]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Search code documentation, take III
[stockfish] / src / search.cpp
index 88ef5237de054378e2514ad0f631269892ddf557..5426ce489ab851ade016e01d648a98f100de67f9 100644 (file)
@@ -84,7 +84,7 @@ namespace {
     void wake_sleeping_threads();
     void put_threads_to_sleep();
     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* waitSp);
-    bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, Value* beta, Value* bestValue,
+    bool split(const Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
                const Value futilityValue, Depth depth, int* moves, MovePicker* mp, int master, bool pvNode);
 
   private:
@@ -442,9 +442,6 @@ bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   // Wake up sleeping threads
   TM.wake_sleeping_threads();
 
-  for (int i = 1; i < TM.active_threads(); i++)
-      assert(TM.thread_is_available(i, 0));
-
   // Set thinking time
   int myTime = time[side_to_move];
   int myIncrement = increment[side_to_move];
@@ -1210,7 +1207,7 @@ namespace {
           && TM.available_thread_exists(threadID)
           && !AbortSearch
           && !TM.thread_should_stop(threadID)
-          && TM.split(pos, ss, ply, &alpha, &beta, &bestValue, VALUE_NONE,
+          && TM.split(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, VALUE_NONE,
                       depth, &moveCount, &mp, threadID, true))
           break;
     }
@@ -1270,29 +1267,30 @@ namespace {
     if (depth < OnePly)
         return qsearch(pos, ss, beta-1, beta, Depth(0), ply, threadID);
 
-    // Initialize, and make an early exit in case of an aborted search,
-    // an instant draw, maximum ply reached, etc.
+    // Step 1. Initialize node and poll
+    // Polling can abort search.
     init_node(ss, ply, threadID);
 
-    // After init_node() that calls poll()
+    // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
         return Value(0);
 
     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
         return VALUE_DRAW;
 
-    // Mate distance pruning
+    // Step 3. Mate distance pruning
     if (value_mated_in(ply) >= beta)
         return beta;
 
     if (value_mate_in(ply + 1) < beta)
         return beta - 1;
 
+    // Step 4. Transposition table lookup
+
     // 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(posKey);
     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
 
@@ -1302,9 +1300,9 @@ namespace {
         return value_from_tt(tte->value(), ply);
     }
 
+    // Step 5. Evaluate the position statically
     isCheck = pos.is_check();
 
-    // Evaluate the position statically
     if (!isCheck)
     {
         if (tte && (tte->type() & VALUE_TYPE_EVAL))
@@ -1318,16 +1316,34 @@ namespace {
         update_gains(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply - 1].eval, ss[ply].eval);
     }
 
-    // Static null move pruning. We're betting that the opponent doesn't have
-    // a move that will reduce the score by more than FutilityMargins[int(depth)]
-    // if we do a null move.
+    // Step 6. Razoring
+    if (   !value_is_mate(beta)
+        && !isCheck
+        && depth < RazorDepth
+        && staticValue < beta - (0x200 + 16 * depth)
+        && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
+        && ttMove == MOVE_NONE
+        && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
+    {
+        Value rbeta = beta - (0x200 + 16 * depth);
+        Value v = qsearch(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply, threadID);
+        if (v < rbeta)
+          return v; //FIXME: Logically should be: return (v + 0x200 + 16 * depth);
+    }
+
+    // Step 7. Static null move pruning
+    // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
+    // the score by more than fuility_margin(depth) if we do a null move.
     if (  !isCheck
         && allowNullmove
         && depth < RazorDepth
         && staticValue - futility_margin(depth, 0) >= beta)
         return staticValue - futility_margin(depth, 0);
 
