Implement hash table
[hachu.git] / hachu.c
diff --git a/hachu.c b/hachu.c
index b00538a..97cab1b 100644 (file)
--- a/hachu.c
+++ b/hachu.c
 // promotions by pieces with Lion power stepping in & out the zone in same turn\r
 // promotion on capture\r
 \r
-#define VERSION "0.1beta"\r
+#define VERSION "0.7beta"\r
 \r
 #define PATH level==0 || path[0] == 0xc4028 &&  (level==1 /*|| path[1] == 0x75967 && (level == 2 || path[2] == 0x3400b && (level == 3))*/)\r
 //define PATH 0\r
 \r
+#define HASH\r
+\r
 #include <stdio.h>\r
 #include <stdlib.h>\r
 #include <string.h>\r
 #include <signal.h>\r
 #include <time.h>\r
+#include <stdint.h>\r
 \r
 #ifdef WIN32 \r
 #    include <windows.h>\r
@@ -40,7 +43,7 @@
 #define BSIZE BWMAX*BHMAX\r
 #define ZONE  zone\r
 \r
-#define ONE (currentVariant == V_SHO || currentVariant == V_CHESS)\r
+#define ONE (currentVariant == V_SHO || currentVariant == V_CHESS || currentVariant == V_SHATRANJ || currentVariant == V_MAKRUK)\r
 \r
 #define BLACK      0\r
 #define WHITE      1\r
@@ -79,6 +82,21 @@ void pboard(int *b);
 void pbytes(unsigned char *b);\r
 \r
 typedef struct {\r
+  int lock[5];\r
+  int move[5];\r
+  short int score[5];\r
+  char depth[5];\r
+  char flag[5];\r
+  char age[4];\r
+} HashBucket;\r
+\r
+HashBucket *hashTable;\r
+int hashMask;\r
+\r
+#define H_UPPER 2\r
+#define H_LOWER 1\r
+\r
+typedef struct {\r
   char *name, *promoted;\r
   int value;\r
   signed char range[8];\r
@@ -92,8 +110,8 @@ typedef struct {
 } UndoInfo;\r
 \r
 char *array, fenArray[4000], *reason;\r
-int bWidth, bHeight, bsize, zone, currentVariant;\r
-int stm, xstm, hashKeyH, hashKeyL, framePtr, msp, nonCapts, rootEval, retMSP, retFirst, retDep, pvPtr, level, cnt50, chuFlag=1, tenFlag, mobilityScore;\r
+int bWidth, bHeight, bsize, zone, currentVariant, chuFlag, tenFlag, chessFlag, repDraws;\r
+int stm, xstm, hashKeyH, hashKeyL, framePtr, msp, nonCapts, rootEval, retMSP, retFirst, retDep, pvPtr, level, cnt50, mobilityScore;\r
 int nodes, startTime, tlim1, tlim2, repCnt, comp;\r
 Move retMove, moveStack[10000], path[100], repStack[300], pv[1000], repeatMove[300];\r
 \r
@@ -326,6 +344,26 @@ PieceDesc chessPieces[] = {
   { NULL }  // sentinel\r
 };\r
 \r
+PieceDesc shatranjPieces[] = {\r
+  {"FK", "", 15, { 0,1,0,1,0,1,0,1 } },\r
+  {"R", "",  50, { X,0,X,0,X,0,X,0 } },\r
+  {"B", "",   9, { 0,J,0,J,0,J,0,J } },\r
+  {"N", "",  30, { N,N,N,N,N,N,N,N } },\r
+  {"K", "",  28, { 1,1,1,1,1,1,1,1 } },\r
+  {"P", "FK", 8, { M,C,0,0,0,0,0,C } },\r
+  { NULL }  // sentinel\r
+};\r
+\r
+PieceDesc makrukPieces[] = {\r
+  {"SM","",  15, { 0,1,0,1,0,1,0,1 } },\r
+  {"R", "",  50, { X,0,X,0,X,0,X,0 } },\r
+  {"S", "",  20, { 1,1,0,1,0,1,0,1 } }, // silver\r
+  {"N", "",  30, { N,N,N,N,N,N,N,N } },\r
+  {"K", "",  28, { 1,1,1,1,1,1,1,1 } },\r
+  {"P", "SM", 8, { M,C,0,0,0,0,0,C } },\r
+  { NULL }  // sentinel\r
+};\r
+\r
 char chuArray[] = "L:FLCSGK:DEGSC:FLL/:RV.B.:BT:KN:PH:BT.B.:RV/:SM:VMR:DH:DK:LN:FK:DK:DHR:VM:SM/PPPPPPPPPPPP/...:GB....:GB..."\r
