]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Consolidate CastlingSide and CastlingRights
[stockfish] / src / search.cpp
index d9543899a0f7844e2b817b3e2095f321a8ca51fc..7a16ef8cfc08af9da7ab9e374d5baf338a5d8026 100644 (file)
@@ -62,9 +62,9 @@ namespace {
   enum NodeType { NonPV, PV };
 
   // Razor and futility margins
-  constexpr int RazorMargin = 600;
+  constexpr int RazorMargin = 661;
   Value futility_margin(Depth d, bool improving) {
-    return Value((175 - 50 * improving) * d / ONE_PLY);
+    return Value(198 * (d / ONE_PLY - improving));
   }
 
   // Reductions lookup table, initialized at startup
@@ -72,7 +72,7 @@ namespace {
 
   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn) {
     int r = Reductions[d / ONE_PLY] * Reductions[mn];
-    return ((r + 512) / 1024 + (!i && r > 1024)) * ONE_PLY;
+    return ((r + 520) / 1024 + (!i && r > 999)) * ONE_PLY;
   }
 
   constexpr int futility_move_count(bool improving, int depth) {
@@ -82,7 +82,7 @@ namespace {
   // 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;
+    return d > 17 ? -8 : 22 * d * d + 151 * d - 140;
   }
 
   // Add a small random component to draw evaluations to avoid 3fold-blindness
@@ -102,6 +102,49 @@ namespace {
     Move best = MOVE_NONE;
   };
 
+  // Breadcrumbs are used to mark nodes as being searched by a given thread
+  struct Breadcrumb {
+    std::atomic<Thread*> thread;
+    std::atomic<Key> key;
+  };
+  std::array<Breadcrumb, 1024> breadcrumbs;
+
+  // ThreadHolding structure keeps track of which thread left breadcrumbs at the given
+  // node for potential reductions. A free node will be marked upon entering the moves
+  // loop by the constructor, and unmarked upon leaving that loop by the destructor.
+  struct ThreadHolding {
+    explicit ThreadHolding(Thread* thisThread, Key posKey, int ply) {
+       location = ply < 8 ? &breadcrumbs[posKey & (breadcrumbs.size() - 1)] : nullptr;
+       otherThread = false;
+       owning = false;
+       if (location)
+       {
+          // See if another already marked this location, if not, mark it ourselves
+          Thread* tmp = (*location).thread.load(std::memory_order_relaxed);
+          if (tmp == nullptr)
+          {
+              (*location).thread.store(thisThread, std::memory_order_relaxed);
+              (*location).key.store(posKey, std::memory_order_relaxed);
+              owning = true;
+          }
+          else if (   tmp != thisThread
+                   && (*location).key.load(std::memory_order_relaxed) == posKey)
+              otherThread = true;
+       }
+    }
+
+    ~ThreadHolding() {
+       if (owning) // Free the marked location
+           (*location).thread.store(nullptr, std::memory_order_relaxed);
+    }
+
+    bool marked() { return otherThread; }
+
+    private:
+    Breadcrumb* location;
+    bool otherThread, owning;
+  };
+
   template <NodeType NT>
   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode);
 
@@ -149,7 +192,7 @@ namespace {
 void Search::init() {
 
   for (int i = 1; i < MAX_MOVES; ++i)
-      Reductions[i] = int(22.9 * std::log(i));
+      Reductions[i] = int(23.4 * std::log(i));
 }
 
 
@@ -229,13 +272,13 @@ void MainThread::search() {
   // Check if there are threads with a better score than main thread
   if (    Options["MultiPV"] == 1
       && !Limits.depth
-      && !Skill(Options["Skill Level"]).enabled()
+      && !(Skill(Options["Skill Level"]).enabled() || Options["UCI_LimitStrength"])
       &&  rootMoves[0].pv[0] != MOVE_NONE)
   {
       std::map<Move, int64_t> votes;
       Value minScore = this->rootMoves[0].score;
 
