]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Implement calculate_reduction function
[stockfish] / src / search.cpp
index e44dd85481e5a83dab4849a5741087abd92eb160..71a101041404fe00b0c0ded394755632dc937158 100644 (file)
@@ -214,6 +214,9 @@ namespace {
   IterationInfoType IterationInfo[PLY_MAX_PLUS_2];
   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
 
+  // Search window management
+  int AspirationDelta;
+
   // MultiPV mode
   int MultiPV;
 
@@ -263,11 +266,10 @@ namespace {
   // History table
   History H;
 
-
   /// Functions
 
   Value id_loop(const Position& pos, Move searchMoves[]);
-  Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value alpha, Value beta);
+  Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value& oldAlpha, 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, Move excludedMove = MOVE_NONE);
   Value qsearch(Position& pos, SearchStack ss[], Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply, int threadID);
@@ -284,8 +286,10 @@ 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);
+  Depth calculate_reduction(double baseReduction, int moveCount, Depth depth, double reductionInhibitor);
   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);
 
   bool fail_high_ply_1();
   int current_search_time();
@@ -730,7 +734,10 @@ namespace {
             int prevDelta1 = IterationInfo[Iteration - 1].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue;
             int prevDelta2 = IterationInfo[Iteration - 2].speculatedValue - IterationInfo[Iteration - 3].speculatedValue;
 
-            int delta = Max(2 * abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2), ProblemMargin);
+            int delta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
+
+            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);
@@ -886,11 +893,23 @@ namespace {
   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
   // scheme and prints some information to the standard output.
 
-  Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value alpha, Value beta) {
+  Value root_search(Position& pos, SearchStack ss[], RootMoveList& rml, Value& oldAlpha, Value& beta) {
 
-    Value oldAlpha = alpha;
-    Value value = -VALUE_INFINITE;
+    Value alpha = oldAlpha;
+    Value value;
     CheckInfo ci(pos);
+    int researchCount = 0;
+    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;
+
+    while(1) // Fail low loop
+    {
 
     // Loop through all the moves in the root move list
     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
@@ -933,10 +952,15 @@ namespace {
         ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
         newDepth = depth + ext;
 
+        value = - VALUE_INFINITE;
+
+        while (1) // Fail high loop
+        {
+
         // Make the move, and search it
         pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
 
-        if (i < MultiPV)
+        if (i < MultiPV || value > alpha)
         {
             // Aspiration window is disabled in multi-pv case
             if (MultiPV > 1)
@@ -992,6 +1016,46 @@ namespace {
 
         pos.undo_move(move);
 
+        if (AbortSearch || value < beta)
+            break; // We are not failing high
+
+        // 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.
+        rml.set_move_score(i, value);
+        update_pv(ss, 0);
+        TT.extract_pv(pos, ss[0].pv, PLY_MAX);
+        rml.set_move_pv(i, ss[0].pv);
+
+        // Print search information to the standard output
+        cout << "info depth " << Iteration
+             << " score " << value_to_string(value)
+             << ((value >= beta) ? " lowerbound" :
+                ((value <= alpha)? " upperbound" : ""))
+             << " time "  << current_search_time()
+             << " nodes " << nodes_searched()
+             << " nps "   << nps()
+             << " pv ";
+
+        for (int j = 0; ss[0].pv[j] != MOVE_NONE && j < PLY_MAX; j++)
+            cout << ss[0].pv[j] << " ";
+
+        cout << endl;
+
+        if (UseLogFile)
+        {
+            ValueType type =  (value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER
+                            : (value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT));
+
+            LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration,
+                                 nodes_searched(), value, type, ss[0].pv) << endl;
+        }
+
+        // Prepare for research
+        researchCount++;
+        beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCount), VALUE_INFINITE);
+
+        } // End of fail high loop
+
         // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
         // was aborted because the user interrupted the search or because we
         // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
@@ -1086,6 +1150,17 @@ namespace {
 
         FailLow = (alpha == oldAlpha);
     }
+
+    if (AbortSearch || alpha > oldAlpha)
+        break; // End search, we are not failing low
+
+    // Prepare for research
+    researchCount++;
+    alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCount), -VALUE_INFINITE);
+    oldAlpha = alpha;
+
+    } // Fail low loop
+
     return alpha;
   }
 
@@ -1153,9 +1228,18 @@ namespace {
         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
     }
 