-    // Null move search
+    // Step 8. Null move search with verification search
+    // When we jump directly to qsearch() we do a null move only if static value is
+    // at least beta. Otherwise we do a null move if static value is not more than
+    // NullMoveMargin under beta.
     if (    allowNullmove
         &&  depth > OnePly
         && !isCheck
@@ -1376,36 +1392,23 @@ namespace {
                 return beta - 1;
         }
     }
-    // Null move search not allowed, try razoring
-    else if (   !value_is_mate(beta)
-             && !isCheck
-             && depth < RazorDepth
-             && staticValue < beta - (NullMoveMargin + 16 * depth)
-             && ss[ply - 1].currentMove != MOVE_NULL
-             && ttMove == MOVE_NONE
-             && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
-    {
-        Value rbeta = beta - (NullMoveMargin + 16 * depth);
-        Value v = qsearch(pos, ss, rbeta-1, rbeta, Depth(0), ply, threadID);
-        if (v < rbeta)
-          return v;
-    }
 
-    // Go with internal iterative deepening if we don't have a TT move
+    // Step 9. Internal iterative deepening
     if (UseIIDAtNonPVNodes && ttMove == MOVE_NONE && depth >= 8*OnePly &&
         !isCheck && ss[ply].eval >= beta - IIDMargin)
     {
-        search(pos, ss, beta, Min(depth/2, depth-2*OnePly), ply, false, threadID);
+        search(pos, ss, beta, depth/2, ply, false, threadID);
         ttMove = ss[ply].pv[ply];
         tte = TT.retrieve(posKey);
     }
 
-    // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
-    // to search all moves.
+    // Step 10. Loop through moves
+    // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
+
+    // Initialize a MovePicker object for the current position
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
     CheckInfo ci(pos);
 
-    // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
     while (   bestValue < beta
            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
            && !TM.thread_should_stop(threadID))
@@ -1419,7 +1422,7 @@ namespace {
       singleEvasion = (isCheck && mp.number_of_evasions() == 1);
       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
-      // Decide the new search depth
+      // Step 11. Decide the new search depth
       ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
 
       // Singular extension search. We extend the TT move if its value is much better than
@@ -1446,10 +1449,10 @@ namespace {
 
       newDepth = depth - OnePly + ext;
 
-      // Update current move
+      // Update current move (this must be done after singular extension search)
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
-      // Futility pruning
+      // Step 12. Futility pruning
       if (   !isCheck
           && !dangerous
           && !captureOrPromotion
@@ -1475,10 +1478,10 @@ namespace {
           }
       }
 
-      // Make and search the move
+      // Step 13. Make the move
       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
 
-      // Try to reduce non-pv search depth by one ply if move seems not problematic,
+      // Step 14. Reduced search
       // if the move fails high will be re-searched at full depth.
       bool doFullDepthSearch = true;
 
@@ -1496,16 +1499,19 @@ namespace {
           }
       }
 
-      if (doFullDepthSearch) // Go with full depth non-pv search
+      // Step 15. Full depth search
+      if (doFullDepthSearch)
       {
           ss[ply].reduction = Depth(0);
           value = -search(pos, ss, -(beta-1), newDepth, ply+1, true, threadID);
       }
+
+      // Step 16. Undo move
       pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
-      // New best move?
+      // Step 17. Check for new best move
       if (value > bestValue)
       {
           bestValue = value;
@@ -1516,7 +1522,7 @@ namespace {
               ss[ply].mateKiller = move;
       }
 
-      // Split?
+      // Step 18. Check for split
       if (   TM.active_threads() > 1
           && bestValue < beta
           && depth >= MinimumSplitDepth
@@ -1524,16 +1530,19 @@ namespace {
           && TM.available_thread_exists(threadID)
           && !AbortSearch
           && !TM.thread_should_stop(threadID)
-          && TM.split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, futilityValue, //FIXME: SMP & futilityValue
+          && TM.split(pos, ss, ply, NULL, beta, &bestValue, futilityValue, //FIXME: SMP & futilityValue
                       depth, &moveCount, &mp, threadID, false))
           break;
     }
 
-    // All legal moves have been searched. A special case: If there were
+    // Step 19. Check for mate and stalemate
+    // All legal moves have been searched and if there were
     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
+    // If one move was excluded return fail low.
     if (!moveCount)
         return excludedMove ? beta - 1 : (pos.is_check() ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW);
 
