]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Backward simplication
[stockfish] / src / search.cpp
index a5203b2e4802c1e77b2aa6ed11c1a528741cc202..dc488c2b8922df283d51ba1c525e452b83cab7e4 100644 (file)
@@ -62,7 +62,7 @@ using namespace Search;
 namespace {
 
   // Different node types, used as a template parameter
-  enum NodeType { Root, PV, NonPV };
+  enum NodeType { NonPV, PV };
 
   // Razoring and futility margin based on depth
   const int razor_margin[4] = { 483, 570, 603, 554 };
@@ -127,6 +127,35 @@ namespace {
     Move pv[3];
   };
 
+  // Set of rows with half bits set to 1 and half to 0. It is used to allocate
+  // the search depths across the threads.
+  typedef std::vector<int> Row;
+
+  const Row HalfDensity[] = {
+    {0, 1},
+    {1, 0},
+    {0, 0, 1, 1},
+    {0, 1, 1, 0},
+    {1, 1, 0, 0},
+    {1, 0, 0, 1},
+    {0, 0, 0, 1, 1, 1},
+    {0, 0, 1, 1, 1, 0},
+    {0, 1, 1, 1, 0, 0},
+    {1, 1, 1, 0, 0, 0},
+    {1, 1, 0, 0, 0, 1},
+    {1, 0, 0, 0, 1, 1},
+    {0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1},
+    {0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0},
+    {0, 0, 1, 1, 1, 1, 0 ,0},
+    {0, 1, 1, 1, 1, 0, 0 ,0},
+    {1, 1, 1, 1, 0, 0, 0 ,0},
+    {1, 1, 1, 0, 0, 0, 0 ,1},
+    {1, 1, 0, 0, 0, 0, 1 ,1},
+    {1, 0, 0, 0, 0, 1, 1 ,1},
+  };
+
+  const size_t HalfDensitySize = std::extent<decltype(HalfDensity)>::value;
+
   EasyMoveManager EasyMove;
   Value DrawValue[COLOR_NB];
   CounterMoveHistoryStats CounterMoveHistory;
@@ -150,22 +179,21 @@ namespace {
 
 void Search::init() {
 
-  const double K[][2] = {{ 0.799, 2.281 }, { 0.484, 3.023 }};
-
-  for (int pv = 0; pv <= 1; ++pv)
-      for (int imp = 0; imp <= 1; ++imp)
-          for (int d = 1; d < 64; ++d)
-              for (int mc = 1; mc < 64; ++mc)
-              {
-                  double r = K[pv][0] + log(d) * log(mc) / K[pv][1];
+  for (int imp = 0; imp <= 1; ++imp)
+      for (int d = 1; d < 64; ++d)
+          for (int mc = 1; mc < 64; ++mc)
+          {
+              double r = log(d) * log(mc) / 2;
+              if (r < 0.80)
+                continue;
 
-                  if (r >= 1.5)
-                      Reductions[pv][imp][d][mc] = int(r) * ONE_PLY;
+              Reductions[NonPV][imp][d][mc] = int(std::round(r)) * ONE_PLY;
+              Reductions[PV][imp][d][mc] = std::max(Reductions[NonPV][imp][d][mc] - ONE_PLY, DEPTH_ZERO);
 
-                  // Increase reduction when eval is not improving
-                  if (!pv && !imp && Reductions[pv][imp][d][mc] >= 2 * ONE_PLY)
-                      Reductions[pv][imp][d][mc] += ONE_PLY;
-              }
+              // Increase reduction for non-PV nodes when eval is not improving
+              if (!imp && Reductions[NonPV][imp][d][mc] >= 2 * ONE_PLY)
+                Reductions[NonPV][imp][d][mc] += ONE_PLY;
+          }
 
   for (int d = 0; d < 16; ++d)
   {
@@ -188,7 +216,7 @@ void Search::clear() {
       th->counterMoves.clear();
   }
 
-  Threads.main()->previousMoveScore = VALUE_INFINITE;
+  Threads.main()->previousScore = VALUE_INFINITE;
 }
 
 
@@ -256,8 +284,9 @@ void MainThread::search() {
   }
   else
   {
-      if (TB::Cardinality >=  rootPos.count<ALL_PIECES>(WHITE)
-                            + rootPos.count<ALL_PIECES>(BLACK))
+      if (    TB::Cardinality >=  rootPos.count<ALL_PIECES>(WHITE)
+                                + rootPos.count<ALL_PIECES>(BLACK)
+          && !rootPos.can_castle(ANY_CASTLING))
       {
           // If the current root position is in the tablebases, then RootMoves
           // contains only moves that preserve the draw or the win.
@@ -338,7 +367,7 @@ void MainThread::search() {
               bestThread = th;
   }
 
