]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/search.cpp
Skip futility pruning if ttMove has bad history
[stockfish] / src / search.cpp
index 76d0545ac50bd7f619f88db3785ee6c0f3e4c316..8510651360c07bd5f3c8540331749307d47e810a 100644 (file)
@@ -80,8 +80,9 @@ namespace {
   int Reductions[MAX_MOVES]; // [depth or moveNumber]
 
   Depth reduction(bool i, Depth d, int mn, Value delta, Value rootDelta) {
-    int r = Reductions[d] * Reductions[mn];
-    return (r + 1372 - int(delta) * 1073 / int(rootDelta)) / 1024 + (!i && r > 936);
+    int reductionScale = Reductions[d] * Reductions[mn];
+    return  (reductionScale + 1372 - int(delta) * 1073 / int(rootDelta)) / 1024
+          + (!i && reductionScale > 936);
   }
 
   constexpr int futility_move_count(bool improving, Depth depth) {
@@ -99,10 +100,12 @@ namespace {
     return VALUE_DRAW - 1 + Value(thisThread->nodes & 0x2);
   }
 
-  // Skill structure is used to implement strength limit. If we have an uci_elo then
-  // we convert it to a suitable fractional skill level using anchoring to CCRL Elo
-  // (goldfish 1.13 = 2000) and a fit through Ordo derived Elo for a match (TC 60+0.6)
-  // results spanning a wide range of k values.
+  // Skill structure is used to implement strength limit.
+  // If we have a UCI_Elo, we convert it to an appropriate skill level, anchored to the Stash engine.
+  // This method is based on a fit of the Elo results for games played between the master at various
+  // skill levels and various versions of the Stash engine, all ranked at CCRL.
+  // Skill 0 .. 19 now covers CCRL Blitz Elo from 1320 to 3190, approximately
+  // Reference: https://github.com/vondele/Stockfish/commit/a08b8d4e9711c20acedbfe17d618c3c384b339ec
   struct Skill {
     Skill(int skill_level, int uci_elo) {
         if (uci_elo)
@@ -271,10 +274,9 @@ void MainThread::search() {
 
 void Thread::search() {
 
-  // To allow access to (ss-7) up to (ss+2), the stack must be oversized.
-  // The former is needed to allow update_continuation_histories(ss-1, ...),
-  // which accesses its argument at ss-6, also near the root.
-  // The latter is needed for statScore and killer initialization.
+  // Allocate stack with extra size to allow access from (ss-7) to (ss+2)
+  // (ss-7) is needed for update_continuation_histories(ss-1, ...) which accesses (ss-6)
+  // (ss+2) is needed for initialization of statScore and killers
   Stack stack[MAX_PLY+10], *ss = stack+7;
   Move  pv[MAX_PLY+1];
   Value alpha, beta, delta;
@@ -315,7 +317,7 @@ void Thread::search() {
   // 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::max(multiPV, size_t(4));
 
   multiPV = std::min(multiPV, rootMoves.size());
 
@@ -361,7 +363,7 @@ void Thread::search() {
           alpha = std::max(prev - delta,-VALUE_INFINITE);
           beta  = std::min(prev + delta, VALUE_INFINITE);
 
-          // Adjust optimism based on root move's previousScore
+          // Adjust optimism based on root move's previousScore (~4 Elo)
           int opt = 109 * prev / (std::abs(prev) + 141);
           optimism[ us] = Value(opt);
           optimism[~us] = -optimism[us];
@@ -524,6 +526,10 @@ namespace {
     constexpr bool PvNode = nodeType != NonPV;
     constexpr bool rootNode = nodeType == Root;
 
+    // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
+    if (depth <= 0)
+        return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
+
     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
     if (   !rootNode
@@ -535,16 +541,12 @@ namespace {
             return alpha;
     }
 
-    // Dive into quiescence search when the depth reaches zero
-    if (depth <= 0)
-        return qsearch<PvNode ? PV : NonPV>(pos, ss, alpha, beta);
-
     assert(-VALUE_INFINITE <= alpha && alpha < beta && beta <= VALUE_INFINITE);
     assert(PvNode || (alpha == beta - 1));
     assert(0 < depth && depth < MAX_PLY);
     assert(!(PvNode && cutNode));
 
-    Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[64];
+    Move pv[MAX_PLY+1], capturesSearched[32], quietsSearched[32];
     StateInfo st;
     ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
 
@@ -720,7 +722,7 @@ namespace {
     }
     else if (excludedMove)
     {
-        // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (13 Elo)
+        // Providing the hint that this node's accumulator will be used often brings significant Elo gain (~13 Elo)
         Eval::NNUE::hint_common_parent_position(pos);
         eval = ss->staticEval;
     }
@@ -761,23 +763,27 @@ namespace {
                 : (ss-4)->staticEval != VALUE_NONE ? ss->staticEval > (ss-4)->staticEval
                 : true;
 
