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Fix compilation after recent merge.
[stockfish] / src / uci.cpp
index 4d12ca40c30dc43d11ea64c5b22fadc39503f9d9..5f250a3617aea6116555698ca9e137e491892391 100644 (file)
@@ -1,8 +1,6 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
-  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
-  Copyright (C) 2015-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2004-2023 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
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
+#include "uci.h"
+
+#include <algorithm>
+#include <cassert>
+#include <cctype>
+#include <cmath>
+#include <cstdint>
+#include <cstdlib>
+#include <deque>
 #include <iostream>
+#include <memory>
+#include <optional>
 #include <sstream>
 #include <string>
+#include <vector>
 
+#include "benchmark.h"
 #include "evaluate.h"
+#include "misc.h"
 #include "movegen.h"
+#include "nnue/evaluate_nnue.h"
 #include "position.h"
 #include "search.h"
 #include "thread.h"
-#include "timeman.h"
-#include "uci.h"
-
-using namespace std;
 
-extern void benchmark(const Position& pos, istream& is);
+namespace Stockfish {
 
 namespace {
 
-  // FEN string of the initial position, normal chess
-  const char* StartFEN = "rnbqkbnr/pppppppp/8/8/8/8/PPPPPPPP/RNBQKBNR w KQkq - 0 1";
+// FEN string for the initial position in standard chess
+const char* StartFEN = "rnbqkbnr/pppppppp/8/8/8/8/PPPPPPPP/RNBQKBNR w KQkq - 0 1";
 
-  // Stack to keep track of the position states along the setup moves (from the
-  // start position to the position just before the search starts). Needed by
-  // 'draw by repetition' detection.
-  Search::StateStackPtr SetupStates;
 
+// Called when the engine receives the "position" UCI command.
+// It sets up the position that is described in the given FEN string ("fen") or
+// the initial position ("startpos") and then makes the moves given in the following
+// move list ("moves").
+void position(Position& pos, std::istringstream& is, StateListPtr& states) {
 
-  // position() is called when engine receives the "position" UCI command.
-  // The function sets up the position described in the given FEN string ("fen")
-  // or the starting position ("startpos") and then makes the moves given in the
-  // following move list ("moves").
-
-  void position(Position& pos, istringstream& is) {
-
-    Move m;
-    string token, fen;
+    Move        m;
+    std::string token, fen;
 
     is >> token;
 
     if (token == "startpos")
     {
         fen = StartFEN;
-        is >> token; // Consume "moves" token if any
+        is >> token;  // Consume the "moves" token, if any
     }
     else if (token == "fen")
         while (is >> token && token != "moves")
@@ -68,220 +71,363 @@ namespace {
     else
         return;
 
-    pos.set(fen, Options["UCI_Chess960"], Threads.main());
-    SetupStates = Search::StateStackPtr(new std::stack<StateInfo>);
+    states = StateListPtr(new std::deque<StateInfo>(1));  // Drop the old state and create a new one
+    pos.set(fen, Options["UCI_Chess960"], &states->back(), Threads.main());
 
-    // Parse move list (if any)
+    // Parse the move list, if any
     while (is >> token && (m = UCI::to_move(pos, token)) != MOVE_NONE)
     {
-        SetupStates->push(StateInfo());
-        pos.do_move(m, SetupStates->top(), pos.gives_check(m, CheckInfo(pos)));
+        states->emplace_back();
+        pos.do_move(m, states->back());
     }
-  }
+}
+
+// Prints the evaluation of the current position,
+// consistent with the UCI options set so far.
+void trace_eval(Position& pos) {
+
+    StateListPtr states(new std::deque<StateInfo>(1));
+    Position     p;
+    p.set(pos.fen(), Options["UCI_Chess960"], &states->back(), Threads.main());
+
+    Eval::NNUE::verify();
+
+    sync_cout << "\n" << Eval::trace(p) << sync_endl;
+}
+
 
+// Called when the engine receives the "setoption" UCI command.
+// The function updates the UCI option ("name") to the given value ("value").
 