-      // Find out minimum score and reset votes for moves which can be voted
+      // Find out minimum score
       for (Thread* th: Threads)
           minScore = std::min(minScore, th->rootMoves[0].score);
 
@@ -245,7 +288,14 @@ void MainThread::search() {
           votes[th->rootMoves[0].pv[0]] +=
               (th->rootMoves[0].score - minScore + 14) * int(th->completedDepth);
 
-          if (votes[th->rootMoves[0].pv[0]] > votes[bestThread->rootMoves[0].pv[0]])
+          if (bestThread->rootMoves[0].score >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY)
+          {
+              // Make sure we pick the shortest mate
+              if (th->rootMoves[0].score > bestThread->rootMoves[0].score)
+                  bestThread = th;
+          }
+          else if (   th->rootMoves[0].score >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY
+                   || votes[th->rootMoves[0].pv[0]] > votes[bestThread->rootMoves[0].pv[0]])
               bestThread = th;
       }
   }
@@ -293,7 +343,19 @@ void Thread::search() {
   beta = VALUE_INFINITE;
 
   size_t multiPV = Options["MultiPV"];
-  Skill skill(Options["Skill Level"]);
+
+  // Pick integer skill levels, but non-deterministically round up or down
+  // such that the average integer skill corresponds to the input floating point one.
+  // UCI_Elo is converted to a suitable fractional skill level, using anchoring
+  // to CCRL Elo (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo
+  // for match (TC 60+0.6) results spanning a wide range of k values.
+  PRNG rng(now());
+  double floatLevel = Options["UCI_LimitStrength"] ?
+                        clamp(std::pow((Options["UCI_Elo"] - 1346.6) / 143.4, 1 / 0.806), 0.0, 20.0) :
+                        double(Options["Skill Level"]);
+  int intLevel = int(floatLevel) +
+                 ((floatLevel - int(floatLevel)) * 1024 > rng.rand<unsigned>() % 1024  ? 1 : 0);
+  Skill skill(intLevel);
 
   // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
   // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
@@ -348,15 +410,15 @@ void Thread::search() {
           selDepth = 0;
 
           // Reset aspiration window starting size
-          if (rootDepth >= 5 * ONE_PLY)
+          if (rootDepth >= 4 * ONE_PLY)
           {
               Value previousScore = rootMoves[pvIdx].previousScore;
-              delta = Value(20);
+              delta = Value(23);
               alpha = std::max(previousScore - delta,-VALUE_INFINITE);
               beta  = std::min(previousScore + delta, VALUE_INFINITE);
 
               // Adjust contempt based on root move's previousScore (dynamic contempt)
-              int dct = ct + 88 * previousScore / (abs(previousScore) + 200);
+              int dct = ct + 86 * previousScore / (abs(previousScore) + 176);
 
               contempt = (us == WHITE ?  make_score(dct, dct / 2)
                                       : -make_score(dct, dct / 2));
@@ -451,12 +513,12 @@ void Thread::search() {
           && !Threads.stop
           && !mainThread->stopOnPonderhit)
       {
-          double fallingEval = (314 + 9 * (mainThread->previousScore - bestValue)) / 581.0;
+          double fallingEval = (354 + 10 * (mainThread->previousScore - bestValue)) / 692.0;
           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;
+          timeReduction = lastBestMoveDepth + 9 * ONE_PLY < completedDepth ? 1.97 : 0.98;
+          double reduction = (1.36 + mainThread->previousTimeReduction) / (2.29 * timeReduction);
 