-  previousMoveScore = bestThread->rootMoves[0].score;
+  previousScore = bestThread->rootMoves[0].score;
 
   // Send new PV when needed
   if (bestThread != this)
@@ -393,27 +422,12 @@ void Thread::search() {
   while (++rootDepth < DEPTH_MAX && !Signals.stop && (!Limits.depth || rootDepth <= Limits.depth))
   {
       // Set up the new depths for the helper threads skipping on average every
-      // 2nd ply (using a half-density map similar to a Hadamard matrix).
+      // 2nd ply (using a half-density matrix).
       if (!mainThread)
       {
-          int d = rootDepth + rootPos.game_ply();
-
-          if (idx <= 6 || idx > 24)
-          {
-              if (((d + idx) >> (msb(idx + 1) - 1)) % 2)
-                  continue;
-          }
-          else
-          {
-              // Table of values of 6 bits with 3 of them set
-              static const int HalfDensityMap[] = {
-                0x07, 0x0b, 0x0d, 0x0e, 0x13, 0x16, 0x19, 0x1a, 0x1c,
-                0x23, 0x25, 0x26, 0x29, 0x2c, 0x31, 0x32, 0x34, 0x38
-              };
-
-              if ((HalfDensityMap[idx - 7] >> (d % 6)) & 1)
-                  continue;
-          }
+          const Row& row = HalfDensity[(idx - 1) % HalfDensitySize];
+          if (row[(rootDepth + rootPos.game_ply()) % row.size()])
+             continue;
       }
 
       // Age out PV variability metric
@@ -441,7 +455,7 @@ void Thread::search() {
           // high/low anymore.
           while (true)
           {
-              bestValue = ::search<Root>(rootPos, ss, alpha, beta, rootDepth, false);
+              bestValue = ::search<PV>(rootPos, ss, alpha, beta, rootDepth, false);
 
               // Bring the best move to the front. It is critical that sorting
               // is done with a stable algorithm because all the values but the
@@ -531,20 +545,22 @@ void Thread::search() {
       {
           if (!Signals.stop && !Signals.stopOnPonderhit)
           {
-              // Take some extra time if the best move has changed
-              if (rootDepth > 4 * ONE_PLY && multiPV == 1)
-                  Time.pv_instability(mainThread->bestMoveChanges);
-
               // Stop the search if only one legal move is available, or if all
               // of the available time has been used, or if we matched an easyMove
               // from the previous search and just did a fast verification.
+              const bool F[] = { !mainThread->failedLow,
+                                 bestValue >= mainThread->previousScore };
+
+              int improvingFactor = 640 - 160*F[0] - 126*F[1] - 124*F[0]*F[1];
+              double unstablePvFactor = 1 + mainThread->bestMoveChanges;
+
+              bool doEasyMove =   rootMoves[0].pv[0] == easyMove
+                               && mainThread->bestMoveChanges < 0.03
+                               && Time.elapsed() > Time.optimum() * 25 / 204;
+
               if (   rootMoves.size() == 1
-                  || Time.elapsed() > Time.available() * ( 640  - 160 * !mainThread->failedLow
-                     - 126 * (bestValue >= mainThread->previousMoveScore)
-                     - 124 * (bestValue >= mainThread->previousMoveScore && !mainThread->failedLow))/640
-                  || ( mainThread->easyMovePlayed = ( rootMoves[0].pv[0] == easyMove
-                                                     && mainThread->bestMoveChanges < 0.03
-                                                     && Time.elapsed() > Time.available() * 25/206)))
+                  || Time.elapsed() > Time.optimum() * unstablePvFactor * improvingFactor / 634
+                  || (mainThread->easyMovePlayed = doEasyMove))
               {
                   // If we are allowed to ponder do not stop the search now but
                   // keep pondering until the GUI sends "ponderhit" or "stop".
@@ -584,8 +600,8 @@ namespace {
   template <NodeType NT>
   Value search(Position& pos, Stack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, bool cutNode) {
 
-    const bool RootNode = NT == Root;
-    const bool PvNode   = NT == PV || NT == Root;
+    const bool PvNode = NT == PV;
+    const bool rootNode = PvNode && (ss-1)->ply == 0;
 
     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
@@ -627,7 +643,7 @@ namespace {
     if (PvNode && thisThread->maxPly < ss->ply)
         thisThread->maxPly = ss->ply;
 