+    isCheck = pos.is_check();
+    if (!isCheck)
+    {
+        // Update gain statistics of the previous move that lead
+        // us in this position.
+        EvalInfo ei;
+        ss[ply].eval = evaluate(pos, ei, threadID);
+        update_gains(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply - 1].eval, ss[ply].eval);
+    }
+
     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
     // to search all moves
-    isCheck = pos.is_check();
     mateThreat = pos.has_mate_threat(opposite_color(pos.side_to_move()));
     CheckInfo ci(pos);
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
@@ -1331,7 +1415,7 @@ namespace {
     Move ttMove, move;
     Depth ext, newDepth;
     Value bestValue, staticValue, nullValue, value, futilityValue, futilityValueScaled;
-    bool isCheck, useFutilityPruning, singleEvasion, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
+    bool isCheck, singleEvasion, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
     bool mateThreat = false;
     int moveCount = 0;
     futilityValue = staticValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
@@ -1375,7 +1459,7 @@ namespace {
 
     // Calculate depth dependant futility pruning parameters
     const int FutilityMoveCountMargin = 3 + (1 << (3 * int(depth) / 8));
-    const int FutilityValueMargin = 112 * bitScanReverse32(int(depth) * int(depth) / 2);
+    const int PostFutilityValueMargin = 112 * bitScanReverse32(int(depth) * int(depth) / 2);
 
     // Evaluate the position statically
     if (!isCheck)
@@ -1389,10 +1473,20 @@ namespace {
         }
 
         ss[ply].eval = staticValue;
-        futilityValue = staticValue + FutilityValueMargin;
+        futilityValue = staticValue + PostFutilityValueMargin; //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;
+
     // Null move search
     if (    allowNullmove
         &&  depth > OnePly
@@ -1470,7 +1564,6 @@ namespace {
     // to search all moves.
     MovePicker mp = MovePicker(pos, ttMove, depth, H, &ss[ply]);
     CheckInfo ci(pos);
-    useFutilityPruning = depth < SelectiveDepth && !isCheck;
 
     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
     while (   bestValue < beta
@@ -1516,10 +1609,41 @@ 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 (    useFutilityPruning
+      if (   !isCheck
           && !dangerous
           && !captureOrPromotion
+          && !move_is_castle(move)
           &&  move != ttMove)
       {
           // Move count based pruning
@@ -1529,13 +1653,29 @@ namespace {
               continue;
 
           // Value based pruning
-          futilityValueScaled = futilityValue - moveCount * IncrementalFutilityMargin;
+          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)));
 
-          if (futilityValueScaled < beta)
+          if (predictedDepth < SelectiveDepth)
           {
-              if (futilityValueScaled > bestValue)
-                  bestValue = futilityValueScaled;
-              continue;
+              int preFutilityValueMargin = 0;
+              if (predictedDepth >= OnePly)
+                  preFutilityValueMargin = 112 * bitScanReverse32(int(predictedDepth) * int(predictedDepth) / 2);
+
+              preFutilityValueMargin += H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_from(move), move_to(move)) + 45;
+
+              futilityValueScaled = ss[ply].eval + preFutilityValueMargin - moveCount * IncrementalFutilityMargin;
+
+              if (futilityValueScaled < beta)
+              {
+                  if (futilityValueScaled > bestValue)
+                      bestValue = futilityValueScaled;
+                  continue;
+              }
           }
       }
 
@@ -1590,7 +1730,7 @@ namespace {
           && idle_thread_exists(threadID)
           && !AbortSearch
           && !thread_should_stop(threadID)
-          && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, futilityValue,
+          && split(pos, ss, ply, &beta, &beta, &bestValue, futilityValue, //FIXME: SMP & futilityValue
                    depth, &moveCount, &mp, threadID, false))
           break;
     }
@@ -1682,6 +1822,12 @@ namespace {
     else
         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
 
+    if (!isCheck)
+    {
+        ss[ply].eval = staticValue;
+        update_gains(pos, ss[ply - 1].currentMove, ss[ply - 1].eval, ss[ply].eval);
+    }
+
     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
     // at least beta.
     bestValue = staticValue;
@@ -1825,28 +1971,29 @@ namespace {
     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
     Value value = -VALUE_INFINITE;
     Move move;
+    int moveCount;
     bool isCheck = pos.is_check();
     bool useFutilityPruning =     sp->depth < SelectiveDepth
                               && !isCheck;
 
     const int FutilityMoveCountMargin = 3 + (1 << (3 * int(sp->depth) / 8));
 
-    while (    sp->bestValue < sp->beta
+    while (    lock_grab_bool(&(sp->lock))
+           &&  sp->bestValue < sp->beta
            && !thread_should_stop(threadID)
-           && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
+           && (move = sp->mp->get_next_move()) != MOVE_NONE)
     {
+      moveCount = ++sp->moves;
+      lock_release(&(sp->lock));
+
       assert(move_is_ok(move));
 
       bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
       bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
-      lock_grab(&(sp->lock));
-      int moveCount = ++sp->moves;
-      lock_release(&(sp->lock));
-
       ss[sp->ply].currentMove = move;
 