-  // setoption() is called when engine receives the "setoption" UCI command. The
-  // function updates the UCI option ("name") to the given value ("value").
+void setoption(std::istringstream& is) {
 
-  void setoption(istringstream& is) {
+    Threads.main()->wait_for_search_finished();
 
-    string token, name, value;
+    std::string token, name, value;
 
-    is >> token; // Consume "name" token
+    is >> token;  // Consume the "name" token
 
-    // Read option name (can contain spaces)
+    // Read the option name (can contain spaces)
     while (is >> token && token != "value")
-        name += string(" ", name.empty() ? 0 : 1) + token;
+        name += (name.empty() ? "" : " ") + token;
 
-    // Read option value (can contain spaces)
+    // Read the option value (can contain spaces)
     while (is >> token)
-        value += string(" ", value.empty() ? 0 : 1) + token;
+        value += (value.empty() ? "" : " ") + token;
 
     if (Options.count(name))
         Options[name] = value;
     else
         sync_cout << "No such option: " << name << sync_endl;
-  }
+}
 
 
-  // go() is called when engine receives the "go" UCI command. The function sets
-  // the thinking time and other parameters from the input string, then starts
-  // the search.
+// Called when the engine receives the "go" UCI command. The function sets the
+// thinking time and other parameters from the input string then stars with a search
 
-  void go(const Position& pos, istringstream& is) {
+void go(Position& pos, std::istringstream& is, StateListPtr& states) {
 
     Search::LimitsType limits;
-    string token;
+    std::string        token;
+    bool               ponderMode = false;
 
-    limits.startTime = now(); // As early as possible!
+    limits.startTime = now();  // The search starts as early as possible
 
     while (is >> token)
-        if (token == "searchmoves")
+        if (token == "searchmoves")  // Needs to be the last command on the line
             while (is >> token)
                 limits.searchmoves.push_back(UCI::to_move(pos, token));
 
-        else if (token == "wtime")     is >> limits.time[WHITE];
-        else if (token == "btime")     is >> limits.time[BLACK];
-        else if (token == "winc")      is >> limits.inc[WHITE];
-        else if (token == "binc")      is >> limits.inc[BLACK];
-        else if (token == "movestogo") is >> limits.movestogo;
-        else if (token == "depth")     is >> limits.depth;
-        else if (token == "nodes")     is >> limits.nodes;
-        else if (token == "movetime")  is >> limits.movetime;
-        else if (token == "mate")      is >> limits.mate;
-        else if (token == "infinite")  limits.infinite = 1;
-        else if (token == "ponder")    limits.ponder = 1;
+        else if (token == "wtime")
+            is >> limits.time[WHITE];
+        else if (token == "btime")
+            is >> limits.time[BLACK];
+        else if (token == "winc")
+            is >> limits.inc[WHITE];
+        else if (token == "binc")
+            is >> limits.inc[BLACK];
+        else if (token == "movestogo")
+            is >> limits.movestogo;
+        else if (token == "depth")
+            is >> limits.depth;
+        else if (token == "nodes")
+            is >> limits.nodes;
+        else if (token == "movetime")
+            is >> limits.movetime;
+        else if (token == "mate")
+            is >> limits.mate;
+        else if (token == "perft")
+            is >> limits.perft;
+        else if (token == "infinite")
+            limits.infinite = 1;
+        else if (token == "ponder")
+            ponderMode = true;
+
+    Threads.start_thinking(pos, states, limits, ponderMode);
+}
+
 
-    Threads.start_thinking(pos, limits, SetupStates);
-  }
+// Called when the engine receives the "bench" command.
+// First, a list of UCI commands is set up according to the bench
+// parameters, then it is run one by one, printing a summary at the end.
 
-} // namespace
+void bench(Position& pos, std::istream& args, StateListPtr& states) {
 
+    std::string token;
+    uint64_t    num, nodes = 0, cnt = 1;
 
-/// UCI::loop() waits for a command from stdin, parses it and calls the appropriate
-/// function. Also intercepts EOF from stdin to ensure gracefully exiting if the
-/// GUI dies unexpectedly. When called with some command line arguments, e.g. to
-/// run 'bench', once the command is executed the function returns immediately.
-/// In addition to the UCI ones, also some additional debug commands are supported.
+    std::vector<std::string> list = setup_bench(pos, args);
 
-void UCI::loop(int argc, char* argv[]) {
+    num = count_if(list.begin(), list.end(),
+                   [](const std::string& s) { return s.find("go ") == 0 || s.find("eval") == 0; });
 
