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[stockfish] / src / search.cpp
index 587506ec44ff91218b730f4cc948e74b1afecc98..e773a36a72af9b40915dfede7c9a79ed45a9c5b1 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2014 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -105,22 +105,14 @@ namespace {
   string uci_pv(const Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta);
 
   struct Skill {
-    Skill(int l, size_t rootSize) : level(l),
-                                    candidates(l < 20 ? std::min(4, (int)rootSize) : 0),
-                                    best(MOVE_NONE) {}
-   ~Skill() {
-      if (candidates) // Swap best PV line with the sub-optimal one
-          std::swap(RootMoves[0], *std::find(RootMoves.begin(),
-                    RootMoves.end(), best ? best : pick_move()));
-    }
-
-    size_t candidates_size() const { return candidates; }
+    Skill(int l) : level(l) {}
+    bool enabled() const { return level < 20; }
     bool time_to_pick(Depth depth) const { return depth / ONE_PLY == 1 + level; }
-    Move pick_move();
+    Move best_move(size_t multiPV) { return best ? best : pick_best(multiPV); }
+    Move pick_best(size_t multiPV);
 
     int level;
-    size_t candidates;
-    Move best;
+    Move best = MOVE_NONE;
   };
 
 } // namespace
@@ -167,19 +159,19 @@ uint64_t Search::perft(Position& pos, Depth depth) {
   CheckInfo ci(pos);
   const bool leaf = (depth == 2 * ONE_PLY);
 
-  for (MoveList<LEGAL> it(pos); *it; ++it)
+  for (const ExtMove& ms : MoveList<LEGAL>(pos))
   {
       if (Root && depth <= ONE_PLY)
           cnt = 1, nodes++;
       else
       {
-          pos.do_move(*it, st, ci, pos.gives_check(*it, ci));
+          pos.do_move(ms.move, st, ci, pos.gives_check(ms.move, ci));
           cnt = leaf ? MoveList<LEGAL>(pos).size() : perft<false>(pos, depth - ONE_PLY);
           nodes += cnt;
-          pos.undo_move(*it);
+          pos.undo_move(ms.move);
       }
       if (Root)
-          sync_cout << UCI::move(*it, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
+          sync_cout << UCI::move(ms.move, pos.is_chess960()) << ": " << cnt << sync_endl;
   }
   return nodes;
 }
@@ -252,8 +244,8 @@ void Search::think() {
           }
       }
 
-      for (size_t i = 0; i < Threads.size(); ++i)
-          Threads[i]->maxPly = 0;
+      for (Thread* th : Threads)
+          th->maxPly = 0;
 
       Threads.timer->run = true;
       Threads.timer->notify_one(); // Wake up the recurring timer
@@ -276,7 +268,7 @@ void Search::think() {
 
   sync_cout << "bestmove " << UCI::move(RootMoves[0].pv[0], RootPos.is_chess960());
 
-  if (RootMoves[0].pv.size() > 1)
+  if (RootMoves[0].pv.size() > 1 || RootMoves[0].extract_ponder_from_tt(RootPos))
       std::cout << " ponder " << UCI::move(RootMoves[0].pv[1], RootPos.is_chess960());
 
   std::cout << sync_endl;
@@ -309,11 +301,14 @@ namespace {
     Followupmoves.clear();
 
     size_t multiPV = Options["MultiPV"];
-    Skill skill(Options["Skill Level"], RootMoves.size());
+    Skill skill(Options["Skill Level"]);
 
-    // Do we have to play with skill handicap? In this case enable MultiPV search
-    // that we will use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
-    multiPV = std::max(multiPV, skill.candidates_size());
+    // When playing with strength handicap enable MultiPV search that we will
+    // use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
+    if (skill.enabled())
+        multiPV = std::max(multiPV, (size_t)4);
+
+    multiPV = std::min(multiPV, RootMoves.size());
 
     // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
     while (++depth < DEPTH_MAX && !Signals.stop && (!Limits.depth || depth <= Limits.depth))
@@ -323,11 +318,11 @@ namespace {
 
         // Save the last iteration's scores before first PV line is searched and
         // all the move scores except the (new) PV are set to -VALUE_INFINITE.
-        for (size_t i = 0; i < RootMoves.size(); ++i)
-            RootMoves[i].previousScore = RootMoves[i].score;
+        for (RootMove& rm : RootMoves)
+            rm.previousScore = rm.score;
 
