]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Document and cleanup new effective-single-reply code
[stockfish] / src / search.cpp
index e5063b2453b01ff490f167993ddd3099f2a60a2b..4f5a3480ef00c68270d38647a14d3f68df511e85 100644 (file)
@@ -172,10 +172,17 @@ namespace {
   const bool PruneDefendingMoves = false;
   const bool PruneBlockingMoves  = false;
 
+  // If the TT move is at least SingleReplyMargin better then the
+  // remaining ones we will extend it.
+  const Value SingleReplyMargin = Value(0x64);
+
   // Margins for futility pruning in the quiescence search, and at frontier
   // and near frontier nodes.
   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
 
+  // Each move futility margin is decreased
+  const Value IncrementalFutilityMargin = Value(0x8);
+
   // Remaining depth:                  1 ply         1.5 ply       2 ply         2.5 ply       3 ply         3.5 ply
   const Value FutilityMargins[12] = { Value(0x100), Value(0x120), Value(0x200), Value(0x220), Value(0x250), Value(0x270),
   //                                   4 ply         4.5 ply       5 ply         5.5 ply       6 ply         6.5 ply
@@ -274,7 +281,7 @@ namespace {
   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
   Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value alpha, Value beta);
   Value search_pv(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
-  Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID);
+  Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth, int ply, bool allowNullmove, int threadID, Move excludedMove = MOVE_NONE);
   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
   void sp_search(SplitPoint* sp, int threadID);
   void sp_search_pv(SplitPoint* sp, int threadID);
@@ -310,7 +317,7 @@ namespace {
              Value *alpha, Value *beta, Value *bestValue,
              const Value futilityValue, const Value approximateValue,
              Depth depth, int *moves,
-             MovePicker *mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode);
+             MovePicker *mp, int master, bool pvNode);
   void wake_sleeping_threads();
 
 #if !defined(_MSC_VER)
@@ -333,25 +340,25 @@ namespace {
 int perft(Position& pos, Depth depth)
 {
     Move move;
-    MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, depth, H);
-    Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
     int sum = 0;
+    MovePicker mp = MovePicker(pos, MOVE_NONE, depth, H);
 
     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
     // the moves, just to count them.
     if (depth <= OnePly) // Replace with '<' to test also qsearch
     {
-        while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE) sum++;
+        while (mp.get_next_move()) sum++;
         return sum;
     }
 
     // Loop through all legal moves
+    CheckInfo ci(pos);
     while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
     {
-      StateInfo st;
-      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
-      sum += perft(pos, depth - OnePly);
-      pos.undo_move(move);
+        StateInfo st;
+        pos.do_move(move, st, ci, pos.move_is_check(move, ci));
+        sum += perft(pos, depth - OnePly);
+        pos.undo_move(move);
     }
     return sum;
 }
@@ -862,7 +869,7 @@ namespace {
 
     Value oldAlpha = alpha;
     Value value;
-    Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(pos.side_to_move());
+    CheckInfo ci(pos);
 
     // Loop through all the moves in the root move list
     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
@@ -898,13 +905,14 @@ namespace {
                       << " currmovenumber " << i + 1 << std::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;
-        ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, pos.move_is_check(move), false, false, &dangerous);
+        ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
         newDepth = (Iteration - 2) * OnePly + ext + InitialDepth;
 
         // Make the move, and search it
-        pos.do_move(move, st, dcCandidates);
+        pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
 
         if (i < MultiPV)
         {
@@ -1065,7 +1073,6 @@ namespace {
     Move movesSearched[256];
     EvalInfo ei;
     StateInfo st;
-    Bitboard dcCandidates;
     const TTEntry* tte;
     Move ttMove, move;
     Depth ext, newDepth;
@@ -1115,7 +1122,6 @@ namespace {
     isCheck = pos.is_check();
     mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
     CheckInfo ci(pos);
-    dcCandidates = ci.dcCandidates;
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
 
     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
@@ -1130,14 +1136,40 @@ namespace {
       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
-      movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
-
       // Decide the new search depth
       ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
+
+      // We want to extend the TT move if it is much better then remaining ones.
+      // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove,
+      // if result is lower then TT value minus a margin then we assume ttMove is the
+      // only one playable. It is a kind of relaxed single reply extension.
+      if (   depth >= 4 * OnePly
+          && move == ttMove
+          && ext < OnePly
+          && is_lower_bound(tte->type())
+          && tte->depth() >= depth - 3 * OnePly)
+      {
+          Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
+
+          if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
+          {
+              Depth d = Max(Min(depth / 2,  depth - 4 * OnePly), OnePly);
+              Value excValue = search(pos, ss, ttValue - SingleReplyMargin, d, ply, false, threadID, ttMove);
+
+              // If search result is well below the foreseen score of the ttMove then we
+              // assume ttMove is the only one realistically playable and we extend it.
+              if (excValue < ttValue - SingleReplyMargin)
+                  ext = OnePly;
+          }
+      }
+
       newDepth = depth - OnePly + ext;
 