-    if (!RootNode)
+    if (!rootNode)
     {
         // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
         if (Signals.stop.load(std::memory_order_relaxed) || pos.is_draw() || ss->ply >= MAX_PLY)
@@ -659,7 +675,7 @@ namespace {
     posKey = excludedMove ? pos.exclusion_key() : pos.key();
     tte = TT.probe(posKey, ttHit);
     ttValue = ttHit ? value_from_tt(tte->value(), ss->ply) : VALUE_NONE;
-    ttMove =  RootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->PVIdx].pv[0]
+    ttMove =  rootNode ? thisThread->rootMoves[thisThread->PVIdx].pv[0]
             : ttHit    ? tte->move() : MOVE_NONE;
 
     // At non-PV nodes we check for an early TT cutoff
@@ -680,13 +696,14 @@ namespace {
     }
 
     // Step 4a. Tablebase probe
-    if (!RootNode && TB::Cardinality)
+    if (!rootNode && TB::Cardinality)
     {
         int piecesCnt = pos.count<ALL_PIECES>(WHITE) + pos.count<ALL_PIECES>(BLACK);
 
         if (    piecesCnt <= TB::Cardinality
             && (piecesCnt <  TB::Cardinality || depth >= TB::ProbeDepth)
-            &&  pos.rule50_count() == 0)
+            &&  pos.rule50_count() == 0
+            && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
         {
             int found, v = Tablebases::probe_wdl(pos, &found);
 
@@ -757,7 +774,7 @@ namespace {
     }
 
     // Step 7. Futility pruning: child node (skipped when in check)
-    if (   !RootNode
+    if (   !rootNode
         &&  depth < 7 * ONE_PLY
         &&  eval - futility_margin(depth) >= beta
         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN  // Do not return unproven wins
@@ -841,7 +858,7 @@ namespace {
     {
         Depth d = depth - 2 * ONE_PLY - (PvNode ? DEPTH_ZERO : depth / 4);
         ss->skipEarlyPruning = true;
-        search<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta, d, true);
+        search<NT>(pos, ss, alpha, beta, d, true);
         ss->skipEarlyPruning = false;
 
         tte = TT.probe(posKey, ttHit);
@@ -851,17 +868,19 @@ namespace {
 moves_loop: // When in check search starts from here
 
     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
+    Square ownPrevSq = to_sq((ss-2)->currentMove);
     Move cm = thisThread->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
     const CounterMoveStats& cmh = CounterMoveHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
+    const CounterMoveStats& fmh = CounterMoveHistory[pos.piece_on(ownPrevSq)][ownPrevSq];
 
-    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, thisThread->history, cmh, cm, ss);
+    MovePicker mp(pos, ttMove, depth, thisThread->history, cmh, fmh, cm, ss);
     CheckInfo ci(pos);
     value = bestValue; // Workaround a bogus 'uninitialized' warning under gcc
     improving =   ss->staticEval >= (ss-2)->staticEval
                || ss->staticEval == VALUE_NONE
                ||(ss-2)->staticEval == VALUE_NONE;
 
-    singularExtensionNode =   !RootNode
+    singularExtensionNode =   !rootNode
                            &&  depth >= 8 * ONE_PLY
                            &&  ttMove != MOVE_NONE
                        /*  &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
@@ -882,13 +901,13 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       // At root obey the "searchmoves" option and skip moves not listed in Root
       // Move List. As a consequence any illegal move is also skipped. In MultiPV
       // mode we also skip PV moves which have been already searched.
-      if (RootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->PVIdx,
+      if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->PVIdx,
                                   thisThread->rootMoves.end(), move))
           continue;
 
       ss->moveCount = ++moveCount;
 
-      if (RootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
+      if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
           sync_cout << "info depth " << depth / ONE_PLY
                     << " currmove " << UCI::move(move, pos.is_chess960())
                     << " currmovenumber " << moveCount + thisThread->PVIdx << sync_endl;
@@ -932,7 +951,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       newDepth = depth - ONE_PLY + extension;
 
       // Step 13. Pruning at shallow depth
-      if (   !RootNode
+      if (   !rootNode
           && !captureOrPromotion
           && !inCheck
           && !givesCheck
@@ -951,7 +970,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
               && cmh[pos.moved_piece(move)][to_sq(move)] < VALUE_ZERO)
               continue;
 
-          predictedDepth = newDepth - reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount);
+          predictedDepth = std::max(newDepth - reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount), DEPTH_ZERO);
 
           // Futility pruning: parent node
           if (predictedDepth < 7 * ONE_PLY)
@@ -974,7 +993,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       prefetch(TT.first_entry(pos.key_after(move)));
 