-  Position pos(StartFEN, false, Threads.main()); // The root position
-  string token, cmd;
-
-  for (int i = 1; i < argc; ++i)
-      cmd += std::string(argv[i]) + " ";
-
-  do {
-      if (argc == 1 && !getline(cin, cmd)) // Block here waiting for input or EOF
-          cmd = "quit";
-
-      istringstream is(cmd);
-
-      token.clear(); // getline() could return empty or blank line
-      is >> skipws >> token;
-
-      // The GUI sends 'ponderhit' to tell us to ponder on the same move the
-      // opponent has played. In case Signals.stopOnPonderhit is set we are
-      // waiting for 'ponderhit' to stop the search (for instance because we
-      // already ran out of time), otherwise we should continue searching but
-      // switching from pondering to normal search.
-      if (    token == "quit"
-          ||  token == "stop"
-          || (token == "ponderhit" && Search::Signals.stopOnPonderhit))
-      {
-          Search::Signals.stop = true;
-          Threads.main()->start_searching(true); // Could be sleeping
-      }
-      else if (token == "ponderhit")
-          Search::Limits.ponder = 0; // Switch to normal search
-
-      else if (token == "uci")
-          sync_cout << "id name " << engine_info(true)
-                    << "\n"       << Options
-                    << "\nuciok"  << sync_endl;
-
-      else if (token == "ucinewgame")
-      {
-          Search::clear();
-          Time.availableNodes = 0;
-      }
-      else if (token == "isready")    sync_cout << "readyok" << sync_endl;
-      else if (token == "go")         go(pos, is);
-      else if (token == "position")   position(pos, is);
-      else if (token == "setoption")  setoption(is);
-
-      // Additional custom non-UCI commands, useful for debugging
-      else if (token == "flip")       pos.flip();
-      else if (token == "bench")      benchmark(pos, is);
-      else if (token == "d")          sync_cout << pos << sync_endl;
-      else if (token == "eval")       sync_cout << Eval::trace(pos) << sync_endl;
-      else if (token == "perft")
-      {
-          int depth;
-          stringstream ss;
-
-          is >> depth;
-          ss << Options["Hash"]    << " "
-             << Options["Threads"] << " " << depth << " current perft";
-
-          benchmark(pos, ss);
-      }
-      else
-          sync_cout << "Unknown command: " << cmd << sync_endl;
-
-  } while (token != "quit" && argc == 1); // Passed args have one-shot behaviour
-
-  Threads.main()->wait_for_search_finished();
+    TimePoint elapsed = now();
+
+    for (const auto& cmd : list)
+    {
+        std::istringstream is(cmd);
+        is >> std::skipws >> token;
+
+        if (token == "go" || token == "eval")
+        {
+            std::cerr << "\nPosition: " << cnt++ << '/' << num << " (" << pos.fen() << ")"
+                      << std::endl;
+            if (token == "go")
+            {
+                go(pos, is, states);
+                Threads.main()->wait_for_search_finished();
+                nodes += Threads.nodes_searched();
+            }
+            else
+                trace_eval(pos);
+        }
+        else if (token == "setoption")
+            setoption(is);
+        else if (token == "position")
+            position(pos, is, states);
+        else if (token == "ucinewgame")
+        {
+            Search::clear();
+            elapsed = now();
+        }  // Search::clear() may take a while
+    }
+
+    elapsed = now() - elapsed + 1;  // Ensure positivity to avoid a 'divide by zero'
+
+    dbg_print();
+
+    std::cerr << "\n==========================="
+              << "\nTotal time (ms) : " << elapsed << "\nNodes searched  : " << nodes
+              << "\nNodes/second    : " << 1000 * nodes / elapsed << std::endl;
 }
 
+// The win rate model returns the probability of winning (in per mille units) given an
+// eval and a game ply. It fits the LTC fishtest statistics rather accurately.
+int win_rate_model(Value v, int ply) {
 
-/// UCI::value() converts a Value to a string suitable for use with the UCI
-/// protocol specification:
-///
-/// cp <x>    The score from the engine's point of view in centipawns.
-/// mate <y>  Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
-///           use negative values for y.
+    // The model only captures up to 240 plies, so limit the input and then rescale
+    double m = std::min(240, ply) / 64.0;
 
-string UCI::value(Value v) {
+    // The coefficients of a third-order polynomial fit is based on the fishtest data
+    // for two parameters that need to transform eval to the argument of a logistic
+    // function.
+    constexpr double as[] = {0.38036525, -2.82015070, 23.17882135, 307.36768407};
+    constexpr double bs[] = {-2.29434733, 13.27689788, -14.26828904, 63.45318330};
 
-  stringstream ss;
+    // Enforce that NormalizeToPawnValue corresponds to a 50% win rate at ply 64
+    static_assert(UCI::NormalizeToPawnValue == int(as[0] + as[1] + as[2] + as[3]));
 