+      // Update current move
+      movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
+
       // Make and search the move
-      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
+      pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
 
       if (moveCount == 1) // The first move in list is the PV
           value = -search_pv(pos, ss, -beta, -alpha, newDepth, ply+1, threadID);
@@ -1210,8 +1242,8 @@ namespace {
           && idle_thread_exists(threadID)
           && !AbortSearch
           && !thread_should_stop(threadID)
-          && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, VALUE_NONE, VALUE_NONE, depth,
-                   &moveCount, &mp, dcCandidates, threadID, true))
+          && split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, VALUE_NONE, VALUE_NONE,
+                   depth, &moveCount, &mp, threadID, true))
           break;
     }
 
@@ -1249,7 +1281,7 @@ namespace {
   // search() is the search function for zero-width nodes.
 
   Value search(Position& pos, SearchStack ss[], Value beta, Depth depth,
-               int ply, bool allowNullmove, int threadID) {
+               int ply, bool allowNullmove, int threadID, Move excludedMove) {
 
     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
@@ -1258,11 +1290,10 @@ namespace {
     Move movesSearched[256];
     EvalInfo ei;
     StateInfo st;
-    Bitboard dcCandidates;
     const TTEntry* tte;
     Move ttMove, move;
     Depth ext, newDepth;
-    Value approximateEval, nullValue, value, futilityValue;
+    Value approximateEval, nullValue, value, futilityValue, futilityValueScaled;
     bool isCheck, useFutilityPruning, singleReply, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
     bool mateThreat = false;
     int moveCount = 0;
@@ -1292,8 +1323,12 @@ namespace {
     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
         return beta - 1;
 
+    // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
+    // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exsists.
+    Key posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
+
     // Transposition table lookup
-    tte = TT.retrieve(pos.get_key());
+    tte = TT.retrieve(posKey);
     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
     if (tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
@@ -1316,7 +1351,13 @@ namespace {
         ss[ply].currentMove = MOVE_NULL;
 
         pos.do_null_move(st);
-        int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3); // Null move dynamic reduction
+
+        // Null move dynamic reduction based on depth
+        int R = (depth >= 5 * OnePly ? 4 : 3);
+
+        // Null move dynamic reduction based on value
+        if (approximateEval - beta > PawnValueMidgame)
+            R++;
 
         nullValue = -search(pos, ss, -(beta-1), depth-R*OnePly, ply+1, false, threadID);
 
@@ -1356,8 +1397,9 @@ namespace {
              && ttMove == MOVE_NONE
              && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
     {
-        Value v = qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
-        if (v < beta - RazorMargins[int(depth) - 2])
+        Value rbeta = beta - RazorMargins[int(depth) - 2];
+        Value v = qsearch(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply, threadID);
+        if (v < rbeta)
           return v;
     }
 
@@ -1373,7 +1415,6 @@ namespace {
     // to search all moves.
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
     CheckInfo ci(pos);
-    dcCandidates = ci.dcCandidates;
     futilityValue = VALUE_NONE;
     useFutilityPruning = depth < SelectiveDepth && !isCheck;
 
@@ -1381,31 +1422,64 @@ namespace {
     if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
         futilityValue = value_from_tt(tte->value(), ply) + FutilityMargins[int(depth) - 2];
 
-    // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff
-    // occurs.
+    // Move count pruning limit
+    const int MCLimit = 3 + (1 << (3*int(depth)/8));
+
+    // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
     while (   bestValue < beta
            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
            && !thread_should_stop(threadID))
     {
       assert(move_is_ok(move));
 
+      if (move == excludedMove)
+          continue;
+
       singleReply = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
-      movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
-
       // Decide the new search depth
       ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleReply, mateThreat, &dangerous);
+
+      // We want to extend the TT move if it is much better then remaining ones.
+      // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove,
+      // if result is lower then TT value minus a margin then we assume ttMove is the
+      // only one playable. It is a kind of relaxed single reply extension.
+      if (   depth >= 4 * OnePly
+          && !excludedMove // do not allow recursive single-reply search
+          && move == ttMove
+          && ext < OnePly
+          && is_lower_bound(tte->type())
+          && tte->depth() >= depth - 3 * OnePly)
+      {
+          Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
+
+          if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
+          {
+              Depth d = Max(Min(depth / 2,  depth - 4 * OnePly), OnePly);
+              Value excValue = search(pos, ss, ttValue - SingleReplyMargin, d, ply, false, threadID, ttMove);
+
+              // If search result is well below the foreseen score of the ttMove then we
+              // assume ttMove is the only one realistically playable and we extend it.
+              if (excValue < ttValue - SingleReplyMargin)
+                  ext = (depth >= 8 * OnePly) ? OnePly : ext + OnePly / 2;
+          }
+      }
+
       newDepth = depth - OnePly + ext;
 
