]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Simplified shuffle extension version (#2121)
[stockfish] / src / search.cpp
index 39875cb460c6e2f3286fd8f80e1b81bf00c37284..44347f79f8b85ec1aee88b579c65c6f9d9b48908 100644 (file)
@@ -18,7 +18,6 @@
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-#include <algorithm>
 #include <cassert>
 #include <cmath>
 #include <cstring>   // For std::memset
@@ -61,36 +60,34 @@ namespace {
   // Different node types, used as a template parameter
   enum NodeType { NonPV, PV };
 
-  // Sizes and phases of the skip-blocks, used for distributing search depths across the threads
-  constexpr int SkipSize[]  = { 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4 };
-  constexpr int SkipPhase[] = { 0, 1, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
-
   // Razor and futility margins
   constexpr int RazorMargin = 600;
   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
     return Value((175 - 50 * improving) * d / ONE_PLY);
   }
 
-  // Futility and reductions lookup tables, initialized at startup
-  int FutilityMoveCounts[2][16]; // [improving][depth]
-  int Reductions[64]; // [depth or moveNumber]
+  // Reductions lookup table, initialized at startup
+  int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
 
   template <bool PvNode> Depth reduction(bool i, Depth d, int mn) {
-    int r = Reductions[std::min(d / ONE_PLY, 63)] * Reductions[std::min(mn, 63)] / 1024;
+    int r = Reductions[d / ONE_PLY] * Reductions[mn] / 1024;
     return ((r + 512) / 1024 + (!i && r > 1024) - PvNode) * ONE_PLY;
   }
 
+  constexpr int futility_move_count(bool improving, int depth) {
+    return (5 + depth * depth) * (1 + improving) / 2;
+  }
+
   // History and stats update bonus, based on depth
   int stat_bonus(Depth depth) {
     int d = depth / ONE_PLY;
     return d > 17 ? 0 : 29 * d * d + 138 * d - 134;
   }
 
-  // Add a small random component to draw evaluations to keep search dynamic
-  // and to avoid 3fold-blindness.
+  // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3fold-blindness
   Value value_draw(Depth depth, Thread* thisThread) {
-    return depth < 4 ? VALUE_DRAW
-                     : VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes.load(std::memory_order_relaxed) % 2) - 1);
+    return depth < 4 * ONE_PLY ? VALUE_DRAW
+                               : VALUE_DRAW + Value(2 * (thisThread->nodes & 1) - 1);
   }
 
   // Skill structure is used to implement strength limit
@@ -117,13 +114,6 @@ namespace {
   void update_quiet_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move, Move* quiets, int quietCount, int bonus);
   void update_capture_stats(const Position& pos, Move move, Move* captures, int captureCount, int bonus);
 
-  inline bool gives_check(const Position& pos, Move move) {
-    Color us = pos.side_to_move();
-    return  type_of(move) == NORMAL && !(pos.blockers_for_king(~us) & pos.pieces(us))
-          ? pos.check_squares(type_of(pos.moved_piece(move))) & to_sq(move)
-          : pos.gives_check(move);
-  }
-
   // 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>
@@ -157,14 +147,8 @@ namespace {
 
 void Search::init() {
 
-  for (int i = 1; i < 64; ++i)
+  for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
       Reductions[i] = int(1024 * std::log(i) / std::sqrt(1.95));
-
-  for (int d = 0; d < 16; ++d)
-  {
-      FutilityMoveCounts[0][d] = int(2.4 + 0.74 * pow(d, 1.78));
-      FutilityMoveCounts[1][d] = int(5.0 + 1.00 * pow(d, 2.00));
-  }
 }
 
 
@@ -177,12 +161,12 @@ void Search::clear() {
   Time.availableNodes = 0;
   TT.clear();
   Threads.clear();
-  Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free up mapped files
+  Tablebases::init(Options["SyzygyPath"]); // Free mapped files
 }
 
 
-/// 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".
+/// MainThread::search() is started when the program receives the UCI 'go'
+/// command. It searches from the root position and outputs the "bestmove".
 
 void MainThread::search() {
 
@@ -207,8 +191,11 @@ void MainThread::search() {
   else
   {
       for (Thread* th : Threads)
+      {
+          th->bestMoveChanges = 0;
           if (th != this)
               th->start_searching();
+      }
 
