxSearchTime + ExtraSearchTime));
 
-    if (   (Iteration >= 2 && (!InfiniteSearch && overTime))
+    if (   (Iteration >= 3 && (!InfiniteSearch && overTime))
         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && nodes_searched() >= MaxNodes))
         AbortSearch = true;
@@ -2466,7 +2457,7 @@ namespace {
   void ponderhit() {
     int t = current_search_time();
     PonderSearch = false;
-    if(Iteration >= 2 &&
+    if(Iteration >= 3 &&
        (!InfiniteSearch && (StopOnPonderhit ||
                             t > AbsoluteMaxSearchTime ||
                             (RootMoveNumber == 1 &&
@@ -2674,9 +2665,9 @@ namespace {
   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
 
   bool split(const Position &p, SearchStack *sstck, int ply,
-             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
-             Depth depth, int *moves,
+             Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue, Depth depth, int *moves,
              MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
+
     assert(p.is_ok());
     assert(sstck != NULL);
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);