]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Save futilityMargin for both colors
[stockfish] / src / search.cpp
index c894403cc452337c87abfc2d3cd99227b892a645..4ea31a0b36dcde97bda492310b681fcec6025cf5 100644 (file)
@@ -185,6 +185,8 @@ namespace {
   // and near frontier nodes.
   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
 
+  Value FutilityMargins[2 * PLY_MAX_PLUS_2]; // Initialized at startup.
+
   // Each move futility margin is decreased
   const Value IncrementalFutilityMargin = Value(0x8);
 
@@ -237,8 +239,8 @@ namespace {
   std::ofstream LogFile;
 
   // Natural logarithmic lookup table and its getter function
-  double lnArray[512];
-  inline double ln(int i) { return lnArray[i]; }
+  float lnArray[512];
+  inline float ln(int i) { return lnArray[i]; }
 
   // MP related variables
   int ActiveThreads = 1;
@@ -286,6 +288,8 @@ namespace {
   bool ok_to_prune(const Position& pos, Move m, Move threat);
   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
+  void reduction_parameters(float base, float Inhibitor, Depth depth, float& logLimit, float& gradient);
+  Depth reduction(int moveCount, const float LogLimit, const float BaseRed, const float Gradient);
   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
   void update_killers(Move m, SearchStack& ss);
   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
@@ -527,7 +531,6 @@ bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
   Value v = id_loop(pos, searchMoves);
 
-
   if (UseLSNFiltering)
   {
       // Step 1. If this is sudden death game and our position is hopeless,
@@ -570,11 +573,19 @@ void init_threads() {
 
   // Init our logarithmic lookup table
   for (i = 0; i < 512; i++)
-      lnArray[i] = log(double(i)); // log() returns base-e logarithm
+      lnArray[i] = float(log(double(i))); // log() returns base-e logarithm
 
   for (i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
       Threads[i].activeSplitPoints = 0;
 
+  // Init futility margins array
+  FutilityMargins[0] = FutilityMargins[1] = Value(0);
+
+  for (i = 2; i < 2 * PLY_MAX_PLUS_2; i++)
+  {
+      FutilityMargins[i] = Value(112 * bitScanReverse32(i * i / 2)); // FIXME: test using log instead of BSR
+  }
+
   // Initialize global locks
   lock_init(&MPLock, NULL);
   lock_init(&IOLock, NULL);
@@ -683,6 +694,7 @@ namespace {
     // searchMoves are verified, copied, scored and sorted
     RootMoveList rml(p, searchMoves);
 
+    // Handle special case of searching on a mate/stale position
     if (rml.move_count() == 0)
     {
         if (PonderSearch)
@@ -733,13 +745,11 @@ namespace {
             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
 
-            int delta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
+            AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
+            AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
 
-            delta = (delta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
-            AspirationDelta = delta;
-
-            alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - delta, -VALUE_INFINITE);
-            beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + delta,  VALUE_INFINITE);
+            alpha = Max(IterationInfo[Iteration - 1].value - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
+            beta  = Min(IterationInfo[Iteration - 1].value + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
         }
         else
         {
@@ -894,20 +904,22 @@ namespace {
 
   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value& oldAlpha, Value& beta) {
 
-    Value alpha = oldAlpha;
+    int64_t nodes;
+    Move move;
+    StateInfo st;
+    Depth depth, ext, newDepth;
     Value value;
     CheckInfo ci(pos);
     int researchCount = 0;
+    bool moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
+    Value alpha = oldAlpha;
     bool isCheck = pos.is_check();
 
     // Evaluate the position statically
     EvalInfo ei;
-    if (!isCheck)
-        ss[0].eval = evaluate(pos, ei, 0);
-    else
-        ss[0].eval = VALUE_NONE;
+    ss[0].eval = !isCheck ? evaluate(pos, ei, 0) : VALUE_NONE;
 