                  "/............/............/"\r
                  "...:gb....:gb.../pppppppppppp/:sm:vmr:dh:dk:fk:ln:dk:dhr:vm:sm/:rv.b.:bt:ph:kn:bt.b.:rv/l:flcsg:dekgsc:fll";\r
@@ -339,6 +377,8 @@ char tenArray[] = "LN:FLICSGK:DEGSCI:FLNL/:RV.:CS:CS.:BT:KN:LN:FK:PH:BT.:CS:CS.:
                  ":ss:vsb:dh:dk:wb:fi:fe:lh:fi:wb:dk:dhb:vs:ss/:rv.:cs:cs.:bt:ph:fk:ln:kn:bt.:cs:cs.:rv/ln:flicsg:dekgsci:flnl";\r
 char shoArray[] = "LNSGKGSNL/.B..:DE..R./PPPPPPPPP/........./........./........./ppppppppp/.r..:de..b./lnsgkgsnl";\r
 char chessArray[] = "RNBQKBNR/PPPPPPPP/......../......../......../......../pppppppp/rnbqkbnr";\r
+char shatArray[]= "RNBK:FKBNR/PPPPPPPP/......../......../......../......../pppppppp/rnbk:fkbnr";\r
+char thaiArray[]= "RNSK:SMSNR/......../PPPPPPPP/......../......../pppppppp/......../rnsk:smsnr";\r
 \r
 typedef struct {\r
   int boardWidth, boardFiles, boardRanks, zoneDepth, varNr; // board sizes\r
@@ -346,7 +386,7 @@ typedef struct {
   char *array; // initial position\r
 } VariantDesc;\r
 \r
-typedef enum { V_CHESS, V_SHO, V_CHU, V_DAI, V_TENJIKU, V_DADA, V_MAKA, V_TAI, V_KYOKU } Variant;\r
+typedef enum { V_CHESS, V_SHO, V_CHU, V_DAI, V_TENJIKU, V_DADA, V_MAKA, V_TAI, V_KYOKU, V_SHATRANJ, V_MAKRUK } Variant;\r
 \r
 VariantDesc variants[] = {\r
   { 16,  8,  8, 1, V_CHESS,  "normal", chessArray }, // FIDE\r
@@ -354,6 +394,9 @@ VariantDesc variants[] = {
   { 24, 12, 12, 4, V_CHU,     "chu",     chuArray }, // Chu\r
   { 30, 15, 15, 5, V_DAI,     "dai",     daiArray }, // Dai\r
   { 32, 16, 16, 5, V_TENJIKU, "tenjiku", tenArray }, // Tenjiku\r
+  { 16,  8,  8, 1, V_SHATRANJ,"shatranj",shatArray}, // Shatranj\r
+  { 16,  8,  8, 3, V_MAKRUK,  "makruk",  thaiArray}, // Makruk\r
+\r
 //  { 0, 0, 0, 0, 0 }, // sentinel\r
   { 34, 17, 17, 0, V_DADA,    "dada",    chuArray }, // Dai Dai\r
   { 38, 19, 19, 0, V_MAKA,    "maka",    chuArray }, // Maka Dai Dai\r
@@ -534,6 +577,10 @@ LookUp (char *name, int var)
       return ListLookUp(name, chuPieces);\r
     case V_CHESS: // FIDE\r
       return ListLookUp(name, chessPieces);\r
+    case V_SHATRANJ: // Shatranj\r
+      return ListLookUp(name, shatranjPieces);\r
+    case V_MAKRUK: // Makruk\r
+      return ListLookUp(name, makrukPieces);\r
   }\r
   return NULL;\r
 }\r
@@ -628,6 +675,7 @@ Compactify (int stm)
     }\r
   }\r
   for(i=stm+2; i<last[stm]; i+=2) { // second pass: promoted pieces\r
+\r
     if((k = p[i].promo) == -2 && p[i].pos == ABSENT) { // orphaned promoted piece not present\r
       SqueezeOut(i);\r
     }\r
@@ -660,7 +708,7 @@ AddPiece (int stm, PieceDesc *list)
     if(p[j].promo >= i) p[j].promo += 2;\r
   }\r
   if(royal[stm] >= i) royal[stm] += 2;\r
-  if(p[i].value == (currentVariant == V_SHO ? 410 : 280) ) royal[stm] = i;\r
+  if(p[i].value == (currentVariant == V_SHO ? 410 : 280) ) royal[stm] = i, p[i].pst = 0;\r