           // Use part of the gained time from a previous stable move for the current move
           for (Thread* th : Threads)
@@ -531,7 +593,7 @@ namespace {
     Move ttMove, move, excludedMove, bestMove;
     Depth extension, newDepth;
     Value bestValue, value, ttValue, eval, maxValue;
-    bool ttHit, ttPv, inCheck, givesCheck, improving;
+    bool ttHit, ttPv, inCheck, givesCheck, improving, doLMR;
     bool captureOrPromotion, doFullDepthSearch, moveCountPruning, ttCapture;
     Piece movedPiece;
     int moveCount, captureCount, quietCount, singularLMR;
@@ -586,9 +648,9 @@ namespace {
     // statScore of the previous grandchild. This influences the reduction rules in
     // LMR which are based on the statScore of parent position.
     if (rootNode)
-        (ss + 4)->statScore = 0;
+        (ss+4)->statScore = 0;
     else
-        (ss + 2)->statScore = 0;
+        (ss+2)->statScore = 0;
 
     // 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
@@ -619,7 +681,7 @@ namespace {
 
                 // 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));
+                    update_continuation_histories(ss-1, pos.piece_on(prevSq), prevSq, -stat_bonus(depth + ONE_PLY));
             }
             // Penalty for a quiet ttMove that fails low
             else if (!pos.capture_or_promotion(ttMove))
@@ -692,7 +754,7 @@ namespace {
     }
     else if (ttHit)
     {
-        // Never assume anything on values stored in TT
+        // Never assume anything about values stored in TT
         ss->staticEval = eval = tte->eval();
         if (eval == VALUE_NONE)
             ss->staticEval = eval = evaluate(pos);
@@ -735,9 +797,9 @@ namespace {
     // Step 9. Null move search with verification search (~40 Elo)
     if (   !PvNode
         && (ss-1)->currentMove != MOVE_NULL
-        && (ss-1)->statScore < 23200
+        && (ss-1)->statScore < 22661
         &&  eval >= beta
-        &&  ss->staticEval >= beta - 36 * depth / ONE_PLY + 225
+        &&  ss->staticEval >= beta - 33 * depth / ONE_PLY + 299
         && !excludedMove
         &&  pos.non_pawn_material(us)
         && (ss->ply >= thisThread->nmpMinPly || us != thisThread->nmpColor))
@@ -745,7 +807,7 @@ namespace {
         assert(eval - beta >= 0);
 
         // Null move dynamic reduction based on depth and value
-        Depth R = ((823 + 67 * depth / ONE_PLY) / 256 + std::min(int(eval - beta) / 200, 3)) * ONE_PLY;
+        Depth R = ((835 + 70 * depth / ONE_PLY) / 256 + std::min(int(eval - beta) / 185, 3)) * ONE_PLY;
 
         ss->currentMove = MOVE_NULL;
         ss->continuationHistory = &thisThread->continuationHistory[NO_PIECE][0];
@@ -762,7 +824,7 @@ namespace {
             if (nullValue >= VALUE_MATE_IN_MAX_PLY)
                 nullValue = beta;
 
-            if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 12 * ONE_PLY))
+            if (thisThread->nmpMinPly || (abs(beta) < VALUE_KNOWN_WIN && depth < 13 * ONE_PLY))
                 return nullValue;
 
             assert(!thisThread->nmpMinPly); // Recursive verification is not allowed
@@ -788,7 +850,7 @@ namespace {
         &&  depth >= 5 * ONE_PLY
         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_MAX_PLY)
     {
-        Value raisedBeta = std::min(beta + 216 - 48 * improving, VALUE_INFINITE);
+        Value raisedBeta = std::min(beta + 191 - 46 * improving, VALUE_INFINITE);
         MovePicker mp(pos, ttMove, raisedBeta - ss->staticEval, &thisThread->captureHistory);
         int probCutCount = 0;
 
@@ -820,7 +882,7 @@ namespace {
     }
 
     // Step 11. Internal iterative deepening (~2 Elo)
-    if (depth >= 8 * ONE_PLY && !ttMove)
+    if (depth >= 7 * ONE_PLY && !ttMove)
     {
         search<NT>(pos, ss, alpha, beta, depth - 7 * ONE_PLY, cutNode);
 