         // MultiPV loop. We perform a full root search for each PV line
-        for (PVIdx = 0; PVIdx < std::min(multiPV, RootMoves.size()) && !Signals.stop; ++PVIdx)
+        for (PVIdx = 0; PVIdx < multiPV && !Signals.stop; ++PVIdx)
         {
             // Reset aspiration window starting size
             if (depth >= 5 * ONE_PLY)
@@ -365,7 +360,8 @@ namespace {
 
                 // When failing high/low give some update (without cluttering
                 // the UI) before a re-search.
-                if (  (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
+                if (   multiPV == 1
+                    && (bestValue <= alpha || bestValue >= beta)
                     && Time::now() - SearchTime > 3000)
                     sync_cout << uci_pv(pos, depth, alpha, beta) << sync_endl;
 
@@ -399,14 +395,13 @@ namespace {
                 sync_cout << "info nodes " << RootPos.nodes_searched()
                           << " time " << Time::now() - SearchTime << sync_endl;
 
-            else if (   PVIdx + 1 == std::min(multiPV, RootMoves.size())
-                     || Time::now() - SearchTime > 3000)
+            else if (PVIdx + 1 == multiPV || Time::now() - SearchTime > 3000)
                 sync_cout << uci_pv(pos, depth, alpha, beta) << sync_endl;
         }
 
-        // If skill levels are enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
-        if (skill.candidates_size() && skill.time_to_pick(depth))
-            skill.pick_move();
+        // If skill level is enabled and time is up, pick a sub-optimal best move
+        if (skill.enabled() && skill.time_to_pick(depth))
+            skill.pick_best(multiPV);
 
         // Have we found a "mate in x"?
         if (   Limits.mate
@@ -435,6 +430,11 @@ namespace {
             }
         }
     }
+
+    // If skill level is enabled, swap best PV line with the sub-optimal one
+    if (skill.enabled())
+        std::swap(RootMoves[0], *std::find(RootMoves.begin(),
+                  RootMoves.end(), skill.best_move(multiPV)));
   }
 
 
@@ -476,7 +476,7 @@ namespace {
         splitPoint = ss->splitPoint;
         bestMove   = splitPoint->bestMove;
         bestValue  = splitPoint->bestValue;
-        tte = NULL;
+        tte = nullptr;
         ttHit = false;
         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
         ttValue = VALUE_NONE;
@@ -539,7 +539,7 @@ namespace {
 
         // If ttMove is quiet, update killers, history, counter move and followup move on TT hit
         if (ttValue >= beta && ttMove && !pos.capture_or_promotion(ttMove) && !inCheck)
-            update_stats(pos, ss, ttMove, depth, NULL, 0);
+            update_stats(pos, ss, ttMove, depth, nullptr, 0);
 
         return ttValue;
     }
@@ -584,7 +584,7 @@ namespace {
     else if (ttHit)
     {
         // Never assume anything on values stored in TT
-        if ((ss->staticEval = eval = tte->eval_value()) == VALUE_NONE)
+        if ((ss->staticEval = eval = tte->eval()) == VALUE_NONE)
             eval = ss->staticEval = evaluate(pos);
 
         // Can ttValue be used as a better position evaluation?
@@ -632,7 +632,7 @@ namespace {
     }
 
     // Step 7. Futility pruning: child node (skipped when in check)
-    if (   !PvNode
+    if (   !RootNode
         &&  depth < 7 * ONE_PLY
         &&  eval - futility_margin(depth) >= beta
         &&  eval < VALUE_KNOWN_WIN  // Do not return unproven wins
@@ -788,7 +788,7 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
       }
 
       if (PvNode)
-          (ss+1)->pv = NULL;
+          (ss+1)->pv = nullptr;
 
       extension = DEPTH_ZERO;
       captureOrPromotion = pos.capture_or_promotion(move);
@@ -829,8 +829,8 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
       // Update the current move (this must be done after singular extension search)
       newDepth = depth - ONE_PLY + extension;
 