   p[i].qval = (currentVariant == V_TENJIKU ? list->ranking : 0); // jump-capture hierarchy\r
   return i;\r
 }\r
@@ -669,11 +717,9 @@ void
 SetUp(char *array, int var)\r
 {\r
   int i, j, n, m, nr, color;\r
-  char c, *q, name[3];\r
+  char c, *q, name[3], prince = 0;\r
   PieceDesc *p1, *p2;\r
   last[WHITE] = 1; last[BLACK] = 0;\r
-  if(var == V_CHESS) // add dummy Crown Princes\r
-    p[AddPiece(WHITE, LookUp("CP", V_CHU))].pos =  p[AddPiece(BLACK, LookUp("CP", V_CHU))].pos = ABSENT;\r
   for(i=0; ; i++) {\r
 //printf("next rank: %s\n", array);\r
     for(j = BW*i; ; j++) {\r
@@ -690,12 +736,14 @@ SetUp(char *array, int var)
        name[0] += 'A' - 'a';\r
        if(name[1]) name[1] += 'A' - 'a';\r
       } else color = WHITE;\r
+      if(!strcmp(name, "CP")) prince |= color+1; // remember if we added Crown Prince\r
       p1 = LookUp(name, var);\r
       if(!p1) printf("tellusererror Unknown piece '%s' in setup\n", name), exit(-1);\r
       if(pflag && p1->promoted) p1 = LookUp(p1->promoted, var); // use promoted piece instead\r
       n = AddPiece(color, p1);\r
       p[n].pos = j;\r
       if(p1->promoted[0] && !pflag) {\r
+        if(!strcmp(p1->promoted, "CP")) prince |= color+1; // remember if we added Crown Prince\r
        p2 = LookUp(p1->promoted, var);\r
         m = AddPiece(color, p2);\r
        if(m <= n) n += 2;\r
@@ -711,6 +759,9 @@ SetUp(char *array, int var)
     }\r
   }\r
  eos:\r
+  // add dummy Crown Princes if not yet added\r
+  if(!(prince & WHITE+1)) p[AddPiece(WHITE, LookUp("CP", V_CHU))].pos = ABSENT;\r
+  if(!(prince & BLACK+1)) p[AddPiece(BLACK, LookUp("CP", V_CHU))].pos = ABSENT;\r
   for(i=0; i<8; i++)  fireFlags[i] = 0;\r
   for(i=2, n=1; i<10; i++) if(p[i].value == 10*FVAL) {\r
     int x = p[i].pos; // mark all burn zones\r
@@ -744,6 +795,8 @@ Init (int var)
   bsize = bWidth*bHeight;\r
   chuFlag = (currentVariant == V_CHU);\r
   tenFlag = (currentVariant == V_TENJIKU);\r
+  chessFlag = (currentVariant == V_CHESS);\r
+  repDraws  = (currentVariant == V_CHESS || currentVariant == V_SHATRANJ || currentVariant == V_MAKRUK);\r
 \r
   for(i= -1; i<9; i++) { // board steps in linear coordinates\r
     kStep[i] = STEP(direction[i&7].x,   direction[i&7].y);       // King\r
@@ -929,8 +982,8 @@ GenNonCapts (int promoSuppress)
          }\r
        } else\r
        if(r == M) { // FIDE Pawn; check double-move\r
-         if(!NewNonCapture(x, x+v, pFlag) && promoBoard[x-v])\r
-           NewNonCapture(x, x+2*v+DEFER, pFlag); // use promoSuppress flag as e.p. flag\r
+         if(!NewNonCapture(x, x+v, pFlag) && chessFlag && promoBoard[x-v])\r
+           NewNonCapture(x, x+2*v, pFlag), moveStack[msp-1] |= DEFER; // use promoSuppress flag as e.p. flag\r
        }\r
        continue;\r
       }\r
@@ -1521,6 +1574,9 @@ Search (int alpha, int beta, int difEval, int depth, int oldPromo, int promoSupp
   int score, bestScore, curEval, iterAlpha;\r
   Move move, nullMove;\r