-    while(1) // Fail low loop
+    while (1) // Fail low loop
     {
 
     // Loop through all the moves in the root move list
@@ -921,10 +933,6 @@ namespace {
             rml.set_move_score(i, -VALUE_INFINITE);
             continue;
         }
-        int64_t nodes;
-        Move move;
-        StateInfo st;
-        Depth depth, ext, newDepth;
 
         RootMoveNumber = i + 1;
         FailHigh = false;
@@ -944,15 +952,18 @@ namespace {
                  << " currmovenumber " << RootMoveNumber << endl;
 
         // Decide search depth for this move
-        bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
-        bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
-        bool dangerous;
-        depth =  (Iteration - 2) * OnePly + InitialDepth;
+        moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
+        captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
+        depth = (Iteration - 2) * OnePly + InitialDepth;
         ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
         newDepth = depth + ext;
 
         value = - VALUE_INFINITE;
 
+        // Precalculate reduction parameters
+        float LogLimit, Gradient, BaseReduction = 0.5;
+        reduction_parameters(BaseReduction, 6.0, depth, LogLimit, Gradient);
+
         while (1) // Fail high loop
         {
 
@@ -988,10 +999,9 @@ namespace {
                 && !captureOrPromotion
                 && !move_is_castle(move))
             {
-                double red = 0.5 + ln(RootMoveNumber - MultiPV + 1) * ln(depth / 2) / 6.0;
-                if (red >= 1.0)
+                ss[0].reduction = reduction(RootMoveNumber - MultiPV + 1, LogLimit, BaseReduction, Gradient);
+                if (ss[0].reduction)
                 {
-                    ss[0].reduction = Depth(int(floor(red * int(OnePly))));
                     value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-ss[0].reduction, 1, true, 0);
                     doFullDepthSearch = (value > alpha);
                 }
@@ -999,6 +1009,7 @@ namespace {
 
             if (doFullDepthSearch)
             {
+                ss[0].reduction = Depth(0);
                 value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth, 1, true, 0);
 
                 if (value > alpha)
@@ -1015,8 +1026,9 @@ namespace {
 
         pos.undo_move(move);
 
+        // Can we exit fail high loop ?
         if (AbortSearch || value < beta)
-            break; // We are not failing high
+            break;
 
         // We are failing high and going to do a research. It's important to update score
         // before research in case we run out of time while researching.
@@ -1049,7 +1061,7 @@ namespace {
                                  nodes_searched(), value, type, ss[0].pv) << endl;
         }
 
-        // Prepare for research
+        // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
         researchCount++;
         beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCount), VALUE_INFINITE);
 
@@ -1150,10 +1162,11 @@ namespace {
         FailLow = (alpha == oldAlpha);
     }
 
+    // Can we exit fail low loop ?
     if (AbortSearch || alpha > oldAlpha)
-        break; // End search, we are not failing low
+        break;
 
-    // Prepare for research
+    // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
     researchCount++;
     alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCount), -VALUE_INFINITE);
     oldAlpha = alpha;
@@ -1243,6 +1256,10 @@ namespace {
     CheckInfo ci(pos);
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
 
+    // Precalculate reduction parameters
+    float LogLimit, Gradient, BaseReduction = 0.5;
+    reduction_parameters(BaseReduction, 6.0, depth, LogLimit, Gradient);
+
     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
     while (   alpha < beta
@@ -1301,13 +1318,12 @@ namespace {
             && !move_is_castle(move)
             && !move_is_killer(move, ss[ply]))
         {
-          double red = 0.5 + ln(moveCount) * ln(depth / 2) / 6.0;
-          if (red >= 1.0)
-          {
-              ss[ply].reduction = Depth(int(floor(red * int(OnePly))));
-              value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-ss[ply].reduction, ply+1, true, threadID);
-              doFullDepthSearch = (value > alpha);
-          }
+            ss[ply].reduction = reduction(moveCount, LogLimit, BaseReduction, Gradient);
+            if (ss[ply].reduction)
+            {
+                value = -search(pos, ss, -alpha, newDepth-ss[ply].reduction, ply+1, true, threadID);
+                doFullDepthSearch = (value > alpha);
+            }
         }
 
         if (doFullDepthSearch) // Go with full depth non-pv search
@@ -1458,7 +1474,6 @@ namespace {
 
