]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
MaxGain based futility pruning for captures
[stockfish] / src / search.cpp
index 0c6cf8becbea5abd01e4918d2d3e4e60a317e6d4..f259ab707fe7983a271bdd6b05093490d6fe404a 100644 (file)
@@ -32,6 +32,7 @@
 #include "book.h"
 #include "evaluate.h"
 #include "history.h"
+#include "maxgain.h"
 #include "misc.h"
 #include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
@@ -263,6 +264,8 @@ namespace {
   // History table
   History H;
 
+  // MaxGain table
+  MaxGain MG;
 
   /// Functions
 
@@ -442,6 +445,10 @@ bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
   {
       ActiveThreads = newActiveThreads;
       init_eval(ActiveThreads);
+      // HACK: init_eval() destroys the static castleRightsMask[] array in the
+      // Position class. The below line repairs the damage.
+      Position p(pos.to_fen());
+      assert(pos.is_ok());
   }
 
   // Wake up sleeping threads
@@ -555,6 +562,7 @@ bool think(const Position& pos, bool infinite, bool ponder, int side_to_move,
 void init_threads() {
 
   volatile int i;
+  bool ok;
 
 #if !defined(_MSC_VER)
   pthread_t pthread[1];
@@ -594,12 +602,18 @@ void init_threads() {
   for (i = 1; i < THREAD_MAX; i++)
   {
 #if !defined(_MSC_VER)
-      pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i));
+      ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&i)) == 0);
 #else
       DWORD iID[1];
-      CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID);
+      ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&i), 0, iID) != NULL);
 #endif
 
+      if (!ok)
+      {
+          cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
+          Application::exit_with_failure();
+      }
+
       // Wait until the thread has finished launching
       while (!Threads[i].running);
   }
@@ -689,6 +703,7 @@ namespace {
     // Initialize
     TT.new_search();
     H.clear();
+    MG.clear();
     init_ss_array(ss);
     IterationInfo[1] = IterationInfoType(rml.get_move_score(0), rml.get_move_score(0));
     Iteration = 1;
@@ -880,6 +895,14 @@ namespace {
     Value oldAlpha = alpha;
     Value value = -VALUE_INFINITE;
     CheckInfo ci(pos);
+    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;
 
     // Loop through all the moves in the root move list
     for (int i = 0; i <  rml.move_count() && !AbortSearch; i++)
@@ -1142,9 +1165,25 @@ namespace {
         tte = TT.retrieve(pos.get_key());
     }
 
+    // Evaluate the position statically
+    isCheck = pos.is_check();
+    EvalInfo ei;
+    if (!isCheck)
+    {
+        ss[ply].eval = evaluate(pos, ei, threadID);
+
+        // Store gain statistics
+        Move m = ss[ply - 1].currentMove;
+        if (   m != MOVE_NULL
+            && pos.captured_piece() == NO_PIECE_TYPE
+            && !move_is_castle(m)
+            && !move_is_promotion(m))
+            MG.store(pos.piece_on(move_to(m)), move_from(m), move_to(m), 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]);
@@ -1364,7 +1403,7 @@ 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)
@@ -1378,10 +1417,22 @@ 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
+
+        // Store gain statistics
+        Move m = ss[ply - 1].currentMove;
+        if (   m != MOVE_NULL
+            && pos.captured_piece() == NO_PIECE_TYPE
+            && !move_is_castle(m)
+            && !move_is_promotion(m))
+            MG.store(pos.piece_on(move_to(m)), move_from(m), move_to(m), ss[ply - 1].eval, -ss[ply].eval);
     }
 
+    // Post futility pruning
+    if (staticValue - PostFutilityValueMargin >= beta)
+        return (staticValue - PostFutilityValueMargin);
+
     // Null move search
     if (    allowNullmove
         &&  depth > OnePly
@@ -1505,10 +1556,33 @@ namespace {
       // Update current move
       movesSearched[moveCount++] = ss[ply].currentMove = move;
 