@@ -847,6 +909,9 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     moveCountPruning = false;
     ttCapture = ttMove && pos.capture_or_promotion(ttMove);
 
+    // Mark this node as being searched
+    ThreadHolding th(thisThread, posKey, ss->ply);
+
     // Step 12. Loop through all pseudo-legal moves until no moves remain
     // or a beta cutoff occurs.
     while ((move = mp.next_move(moveCountPruning)) != MOVE_NONE)
@@ -885,7 +950,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
       // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
       // result is lower than ttValue minus a margin then we will extend the ttMove.
-      if (    depth >= 8 * ONE_PLY
+      if (    depth >= 6 * ONE_PLY
           &&  move == ttMove
           && !rootNode
           && !excludedMove // Avoid recursive singular search
@@ -906,22 +971,23 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
               extension = ONE_PLY;
               singularLMR++;
 
-              if (value < singularBeta - std::min(3 * depth / ONE_PLY, 39))
+              if (value < singularBeta - std::min(4 * depth / ONE_PLY, 36))
                   singularLMR++;
           }
 
           // Multi-cut pruning
           // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
           // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
-          // that is multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
-          // the hard beta bound.
-          else if (cutNode && singularBeta > beta)
-              return beta;
+          // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
+          // a soft bound.
+          else if (   eval >= beta
+                   && singularBeta >= beta)
+              return singularBeta;
       }
 
       // Check extension (~2 Elo)
       else if (    givesCheck
-               && (pos.blockers_for_king(~us) & from_sq(move) || pos.see_ge(move)))
+               && (pos.is_discovery_check_on_king(~us, move) || pos.see_ge(move)))
           extension = ONE_PLY;
 
       // Castling extension
@@ -932,7 +998,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
       else if (   PvNode
                && pos.rule50_count() > 18
                && depth < 3 * ONE_PLY
-               && ss->ply < 3 * thisThread->rootDepth / ONE_PLY) // To avoid too deep searches
+               && ++thisThread->shuffleExts < thisThread->nodes.load(std::memory_order_relaxed) / 4)  // To avoid too many extensions
           extension = ONE_PLY;
 
       // Passed pawn extension
@@ -956,7 +1022,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
               && !givesCheck
               && (!pos.advanced_pawn_push(move) || pos.non_pawn_material(~us) > BishopValueMg))
           {
-              // Move count based pruning (~30 Elo)
+              // Move count based pruning
               if (moveCountPruning)
                   continue;
 
@@ -965,23 +1031,23 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
               lmrDepth /= ONE_PLY;
 
               // Countermoves based pruning (~20 Elo)
-              if (   lmrDepth < 3 + ((ss-1)->statScore > 0 || (ss-1)->moveCount == 1)
+              if (   lmrDepth < 4 + ((ss-1)->statScore > 0 || (ss-1)->moveCount == 1)
                   && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold
                   && (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)] < CounterMovePruneThreshold)
                   continue;
 
               // Futility pruning: parent node (~2 Elo)
-              if (   lmrDepth < 7
+              if (   lmrDepth < 6
                   && !inCheck
-                  && ss->staticEval + 256 + 200 * lmrDepth <= alpha)
+                  && ss->staticEval + 250 + 211 * lmrDepth <= alpha)
                   continue;
 
               // Prune moves with negative SEE (~10 Elo)
-              if (!pos.see_ge(move, Value(-29 * lmrDepth * lmrDepth)))
+              if (!pos.see_ge(move, Value(-(31 - std::min(lmrDepth, 18)) * lmrDepth * lmrDepth)))
                   continue;
           }
-          else if ((!givesCheck || !extension)
-                  && !pos.see_ge(move, -PawnValueEg * (depth / ONE_PLY))) // (~20 Elo)
+          else if (  (!givesCheck || !extension)
+                   && !pos.see_ge(move, Value(-199) * (depth / ONE_PLY))) // (~20 Elo)
                   continue;
       }
 
