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

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11
  12   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15   GNU General Public License for more details.
  16
  17   You should have received a copy of the GNU General Public License
  18   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19 */
  20
  21
  22 ////
  23 //// Includes
  24 ////
  25
  26 #include <cassert>
  27
  28 #include "history.h"
  29 #include "movegen.h"
  30 #include "movepick.h"
  31 #include "search.h"
  32 #include "value.h"
  33
  34
  35 ////
  36 //// Local definitions
  37 ////
  38
  39 namespace {
  40
  41   enum MovegenPhase {
  42     PH_TT_MOVES,       // Transposition table move and mate killer
  43     PH_GOOD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values >= 0
  44     PH_KILLERS,        // Killer moves from the current ply
  45     PH_NONCAPTURES,    // Non-captures and underpromotions
  46     PH_BAD_CAPTURES,   // Queen promotions and captures with SEE values < 0
  47     PH_EVASIONS,       // Check evasions
  48     PH_QCAPTURES,      // Captures in quiescence search
  49     PH_QCHECKS,        // Non-capture checks in quiescence search
  50     PH_STOP
  51   };
  52
  53   CACHE_LINE_ALIGNMENT
  54   const uint8_t MainSearchPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP};
  55   const uint8_t EvasionsPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_EVASIONS, PH_STOP};
  56   const uint8_t QsearchWithChecksPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP};
  57   const uint8_t QsearchWithoutChecksPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_STOP};
  58 }
  59
  60
  61 ////
  62 //// Functions
  63 ////
  64
  65
  66 /// Constructor for the MovePicker class. Apart from the position for which
  67 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  68 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  69 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  70 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  71 /// move ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d,
  74                        const History& h, SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h) {
  75   int searchTT = ttm;
  76   ttMoves[0].move = ttm;
  77   lastBadCapture = badCaptures;
  78   badCaptureThreshold = 0;
  79
  80   pinned = p.pinned_pieces(pos.side_to_move());
  81
  82   if (ss && !p.is_check())
  83   {
  84       ttMoves[1].move = (ss->mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
  85       searchTT |= ttMoves[1].move;
  86       killers[0].move = ss->killers[0];
  87       killers[1].move = ss->killers[1];
  88   } else
  89       ttMoves[1].move = killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
  90
  91   if (p.is_check())
  92       phasePtr = EvasionsPhaseTable;
  93   else if (d > Depth(0))
  94   {
  95       // Consider sligtly negative captures as good if at low
  96       // depth and far from beta.
  97       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * OnePly)
  98           badCaptureThreshold = -PawnValueMidgame;
  99
 100       phasePtr = MainSearchPhaseTable;
 101   } else if (d == Depth(0))
 102       phasePtr = QsearchWithChecksPhaseTable;
 103   else
 104   {
 105       phasePtr = QsearchWithoutChecksPhaseTable;
 106
 107       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids
 108       // qsearch tree explosion due to a possible perpetual check or
 109       // similar rare cases when TT table is full.
 110       if (ttm != MOVE_NONE && !pos.move_is_capture_or_promotion(ttm))
 111           searchTT = ttMoves[0].move = MOVE_NONE;
 112   }
 113
 114   phasePtr += !searchTT - 1;
 115   go_next_phase();
 116 }
 117
 118
 119 /// MovePicker::go_next_phase() generates, scores and sorts the next bunch
 120 /// of moves when there are no more moves to try for the current phase.
 121
 122 void MovePicker::go_next_phase() {
 123
 124   curMove = moves;
 125   phase = *(++phasePtr);
 126   switch (phase) {
 127
 128   case PH_TT_MOVES:
 129       curMove = ttMoves;
 130       lastMove = curMove + 2;
 131       return;
 132
 133   case PH_GOOD_CAPTURES:
 134       lastMove = generate_captures(pos, moves);
 135       score_captures();
 136       return;
 137
 138   case PH_KILLERS:
 139       curMove = killers;
 140       lastMove = curMove + 2;
 141       return;
 142
 143   case PH_NONCAPTURES:
 144       lastMove = generate_noncaptures(pos, moves);
 145       score_noncaptures();
 146       sort_moves(moves, lastMove, &lastGoodNonCapture);
 147       return;
 148
 149   case PH_BAD_CAPTURES:
 150       // Bad captures SEE value is already calculated so just sort them
 151       // to get SEE move ordering.
 152       curMove = badCaptures;
 153       lastMove = lastBadCapture;
 154       return;
 155
 156   case PH_EVASIONS:
 157       assert(pos.is_check());
 158       lastMove = generate_evasions(pos, moves);
 159       score_evasions_or_checks();
 160       return;
 161
 162   case PH_QCAPTURES:
 163       lastMove = generate_captures(pos, moves);
 164       score_captures();
 165       return;
 166
 167   case PH_QCHECKS:
 168       lastMove = generate_non_capture_checks(pos, moves);
 169       score_evasions_or_checks();
 170       return;
 171
 172   case PH_STOP:
 173       lastMove = curMove + 1; // Avoids another go_next_phase() call
 174       return;
 175
 176   default:
 177       assert(false);
 178       return;
 179   }
 180 }
 181
 182
 183 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 184 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 185 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 186 /// picked first by get_next_move().