+    // Step 20. Update tables
     // If the search is not aborted, update the transposition table,
     // history counters, and killer moves.
     if (AbortSearch || TM.thread_should_stop(threadID))
@@ -1838,7 +1847,7 @@ namespace {
           if (ss[sp->ply].reduction)
           {
               value = -search(pos, ss, -(sp->beta-1), newDepth-ss[sp->ply].reduction, sp->ply+1, true, threadID);
-              doFullDepthSearch = (value >= sp->beta);
+              doFullDepthSearch = (value >= sp->beta && !TM.thread_should_stop(threadID));
           }
       }
 
@@ -1851,12 +1860,6 @@ namespace {
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
-      if (TM.thread_should_stop(threadID))
-      {
-          lock_grab(&(sp->lock));
-          break;
-      }
-
       // New best move?
       if (value > sp->bestValue) // Less then 2% of cases
       {
@@ -1866,8 +1869,8 @@ namespace {
               sp->bestValue = value;
               if (sp->bestValue >= sp->beta)
               {
-                  sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
                   sp->stopRequest = true;
+                  sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
               }
           }
           lock_release(&(sp->lock));
@@ -1941,7 +1944,7 @@ namespace {
           {
               Value localAlpha = sp->alpha;
               value = -search(pos, ss, -localAlpha, newDepth-ss[sp->ply].reduction, sp->ply+1, true, threadID);
-              doFullDepthSearch = (value > localAlpha);
+              doFullDepthSearch = (value > localAlpha && !TM.thread_should_stop(threadID));
           }
       }
 
@@ -1951,27 +1954,19 @@ namespace {
           ss[sp->ply].reduction = Depth(0);
           value = -search(pos, ss, -localAlpha, newDepth, sp->ply+1, true, threadID);
 
-          if (value > localAlpha && value < sp->beta)
+          if (value > localAlpha && value < sp->beta && !TM.thread_should_stop(threadID))
           {
               // If another thread has failed high then sp->alpha has been increased
               // to be higher or equal then beta, if so, avoid to start a PV search.
               localAlpha = sp->alpha;
               if (localAlpha < sp->beta)
                   value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -localAlpha, newDepth, sp->ply+1, threadID);
-              else
-                  assert(TM.thread_should_stop(threadID));
-        }
+          }
       }
       pos.undo_move(move);
 
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
-      if (TM.thread_should_stop(threadID))
-      {
-          lock_grab(&(sp->lock));
-          break;
-      }
-
       // New best move?
       if (value > sp->bestValue) // Less then 2% of cases
       {
@@ -2598,34 +2593,40 @@ namespace {
     {
         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
         // master should exit as last one.
-        if (AllThreadsShouldExit && !waitSp)
+        if (AllThreadsShouldExit)
         {
+            assert(!waitSp);
             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
             return;
         }
 
         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
         // instead of wasting CPU time polling for work.
-        while (    threadID != 0
-               && !AllThreadsShouldExit
-               && (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads))
+        while (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
         {
+            assert(!waitSp);
+            assert(threadID != 0);
             threads[threadID].state = THREAD_SLEEPING;
 
 #if !defined(_MSC_VER)
             pthread_mutex_lock(&WaitLock);
-            pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
+            if (AllThreadsShouldSleep || threadID >= ActiveThreads)
+                pthread_cond_wait(&WaitCond, &WaitLock);
             pthread_mutex_unlock(&WaitLock);
 #else
             WaitForSingleObject(SitIdleEvent[threadID], INFINITE);
 #endif
-            // State is already changed by wake_sleeping_threads()
-            assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE || threadID >= ActiveThreads);
         }
 
+        // If thread has just woken up, mark it as available
+        if (threads[threadID].state == THREAD_SLEEPING)
+            threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
+
         // If this thread has been assigned work, launch a search
         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
         {
+            assert(!AllThreadsShouldExit && !AllThreadsShouldSleep);
+
             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
 
             if (threads[threadID].splitPoint->pvNode)
@@ -2635,21 +2636,14 @@ namespace {
 
             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
 
-            // If this is a slave thread reset to available, instead
-            // if it is a master thread and all slaves have finished
-            // then leave as is to avoid booking by another master,
-            // we will leave idle loop shortly anyhow.
-            if (   !AllThreadsShouldExit
-                && (!waitSp || waitSp->cpus > 0))
-                threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
+            threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
         }
 