   UndoInfo tb;\r
+#ifdef HASH\r
+  Move hashMove; int index, nr, hit;\r
+#endif\r
 if(PATH) /*pboard(board),pmap(attacks, BLACK),*/printf("search(%d) {%d,%d} eval=%d, stm=%d\n",depth,alpha,beta,difEval,stm),fflush(stdout);\r
   xstm = stm ^ WHITE;\r
 //printf("map made\n");fflush(stdout);\r
@@ -1543,9 +1599,27 @@ if(PATH) /*pboard(board),pmap(attacks, BLACK),*/printf("search(%d) {%d,%d} eval=
   nodes++;\r
   pv[pvPtr++] = 0; // start empty PV, directly behind PV of parent\r
 \r
+\r
   firstMove = curMove = sorted = msp += 50; // leave 50 empty slots in front of move list\r
-  tb.fireMask = phase = 0; iterDep=1; replyDep = (depth < 1 ? depth : 1) - 1;\r
-  do {\r
+  iterDep = 0; tb.fireMask = phase = 0;\r
+\r
+#ifdef HASH\r
+  index = hashKeyL & hashMask; nr = hashKeyL >> 30; hit = -1;\r
+  if(hashTable[index].lock[nr] == hashKeyH) hit = nr; else\r
+  if(hashTable[index].lock[4]  == hashKeyH) hit = 4;\r
+  if(hit >= 0) {\r
+    bestScore = hashTable[index].score[hit];\r
+    if((bestScore <= alpha || hashTable[index].flag[hit] & H_LOWER) &&\r
+       (bestScore >= beta  || hashTable[index].flag[hit] & H_UPPER)   ) {\r
+      iterDep = hashTable[index].depth[hit];\r
+    }\r
+  } else { // decide on replacement\r
+    if(depth >= hashTable[index].depth[nr]) hit = nr; else hit = 4;\r
+  }\r
+#endif\r
+\r
+  replyDep = (depth < 1 ? depth : iterDep < 1 ? 1 : iterDep);\r
+  while(++iterDep <= depth) {\r
 if(flag && depth>= 0) printf("iter %d:%d\n", depth,iterDep),fflush(stdout);\r
     iterAlpha = alpha; bestScore = -INF; bestMoveNr = 0; resDep = 60;\r
     for(curMove = firstMove; ; curMove++) { // loop over moves\r
@@ -1570,6 +1644,12 @@ if(flag && depth>= 0) printf("phase=%d: first/curr/last = %d / %d / %d\n", phase
 //if(PATH) printf("mask=%x\n",tb.fireMask),pbytes(fireBoard);\r
            phase = 1;\r
          case 1: // hash move\r
+#ifdef HASH\r
+           if(hashMove) {\r
+             moveStack[sorted = msp++] = hashMove;\r
+             goto extractMove;\r
+           }\r
+#endif\r
            phase = 2;\r
          case 2: // capture-gen init\r
            nextVictim = xstm;\r
@@ -1650,6 +1730,7 @@ if(flag & depth >= 0) printf("%2d:%d found %d/%d %08x %s\n", depth, iterDep, cur
 \r
 if(flag & depth >= 0) printf("%2d:%d made %d/%d %s\n", depth, iterDep, curMove, msp, MoveToText(moveStack[curMove], 0));\r
       for(i=2; i<=cnt50; i+=2) if(repStack[level-i+200] == hashKeyH) {\r
+       if(repDraws) { score = 0; goto repetition; }\r
        moveStack[curMove] = 0; // erase forbidden move\r
        if(!level) repeatMove[repCnt++] = move & 0xFFFFFF; // remember outlawed move\r
        score = -INF; moveStack[curMove] = 0; goto repetition;\r
@@ -1735,7 +1816,17 @@ if(PATH) printf("%d:%2d:%d %3d %6x %-10s %6d %6d\n", level, depth, iterDep, curM
       if(GetTickCount() - startTime > tlim1) break; // do not start iteration we can (most likely) not finish\r
     }\r