     // Calculate depth dependant futility pruning parameters
     const int FutilityMoveCountMargin = 3 + (1 << (3 * int(depth) / 8));
-    const int PostFutilityValueMargin = 112 * bitScanReverse32(int(depth) * int(depth) / 2);
 
     // Evaluate the position statically
     if (!isCheck)
@@ -1472,19 +1487,18 @@ namespace {
         }
 
         ss[ply].eval = staticValue;
-        futilityValue = staticValue + PostFutilityValueMargin; //FIXME: Remove me, only for split
+        futilityValue = staticValue + FutilityMargins[int(depth)]; //FIXME: Remove me, only for split
         staticValue = refine_eval(tte, staticValue, ply); // Enhance accuracy with TT value if possible
         update_gains(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply - 1].eval, ss[ply].eval);
     }
 
     // Do a "stand pat". If we are above beta by a good margin then
     // return immediately.
-    // FIXME: test with added condition 'allowNullmove || depth <= OnePly' and !value_is_mate(beta)
-    // FIXME: test with modified condition 'depth < RazorDepth'
     if (  !isCheck
-        && depth < SelectiveDepth
-        && staticValue - PostFutilityValueMargin >= beta)
-        return staticValue - PostFutilityValueMargin;
+        && allowNullmove
+        && depth < RazorDepth
+        && staticValue - FutilityMargins[int(depth)] >= beta)
+        return staticValue - FutilityMargins[int(depth)];
 
     // Null move search
     if (    allowNullmove
@@ -1564,6 +1578,10 @@ namespace {
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
     CheckInfo ci(pos);
 
+    // Precalculate reduction parameters
+    float LogLimit, Gradient, BaseReduction = 0.5;
+    reduction_parameters(BaseReduction, 3.0, depth, LogLimit, Gradient);
+
     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
     while (   bestValue < beta
            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
@@ -1608,36 +1626,6 @@ namespace {
       // Update current move
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
-      // Futility pruning for captures
-      // FIXME: test disabling 'Futility pruning for captures'
-      // FIXME: test with 'newDepth < RazorDepth'
-      Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
-
-      if (   !isCheck
-          && newDepth < SelectiveDepth
-          && !dangerous
-          && pos.move_is_capture(move)
-          && !pos.move_is_check(move, ci)
-          && !move_is_promotion(move)
-          && move != ttMove
-          && !move_is_ep(move)
-          && (pos.type_of_piece_on(move_to(move)) != PAWN || !pos.pawn_is_passed(them, move_to(move)))) // Do not prune passed pawn captures
-      {
-          int preFutilityValueMargin = 0;
-
-          if (newDepth >= OnePly)
-              preFutilityValueMargin = 112 * bitScanReverse32(int(newDepth) * int(newDepth) / 2);
-
-          Value futilityCaptureValue = ss[ply].eval + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)) + preFutilityValueMargin + ei.futilityMargin + 90;
-
-          if (futilityCaptureValue < beta)
-          {
-              if (futilityCaptureValue > bestValue)
-                  bestValue = futilityCaptureValue;
-              continue;
-          }
-      }
-
       // Futility pruning
       if (   !isCheck
           && !dangerous
@@ -1654,16 +1642,16 @@ namespace {
           // Value based pruning
           Depth predictedDepth = newDepth;
 