-      // Step 13. Pruning at shallow depth (exclude PV nodes)
-      if (   !PvNode
+      // Step 13. Pruning at shallow depth
+      if (   !RootNode
           && !captureOrPromotion
           && !inCheck
           && !dangerous
@@ -906,7 +906,7 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
           ss->reduction = reduction<PvNode>(improving, depth, moveCount);
 
           if (   (!PvNode && cutNode)
-              ||  History[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)] < 0)
+              ||  History[pos.piece_on(to_sq(move))][to_sq(move)] < VALUE_ZERO)
               ss->reduction += ONE_PLY;
 
           if (move == countermoves[0] || move == countermoves[1])
@@ -916,7 +916,7 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
           if (   ss->reduction
               && type_of(move) == NORMAL
               && type_of(pos.piece_on(to_sq(move))) != PAWN
-              && pos.see(make_move(to_sq(move), from_sq(move))) < 0)
+              && pos.see(make_move(to_sq(move), from_sq(move))) < VALUE_ZERO)
               ss->reduction = std::max(DEPTH_ZERO, ss->reduction - ONE_PLY);
 
           Depth d = std::max(newDepth - ss->reduction, ONE_PLY);
@@ -1165,7 +1165,7 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
         if (ttHit)
         {
             // Never assume anything on values stored in TT
-            if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval_value()) == VALUE_NONE)
+            if ((ss->staticEval = bestValue = tte->eval()) == VALUE_NONE)
                 ss->staticEval = bestValue = evaluate(pos);
 
             // Can ttValue be used as a better position evaluation?
@@ -1210,8 +1210,7 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
                   : pos.gives_check(move, ci);
 
       // Futility pruning
-      if (   !PvNode
-          && !InCheck
+      if (   !InCheck
           && !givesCheck
           &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
           && !pos.advanced_pawn_push(move))
@@ -1220,13 +1219,13 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
 
           futilityValue = futilityBase + PieceValue[EG][pos.piece_on(to_sq(move))];
 
-          if (futilityValue < beta)
+          if (futilityValue <= alpha)
           {
               bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
               continue;
           }
 
-          if (futilityBase < beta && pos.see(move) <= VALUE_ZERO)
+          if (futilityBase <= alpha && pos.see(move) <= VALUE_ZERO)
           {
               bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
               continue;
@@ -1240,8 +1239,7 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
 
       // Don't search moves with negative SEE values
-      if (   !PvNode
-          && (!InCheck || evasionPrunable)
+      if (  (!InCheck || evasionPrunable)
           &&  type_of(move) != PROMOTION
           &&  pos.see_sign(move) < VALUE_ZERO)
           continue;
@@ -1373,31 +1371,26 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
   }
 
 
-  // When playing with a strength handicap, choose best move among the first 'candidates'
-  // RootMoves using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
+  // When playing with strength handicap, choose best move among a set of RootMoves
+  // using a statistical rule dependent on 'level'. Idea by Heinz van Saanen.
 
-  Move Skill::pick_move() {
+  Move Skill::pick_best(size_t multiPV) {
 
     // PRNG sequence should be non-deterministic, so we seed it with the time at init
     static PRNG rng(Time::now());
 
     // RootMoves are already sorted by score in descending order
-    int variance = std::min(RootMoves[0].score - RootMoves[candidates - 1].score, PawnValueMg);
+    int variance = std::min(RootMoves[0].score - RootMoves[multiPV - 1].score, PawnValueMg);
     int weakness = 120 - 2 * level;
     int maxScore = -VALUE_INFINITE;
-    best = MOVE_NONE;
 
     // Choose best move. For each move score we add two terms both dependent on
-    // weakness. One deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
+    // weakness. One deterministic and bigger for weaker levels, and one random,
     // then we choose the move with the resulting highest score.
-    for (size_t i = 0; i < candidates; ++i)
+    for (size_t i = 0; i < multiPV; ++i)
     {
         int score = RootMoves[i].score;
 
-        // Don't allow crazy blunders even at very low skills
-        if (i > 0 && RootMoves[i - 1].score > score + 2 * PawnValueMg)
-            break;
-
         // This is our magic formula
         score += (  weakness * int(RootMoves[0].score - score)
                   + variance * (rng.rand<unsigned>() % weakness)) / 128;
@@ -1423,9 +1416,9 @@ moves_loop: // When in check and at SpNode search starts from here
     size_t uciPVSize = std::min((size_t)Options["MultiPV"], RootMoves.size());
     int selDepth = 0;
 