     replyDep = iterDep;\r
-  } while(++iterDep <= depth); // next depth\r
+#ifdef HASH\r
+    // hash store\r
+    hashTable[index].lock[hit]  = hashKeyH;\r
+    hashTable[index].depth[hit] = iterDep;\r
+    hashTable[index].flag[hit]  = (bestScore < beta) * H_UPPER;\r
+    if(bestScore > alpha) {\r
+      hashTable[index].flag[hit] |= H_LOWER;\r
+      hashTable[index].move[hit]  = bestMoveNr ? moveStack[bestMoveNr] : 0;\r
+    } else hashTable[index].move[hit] = 0;\r
+#endif\r
+  } // next depth\r
   retMSP = msp;\r
   retFirst = firstMove;\r
   msp = oldMSP; // pop move list\r
@@ -1890,7 +1981,7 @@ Convert (char *fen)
     if(isalpha(*fen)) {\r
       char *table = fenNames;\r
       n = *fen > 'Z' ? 'a' - 'A' : 0;\r
-      if(currentVariant == V_CHESS && *fen - 'A' - n == 'N' // In Chess N is Knight, not Lion\r
+      if((currentVariant == V_CHESS || currentVariant == V_SHATRANJ || currentVariant == V_MAKRUK) && *fen - n == 'N' // In Chess N is Knight, not Lion\r
            || table[2* (*fen - 'A' - n)] == '.') *p++ = *fen; else {\r
         *p++ = ':';\r
         *p++ = table[2* (*fen - 'A' - n)] + n;\r
@@ -1922,6 +2013,19 @@ Setup2 (char *fen)
 void\r
 SetMemorySize (int n)\r
 {\r
+#ifdef HASH\r
+  static HashBucket *realHash;\r
+  static int oldSize;\r
+  int m = 1;\r
+  intptr_t l;\r
+  if(n != oldSize) {\r
+    if(oldSize) free(realHash);\r
+    while(m*sizeof(HashBucket) <= n*512) m <<= 1;\r
+    m *= 1024; hashMask = m - 1;\r
+    realHash = calloc(m + 1, sizeof(HashBucket));\r
+    l = (intptr_t) realHash; hashTable = (HashBucket*) (l & ~63); // align with cache line\r
+  }\r
+#endif\r
 }\r
 \r
 char *\r
@@ -1929,6 +2033,7 @@ MoveToText (MOVE move, int multiLine)
 {\r
   static char buf[50];\r
   int f = move>>SQLEN & SQUARE, g = f, t = move & SQUARE;\r
+  char *promoChar = "";\r
   if(f == t) { sprintf(buf, "@@@@"); return buf; } // null-move notation in WB protocol\r
   buf[0] = '\0';\r
   if(t >= SPECIAL) { // kludgy! Print as side effect non-standard WB command to remove victims from double-capture (breaks hint command!)\r
@@ -1944,7 +2049,8 @@ MoveToText (MOVE move, int multiLine)
     }\r
     t = g + toList[t - SPECIAL];\r
   }\r
-  sprintf(buf+strlen(buf), "%c%d%c%d%s", f%BW+'a', f/BW+ONE, t%BW+'a', t/BW+ONE, move & PROMOTE ? "+" : "");\r
+  if(move & PROMOTE) promoChar = currentVariant == V_MAKRUK ? "m" : repDraws ? "q" : "+";\r
+  sprintf(buf+strlen(buf), "%c%d%c%d%s", f%BW+'a', f/BW+ONE, t%BW+'a', t/BW+ONE,  promoChar);\r
   return buf;\r
 }\r
 \r
@@ -1978,7 +2084,7 @@ ParseMove (char *moveText)
     t2 = SPECIAL + 8*i + j;\r
   }\r
   ret = f<<SQLEN | t2;\r
-  if(*moveText == '+') ret |= PROMOTE;\r
+  if(*moveText != '\n' && *moveText != '=') ret |= PROMOTE;\r
 printf("# suppress = %c%d\n", sup1%BW+'a', sup1/BW);\r
 MapFromScratch(attacks);\r
   postThinking--; repCnt = 0;\r
@@ -1990,6 +2096,7 @@ MapFromScratch(attacks);