-  if (abs(v) < VALUE_MATE - MAX_PLY)
-      ss << "cp " << v * 100 / PawnValueEg;
-  else
-      ss << "mate " << (v > 0 ? VALUE_MATE - v + 1 : -VALUE_MATE - v) / 2;
+    double a = (((as[0] * m + as[1]) * m + as[2]) * m) + as[3];
+    double b = (((bs[0] * m + bs[1]) * m + bs[2]) * m) + bs[3];
 
-  return ss.str();
+    // Transform the eval to centipawns with limited range
+    double x = std::clamp(double(v), -4000.0, 4000.0);
+
+    // Return the win rate in per mille units, rounded to the nearest integer
+    return int(0.5 + 1000 / (1 + std::exp((a - x) / b)));
 }
 
+}  // namespace
 
-/// UCI::square() converts a Square to a string in algebraic notation (g1, a7, etc.)
 
-std::string UCI::square(Square s) {
-  return std::string{ char('a' + file_of(s)), char('1' + rank_of(s)) };
+// Waits for a command from the stdin, parses it, and then calls the appropriate
+// function. It also intercepts an end-of-file (EOF) indication from the stdin to ensure a
+// graceful exit if the GUI dies unexpectedly. When called with some command-line arguments,
+// like running 'bench', the function returns immediately after the command is executed.
+// In addition to the UCI ones, some additional debug commands are also supported.
+void UCI::loop(int argc, char* argv[]) {
+
+    Position     pos;
+    std::string  token, cmd;
+    StateListPtr states(new std::deque<StateInfo>(1));
+
+    pos.set(StartFEN, false, &states->back(), Threads.main());
+
+    for (int i = 1; i < argc; ++i)
+        cmd += std::string(argv[i]) + " ";
+
+    do
+    {
+        if (argc == 1
+            && !getline(std::cin, cmd))  // Wait for an input or an end-of-file (EOF) indication
+            cmd = "quit";
+
+        std::istringstream is(cmd);
+
+        token.clear();  // Avoid a stale if getline() returns nothing or a blank line
+        is >> std::skipws >> token;
+
+        if (token == "quit" || token == "stop")
+            Threads.stop = true;
+
+        // The GUI sends 'ponderhit' to tell that the user has played the expected move.
+        // So, 'ponderhit' is sent if pondering was done on the same move that the user
+        // has played. The search should continue, but should also switch from pondering
+        // to the normal search.
+        else if (token == "ponderhit")
+            Threads.main()->ponder = false;  // Switch to the normal search
+
+        else if (token == "uci")
+            sync_cout << "id name " << engine_info(true) << "\n"
+                      << Options << "\nuciok" << sync_endl;
+
+        else if (token == "setoption")
+            setoption(is);
+        else if (token == "go")
+            go(pos, is, states);
+        else if (token == "position")
+            position(pos, is, states);
+        else if (token == "ucinewgame")
+            Search::clear();
+        else if (token == "isready")
+            sync_cout << "readyok" << sync_endl;
+
+        // Add custom non-UCI commands, mainly for debugging purposes.
+        // These commands must not be used during a search!
+        else if (token == "flip")
+            pos.flip();
+        else if (token == "bench")
+            bench(pos, is, states);
+        else if (token == "d")
+            sync_cout << pos << sync_endl;
+        else if (token == "eval")
+            trace_eval(pos);
+        else if (token == "compiler")
+            sync_cout << compiler_info() << sync_endl;
+        else if (token == "export_net")
+        {
+            std::optional<std::string> filename;
+            std::string                f;
+            if (is >> std::skipws >> f)
+                filename = f;
+            Eval::NNUE::save_eval(filename);
+        }
+        else if (token == "--help" || token == "help" || token == "--license" || token == "license")
+            sync_cout
+              << "\nStockfish is a powerful chess engine for playing and analyzing."
+                 "\nIt is released as free software licensed under the GNU GPLv3 License."
+                 "\nStockfish is normally used with a graphical user interface (GUI) and implements"
+                 "\nthe Universal Chess Interface (UCI) protocol to communicate with a GUI, an API, etc."
+                 "\nFor any further information, visit https://github.com/official-stockfish/Stockfish#readme"
+                 "\nor read the corresponding README.md and Copying.txt files distributed along with this program.\n"
+              << sync_endl;
+        else if (!token.empty() && token[0] != '#')
+            sync_cout << "Unknown command: '" << cmd << "'. Type help for more information."
+                      << sync_endl;
+
+    } while (token != "quit" && argc == 1);  // The command-line arguments are one-shot
 }
 