@@ -1008,10 +1074,15 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
           &&  moveCount > 1 + 3 * rootNode
           && (  !captureOrPromotion
               || moveCountPruning
-              || ss->staticEval + PieceValue[EG][pos.captured_piece()] <= alpha))
+              || ss->staticEval + PieceValue[EG][pos.captured_piece()] <= alpha
+              || cutNode))
       {
           Depth r = reduction(improving, depth, moveCount);
 
+          // Reduction if other threads are searching this position.
+          if (th.marked())
+              r += ONE_PLY;
+
           // Decrease reduction if position is or has been on the PV
           if (ttPv)
               r -= 2 * ONE_PLY;
@@ -1044,32 +1115,52 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
                              + (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)]
                              + (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)]
                              + (*contHist[3])[movedPiece][to_sq(move)]
-                             - 4000;
+                             - 4729;
+
+              // Reset statScore to zero if negative and most stats shows >= 0
+              if (    ss->statScore < 0
+                  && (*contHist[0])[movedPiece][to_sq(move)] >= 0
+                  && (*contHist[1])[movedPiece][to_sq(move)] >= 0
+                  && thisThread->mainHistory[us][from_to(move)] >= 0)
+                  ss->statScore = 0;
 
               // Decrease/increase reduction by comparing opponent's stat score (~10 Elo)
-              if (ss->statScore >= 0 && (ss-1)->statScore < 0)
+              if (ss->statScore >= -99 && (ss-1)->statScore < -116)
                   r -= ONE_PLY;
 
-              else if ((ss-1)->statScore >= 0 && ss->statScore < 0)
+              else if ((ss-1)->statScore >= -117 && ss->statScore < -144)
                   r += ONE_PLY;
 
               // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history (~30 Elo)
-              r -= ss->statScore / 20000 * ONE_PLY;
+              r -= ss->statScore / 16384 * ONE_PLY;
           }
 
           Depth d = clamp(newDepth - r, ONE_PLY, newDepth);
 
           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, true);
 
-          doFullDepthSearch = (value > alpha && d != newDepth);
+          doFullDepthSearch = (value > alpha && d != newDepth), doLMR = true;
       }
       else
-          doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1;
+          doFullDepthSearch = !PvNode || moveCount > 1, doLMR = false;
 
       // Step 17. Full depth search when LMR is skipped or fails high
       if (doFullDepthSearch)
+      {
           value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, !cutNode);
 
+          if (doLMR && !captureOrPromotion)
+          {
+              int bonus = value > alpha ?  stat_bonus(newDepth)
+                                        : -stat_bonus(newDepth);
+
+              if (move == ss->killers[0])
+                  bonus += bonus / 4;
+
+              update_continuation_histories(ss, movedPiece, to_sq(move), bonus);
+          }
+      }
+
       // For PV nodes only, do a full PV search on the first move or after a fail
       // high (in the latter case search only if value < beta), otherwise let the
       // parent node fail low with value <= alpha and try another move.
@@ -1280,7 +1371,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
     {
         if (ttHit)
         {
-            // Never assume anything on values stored in TT
+            // Never assume anything about values stored in TT
             if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
 
@@ -1307,7 +1398,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts from here
         if (PvNode && bestValue > alpha)
             alpha = bestValue;
 
-        futilityBase = bestValue + 128;
+        futilityBase = bestValue + 153;
     }
 
     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
@@ -1713,4 +1804,10 @@ void Tablebases::rank_root_moves(Position& pos, Search::RootMoves& rootMoves) {
         if (dtz_available || rootMoves[0].tbScore <= VALUE_DRAW)
             Cardinality = 0;
     }
+    else
+    {
+        // Clean up if root_probe() and root_probe_wdl() have failed
+        for (auto& m : rootMoves)
+            m.tbRank = 0;
+    }
 }