-          //FIXME HACK: awful code duplication
-          double red = 0.5 + ln(moveCount) * ln(depth / 2) / 3.0;
-          if (red >= 1.0)
-              predictedDepth -= int(floor(red * int(OnePly)));
+          //FIXME: We are ignoring condition: depth >= 3*OnePly, BUG??
+          ss[ply].reduction = reduction(moveCount, LogLimit, BaseReduction, Gradient);
+          if (ss[ply].reduction)
+              predictedDepth -= ss[ply].reduction;
 
           if (predictedDepth < SelectiveDepth)
           {
               int preFutilityValueMargin = 0;
               if (predictedDepth >= OnePly)
-                  preFutilityValueMargin = 112 * bitScanReverse32(int(predictedDepth) * int(predictedDepth) / 2);
+                  preFutilityValueMargin = FutilityMargins[int(predictedDepth)];
 
               preFutilityValueMargin += H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_from(move), move_to(move)) + 45;
 
@@ -1689,13 +1677,11 @@ namespace {
           && !dangerous
           && !captureOrPromotion
           && !move_is_castle(move)
-          && !move_is_killer(move, ss[ply])
-          /* && move != ttMove*/)
+          && !move_is_killer(move, ss[ply]))
       {
-          double red = 0.5 + ln(moveCount) * ln(depth / 2) / 3.0;
-          if (red >= 1.0)
+          ss[ply].reduction = reduction(moveCount, LogLimit, BaseReduction, Gradient);
+          if (ss[ply].reduction)
           {
-              ss[ply].reduction = Depth(int(floor(red * int(OnePly))));
               value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth-ss[ply].reduction, ply+1, true, threadID);
               doFullDepthSearch = (value >= beta);
           }
@@ -1786,6 +1772,7 @@ namespace {
     const TTEntry* tte = NULL;
     int moveCount = 0;
     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
+    Value oldAlpha = alpha;
 
     // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
     // an instant draw, maximum ply reached, etc.
@@ -1834,7 +1821,7 @@ namespace {
     if (bestValue >= beta)
     {
         // Store the score to avoid a future costly evaluation() call
-        if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin == 0)
+        if (!isCheck && !tte && ei.futilityMargin[pos.side_to_move()] == 0)
             TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EV_LO, Depth(-127*OnePly), MOVE_NONE);
 
         return bestValue;
@@ -1853,7 +1840,7 @@ namespace {
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, deepChecks ? Depth(0) : depth, H);
     CheckInfo ci(pos);
     enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
-    futilityBase = staticValue + FutilityMarginQS + ei.futilityMargin;
+    futilityBase = staticValue + FutilityMarginQS + ei.futilityMargin[pos.side_to_move()];
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
     // occurs.
@@ -1929,14 +1916,14 @@ namespace {
 
     // Update transposition table
     Depth d = (depth == Depth(0) ? Depth(0) : Depth(-1));
-    if (bestValue < beta)
+    if (bestValue <= oldAlpha)
     {
         // If bestValue isn't changed it means it is still the static evaluation
         // of the node, so keep this info to avoid a future evaluation() call.
-        ValueType type = (bestValue == staticValue && !ei.futilityMargin ? VALUE_TYPE_EV_UP : VALUE_TYPE_UPPER);
+        ValueType type = (bestValue == staticValue && !ei.futilityMargin[pos.side_to_move()] ? VALUE_TYPE_EV_UP : VALUE_TYPE_UPPER);
         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), type, d, MOVE_NONE);
     }
-    else
+    else if (bestValue >= beta)
     {
         move = ss[ply].pv[ply];
         TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, d, move);
@@ -1945,6 +1932,8 @@ namespace {
         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
             update_killers(move, ss[ply]);
     }
+    else
+        TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_EXACT, d, ss[ply].pv[ply]);
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
 
@@ -1977,6 +1966,10 @@ namespace {
 
     const int FutilityMoveCountMargin = 3 + (1 << (3 * int(sp->depth) / 8));
 
