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 Marco Costalba
   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   /// Variables
  42
  43   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  44   int MainSearchPhaseIndex;
  45   int EvasionsPhaseIndex;
  46   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  47   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  48
  49 }
  50
  51
  52
  53 ////
  54 //// Functions
  55 ////
  56
  57
  58 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  59 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  60 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  61 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  62 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  63 /// move ordering is at the current node.
  64
  65 MovePicker::MovePicker(const Position& p, bool pvnode, Move ttm, Move mk,
  66                        Move k1, Move k2, Depth d) : pos(p) {
  67   pvNode = pvnode;
  68   ttMove = ttm;
  69   mateKiller = (mk == ttm)? MOVE_NONE : mk;
  70   killer1 = k1;
  71   killer2 = k2;
  72   depth = d;
  73   movesPicked = 0;
  74   numOfMoves = 0;
  75   numOfBadCaptures = 0;
  76   dc = p.discovered_check_candidates(p.side_to_move());
  77
  78   if (p.is_check())
  79     phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  80   else if (depth > Depth(0))
  81     phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  82   else if (depth == Depth(0))
  83     phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  84   else
  85     phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  86
  87   pinned = p.pinned_pieces(p.side_to_move());
  88
  89   finished = false;
  90 }
  91
  92
  93 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  94 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  95 /// are no more moves left of the types we are interested in.
  96
  97 Move MovePicker::get_next_move() {
  98
  99   Move move;
 100
 101   while (true)
 102   {
 103     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 104     // the list, and return it.
 105     move = pick_move_from_list();
 106     if (move != MOVE_NONE)
 107     {
 108         assert(move_is_ok(move));
 109         return move;
 110     }
 111
 112     // Next phase
 113     phaseIndex++;
 114     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 115
 116     case PH_TT_MOVE:
 117         if (ttMove != MOVE_NONE)
 118         {
 119             assert(move_is_ok(ttMove));
 120             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 121                 return ttMove;
 122         }
 123         break;
 124
 125     case PH_MATE_KILLER:
 126         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 127         {
 128             assert(move_is_ok(mateKiller));
 129             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 130                 return mateKiller;
 131        }
 132        break;
 133
 134     case PH_GOOD_CAPTURES:
 135         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 136         score_captures();
 137         movesPicked = 0;
 138         break;
 139
 140     case PH_BAD_CAPTURES:
 141         badCapturesPicked = 0;
 142         break;
 143
 144     case PH_NONCAPTURES:
 145         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 146         score_noncaptures();
 147         movesPicked = 0;
 148         break;
 149
 150     case PH_EVASIONS:
 151         assert(pos.is_check());
 152         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves);
 153         score_evasions();
 154         movesPicked = 0;
 155         break;
 156
 157     case PH_QCAPTURES:
 158         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 159         score_qcaptures();
 160         movesPicked = 0;
 161         break;
 162
 163     case PH_QCHECKS:
 164         numOfMoves = generate_checks(pos, moves, dc);
 165         movesPicked = 0;
 166         break;
 167
 168     case PH_STOP:
 169         return MOVE_NONE;
 170
 171     default:
 172         assert(false);
 173         return MOVE_NONE;
 174     }
 175   }
 176 }
 177
 178
 179 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 180 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 181
 182 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 183
 184    lock_grab(&lock);
 185    if (finished)
 186    {
 187        lock_release(&lock);
 188        return MOVE_NONE;
 189    }
 190    Move m = get_next_move();
 191    if (m == MOVE_NONE)
 192        finished = true;
 193
 194    lock_release(&lock);
 195    return m;
 196 }
 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/LVA.
 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   Move m;
 215   int seeValue;
 216
 217   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 218   {
 219       m = moves[i].move;
 220       seeValue = pos.see(m);
 221       if (seeValue >= 0)
 222       {
 223           if (move_promotion(m))
 224               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 225           else
 226               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 227                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 228       } else
 229           moves[i].score = seeValue;
 230   }
 231 }
 232
 233 void MovePicker::score_noncaptures() {
 234   // First score by history, when no history is available then use
 235   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 236   // random choice when we don't have an history for any move.
 237   Move m;
 238   int hs;
 239
 240   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 241   {
 242       m = moves[i].move;
 243
 244       if (m == killer1)
 245           hs = HistoryMax + 2;
 246       else if (m == killer2)
 247           hs = HistoryMax + 1;
 248       else
 249           hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 250
 251       // Ensure moves in history are always sorted as first
 252       if (hs > 0)
 253           hs += 1000;
 254
 255       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 256   }
 257 }
 258
 259 void MovePicker::score_evasions() {
 260
 261   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 262   {
 263       Move m = moves[i].move;
 264       if (m == ttMove)
 265           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 266       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 267       {
 268           int seeScore = pos.see(m);
 269           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 270       } else
 271           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 272   }
 273   // FIXME try psqt also here
 274 }
 275
 276 void MovePicker::score_qcaptures() {
 277
 278   // Use MVV/LVA ordering
 279   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 280   {
 281       Move m = moves[i].move;
 282       if (move_promotion(m))
 283           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 284       else
 285           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 286                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 287   }
 288 }
 289
 290
 291 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of
 292 /// the highest scored one.