-    for (size_t i = 0; i < Threads.size(); ++i)
-        if (Threads[i]->maxPly > selDepth)
-            selDepth = Threads[i]->maxPly;
+    for (Thread* th : Threads)
+        if (th->maxPly > selDepth)
+            selDepth = th->maxPly;
 
     for (size_t i = 0; i < uciPVSize; ++i)
     {
@@ -1493,13 +1486,37 @@ void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
 }
 
 
+/// RootMove::extract_ponder_from_tt() is called in case we have no ponder move before
+/// exiting the search, for instance in case we stop the search during a fail high at
+/// root. We try hard to have a ponder move to return to the GUI, otherwise in case of
+/// 'ponder on' we have nothing to think on.
+
+Move RootMove::extract_ponder_from_tt(Position& pos)
+{
+    StateInfo st;
+    bool found;
+
+    assert(pv.size() == 1);
+
+    pos.do_move(pv[0], st);
+    TTEntry* tte = TT.probe(pos.key(), found);
+    Move m = found ? tte->move() : MOVE_NONE;
+    if (!MoveList<LEGAL>(pos).contains(m))
+        m = MOVE_NONE;
+
+    pos.undo_move(pv[0]);
+    pv.push_back(m);
+    return m;
+}
+
+
 /// Thread::idle_loop() is where the thread is parked when it has no work to do
 
 void Thread::idle_loop() {
 
   // Pointer 'this_sp' is not null only if we are called from split(), and not
   // at the thread creation. This means we are the split point's master.
-  SplitPoint* this_sp = splitPointsSize ? activeSplitPoint : NULL;
+  SplitPoint* this_sp = splitPointsSize ? activeSplitPoint : nullptr;
 
   assert(!this_sp || (this_sp->masterThread == this && searching));
 
@@ -1523,7 +1540,7 @@ void Thread::idle_loop() {
 
           sp->mutex.lock();
 
-          assert(activePosition == NULL);
+          assert(activePosition == nullptr);
 
           activePosition = &pos;
 
@@ -1542,7 +1559,7 @@ void Thread::idle_loop() {
           assert(searching);
 
           searching = false;
-          activePosition = NULL;
+          activePosition = nullptr;
           sp->slavesMask.reset(idx);
           sp->allSlavesSearching = false;
           sp->nodes += pos.nodes_searched();
@@ -1567,7 +1584,7 @@ void Thread::idle_loop() {
               for (size_t i = 0; i < Threads.size(); ++i)
               {
                   const int size = Threads[i]->splitPointsSize; // Local copy
-                  sp = size ? &Threads[i]->splitPoints[size - 1] : NULL;
+                  sp = size ? &Threads[i]->splitPoints[size - 1] : nullptr;
 
                   if (   sp
                       && sp->allSlavesSearching
@@ -1594,22 +1611,19 @@ void Thread::idle_loop() {
       }
 
       // Grab the lock to avoid races with Thread::notify_one()
-      mutex.lock();
+      std::unique_lock<std::mutex> lk(mutex);
 
       // If we are master and all slaves have finished then exit idle_loop
       if (this_sp && this_sp->slavesMask.none())
       {
           assert(!searching);
-          mutex.unlock();
           break;
       }
 
       // If we are not searching, wait for a condition to be signaled instead of
       // wasting CPU time polling for work.
       if (!searching && !exit)
-          sleepCondition.wait(mutex);
-
-      mutex.unlock();
+          sleepCondition.wait(lk);
   }
 }
 
@@ -1654,10 +1668,10 @@ void check_time() {
 
       // Loop across all split points and sum accumulated SplitPoint nodes plus
       // all the currently active positions nodes.
-      for (size_t i = 0; i < Threads.size(); ++i)
-          for (int j = 0; j < Threads[i]->splitPointsSize; ++j)
+      for (Thread* th : Threads)
+          for (int i = 0; i < th->splitPointsSize; ++i)
           {
-              SplitPoint& sp = Threads[i]->splitPoints[j];
+              SplitPoint& sp = th->splitPoints[i];
 
               sp.mutex.lock();