+      // Futility pruning for captures
+      Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
+
+      if (    useFutilityPruning
+          && !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);
+
+          if (ss[ply].eval + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move)) + preFutilityValueMargin + ei.futilityMargin + 90 < beta)
+              continue;
+      }
+
+
       // Futility pruning
       if (    useFutilityPruning
           && !dangerous
           && !captureOrPromotion
+          && !move_is_castle(move)
           &&  move != ttMove)
       {
           // Move count based pruning
@@ -1518,7 +1592,20 @@ 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)));
+
+          int preFutilityValueMargin = 0;
+          if (predictedDepth >= OnePly)
+              preFutilityValueMargin = 112 * bitScanReverse32(int(predictedDepth) * int(predictedDepth) / 2);
+
+          preFutilityValueMargin += MG.retrieve(pos.piece_on(move_from(move)), move_from(move), move_to(move)) + 45;
+
+          futilityValueScaled = ss[ply].eval + preFutilityValueMargin - moveCount * IncrementalFutilityMargin;
 
           if (futilityValueScaled < beta)
           {
@@ -1579,7 +1666,7 @@ 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;
     }
@@ -1632,7 +1719,7 @@ namespace {
     StateInfo st;
     Move ttMove, move;
     Value staticValue, bestValue, value, futilityBase, futilityValue;
-    bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck;
+    bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
     const TTEntry* tte = NULL;
     int moveCount = 0;
     bool pvNode = (beta - alpha != 1);
@@ -1671,6 +1758,19 @@ namespace {
     else
         staticValue = evaluate(pos, ei, threadID);
 
+    if (!isCheck)
+    {
+        ss[ply].eval = staticValue;
+        // Store gain statistics
+        Move m = ss[ply - 1].currentMove;
+        if (   m != MOVE_NULL
+            && pos.captured_piece() == NO_PIECE_TYPE
+            && !move_is_castle(m)
+            && !move_is_promotion(m))
+            MG.store(pos.piece_on(move_to(m)), move_from(m), move_to(m), ss[ply - 1].eval, -ss[ply].eval);
+    }
+
+
     // Initialize "stand pat score", and return it immediately if it is
     // at least beta.
     bestValue = staticValue;
@@ -1733,8 +1833,15 @@ namespace {
           }
       }
 
-      // Don't search captures and checks with negative SEE values
-      if (   !isCheck
+      // Detect blocking evasions that are candidate to be pruned
+      evasionPrunable =   isCheck
+                       && bestValue != -VALUE_INFINITE
+                       && !pos.move_is_capture(move)
+                       && pos.type_of_piece_on(move_from(move)) != KING
+                       && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
+
+      // Don't search moves with negative SEE values
+      if (   (!isCheck || evasionPrunable)
           &&  move != ttMove
           && !move_is_promotion(move)
           &&  pos.see_sign(move) < 0)
@@ -1802,7 +1909,7 @@ namespace {
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
     assert(ActiveThreads > 1);
 
-    Position pos = Position(sp->pos);
+    Position pos(*sp->pos);
     CheckInfo ci(pos);
     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
     Value value = -VALUE_INFINITE;
@@ -1944,7 +2051,7 @@ namespace {
     assert(threadID >= 0 && threadID < ActiveThreads);
     assert(ActiveThreads > 1);
 
-    Position pos = Position(sp->pos);
+    Position pos(*sp->pos);
     CheckInfo ci(pos);
     SearchStack* ss = sp->sstack[threadID];
     Value value = -VALUE_INFINITE;
@@ -2009,7 +2116,14 @@ namespace {
               if (sp->ply == 1 && RootMoveNumber == 1)
                   Threads[threadID].failHighPly1 = true;
 
-              value = -search_pv(pos, ss, -sp->beta, -sp->alpha, newDepth, sp->ply+1, 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(thread_should_stop(threadID));
+
               Threads[threadID].failHighPly1 = false;
         }
       }
@@ -2021,35 +2135,40 @@ namespace {
           break;
 
       // New best move?
-      lock_grab(&(sp->lock));
-      if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
+      if (value > sp->bestValue) // Less then 2% of cases
       {
-          sp->bestValue = value;
-          if (value > sp->alpha)
+          lock_grab(&(sp->lock));
+          if (value > sp->bestValue && !thread_should_stop(threadID))
           {
-              sp->alpha = value;
-              sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
-              if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
-                  ss[sp->ply].mateKiller = move;
-
-              if (value >= sp->beta)
+              sp->bestValue = value;
+              if (value > sp->alpha)
               {
-                  for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
-                      if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
-                          Threads[i].stop = true;
+                  // Ask threads to stop before to modify sp->alpha
+                  if (value >= sp->beta)
+                  {
+                      for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
+                          if (i != threadID && (i == sp->master || sp->slaves[i]))
+                              Threads[i].stop = true;
 
