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[stockfish] / src / timeman.cpp
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   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) 2004-2020 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
 #include "search.h"
 #include "timeman.h"
-#include "ucioption.h"
+#include "uci.h"
 
-namespace {
+TimeManagement Time; // Our global time management object
 
-  /// Constants
 
-  const int MoveHorizon   = 50;   // Plan time management at most this many moves ahead
-  const double MaxRatio   = 7.0;  // When in trouble, we can step over reserved time with this ratio
-  const double StealRatio = 0.33; // However we must not steal time from remaining moves over this ratio
+/// TimeManagement::init() is called at the beginning of the search and calculates
+/// the bounds of time allowed for the current game ply. We currently support:
+//      1) x basetime (+ z increment)
+//      2) x moves in y seconds (+ z increment)
 
-  const double xscale     = 9.3;
-  const double xshift     = 59.8;
-  const double skewfactor = 0.172;
+void TimeManagement::init(Search::LimitsType& limits, Color us, int ply) {
 
+  TimePoint moveOverhead    = TimePoint(Options["Move Overhead"]);
+  TimePoint slowMover       = TimePoint(Options["Slow Mover"]);
+  TimePoint npmsec          = TimePoint(Options["nodestime"]);
 
-  /// move_importance() is a skew-logistic function based on naive statistical
-  /// analysis of "how many games are still undecided after n half-moves". Game
-  /// is considered "undecided" as long as neither side has >275cp advantage.
-  /// Data was extracted from CCRL game database with some simple filtering criteria.
+  // opt_scale is a percentage of available time to use for the current move.
+  // max_scale is a multiplier applied to optimumTime.
+  double opt_scale, max_scale;
 
-  double move_importance(int ply) {
+  // If we have to play in 'nodes as time' mode, then convert from time
+  // to nodes, and use resulting values in time management formulas.
+  // WARNING: to avoid time losses, the given npmsec (nodes per millisecond)
+  // must be much lower than the real engine speed.
+  if (npmsec)
+  {
+      if (!availableNodes) // Only once at game start
+          availableNodes = npmsec * limits.time[us]; // Time is in msec
 
-    return pow((1 + exp((ply - xshift) / xscale)), -skewfactor) + DBL_MIN; // Ensure non-zero
+      // Convert from milliseconds to nodes
+      limits.time[us] = TimePoint(availableNodes);
+      limits.inc[us] *= npmsec;
+      limits.npmsec = npmsec;
   }
 
+  startTime = limits.startTime;
 
-  /// Function Prototypes
-
-  enum TimeType { OptimumTime, MaxTime };
-
-  template<TimeType>
-  int remaining(int myTime, int movesToGo, int fullMoveNumber, int slowMover);
-}
-
-
-void TimeManager::pv_instability(double bestMoveChanges) {
-
-  unstablePVExtraTime = int(bestMoveChanges * optimumSearchTime / 1.4);
-}
-
-
-void TimeManager::init(const Search::LimitsType& limits, int currentPly, Color us)
-{
-  /* We support four different kinds of time controls:
-
-      increment == 0 && movesToGo == 0 means: x basetime  [sudden death!]
-      increment == 0 && movesToGo != 0 means: x moves in y minutes
-      increment >  0 && movesToGo == 0 means: x basetime + z increment
-      increment >  0 && movesToGo != 0 means: x moves in y minutes + z increment
-
-    Time management is adjusted by following UCI parameters:
-
-      emergencyMoveHorizon: Be prepared to always play at least this many moves
-      emergencyBaseTime   : Always attempt to keep at least this much time (in ms) at clock
-      emergencyMoveTime   : Plus attempt to keep at least this much time for each remaining emergency move
-      minThinkingTime     : No matter what, use at least this much thinking before doing the move
-  */
-
-  int hypMTG, hypMyTime, t1, t2;
+  // Maximum move horizon of 50 moves
+  int mtg = limits.movestogo ? std::min(limits.movestogo, 50) : 50;
 