       // Check for legality just before making the move
-      if (!RootNode && !pos.legal(move, ci.pinned))
+      if (!rootNode && !pos.legal(move, ci.pinned))
       {
           ss->moveCount = --moveCount;
           continue;
@@ -992,18 +1011,17 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
           && !captureOrPromotion)
       {
           Depth r = reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount);
+          Value hValue = thisThread->history[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)];
+          Value cmhValue = cmh[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)];
 
           // Increase reduction for cut nodes and moves with a bad history
           if (   (!PvNode && cutNode)
-              || (   thisThread->history[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)] < VALUE_ZERO
-                  && cmh[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)] <= VALUE_ZERO))
+              || (hValue < VALUE_ZERO && cmhValue <= VALUE_ZERO))
               r += ONE_PLY;
 
-          // Decrease reduction for moves with a good history and
-          // increase reduction for moves with a bad history
-          int rDecrease = (  thisThread->history[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)]
-                           + cmh[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)]) / 14980;
-          r = std::max(DEPTH_ZERO, r - rDecrease * ONE_PLY);
+          // Decrease/increase reduction for moves with a good/bad history
+          int rHist = (hValue + cmhValue) / 14980;
+          r = std::max(DEPTH_ZERO, r - rHist * ONE_PLY);
 
           // Decrease reduction for moves that escape a capture. Filter out
           // castling moves, because they are coded as "king captures rook" and
@@ -1034,7 +1052,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       // 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.
-      if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (RootNode || value < beta))))
+      if (PvNode && (moveCount == 1 || (value > alpha && (rootNode || value < beta))))
       {
           (ss+1)->pv = pv;
           (ss+1)->pv[0] = MOVE_NONE;
@@ -1057,7 +1075,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
       if (Signals.stop.load(std::memory_order_relaxed))
           return VALUE_ZERO;
 
-      if (RootNode)
+      if (rootNode)
       {
           RootMove& rm = *std::find(thisThread->rootMoves.begin(),
                                     thisThread->rootMoves.end(), move);
@@ -1101,7 +1119,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
               bestMove = move;
 
-              if (PvNode && !RootNode) // Update pv even in fail-high case
+              if (PvNode && !rootNode) // Update pv even in fail-high case
                   update_pv(ss->pv, move, (ss+1)->pv);
 
               if (PvNode && value < beta) // Update alpha! Always alpha < beta
@@ -1172,7 +1190,6 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
     const bool PvNode = NT == PV;
 
-    assert(NT == PV || NT == NonPV);
     assert(InCheck == !!pos.checkers());
     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
@@ -1410,8 +1427,8 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
   }
 
 
-  // update_stats() updates killers, history, countermove and countermove
-  // history when a new quiet best move is found.
+  // update_stats() updates killers, history, countermove and countermove plus
+  // follow-up move history when a new quiet best move is found.
 
   void update_stats(const Position& pos, Stack* ss, Move move,
                     Depth depth, Move* quiets, int quietsCnt) {
@@ -1425,7 +1442,9 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
     Value bonus = Value((depth / ONE_PLY) * (depth / ONE_PLY) + depth / ONE_PLY - 1);
 
     Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
+    Square ownPrevSq = to_sq((ss-2)->currentMove);
     CounterMoveStats& cmh = CounterMoveHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
+    CounterMoveStats& fmh = CounterMoveHistory[pos.piece_on(ownPrevSq)][ownPrevSq];
     Thread* thisThread = pos.this_thread();
 
     thisThread->history.update(pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
@@ -1436,6 +1455,9 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
         cmh.update(pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
     }
 
+    if (is_ok((ss-2)->currentMove))
+        fmh.update(pos.moved_piece(move), to_sq(move), bonus);
+
     // Decrease all the other played quiet moves
     for (int i = 0; i < quietsCnt; ++i)
     {
@@ -1443,6 +1465,9 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
 
         if (is_ok((ss-1)->currentMove))
             cmh.update(pos.moved_piece(quiets[i]), to_sq(quiets[i]), -bonus);
+
+        if (is_ok((ss-2)->currentMove))
+            fmh.update(pos.moved_piece(quiets[i]), to_sq(quiets[i]), -bonus);
     }
 
     // Extra penalty for a quiet TT move in previous ply when it gets refuted
@@ -1472,7 +1497,7 @@ moves_loop: // When in check search starts from here
     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
 
     // Choose best move. For each move score we add two terms, both dependent on
-    // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is 
+    // weakness. One is deterministic and bigger for weaker levels, and one is
     // random. Then we choose the move with the resulting highest score.
     for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
     {