-    // Step 7. Razoring (~1 Elo).
+    // Step 7. Razoring (~1 Elo)
     // If eval is really low check with qsearch if it can exceed alpha, if it can't,
     // return a fail low.
-    if (eval < alpha - 456 - 252 * depth * depth)
+    // Adjust razor margin according to cutoffCnt. (~1 Elo)
+    if (eval < alpha - 456 - (252 - 200 * ((ss+1)->cutoffCnt > 3)) * depth * depth)
     {
         value = qsearch<NonPV>(pos, ss, alpha - 1, alpha);
         if (value < alpha)
             return value;
     }
 
-    // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo).
+    // Step 8. Futility pruning: child node (~40 Elo)
     // The depth condition is important for mate finding.
     if (   !ss->ttPv
         &&  depth < 9
         &&  eval - futility_margin(depth, cutNode && !ss->ttHit, improving) - (ss-1)->statScore / 306 >= beta
         &&  eval >= beta
-        &&  eval < 24923) // larger than VALUE_KNOWN_WIN, but smaller than TB wins
+        &&  eval < 24923 // smaller than TB wins
+        && !(  !ttCapture
+             && ttMove
+             && thisThread->mainHistory[us][from_to(ttMove)] < 989))
         return eval;
 
     // Step 9. Null move search with verification search (~35 Elo)
@@ -907,8 +913,8 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
         && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
         && tte->depth() >= depth - 4
         && ttValue >= probCutBeta
-        && abs(ttValue) <= VALUE_KNOWN_WIN
-        && abs(beta) <= VALUE_KNOWN_WIN)
+        && abs(ttValue) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
+        && abs(beta) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY)
         return probCutBeta;
 
     const PieceToHistory* contHist[] = { (ss-1)->continuationHistory, (ss-2)->continuationHistory,
@@ -927,7 +933,8 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
     moveCountPruning = singularQuietLMR = false;
 
     // Indicate PvNodes that will probably fail low if the node was searched
-    // at a depth equal to or greater than the current depth, and the result of this search was a fail low.
+    // at a depth equal to or greater than the current depth, and the result
+    // of this search was a fail low.
     bool likelyFailLow =    PvNode
                          && ttMove
                          && (tte->bound() & BOUND_UPPER)
@@ -942,18 +949,17 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
       if (move == excludedMove)
           continue;
 
+      // Check for legality
+      if (!pos.legal(move))
+          continue;
+
       // 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 that have been already searched and those
-      // of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
+      // Move List. In MultiPV mode we also skip PV moves that have been already
+      // searched and those of lower "TB rank" if we are in a TB root position.
       if (rootNode && !std::count(thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvIdx,
                                   thisThread->rootMoves.begin() + thisThread->pvLast, move))
           continue;
 
-      // Check for legality
-      if (!rootNode && !pos.legal(move))
-          continue;
-
       ss->moveCount = ++moveCount;
 
       if (rootNode && thisThread == Threads.main() && Time.elapsed() > 3000)
@@ -981,7 +987,8 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
           && bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
       {
           // Skip quiet moves if movecount exceeds our FutilityMoveCount threshold (~8 Elo)
-          moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
+          if (!moveCountPruning)
+              moveCountPruning = moveCount >= futility_move_count(improving, depth);
 
           // Reduced depth of the next LMR search
           int lmrDepth = newDepth - r;
@@ -1038,17 +1045,17 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
           // Singular extension search (~94 Elo). If all moves but one fail low on a
           // search of (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta),
           // then that move is singular and should be extended. To verify this we do
-          // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the
-          // result is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove.
-          // Depth margin and singularBeta margin are known for having non-linear scaling.
-          // Their values are optimized to time controls of 180+1.8 and longer
+          // a reduced search on all the other moves but the ttMove and if the result
+          // is lower than ttValue minus a margin, then we will extend the ttMove. Note
+          // that depth margin and singularBeta margin are known for having non-linear
+          // scaling. Their values are optimized to time controls of 180+1.8 and longer
           // so changing them requires tests at this type of time controls.
           if (   !rootNode
               &&  depth >= 4 - (thisThread->completedDepth > 22) + 2 * (PvNode && tte->is_pv())
               &&  move == ttMove
               && !excludedMove // Avoid recursive singular search
            /* &&  ttValue != VALUE_NONE Already implicit in the next condition */
-              &&  abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN
+              &&  abs(ttValue) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY
               && (tte->bound() & BOUND_LOWER)
               &&  tte->depth() >= depth - 3)
           {
@@ -1075,10 +1082,10 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
               }
 
               // Multi-cut pruning
-              // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a reduced
-              // search without the ttMove. So we assume this expected Cut-node is not singular,
-              // that multiple moves fail high, and we can prune the whole subtree by returning
-              // a softbound.
+              // Our ttMove is assumed to fail high, and now we failed high also on a
+              // reduced search without the ttMove. So we assume this expected cut-node
+              // is not singular, that multiple moves fail high, and we can prune the
+              // whole subtree by returning a softbound.
               else if (singularBeta >= beta)
                   return singularBeta;
 