 293
 294 int MovePicker::find_best_index() {
 295
 296   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;
 297
 298   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 299       if (moves[i].score > bestScore)
 300       {
 301           bestIndex = i;
 302           bestScore = moves[i].score;
 303       }
 304   return bestIndex;
 305 }
 306
 307
 308 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 309 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 310 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 311 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 312 /// While picking captures in the PH_GOOD_CAPTURES phase (i.e. while picking
 313 /// non-losing captures in the main search), it moves all captures with
 314 /// negative SEE values to the badCaptures[] array.
 315
 316 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 317
 318   int bestIndex;
 319   Move move;
 320
 321   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 322   case PH_GOOD_CAPTURES:
 323       assert(!pos.is_check());
 324       assert(movesPicked >= 0);
 325
 326       while (movesPicked < numOfMoves)
 327       {
 328           int bestScore = -10000000;
 329           bestIndex = -1;
 330           for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 331           {
 332               if (moves[i].score < 0)
 333               {
 334                   // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 335                   assert(numOfBadCaptures < 63);
 336                   badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 337                   moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 338               }
 339               else if (moves[i].score > bestScore)
 340               {
 341                   bestIndex = i;
 342                   bestScore = moves[i].score;
 343               }
 344           }
 345           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 346           {
 347               move = moves[bestIndex].move;
 348               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 349               if (   move != ttMove
 350                   && move != mateKiller
 351                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 352                   return move;
 353           }
 354       }
 355       break;
 356
 357   case PH_NONCAPTURES:
 358       assert(!pos.is_check());
 359       assert(movesPicked >= 0);
 360
 361       while (movesPicked < numOfMoves)
 362       {
 363           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 364           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 365           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 366           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 367           bestIndex = (pvNode || movesPicked < 12) ? find_best_index() : movesPicked;
 368
 369           if (bestIndex != -1)
 370           {
 371               move = moves[bestIndex].move;
 372               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 373               if (   move != ttMove
 374                   && move != mateKiller
 375                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 376                   return move;
 377           }
 378       }
 379       break;
 380
 381   case PH_EVASIONS:
 382       assert(pos.is_check());
 383       assert(movesPicked >= 0);
 384
 385       while (movesPicked < numOfMoves)
 386       {
 387           bestIndex = find_best_index();
 388
 389           if (bestIndex != -1)
 390           {
 391               move = moves[bestIndex].move;
 392               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 393               return move;
 394           }
 395     }
 396     break;
 397
 398   case PH_BAD_CAPTURES:
 399       assert(!pos.is_check());
 400       assert(badCapturesPicked >= 0);
 401       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 402       // of just picking the first move.  FIXME
 403       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 404       {
 405           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 406           if (   move != ttMove
 407               && move != mateKiller
 408               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 409               return move;
 410       }
 411       break;
 412
 413   case PH_QCAPTURES:
 414       assert(!pos.is_check());
 415       assert(movesPicked >= 0);
 416       while (movesPicked < numOfMoves)
 417       {
 418           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 419
 420           if (bestIndex != -1)
 421           {
 422               move = moves[bestIndex].move;
 423               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 424               // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 425               // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 426               if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 427                   return move;
 428           }
 429       }
 430       break;
 431
 432   case PH_QCHECKS:
 433       assert(!pos.is_check());
 434       assert(movesPicked >= 0);
 435       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 436       // move here?  FIXME
 437       while (movesPicked < numOfMoves)
 438       {
 439           move = moves[movesPicked++].move;
 440           // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 441           if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 442               return move;
 443       }
 444       break;
 445
 446   default:
 447       break;
 448   }
 449   return MOVE_NONE;
 450 }
 451
 452
 453 /// MovePicker::current_move_type() returns the type of the just
 454 /// picked next move. It can be used in search to further differentiate
 455 /// according to the current move type: capture, non capture, escape, etc.
 456 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 457
 458   return PhaseTable[phaseIndex];
 459 }
 460
 461
 462 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 463 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 464 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex variables. It is only called once
 465 /// during program startup, and never again while the program is running.
 466
 467 void MovePicker::init_phase_table() {
 468
 469   int i = 0;
 470
 471   // Main search
 472   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 473   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 474   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 475   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 476   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 477   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 478   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 479   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 480   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 481   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 482
 483   // Check evasions
 484   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 485   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 486   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 487
 488   // Quiescence search with checks
 489   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 490   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 491   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 492   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 493
 494   // Quiescence search without checks
 495   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 496   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 497   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 498 }