+      // Update current move
+      movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
+
       // Futility pruning
       if (    useFutilityPruning
           && !dangerous
-          && !captureOrPromotion)
+          && !captureOrPromotion
+          &&  move != ttMove)
       {
           // History pruning. See ok_to_prune() definition
-          if (   moveCount >= 2 + int(depth)
+          if (   moveCount >= MCLimit
               && ok_to_prune(pos, move, ss[ply].threatMove, depth)
               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX))
               continue;
@@ -1415,19 +1489,21 @@ namespace {
           {
               if (futilityValue == VALUE_NONE)
                   futilityValue =  evaluate(pos, ei, threadID)
-                                 + FutilityMargins[int(depth) - 2];
+                                 + 64*(2+bitScanReverse32(int(depth) * int(depth)));
 
-              if (futilityValue < beta)
+              futilityValueScaled = futilityValue - moveCount * IncrementalFutilityMargin;
+
+              if (futilityValueScaled < beta)
               {
-                  if (futilityValue > bestValue)
-                      bestValue = futilityValue;
+                  if (futilityValueScaled > bestValue)
+                      bestValue = futilityValueScaled;
                   continue;
               }
           }
       }
 
       // Make and search the move
-      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
+      pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
 
       // 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.
@@ -1472,15 +1548,15 @@ namespace {
           && idle_thread_exists(threadID)
           && !AbortSearch
           && !thread_should_stop(threadID)
-          && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, futilityValue, approximateEval, depth, &moveCount,
-                   &mp, dcCandidates, threadID, false))
+          && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, futilityValue, approximateEval,
+                   depth, &moveCount, &mp, threadID, false))
         break;
     }
 
     // All legal moves have been searched.  A special case: If there were
     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
     if (moveCount == 0)
-        return (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
+        return excludedMove ? beta - 1 : (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
 
     // If the search is not aborted, update the transposition table,
     // history counters, and killer moves.
@@ -1488,7 +1564,7 @@ namespace {
         return bestValue;
 
     if (bestValue < beta)
-        TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
+        TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_UPPER, depth, MOVE_NONE);
     else
     {
         BetaCounter.add(pos.side_to_move(), depth, threadID);
@@ -1498,7 +1574,7 @@ namespace {
             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
             update_killers(move, ss[ply]);
         }
-        TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
+        TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, depth, move);
     }
 
     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
@@ -1522,10 +1598,9 @@ namespace {
 
     EvalInfo ei;
     StateInfo st;
-    Bitboard dcCandidates;
     Move ttMove, move;
     Value staticValue, bestValue, value, futilityValue;
-    bool isCheck, enoughMaterial;
+    bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck;
     const TTEntry* tte = NULL;
     int moveCount = 0;
     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
@@ -1595,7 +1670,6 @@ namespace {
     // queen promotions and checks (only if depth == 0) will be generated.
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H);
     CheckInfo ci(pos);
-    dcCandidates = ci.dcCandidates;
     enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
 
     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff
@@ -1608,12 +1682,15 @@ namespace {
       moveCount++;
       ss[ply].currentMove = move;
 
+      moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
+
       // Futility pruning
       if (   enoughMaterial
           && !isCheck
           && !pvNode
+          && !moveIsCheck
+          &&  move != ttMove
           && !move_is_promotion(move)
-          && !pos.move_is_check(move, ci)
           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
       {
           futilityValue =  staticValue
@@ -1639,7 +1716,7 @@ namespace {
           continue;
 
       // Make and search the move
-      pos.do_move(move, st, dcCandidates);
+      pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
       value = -qsearch(pos, ss, -beta, -alpha, depth-OnePly, ply+1, threadID);
       pos.undo_move(move);
 
@@ -1766,7 +1843,7 @@ namespace {
 
       // Make and search the move.
       StateInfo st;
-      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
+      pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
 
       // 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.
@@ -1872,7 +1949,7 @@ namespace {
 
       // Make and search the move.
       StateInfo st;
-      pos.do_move(move, st, sp->dcCandidates);
+      pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
 
       // 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.
@@ -2816,7 +2893,7 @@ namespace {
   bool split(const Position& p, SearchStack* sstck, int ply,
              Value* alpha, Value* beta, Value* bestValue, const Value futilityValue,
              const Value approximateEval, Depth depth, int* moves,
-             MovePicker* mp, Bitboard dcCandidates, int master, bool pvNode) {
+             MovePicker* mp, int master, bool pvNode) {
 
     assert(p.is_ok());
     assert(sstck != NULL);
@@ -2853,7 +2930,6 @@ namespace {
     splitPoint->alpha = pvNode? *alpha : (*beta - 1);
     splitPoint->beta = *beta;
     splitPoint->pvNode = pvNode;
-    splitPoint->dcCandidates = dcCandidates;
     splitPoint->bestValue = *bestValue;
     splitPoint->futilityValue = futilityValue;
     splitPoint->approximateEval = approximateEval;