       Thread::search(); // Let's start searching!
   }
@@ -236,8 +223,9 @@ void MainThread::search() {
   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;
+
+  // Check if there are threads with a better score than main thread
   if (    Options["MultiPV"] == 1
       && !Limits.depth
       && !Skill(Options["Skill Level"]).enabled()
@@ -288,9 +276,9 @@ void MainThread::search() {
 
 void Thread::search() {
 
-  // To allow access to (ss-5) up to (ss+2), the stack must be oversized.
+  // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
   // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
-  // which accesses its argument at ss-4, also near the root.
+  // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
   // The latter is needed for statScores and killer initialization.
   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
   Move  pv[MAX_PLY+1];
@@ -298,9 +286,8 @@ void Thread::search() {
   Move  lastBestMove = MOVE_NONE;
   Depth lastBestMoveDepth = DEPTH_ZERO;
   MainThread* mainThread = (this == Threads.main() ? Threads.main() : nullptr);
-  double timeReduction = 1.0;
+  double timeReduction = 1, totBestMoveChanges = 0;
   Color us = rootPos.side_to_move();
-  bool failedLow;
 
   std::memset(ss-7, 0, 10 * sizeof(Stack));
   for (int i = 7; i > 0; i--)
@@ -310,9 +297,6 @@ void Thread::search() {
   bestValue = delta = alpha = -VALUE_INFINITE;
   beta = VALUE_INFINITE;
 
-  if (mainThread)
-      mainThread->bestMoveChanges = 0, failedLow = false;
-
   size_t multiPV = Options["MultiPV"];
   Skill skill(Options["Skill Level"]);
 
@@ -333,7 +317,7 @@ void Thread::search() {
           : Options["Analysis Contempt"] == "Black" && us == WHITE ? -ct
           : ct;
 
-  // In evaluate.cpp the evaluation is from the white point of view
+  // Evaluation score is from the white point of view
   contempt = (us == WHITE ?  make_score(ct, ct / 2)
                           : -make_score(ct, ct / 2));
 
@@ -342,17 +326,9 @@ void Thread::search() {
          && !Threads.stop
          && !(Limits.depth && mainThread && rootDepth / ONE_PLY > Limits.depth))
   {
-      // Distribute search depths across the helper threads
-      if (idx > 0)
-      {
-          int i = (idx - 1) % 20;
-          if (((rootDepth / ONE_PLY + SkipPhase[i]) / SkipSize[i]) % 2)
-              continue;  // Retry with an incremented rootDepth
-      }
-
       // Age out PV variability metric
       if (mainThread)
-          mainThread->bestMoveChanges *= 0.517, failedLow = false;
+          totBestMoveChanges /= 2;
 
       // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
       // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
@@ -432,7 +408,6 @@ void Thread::search() {
                   if (mainThread)
                   {
                       failedHighCnt = 0;
-                      failedLow = true;
                       mainThread->stopOnPonderhit = false;
                   }
               }
@@ -484,19 +459,24 @@ void Thread::search() {
           && !Threads.stop
           && !mainThread->stopOnPonderhit)
       {
-          double fallingEval = (306 + 119 * failedLow + 6 * (mainThread->previousScore - bestValue)) / 581.0;
-          fallingEval        = std::max(0.5, std::min(1.5, fallingEval));
+          double fallingEval = (314 + 9 * (mainThread->previousScore - bestValue)) / 581.0;
+          fallingEval = clamp(fallingEval, 0.5, 1.5);
 
           // If the bestMove is stable over several iterations, reduce time accordingly
           timeReduction = lastBestMoveDepth + 10 * ONE_PLY < completedDepth ? 1.95 : 1.0;
+          double reduction = std::pow(mainThread->previousTimeReduction, 0.528) / timeReduction;
 
           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
-          double bestMoveInstability = 1.0 + mainThread->bestMoveChanges;
-          bestMoveInstability *= std::pow(mainThread->previousTimeReduction, 0.528) / timeReduction;
+          for (Thread* th : Threads)
+          {
+              totBestMoveChanges += th->bestMoveChanges;
+              th->bestMoveChanges = 0;
+          }
+          double bestMoveInstability = 1 + totBestMoveChanges / Threads.size();
 
