git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/movepick.cpp

   1 /*
   2   Glaurung, a UCI chess playing engine.
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad
   4
   5   Glaurung is free software: you can redistribute it and/or modify
   6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8   (at your option) any later version.
   9
  10   Glaurung is distributed in the hope that it will be useful,
  11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13   GNU General Public License for more details.
  14
  15   You should have received a copy of the GNU General Public License
  16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17 */
  18
  19
  20 ////
  21 //// Includes
  22 ////
  23
  24 #include <cassert>
  25
  26 #include "history.h"
  27 #include "movegen.h"
  28 #include "movepick.h"
  29 #include "search.h"
  30 #include "value.h"
  31
  32
  33 ////
  34 //// Local definitions
  35 ////
  36
  37 namespace {
  38
  39   /// Variables
  40
  41   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  42   int MainSearchPhaseIndex;
  43   int EvasionsPhaseIndex;
  44   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  45   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  46
  47 }
  48
  49
  50
  51 ////
  52 //// Functions
  53 ////
  54
  55
  56 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  57 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  58 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  59 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  60 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  61 /// move ordering is at the current node.
  62
  63 MovePicker::MovePicker(const Position& p, bool pvnode, Move ttm, Move mk,
  64                        Move k1, Move k2, Depth d) : pos(p) {
  65   pvNode = pvnode;
  66   ttMove = ttm;
  67   mateKiller = (mk == ttm)? MOVE_NONE : mk;
  68   killer1 = k1;
  69   killer2 = k2;
  70   depth = d;
  71   movesPicked = 0;
  72   numOfMoves = 0;
  73   numOfBadCaptures = 0;
  74   dc = p.discovered_check_candidates(p.side_to_move());
  75
  76   if (p.is_check())
  77     phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  78   else if (depth > Depth(0))
  79     phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  80   else if (depth == Depth(0))
  81     phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  82   else
  83     phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  84
  85   pinned = p.pinned_pieces(p.side_to_move());
  86
  87   finished = false;
  88 }
  89
  90
  91 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  92 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  93 /// are no more moves left of the types we are interested in.
  94
  95 Move MovePicker::get_next_move() {
  96
  97   Move move;
  98
  99   while (true)
 100   {
 101     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 102     // the list, and return it.
 103     move = pick_move_from_list();
 104     if (move != MOVE_NONE)
 105     {
 106         assert(move_is_ok(move));
 107         return move;
 108     }
 109
 110     // Next phase
 111     phaseIndex++;
 112     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 113
 114     case PH_TT_MOVE:
 115         if (ttMove != MOVE_NONE)
 116         {
 117             assert(move_is_ok(ttMove));
 118             if (generate_move_if_legal(pos, ttMove, pinned) != MOVE_NONE)
 119                 return ttMove;
 120         }
 121         break;
 122
 123     case PH_MATE_KILLER:
 124         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 125         {
 126             assert(move_is_ok(mateKiller));
 127             if (generate_move_if_legal(pos, mateKiller, pinned) != MOVE_NONE)
 128                 return mateKiller;
 129         }
 130         break;
 131
 132     case PH_GOOD_CAPTURES:
 133         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 134         score_captures();
 135         movesPicked = 0;
 136         break;
 137
 138     case PH_BAD_CAPTURES:
 139         badCapturesPicked = 0;
 140         break;
 141
 142     case PH_NONCAPTURES:
 143         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 144         score_noncaptures();
 145         movesPicked = 0;
 146         break;
 147
 148     case PH_EVASIONS:
 149         assert(pos.is_check());
 150         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves);
 151         score_evasions();
 152         movesPicked = 0;
 153         break;
 154
 155     case PH_QCAPTURES:
 156         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 157         score_qcaptures();
 158         movesPicked = 0;
 159         break;
 160
 161     case PH_QCHECKS:
 162         numOfMoves = generate_checks(pos, moves, dc);
 163         movesPicked = 0;
 164         break;
 165
 166     case PH_STOP:
 167         return MOVE_NONE;
 168
 169     default:
 170         assert(false);
 171         return MOVE_NONE;
 172     }
 173   }
 174   assert(false);
 175
 176   return MOVE_NONE;
 177 }
 178
 179
 180 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 181 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 182
 183 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 184
 185   lock_grab(&lock);
 186   if (finished)
 187   {
 188       lock_release(&lock);
 189       return MOVE_NONE;
 190   }
 191   Move m = get_next_move();
 192   if (m == MOVE_NONE)
 193       finished = true;
 194
 195   lock_release(&lock);
 196   return m;
 197 }
 198
 199 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 200 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 201 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 202 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 203
 204 void MovePicker::score_captures() {
 205   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV.
 206   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 207   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 208   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 209   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 210   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 211   // where it is possible to recapture with the hanging piece).  Exchanging
 212   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 213   // the subtree size.