-                  sp->finished = true;
+                      sp->finished = true;
+                  }
+
+                  sp->alpha = value;
+
+                  sp_update_pv(sp->parentSstack, ss, sp->ply);
+                  if (value == value_mate_in(sp->ply + 1))
+                      ss[sp->ply].mateKiller = move;
               }
-        }
-        // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
-        // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
-        // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
-        if (   sp->ply == 1
-            && Iteration >= 2
-            && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
-            Problem = true;
+              // If we are at ply 1, and we are searching the first root move at
+              // ply 0, set the 'Problem' variable if the score has dropped a lot
+              // (from the computer's point of view) since the previous iteration.
+              if (   sp->ply == 1
+                     && Iteration >= 2
+                     && -value <= IterationInfo[Iteration-1].value - ProblemMargin)
+                  Problem = true;
+          }
+          lock_release(&(sp->lock));
       }
-      lock_release(&(sp->lock));
     }
 
     lock_grab(&(sp->lock));
@@ -2431,9 +2550,8 @@ 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);
@@ -2441,15 +2559,11 @@ 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)
@@ -2457,7 +2571,7 @@ 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)
@@ -2783,6 +2897,8 @@ namespace {
       // If this thread has been assigned work, launch a search
       if (Threads[threadID].workIsWaiting)
       {
+          assert(!Threads[threadID].idle);
+
           Threads[threadID].workIsWaiting = false;
           if (Threads[threadID].splitPoint->pvNode)
               sp_search_pv(Threads[threadID].splitPoint, threadID);
@@ -2869,7 +2985,10 @@ namespace {
     if (!Threads[slave].idle || slave == master)
         return false;
 
-    if (Threads[slave].activeSplitPoints == 0)
+    // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
+    int localActiveSplitPoints = Threads[slave].activeSplitPoints;
+
+    if (localActiveSplitPoints == 0)
         // No active split points means that the thread is available as
         // a slave for any other thread.
         return true;
@@ -2877,8 +2996,10 @@ namespace {
     if (ActiveThreads == 2)
         return true;
 
-    // Apply the "helpful master" concept if possible
-    if (SplitPointStack[slave][Threads[slave].activeSplitPoints - 1].slaves[master])
+    // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
+    // that is known to be > 0, instead of Threads[slave].activeSplitPoints that
+    // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
+    if (SplitPointStack[slave][localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
         return true;
 
     return false;
@@ -2928,7 +3049,6 @@ namespace {
     assert(ActiveThreads > 1);
 
     SplitPoint* splitPoint;
-    int i;
 
     lock_grab(&MPLock);
 
@@ -2945,7 +3065,7 @@ namespace {
     splitPoint = SplitPointStack[master] + Threads[master].activeSplitPoints;
     Threads[master].activeSplitPoints++;
 
-    // Initialize the split point object and copy current position
+    // Initialize the split point object
     splitPoint->parent = Threads[master].splitPoint;
     splitPoint->finished = false;
     splitPoint->ply = ply;
@@ -2959,37 +3079,40 @@ namespace {
     splitPoint->mp = mp;
     splitPoint->moves = *moves;
     splitPoint->cpus = 1;
-    splitPoint->pos.copy(p);
+    splitPoint->pos = &p;
     splitPoint->parentSstack = sstck;
-    for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
+    for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
         splitPoint->slaves[i] = 0;
 
-    // Copy the current search stack to the master thread
-    memcpy(splitPoint->sstack[master], sstck, (ply+1) * sizeof(SearchStack));
+    Threads[master].idle = false;
+    Threads[master].stop = false;
     Threads[master].splitPoint = splitPoint;
 
-    // Make copies of the current position and search stack for each thread
-    for (i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
+    // Allocate available threads setting idle flag to false
+    for (int i = 0; i < ActiveThreads && splitPoint->cpus < MaxThreadsPerSplitPoint; i++)
         if (thread_is_available(i, master))
         {
-            memcpy(splitPoint->sstack[i], sstck, (ply+1) * sizeof(SearchStack));
+            Threads[i].idle = false;
+            Threads[i].stop = false;
             Threads[i].splitPoint = splitPoint;
             splitPoint->slaves[i] = 1;
             splitPoint->cpus++;
         }
 
+    assert(splitPoint->cpus > 1);
+
+    // We can release the lock because master and slave threads are already booked
+    lock_release(&MPLock);
+
     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
-    // their idle loop.
-    for (i = 0; i < ActiveThreads; i++)
+    // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
+    for (int i = 0; i < ActiveThreads; i++)
         if (i == master || splitPoint->slaves[i])
         {
-            Threads[i].workIsWaiting = true;
-            Threads[i].idle = false;
-            Threads[i].stop = false;
+            memcpy(splitPoint->sstack[i] + ply - 1, sstck + ply - 1, 3 * sizeof(SearchStack));
+            Threads[i].workIsWaiting = true; // This makes the slave to exit from idle_loop()
         }
 
-    lock_release(&MPLock);
-
     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
     // which it will instantly launch a search, because its workIsWaiting
     // slot is 'true'.  We send the split point as a second parameter to the