           // Stop the search if we have only one legal move, or if available time elapsed
           if (   rootMoves.size() == 1
-              || Time.elapsed() > Time.optimum() * bestMoveInstability * fallingEval)
+              || Time.elapsed() > Time.optimum() * fallingEval * reduction * bestMoveInstability)
           {
               // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
               // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
@@ -558,7 +538,7 @@ namespace {
     Key posKey;
     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
     Depth extension, newDepth;
-    Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue, pureStaticEval;
+    Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue;
     bool ttHit, ttPv, inCheck, givesCheck, improving;
     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
     Piece movedPiece;
@@ -604,8 +584,7 @@ namespace {
     assert(0 <= ss->ply && ss->ply < MAX_PLY);
 
     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
-    ss->currentMove = (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
-    ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[NO_PIECE][0];
+    (ss+1)->excludedMove = bestMove = MOVE_NONE;
     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = MOVE_NONE;
     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
 
@@ -643,9 +622,8 @@ namespace {
                 if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
                     update_quiet_stats(pos, ss, ttMove, nullptr, 0, stat_bonus(depth));
 
-                // Extra penalty for a quiet TT or main killer move in previous ply when it gets refuted
-                if (    ((ss-1)->moveCount == 1 || (ss-1)->currentMove == (ss-1)->killers[0])
-                     && !pos.captured_piece())
+                // Extra penalty for early quiet moves of the previous ply
+                if ((ss-1)->moveCount <= 2 && !pos.captured_piece())
                         update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + ONE_PLY));
             }
             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
@@ -713,16 +691,16 @@ namespace {
     // Step 6. Static evaluation of the position
     if (inCheck)
     {
-        ss->staticEval = eval = pureStaticEval = VALUE_NONE;
+        ss->staticEval = eval = VALUE_NONE;
         improving = false;
         goto moves_loop;  // Skip early pruning when in check
     }
     else if (ttHit)
     {
         // Never assume anything on values stored in TT
-        ss->staticEval = eval = pureStaticEval = tte->eval();
+        ss->staticEval = eval = tte->eval();
         if (eval == VALUE_NONE)
-            ss->staticEval = eval = pureStaticEval = evaluate(pos);
+            ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
 
         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
         if (    ttValue != VALUE_NONE
@@ -735,13 +713,12 @@ namespace {
         {
             int bonus = -(ss-1)->statScore / 512;
 
-            pureStaticEval = evaluate(pos);
-            ss->staticEval = eval = pureStaticEval + bonus;
+            ss->staticEval = eval = evaluate(pos) + bonus;
         }
         else
-            ss->staticEval = eval = pureStaticEval = -(ss-1)->staticEval + 2 * Eval::Tempo;
+            ss->staticEval = eval = -(ss-1)->staticEval + 2 * Eval::Tempo;
 
-        tte->save(posKey, VALUE_NONE, ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, pureStaticEval);
+        tte->save(posKey, VALUE_NONE, ttPv, BOUND_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, eval);
     }
 
     // Step 7. Razoring (~2 Elo)
@@ -765,7 +742,7 @@ namespace {
         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
         && (ss-1)->statScore < 23200
         &&  eval >= beta
-        &&  pureStaticEval >= beta - 36 * depth / ONE_PLY + 225
+        &&  ss->staticEval >= beta - 36 * depth / ONE_PLY + 225
         && !excludedMove
         &&  pos.non_pawn_material(us)
         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
@@ -797,7 +774,7 @@ namespace {
 
             // Do verification search at high depths, with null move pruning disabled
             // for us, until ply exceeds nmpMinPly.
-            thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / 4;
+            thisThread->nmpMinPly = ss->ply + 3 * (depth-R) / (4 * ONE_PLY);
             thisThread->nmpColor = us;
 
             Value v = search<NonPV>(pos, ss, beta-1, beta, depth-R, false);
@@ -848,8 +825,7 @@ namespace {
     }
 
     // Step 11. Internal iterative deepening (~2 Elo)
-    if (    depth >= 8 * ONE_PLY
-        && !ttMove)
+    if (depth >= 8 * ONE_PLY && !ttMove)
     {
         search<NT>(pos, ss, alpha, beta, depth - 7 * ONE_PLY, cutNode);
 
@@ -863,6 +839,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
                                           nullptr, (ss-4)->continuationHistory,
                                           nullptr, (ss-6)->continuationHistory };
+
     Move countermove = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
 
     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, &thisThread->mainHistory,
@@ -870,8 +847,8 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
                                       contHist,
                                       countermove,
                                       ss->killers);
-    value = bestValue; // Workaround a bogus 'uninitialized' warning under gcc
 
+    value = bestValue; // Workaround a bogus 'uninitialized' warning under gcc
     moveCountPruning = false;
     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
 