 214   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 215   {
 216       Move m = moves[i].move;
 217       moves[i].score = pos.see(m);
 218       if (moves[i].score >= 0)
 219           moves[i].score = move_promotion(m) ? QueenValueMidgame
 220                          : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m));
 221   }
 222 }
 223
 224 void MovePicker::score_noncaptures() {
 225
 226   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 227   {
 228       Move m = moves[i].move;
 229       if (m == killer1)
 230           moves[i].score = HistoryMax + 2;
 231       else if (m == killer2)
 232           moves[i].score = HistoryMax + 1;
 233       else
 234           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 235
 236       // Ensure moves in history are always sorted as first
 237       if (moves[i].score > 0)
 238           moves[i].score += 1000;
 239
 240       moves[i].score += pos.mg_pst_delta(moves[i].move);
 241   }
 242 }
 243
 244 void MovePicker::score_evasions() {
 245
 246   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 247   {
 248       Move m = moves[i].move;
 249       if (m == ttMove)
 250           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 251       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 252       {
 253           moves[i].score = pos.see(m);
 254           if (moves[i].score >= 0)
 255               moves[i].score += HistoryMax;
 256       }
 257       else
 258           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 259   }
 260   // FIXME try psqt also here
 261 }
 262
 263 void MovePicker::score_qcaptures() {
 264
 265   // Use MVV ordering
 266   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 267   {
 268       Move m = moves[i].move;
 269       moves[i].score = move_promotion(m) ? QueenValueMidgame
 270                       : pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m));
 271   }
 272 }
 273
 274
 275 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of
 276 /// the highest scored one.
 277
 278 int MovePicker::find_best_index() {
 279
 280   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;
 281
 282   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 283       if (moves[i].score > bestScore)
 284       {
 285           bestIndex = i;
 286           bestScore = moves[i].score;
 287       }
 288   return bestIndex;
 289 }
 290
 291
 292 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 293 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 294 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 295 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 296 /// While picking captures in the PH_GOOD_CAPTURES phase (i.e. while picking
 297 /// non-losing captures in the main search), it moves all captures with
 298 /// negative SEE values to the badCaptures[] array.
 299
 300 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 301
 302   int bestIndex;
 303   Move move;
 304
 305   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 306
 307   case PH_GOOD_CAPTURES:
 308       assert(!pos.is_check());
 309       assert(movesPicked >= 0);
 310       while (movesPicked < numOfMoves)
 311       {
 312           int bestScore = -10000000;
 313           bestIndex = -1;
 314           for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 315           {
 316               if (moves[i].score < 0)
 317               {
 318                   // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 319                   assert(numOfBadCaptures < 63);
 320                   badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 321                   moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 322                }
 323                else if (moves[i].score > bestScore)
 324                {
 325                    bestIndex = i;
 326                    bestScore = moves[i].score;
 327                }
 328           }
 329           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 330           {
 331               move = moves[bestIndex].move;\r
 332               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 333               if (   move != ttMove
 334                   && move != mateKiller
 335                   && pos.move_is_legal(move, pinned))
 336                   return move;
 337           }
 338       }
 339       break;
 340
 341   case PH_NONCAPTURES:
 342       assert(!pos.is_check());
 343       assert(movesPicked >= 0);
 344       while (movesPicked < numOfMoves)
 345       {
 346           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 347           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 348           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 349           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 350           bestIndex = (movesPicked < 12 || pvNode ? find_best_index() : movesPicked);
 351
 352           if (bestIndex != -1)
 353           {
 354               move = moves[bestIndex].move;\r
 355               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 356               if (   move != ttMove
 357                   && move != mateKiller
 358                   && pos.move_is_legal(move, pinned))
 359                   return move;
 360          }
 361     }
 362     break;
 363
 364   case PH_EVASIONS:
 365       assert(pos.is_check());
 366       assert(movesPicked >= 0);
 367       while (movesPicked < numOfMoves)
 368       {
 369           bestIndex = find_best_index();
 370
 371           if (bestIndex != -1)
 372           {
 373               move = moves[bestIndex].move;\r
 374               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 375               return move;
 376           }
 377       }
 378       break;
 379
 380   case PH_BAD_CAPTURES:
 381       assert(!pos.is_check());
 382       assert(badCapturesPicked >= 0);
 383       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 384       // of just picking the first move.  FIXME
 385       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 386       {
 387           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 388           if (   move != ttMove
 389               && move != mateKiller
 390               && pos.move_is_legal(move, pinned))
 391               return move;
 392       }
 393       break;
 394
 395   case PH_QCAPTURES:
 396       assert(!pos.is_check());
 397       assert(movesPicked >= 0);
 398       while (movesPicked < numOfMoves)
 399       {
 400           // FIXME makes sens to score qcaps?
 401           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 402
 403           if (bestIndex != -1)
 404           {
 405               move = moves[bestIndex].move;\r
 406               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 407               if (move != ttMove && pos.move_is_legal(move, pinned))
 408                   return move;
 409           }
 410       }
 411       break;
 412
 413   case PH_QCHECKS:
 414       assert(!pos.is_check());
 415       assert(movesPicked >= 0);
 416       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 417       // move here?  FIXME
 418       while (movesPicked < numOfMoves)
 419       {
 420           move = moves[movesPicked++].move;
 421           if (move != ttMove && pos.move_is_legal(move, pinned))
 422               return move;
 423       }
 424       break;
 425
 426   default:
 427       break;
 428   }
 429   return MOVE_NONE;
 430 }
 431
 432
 433 /// MovePicker::current_move_type() returns the type of the just
 434 /// picked next move. It can be used in search to further differentiate
 435 /// according to the current move type: capture, non capture, escape, etc.
 436 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 437
 438   return PhaseTable[phaseIndex];
 439 }
 440
 441
 442 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 443 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 444 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex variables.  It is only called once
 445 /// during program startup, and never again while the program is running.
 446
 447 void MovePicker::init_phase_table() {
 448
 449   int i = 0;
 450
 451   // Main search
 452   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 453   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 454   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 455   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 456   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 457   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 458   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 459   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 460   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 461   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 462
 463   // Check evasions
 464   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 465   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 466   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 467
 468   // Quiescence search with checks
 469   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 470   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 471   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 472   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 473
 474   // Quiescence search without checks
 475   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 476   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 477   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 478 }