 187
 188 void MovePicker::score_captures() {
 189   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 190   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 191   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 192   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 193   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 194   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 195   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 196   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 197   // the subtree size.
 198   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 199   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 200   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 201   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 202   Move m;
 203
 204   // Use MVV/LVA ordering
 205   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 206   {
 207       m = cur->move;
 208       if (move_is_promotion(m))
 209           cur->score = QueenValueMidgame;
 210       else
 211           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 212                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
 213   }
 214 }
 215
 216 void MovePicker::score_noncaptures() {
 217   // First score by history, when no history is available then use
 218   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 219   // random choice when we don't have an history for any move.
 220   Move m;
 221   Piece piece;
 222   Square from, to;
 223   int hs;
 224
 225   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 226   {
 227       m = cur->move;
 228       from = move_from(m);
 229       to = move_to(m);
 230       piece = pos.piece_on(from);
 231       hs = H.move_ordering_score(piece, to);
 232
 233       // Ensure history has always highest priority
 234       if (hs > 0)
 235           hs += 10000;
 236
 237       // Gain table based scoring
 238       cur->score = hs + 16 * H.gain(piece, to);
 239   }
 240 }
 241
 242 void MovePicker::score_evasions_or_checks() {
 243   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
 244   // destination square is not under attack, ordered by history
 245   // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
 246   // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 247   Move m;
 248   int seeScore;
 249
 250   // Skip if we don't have at least two moves to order
 251   if (lastMove < moves + 2)
 252       return;
 253
 254   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 255   {
 256       m = cur->move;
 257       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 258           cur->score = seeScore - HistoryMax; // Be sure are at the bottom
 259       else if (pos.move_is_capture(m))
 260           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 261                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m)) + HistoryMax;
 262       else
 263           cur->score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 264   }
 265 }
 266
 267 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 268 /// class. It returns a new legal move every time it is called, until there
 269 /// are no more moves left.
 270 /// It picks the move with the biggest score from a list of generated moves taking
 271 /// care not to return the tt move if has already been searched previously.
 272 /// Note that this function is not thread safe so should be lock protected by
 273 /// caller when accessed through a shared MovePicker object.
 274
 275 Move MovePicker::get_next_move() {
 276
 277   Move move;
 278
 279   while (true)
 280   {
 281       while (curMove != lastMove)
 282       {
 283           switch (phase) {
 284
 285           case PH_TT_MOVES:
 286               move = (curMove++)->move;
 287               if (   move != MOVE_NONE
 288                   && move_is_legal(pos, move, pinned))
 289                   return move;
 290               break;
 291
 292           case PH_GOOD_CAPTURES:
 293               move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 294               if (   move != ttMoves[0].move
 295                   && move != ttMoves[1].move
 296                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 297               {
 298                   // Check for a non negative SEE now
 299                   int seeValue = pos.see_sign(move);
 300                   if (seeValue >= badCaptureThreshold)
 301                       return move;
 302
 303                   // Losing capture, move it to the badCaptures[] array, note
 304                   // that move has now been already checked for legality.
 305                   assert(int(lastBadCapture - badCaptures) < 63);
 306                   lastBadCapture->move = move;
 307                   lastBadCapture->score = seeValue;
 308                   lastBadCapture++;
 309               }
 310               break;
 311
 312           case PH_KILLERS:
 313               move = (curMove++)->move;
 314               if (   move != MOVE_NONE
 315                   && move != ttMoves[0].move
 316                   && move != ttMoves[1].move
 317                   && move_is_legal(pos, move, pinned)
 318                   && !pos.move_is_capture(move))
 319                   return move;
 320               break;
 321
 322           case PH_NONCAPTURES:
 323
 324               // Sort negative scored moves only when we get there
 325               if (curMove == lastGoodNonCapture)
 326                   insertion_sort(lastGoodNonCapture, lastMove);
 327
 328               move = (curMove++)->move;
 329               if (   move != ttMoves[0].move
 330                   && move != ttMoves[1].move
 331                   && move != killers[0].move
 332                   && move != killers[1].move
 333                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 334                   return move;
 335               break;
 336
 337           case PH_BAD_CAPTURES:
 338               move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 339               return move;
 340
 341           case PH_EVASIONS:
 342           case PH_QCAPTURES:
 343               move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 344               if (   move != ttMoves[0].move
 345                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 346                   return move;
 347               break;
 348
 349           case PH_QCHECKS:
 350               move = (curMove++)->move;
 351               if (   move != ttMoves[0].move
 352                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 353                   return move;
 354               break;
 355
 356           case PH_STOP:
 357               return MOVE_NONE;
 358
 359           default:
 360               assert(false);
 361               break;
 362           }
 363       }
 364       go_next_phase();
 365   }
 366 }
 367