-      // Decide the new search depth.
+      // Decide the new search depth
       bool dangerous;
       Depth ext = extension(pos, move, false, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
@@ -1910,7 +2057,10 @@ namespace {
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
       if (thread_should_stop(threadID))
+      {
+          lock_grab(&(sp->lock));
           break;
+      }
 
       // New best move?
       if (value > sp->bestValue) // Less then 2% of cases
@@ -1933,7 +2083,7 @@ namespace {
       }
     }
 
-    lock_grab(&(sp->lock));
+    /* Here we have the lock still grabbed */
 
     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
@@ -1966,24 +2116,25 @@ namespace {
     CheckInfo ci(pos);
     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
     Value value = -VALUE_INFINITE;
+    int moveCount;
     Move move;
 
-    while (    sp->alpha < sp->beta
+    while (    lock_grab_bool(&(sp->lock))
+           &&  sp->alpha < sp->beta
            && !thread_should_stop(threadID)
-           && (move = sp->mp->get_next_move(sp->lock)) != MOVE_NONE)
+           && (move = sp->mp->get_next_move()) != MOVE_NONE)
     {
-      bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
-      bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
+      moveCount = ++sp->moves;
+      lock_release(&(sp->lock));
 
       assert(move_is_ok(move));
 
-      lock_grab(&(sp->lock));
-      int moveCount = ++sp->moves;
-      lock_release(&(sp->lock));
+      bool moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
+      bool captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
 
       ss[sp->ply].currentMove = move;
 
-      // Decide the new search depth.
+      // Decide the new search depth
       bool dangerous;
       Depth ext = extension(pos, move, true, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
       Depth newDepth = sp->depth - OnePly + ext;
@@ -2043,7 +2194,10 @@ namespace {
       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
 
       if (thread_should_stop(threadID))
+      {
+          lock_grab(&(sp->lock));
           break;
+      }
 
       // New best move?
       if (value > sp->bestValue) // Less then 2% of cases
@@ -2082,7 +2236,7 @@ namespace {
       }
     }
 
-    lock_grab(&(sp->lock));
+    /* Here we have the lock still grabbed */
 
     // If this is the master thread and we have been asked to stop because of
     // a beta cutoff higher up in the tree, stop all slave threads.
@@ -2461,9 +2615,8 @@ namespace {
 
     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
 
-    // Prune if there isn't any threat move and
-    // is not a castling move (common case).
-    if (threat == MOVE_NONE && !move_is_castle(m))
+    // Prune if there isn't any threat move
+    if (threat == MOVE_NONE)
         return true;
 
     mfrom = move_from(m);
@@ -2471,15 +2624,11 @@ namespace {
     tfrom = move_from(threat);
     tto = move_to(threat);
 
-    // Case 1: Castling moves are never pruned
-    if (move_is_castle(m))
-        return false;
-
-    // Case 2: Don't prune moves which move the threatened piece
+    // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
     if (mfrom == tto)
         return false;
 
-    // Case 3: If the threatened piece has value less than or equal to the
+    // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
     if (   pos.move_is_capture(threat)
         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
@@ -2487,7 +2636,7 @@ namespace {
         && pos.move_attacks_square(m, tto))
         return false;
 
-    // Case 4: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
+    // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
     // prune safe moves which block its ray.
     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
@@ -2531,6 +2680,20 @@ namespace {
       return defaultEval;
   }
 
+  // calculate_reduction() returns reduction in plies based on
+  // moveCount and depth. Reduction is always at least one ply.
+
+  Depth calculate_reduction(double baseReduction, int moveCount, Depth depth, double reductionInhibitor) {
+
+    double red = baseReduction + ln(moveCount) * ln(depth / 2) / reductionInhibitor;
+
+    if (red >= 1.0)
+        return Depth(int(floor(red * int(OnePly))));
+    else
+        return Depth(0);
+
+  }
+
   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
 
@@ -2568,6 +2731,21 @@ namespace {
   }
 
 
+  // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
+  // the static position evaluation before and after the move.
+
+  void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
+
+    if (   m != MOVE_NULL
+        && before != VALUE_NONE
+        && after != VALUE_NONE
+        && pos.captured_piece() == NO_PIECE_TYPE
+        && !move_is_castle(m)
+        && !move_is_promotion(m))
+        H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_from(m), move_to(m), -(before + after));
+  }
+
+
   // fail_high_ply_1() checks if some thread is currently resolving a fail
   // high at ply 1 at the node below the first root node.  This information
   // is used for time management.