-  // Read uci parameters
-  int emergencyMoveHorizon = Options["Emergency Move Horizon"];
-  int emergencyBaseTime    = Options["Emergency Base Time"];
-  int emergencyMoveTime    = Options["Emergency Move Time"];
-  int minThinkingTime      = Options["Minimum Thinking Time"];
-  int slowMover            = Options["Slow Mover"];
+  // Make sure timeLeft is > 0 since we may use it as a divisor
+  TimePoint timeLeft =  std::max(TimePoint(1),
+      limits.time[us] + limits.inc[us] * (mtg - 1) - moveOverhead * (2 + mtg));
 
-  // Initialize all to maximum values but unstablePVExtraTime that is reset
-  unstablePVExtraTime = 0;
-  optimumSearchTime = maximumSearchTime = std::max(limits.time[us], minThinkingTime);
+  // A user may scale time usage by setting UCI option "Slow Mover"
+  // Default is 100 and changing this value will probably lose elo.
+  timeLeft = slowMover * timeLeft / 100;
 
-  // We calculate optimum time usage for different hypothetical "moves to go"-values and choose the
-  // minimum of calculated search time values. Usually the greatest hypMTG gives the minimum values.
-  for (hypMTG = 1; hypMTG <= (limits.movestogo ? std::min(limits.movestogo, MoveHorizon) : MoveHorizon); ++hypMTG)
+  // x basetime (+ z increment)
+  // If there is a healthy increment, timeLeft can exceed actual available
+  // game time for the current move, so also cap to 20% of available game time.
+  if (limits.movestogo == 0)
   {
-      // Calculate thinking time for hypothetical "moves to go"-value
-      hypMyTime =  limits.time[us]
-                 + limits.inc[us] * (hypMTG - 1)
-                 - emergencyBaseTime
-                 - emergencyMoveTime * std::min(hypMTG, emergencyMoveHorizon);
-
-      hypMyTime = std::max(hypMyTime, 0);
-
-      t1 = minThinkingTime + remaining<OptimumTime>(hypMyTime, hypMTG, currentPly, slowMover);
-      t2 = minThinkingTime + remaining<MaxTime>(hypMyTime, hypMTG, currentPly, slowMover);
-
-      optimumSearchTime = std::min(optimumSearchTime, t1);
-      maximumSearchTime = std::min(maximumSearchTime, t2);
+      opt_scale = std::min(0.008 + std::pow(ply + 3.0, 0.5) / 250.0,
+                           0.2 * limits.time[us] / double(timeLeft));
+      max_scale = std::min(7.0, 4.0 + ply / 12.0);
   }
 
-  if (Options["Ponder"])
-      optimumSearchTime += optimumSearchTime / 4;
-
-  // Make sure that maxSearchTime is not over absoluteMaxSearchTime
-  optimumSearchTime = std::min(optimumSearchTime, maximumSearchTime);
-}
-
-
-namespace {
-
-  template<TimeType T>
-  int remaining(int myTime, int movesToGo, int currentPly, int slowMover)
+  // x moves in y seconds (+ z increment)
+  else
   {
-    const double TMaxRatio   = (T == OptimumTime ? 1 : MaxRatio);
-    const double TStealRatio = (T == OptimumTime ? 0 : StealRatio);
-
-    double thisMoveImportance = (move_importance(currentPly) * slowMover) / 100;
-    double otherMovesImportance = 0;
-
-    for (int i = 1; i < movesToGo; ++i)
-        otherMovesImportance += move_importance(currentPly + 2 * i);
+      opt_scale = std::min((0.8 + ply / 128.0) / mtg,
+                            0.8 * limits.time[us] / double(timeLeft));
+      max_scale = std::min(6.3, 1.5 + 0.11 * mtg);
+  }
 
-    double ratio1 = (TMaxRatio * thisMoveImportance) / (TMaxRatio * thisMoveImportance + otherMovesImportance);
-    double ratio2 = (thisMoveImportance + TStealRatio * otherMovesImportance) / (thisMoveImportance + otherMovesImportance);
+  // Never use more than 80% of the available time for this move
+  optimumTime = TimePoint(opt_scale * timeLeft);
+  maximumTime = TimePoint(std::min(0.8 * limits.time[us] - moveOverhead, max_scale * optimumTime));
 
-    return int(floor(myTime * std::min(ratio1, ratio2)));
-  }
+  if (Options["Ponder"])
+      optimumTime += optimumTime / 4;
 }