         // If this thread is the master of a split point and all threads have
         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
         if (waitSp != NULL && waitSp->cpus == 0)
         {
-            assert(   threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE
-                   || threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
+            assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
 
             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
             return;
@@ -2676,7 +2670,7 @@ namespace {
     lock_init(&IOLock, NULL);
 
     // Initialize SplitPointStack locks
-    for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
+    for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
         for (int j = 0; j < ACTIVE_SPLIT_POINTS_MAX; j++)
         {
             SplitPointStack[i][j].parent = NULL;
@@ -2831,15 +2825,17 @@ namespace {
   // splitPoint->cpus becomes 0), split() returns true.
 
   bool ThreadsManager::split(const Position& p, SearchStack* sstck, int ply,
-             Value* alpha, Value* beta, Value* bestValue, const Value futilityValue,
+             Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue, const Value futilityValue,
              Depth depth, int* moves, MovePicker* mp, int master, bool pvNode) {
 
     assert(p.is_ok());
     assert(sstck != NULL);
     assert(ply >= 0 && ply < PLY_MAX);
-    assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE && *bestValue <= *alpha);
-    assert(!pvNode || *alpha < *beta);
-    assert(*beta <= VALUE_INFINITE);
+    assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
+    assert(   ( pvNode && *bestValue <= *alpha)
+           || (!pvNode && *bestValue <   beta ));
+    assert(!pvNode || *alpha < beta);
+    assert(beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(depth > Depth(0));
     assert(master >= 0 && master < ActiveThreads);
     assert(ActiveThreads > 1);
@@ -2858,16 +2854,15 @@ namespace {
     }
 
     // Pick the next available split point object from the split point stack
-    splitPoint = SplitPointStack[master] + threads[master].activeSplitPoints;
-    threads[master].activeSplitPoints++;
+    splitPoint = &SplitPointStack[master][threads[master].activeSplitPoints];
 
     // Initialize the split point object
     splitPoint->parent = threads[master].splitPoint;
     splitPoint->stopRequest = false;
     splitPoint->ply = ply;
     splitPoint->depth = depth;
-    splitPoint->alpha = pvNode ? *alpha : (*beta - 1);
-    splitPoint->beta = *beta;
+    splitPoint->alpha = pvNode ? *alpha : beta - 1;
+    splitPoint->beta = beta;
     splitPoint->pvNode = pvNode;
     splitPoint->bestValue = *bestValue;
     splitPoint->futilityValue = futilityValue;
@@ -2881,6 +2876,7 @@ namespace {
         splitPoint->slaves[i] = 0;
 
     threads[master].splitPoint = splitPoint;
+    threads[master].activeSplitPoints++;
 
     // If we are here it means we are not available
     assert(threads[master].state != THREAD_AVAILABLE);
@@ -2927,7 +2923,6 @@ namespace {
     if (pvNode)
         *alpha = splitPoint->alpha;
 
-    *beta = splitPoint->beta;
     *bestValue = splitPoint->bestValue;
     threads[master].activeSplitPoints--;
     threads[master].splitPoint = splitPoint->parent;
@@ -2951,12 +2946,8 @@ namespace {
         return;
 
     for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
-    {
         assert(threads[i].state == THREAD_SLEEPING);
 
-        threads[i].state = THREAD_AVAILABLE;
-    }
-
 #if !defined(_MSC_VER)
     pthread_mutex_lock(&WaitLock);
     pthread_cond_broadcast(&WaitCond);
@@ -2980,12 +2971,9 @@ namespace {
     // This makes the threads to go to sleep
     AllThreadsShouldSleep = true;
 
-    // Wait for the threads to be all sleeping and reset flags
-    // to a known state.
+    // Reset flags to a known state.
     for (int i = 1; i < ActiveThreads; i++)
     {
-        while (threads[i].state != THREAD_SLEEPING);
-
         // This flag can be in a random state
         threads[i].printCurrentLineRequest = false;
     }