@@ -904,7 +881,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       extension = DEPTH_ZERO;
       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
       movedPiece = pos.moved_piece(move);
-      givesCheck = gives_check(pos, move);
+      givesCheck = pos.gives_check(move);
 
       // Step 13. Extensions (~70 Elo)
 
@@ -917,14 +894,16 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
           &&  move == ttMove
           && !rootNode
           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
-          &&  ttValue != VALUE_NONE
+      /*  &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
+          &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
           && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
           &&  tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY
           &&  pos.legal(move))
       {
-          Value singularBeta = std::max(ttValue - 2 * depth / ONE_PLY, -VALUE_MATE);
+          Value singularBeta = ttValue - 2 * depth / ONE_PLY;
+          Depth halfDepth = depth / (2 * ONE_PLY) * ONE_PLY; // ONE_PLY invariant
           ss->excludedMove = move;
-          value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, depth / 2, cutNode);
+          value = search<NonPV>(pos, ss, singularBeta - 1, singularBeta, halfDepth, cutNode);
           ss->excludedMove = MOVE_NONE;
 
           if (value < singularBeta)
@@ -948,6 +927,19 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       else if (type_of(move) == CASTLING)
           extension = ONE_PLY;
 
+      // Shuffle extension
+      else if (   PvNode
+               && pos.rule50_count() > 18
+               && depth < 3 * ONE_PLY
+               && ss->ply < 3 * thisThread->rootDepth / ONE_PLY) // To avoid too deep searches
+          extension = ONE_PLY;
+
+      // Passed pawn extension
+      else if (   move == ss->killers[0]
+               && pos.advanced_pawn_push(move)
+               && pos.pawn_passed(us, to_sq(move)))
+          extension = ONE_PLY;
+
       // Calculate new depth for this move
       newDepth = depth - ONE_PLY + extension;
 
@@ -957,8 +949,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
           && bestValue > VALUE_MATED_IN_MAX_PLY)
       {
           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold
-          moveCountPruning = depth < 16 * ONE_PLY
-                          && moveCount >= FutilityMoveCounts[improving][depth / ONE_PLY];
+          moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth / ONE_PLY);
 
           if (   !captureOrPromotion
               && !givesCheck
@@ -969,7 +960,8 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
                   continue;
 
               // Reduced depth of the next LMR search
-              int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount), DEPTH_ZERO) / ONE_PLY;
+              int lmrDepth = std::max(newDepth - reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount), DEPTH_ZERO);
+              lmrDepth /= ONE_PLY;
 
               // Countermoves based pruning (~20 Elo)
               if (   lmrDepth < 3 + ((ss-1)->statScore > 0 || (ss-1)->moveCount == 1)
@@ -987,8 +979,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
               if (!pos.see_ge(move, Value(-29 * lmrDepth * lmrDepth)))
                   continue;
           }
-          else if (   !extension // (~20 Elo)
-                   && !pos.see_ge(move, -PawnValueEg * (depth / ONE_PLY)))
+          else if (!pos.see_ge(move, -PawnValueEg * (depth / ONE_PLY))) // (~20 Elo)
                   continue;
       }
 
@@ -1115,8 +1106,8 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
               // We record how often the best move has been changed in each
               // iteration. This information is used for time management: When
               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
-              if (moveCount > 1 && thisThread == Threads.main())
-                  ++static_cast<MainThread*>(thisThread)->bestMoveChanges;
+              if (moveCount > 1)
+                  ++thisThread->bestMoveChanges;
           }
           else
               // All other moves but the PV are set to the lowest value: this
@@ -1202,7 +1193,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
         tte->save(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), ttPv,
                   bestValue >= beta ? BOUND_LOWER :
                   PvNode && bestMove ? BOUND_EXACT : BOUND_UPPER,
-                  depth, bestMove, pureStaticEval);
+                  depth, bestMove, ss->staticEval);
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1241,8 +1232,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
 
     Thread* thisThread = pos.this_thread();
     (ss+1)->ply = ss->ply + 1;
-    ss->currentMove = bestMove = MOVE_NONE;
-    ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[NO_PIECE][0];
+    bestMove = MOVE_NONE;
     inCheck = pos.checkers();
     moveCount = 0;
 
@@ -1331,7 +1321,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     {
       assert(is_ok(move));
 
-      givesCheck = gives_check(pos, move);
+      givesCheck = pos.gives_check(move);
 
       moveCount++;