 
-/// UCI::move() converts a Move to a string in coordinate notation (g1f3, a7a8q).
-/// The only special case is castling, where we print in the e1g1 notation in
-/// normal chess mode, and in e1h1 notation in chess960 mode. Internally all
-/// castling moves are always encoded as 'king captures rook'.
+// Turns a Value to an integer centipawn number,
+// without treatment of mate and similar special scores.
+int UCI::to_cp(Value v) { return 100 * v / UCI::NormalizeToPawnValue; }
 
-string UCI::move(Move m, bool chess960) {
+// Converts a Value to a string by adhering to the UCI protocol specification:
+//
+// cp <x>    The score from the engine's point of view in centipawns.
+// mate <y>  Mate in 'y' moves (not plies). If the engine is getting mated,
+//           uses negative values for 'y'.
+std::string UCI::value(Value v) {
 
-  Square from = from_sq(m);
-  Square to = to_sq(m);
+    assert(-VALUE_INFINITE < v && v < VALUE_INFINITE);
 
-  if (m == MOVE_NONE)
-      return "(none)";
+    std::stringstream ss;
 
-  if (m == MOVE_NULL)
-      return "0000";
+    if (std::abs(v) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
+        ss << "cp " << UCI::to_cp(v);
+    else if (std::abs(v) <= VALUE_TB)
+    {
+        const int ply = VALUE_TB - std::abs(v);  // recompute ss->ply
+        ss << "cp " << (v > 0 ? 20000 - ply : -20000 + ply);
+    }
+    else
+        ss << "mate " << (v > 0 ? VALUE_MATE - v + 1 : -VALUE_MATE - v) / 2;
+
+    return ss.str();
+}
 
-  if (type_of(m) == CASTLING && !chess960)
-      to = make_square(to > from ? FILE_G : FILE_C, rank_of(from));
 
-  string move = UCI::square(from) + UCI::square(to);
+// Reports the win-draw-loss (WDL) statistics given an evaluation
+// and a game ply based on the data gathered for fishtest LTC games.
+std::string UCI::wdl(Value v, int ply) {
 
-  if (type_of(m) == PROMOTION)
-      move += " pnbrqk"[promotion_type(m)];
+    std::stringstream ss;
 
-  return move;
+    int wdl_w = win_rate_model(v, ply);
+    int wdl_l = win_rate_model(-v, ply);
+    int wdl_d = 1000 - wdl_w - wdl_l;
+    ss << " wdl " << wdl_w << " " << wdl_d << " " << wdl_l;
+
+    return ss.str();
 }
 
 
-/// UCI::to_move() converts a string representing a move in coordinate notation
-/// (g1f3, a7a8q) to the corresponding legal Move, if any.
+// Converts a Square to a string in algebraic notation (g1, a7, etc.)
+std::string UCI::square(Square s) {
+    return std::string{char('a' + file_of(s)), char('1' + rank_of(s))};
+}
 
-Move UCI::to_move(const Position& pos, string& str) {
 
-  if (str.length() == 5) // Junior could send promotion piece in uppercase
-      str[4] = char(tolower(str[4]));
+// Converts a Move to a string in coordinate notation (g1f3, a7a8q).
+// The only special case is castling where the e1g1 notation is printed in
+// standard chess mode and in e1h1 notation it is printed in Chess960 mode.
+// Internally, all castling moves are always encoded as 'king captures rook'.
+std::string UCI::move(Move m, bool chess960) {
 
-  for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
-      if (str == UCI::move(m, pos.is_chess960()))
-          return m;
+    if (m == MOVE_NONE)
+        return "(none)";
 
-  return MOVE_NONE;
+    if (m == MOVE_NULL)
+        return "0000";
+
+    Square from = from_sq(m);
+    Square to   = to_sq(m);
+
+    if (type_of(m) == CASTLING && !chess960)
+        to = make_square(to > from ? FILE_G : FILE_C, rank_of(from));
+
+    std::string move = UCI::square(from) + UCI::square(to);
+
+    if (type_of(m) == PROMOTION)
+        move += " pnbrqk"[promotion_type(m)];
+
+    return move;
+}
+
+
+// Converts a string representing a move in coordinate notation
+// (g1f3, a7a8q) to the corresponding legal Move, if any.
+Move UCI::to_move(const Position& pos, std::string& str) {
+
+    if (str.length() == 5)
+        str[4] = char(tolower(str[4]));  // The promotion piece character must be lowercased
+
+    for (const auto& m : MoveList<LEGAL>(pos))
+        if (str == UCI::move(m, pos.is_chess960()))
+            return m;
+
+    return MOVE_NONE;
 }
+
+}  // namespace Stockfish