+    // Precalculate reduction parameters
+    float LogLimit, Gradient, BaseReduction = 0.5;
+    reduction_parameters(BaseReduction, 3.0, sp->depth, LogLimit, Gradient);
+
     while (    lock_grab_bool(&(sp->lock))
            &&  sp->bestValue < sp->beta
            && !thread_should_stop(threadID)
@@ -2037,10 +2030,9 @@ namespace {
           && !move_is_castle(move)
           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
       {
-          double red = 0.5 + ln(moveCount) * ln(sp->depth / 2) / 3.0;
-          if (red >= 1.0)
+          ss[sp->ply].reduction = reduction(moveCount, LogLimit, BaseReduction, Gradient);
+          if (ss[sp->ply].reduction)
           {
-              ss[sp->ply].reduction = Depth(int(floor(red * int(OnePly))));
               value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth-ss[sp->ply].reduction, sp->ply+1, true, threadID);
               doFullDepthSearch = (value >= sp->beta);
           }
@@ -2118,6 +2110,10 @@ namespace {
     int moveCount;
     Move move;
 
+    // Precalculate reduction parameters
+    float LogLimit, Gradient, BaseReduction = 0.5;
+    reduction_parameters(BaseReduction, 6.0, sp->depth, LogLimit, Gradient);
+
     while (    lock_grab_bool(&(sp->lock))
            &&  sp->alpha < sp->beta
            && !thread_should_stop(threadID)
@@ -2151,11 +2147,10 @@ namespace {
           && !move_is_castle(move)
           && !move_is_killer(move, ss[sp->ply]))
       {
-          double red = 0.5 + ln(moveCount) * ln(sp->depth / 2) / 6.0;
-          if (red >= 1.0)
+          ss[sp->ply].reduction = reduction(moveCount, LogLimit, BaseReduction, Gradient);
+          if (ss[sp->ply].reduction)
           {
               Value localAlpha = sp->alpha;
-              ss[sp->ply].reduction = Depth(int(floor(red * int(OnePly))));
               value = -search(pos, ss, -localAlpha, newDepth-ss[sp->ply].reduction, sp->ply+1, true, threadID);
               doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
           }
@@ -2283,7 +2278,9 @@ namespace {
 
   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) : count(0) {
 
+    SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
     MoveStack mlist[MaxRootMoves];
+    StateInfo st;
     bool includeAllMoves = (searchMoves[0] == MOVE_NONE);
 
     // Generate all legal moves
@@ -2301,16 +2298,13 @@ namespace {
             continue;
 
         // Find a quick score for the move
-        StateInfo st;
-        SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
         init_ss_array(ss);
-
+        pos.do_move(cur->move, st);
         moves[count].move = cur->move;
-        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);
-        moves[count].pv[0] = moves[count].move;
+        moves[count].pv[0] = cur->move;
         moves[count].pv[1] = MOVE_NONE;
+        pos.undo_move(cur->move);
         count++;
     }
     sort();
@@ -2679,6 +2673,35 @@ namespace {
       return defaultEval;
   }
 
+
+  // reduction_parameters() precalculates some parameters used later by reduction. Becasue
+  // floating point operations are involved we try to recalculate reduction at each move, but
+  // we do the most consuming computation only once per node.
+
+  void reduction_parameters(float baseReduction, float reductionInhibitor, Depth depth, float& logLimit, float& gradient)
+  {
+      // Precalculate some parameters to avoid to calculate the following formula for each move:
+      //
+      //    red = baseReduction + ln(moveCount) * ln(depth / 2) / reductionInhibitor;
+      //
+      logLimit = depth  > OnePly ? (1 - baseReduction) * reductionInhibitor / ln(depth / 2) : 1000;
+      gradient = depth  > OnePly ? ln(depth / 2) / reductionInhibitor : 0;
+  }
+
+
+  // reduction() returns reduction in plies based on moveCount and depth.
+  // Reduction is always at least one ply.
+
+  Depth reduction(int moveCount, float logLimit, float baseReduction, float gradient) {
+
+    if (ln(moveCount) < logLimit)
+        return Depth(0);
+
+    float red = baseReduction + ln(moveCount) * gradient;
+    return Depth(int(floor(red * int(OnePly))));
+  }
+
+
   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.