@@ -1125,12 +1132,11 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
       // Step 16. Make the move
       pos.do_move(move, st, givesCheck);
 
-      // Decrease reduction if position is or has been on the PV
-      // and node is not likely to fail low. (~3 Elo)
+      // Decrease reduction if position is or has been on the PV and not likely to fail low. (~3 Elo)
       // Decrease further on cutNodes. (~1 Elo)
       if (   ss->ttPv
           && !likelyFailLow)
-          r -= cutNode && tte->depth() >= depth + 3 ? 3 : 2;
+          r -= cutNode && tte->depth() >= depth ? 3 : 2;
 
       // Decrease reduction if opponent's move count is high (~1 Elo)
       if ((ss-1)->moveCount > 8)
@@ -1161,6 +1167,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
       if ((ss+1)->cutoffCnt > 3)
           r++;
 
+      // Decrease reduction for first generated move (ttMove)
       else if (move == ttMove)
           r--;
 
@@ -1326,12 +1333,12 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
 
 
       // If the move is worse than some previously searched move, remember it, to update its stats later
-      if (move != bestMove)
+      if (move != bestMove && moveCount <= 32)
       {
-          if (capture && captureCount < 32)
+          if (capture)
               capturesSearched[captureCount++] = move;
 
-          else if (!capture && quietCount < 64)
+          else
               quietsSearched[quietCount++] = move;
       }
     }
@@ -1405,8 +1412,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
 
     // Check if we have an upcoming move that draws by repetition, or
     // if the opponent had an alternative move earlier to this position.
-    if (   depth < 0
-        && alpha < VALUE_DRAW
+    if (   alpha < VALUE_DRAW
         && pos.has_game_cycle(ss->ply))
     {
         alpha = value_draw(pos.this_thread());
@@ -1425,6 +1431,7 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
     Value bestValue, value, ttValue, futilityValue, futilityBase;
     bool pvHit, givesCheck, capture;
     int moveCount;
+    Color us = pos.side_to_move();
 
     // Step 1. Initialize node
     if (PvNode)
@@ -1535,12 +1542,12 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
         moveCount++;
 
         // Step 6. Pruning.
-        if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY)
+        if (bestValue > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY && pos.non_pawn_material(us))
         {
             // Futility pruning and moveCount pruning (~10 Elo)
             if (   !givesCheck
                 &&  to_sq(move) != prevSq
-                &&  futilityBase > -VALUE_KNOWN_WIN
+                &&  futilityBase > VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY
                 &&  type_of(move) != PROMOTION)
             {
                 if (moveCount > 2)
@@ -1548,17 +1555,29 @@ moves_loop: // When in check, search starts here
 
                 futilityValue = futilityBase + PieceValue[pos.piece_on(to_sq(move))];
 
+                // If static eval + value of piece we are going to capture is much lower
+                // than alpha we can prune this move
                 if (futilityValue <= alpha)
                 {
                     bestValue = std::max(bestValue, futilityValue);
                     continue;
                 }
 
+                // If static eval is much lower than alpha and move is not winning material
+                // we can prune this move
                 if (futilityBase <= alpha && !pos.see_ge(move, VALUE_ZERO + 1))
                 {
                     bestValue = std::max(bestValue, futilityBase);
                     continue;
                 }
+
+                // If static exchange evaluation is much worse than what is needed to not
+                // fall below alpha we can prune this move
+                if (futilityBase > alpha && !pos.see_ge(move, (alpha - futilityBase) * 4))
+                {
+                    bestValue = alpha;
+                    continue;
+                }
             }
 
             // We prune after the second quiet check evasion move, where being 'in check' is
@@ -1848,7 +1867,7 @@ void MainThread::check_time() {
 
   if (   (Limits.use_time_management() && (elapsed > Time.maximum() || stopOnPonderhit))
       || (Limits.movetime && elapsed >= Limits.movetime)
-      || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= (uint64_t)Limits.nodes))
+      || (Limits.nodes && Threads.nodes_searched() >= uint64_t(Limits.nodes)))
       Threads.stop = true;
 }
 
@@ -1862,7 +1881,7 @@ string UCI::pv(const Position& pos, Depth depth) {
   TimePoint elapsed = Time.elapsed() + 1;
   const RootMoves& rootMoves = pos.this_thread()->rootMoves;
   size_t pvIdx = pos.this_thread()->pvIdx;
-  size_t multiPV = std::min((size_t)Options["MultiPV"], rootMoves.size());
+  size_t multiPV = std::min(size_t(Options["MultiPV"]), rootMoves.size());
   uint64_t nodesSearched = Threads.nodes_searched();
   uint64_t tbHits = Threads.tb_hits() + (TB::RootInTB ? rootMoves.size() : 0);