     if((moveStack[i] & (PROMOTE | DEFER-1)) == ret) break;\r
     if((moveStack[i] & DEFER-1) == ret) deferred = i; // promoted version of entered non-promotion is legal\r
   }\r
+printf("# moveNr = %d in {%d,%d}\n", i, retFirst, retMSP);\r
   if(i>=retMSP) {  // no exact match\r
     if(deferred) { // but maybe non-sensical deferral\r
       int flags = p[board[f]].promoFlag;\r
@@ -2123,7 +2230,7 @@ printf("# setup done");fflush(stdout);
       int timeLeft;                            // timeleft on engine's clock\r
       int mps, timeControl, inc, timePerMove;  // time-control parameters, to be used by Search\r
       MOVE move, ponderMove;\r
-      int i, score;\r
+      int i, score, curVarNr;\r
       char inBuf[8000], command[80];\r
 \r
   Init(V_CHU); // Chu\r
@@ -2202,7 +2309,7 @@ printf("in: %s\n", command);
         }\r
         if(!strcmp(command, "protover")){\r
           printf("feature ping=1 setboard=1 colors=0 usermove=1 memory=1 debug=1 sigint=0 sigterm=0\n");\r
-          printf("feature variants=\"normal,chu,dai,tenjiku,12x12+0_fairy,9x9+0_shogi\"\n");\r
+          printf("feature variants=\"normal,shatranj,makruk,chu,dai,tenjiku,12x12+0_fairy,9x9+0_shogi\"\n");\r
           printf("feature myname=\"HaChu " VERSION "\" highlight=1\n");\r
           printf("feature option=\"Resign -check 0\"\n");           // example of an engine-defined option\r
           printf("feature option=\"Contempt -spin 0 -200 200\"\n"); // and another one\r
@@ -2215,10 +2322,10 @@ printf("in: %s\n", command);
           continue;\r
         }\r
         if(!strcmp(command, "variant")) {\r
-          for(i=0; i<5; i++) {\r
+          for(i=0; i<7; i++) {\r
             sscanf(inBuf+8, "%s", command);\r
             if(!strcmp(variants[i].name, command)) {\r
-              Init(i); stm = Setup2(NULL); break;\r
+              Init(curVarNr = i); stm = Setup2(NULL); break;\r
             }\r
          }\r
           continue;\r
@@ -2229,10 +2336,10 @@ printf("in: %s\n", command);
         if(!strcmp(command, "ping"))    { printf("pong%s", inBuf+4); continue; }\r
     //  if(!strcmp(command, ""))        { sscanf(inBuf, " %d", &); continue; }\r
         if(!strcmp(command, "new"))     {\r
-          engineSide = BLACK; Init(V_CHESS); stm = Setup2(NULL); maxDepth = MAXPLY; randomize = OFF; comp = 0;\r
+          engineSide = BLACK; Init(V_CHESS); stm = Setup2(NULL); maxDepth = MAXPLY; randomize = OFF; curVarNr = comp = 0;\r
           continue;\r
         }\r
-        if(!strcmp(command, "setboard")){ engineSide = NONE;  Init(currentVariant); stm = Setup2(inBuf+9); continue; }\r
+        if(!strcmp(command, "setboard")){ engineSide = NONE;  Init(curVarNr); stm = Setup2(inBuf+9); continue; }\r
         if(!strcmp(command, "easy"))    { ponder = OFF; continue; }\r
         if(!strcmp(command, "hard"))    { ponder = ON;  continue; }\r
         if(!strcmp(command, "undo"))    { stm = TakeBack(1); continue; }\r