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) 2008-2009 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 <algorithm>
  27 #include <cassert>
  28
  29 #include "history.h"
  30 #include "evaluate.h"
  31 #include "movegen.h"
  32 #include "movepick.h"
  33 #include "search.h"
  34 #include "value.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   /// Variables
  44
  45   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  46   int MainSearchPhaseIndex;
  47   int EvasionsPhaseIndex;
  48   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  49   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  50
  51 }
  52
  53
  54 ////
  55 //// Functions
  56 ////
  57
  58
  59 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  60 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  61 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  62 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  63 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  64 /// move ordering is at the current node.
  65
  66 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d,
  67                        const History& h, SearchStack* ss) : pos(p), H(h) {
  68   ttMove = ttm;
  69   if (ss)
  70   {
  71       mateKiller = (ss->mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
  72       killer1 = ss->killers[0];
  73       killer2 = ss->killers[1];
  74   } else
  75       mateKiller = killer1 = killer2 = MOVE_NONE;
  76
  77   movesPicked = numOfMoves = numOfBadCaptures = 0;
  78   checkKillers = checkLegal = finished = false;
  79
  80   if (p.is_check())
  81       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  82   else if (d > Depth(0))
  83       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  84   else if (d == Depth(0))
  85       phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  86   else
  87       phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  88
  89   Color us = pos.side_to_move();
  90
  91   dc = p.discovered_check_candidates(us);
  92   pinned = p.pinned_pieces(us);
  93
  94   finished = false;
  95 }
  96
  97
  98 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  99 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
 100 /// are no more moves left of the types we are interested in.
 101
 102 Move MovePicker::get_next_move() {
 103
 104   Move move;
 105
 106   while (true)
 107   {
 108     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 109     // the list, and return it.
 110     move = pick_move_from_list();
 111     if (move != MOVE_NONE)
 112     {
 113         assert(move_is_ok(move));
 114         return move;
 115     }
 116
 117     // Next phase
 118     phaseIndex++;
 119     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 120
 121     case PH_TT_MOVE:
 122         if (ttMove != MOVE_NONE)
 123         {
 124             assert(move_is_ok(ttMove));
 125             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 126                 return ttMove;
 127         }
 128         break;
 129
 130     case PH_MATE_KILLER:
 131         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 132         {
 133             assert(move_is_ok(mateKiller));
 134             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 135                 return mateKiller;
 136         }
 137         break;
 138
 139     case PH_GOOD_CAPTURES:
 140         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 141         score_captures();
 142         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 143         movesPicked = 0;
 144         checkLegal = true;
 145         break;
 146
 147     case PH_KILLERS:
 148         movesPicked = numOfMoves = 0;
 149         checkLegal = false;
 150         if (killer1 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer1, pinned) && !pos.move_is_capture(killer1))
 151             moves[numOfMoves++].move = killer1;
 152         if (killer2 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer2, pinned) && !pos.move_is_capture(killer2) )
 153             moves[numOfMoves++].move = killer2;
 154         break;
 155
 156     case PH_NONCAPTURES:
 157         checkKillers = (numOfMoves != 0); // previous phase is PH_KILLERS
 158         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 159         score_noncaptures();
 160         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 161         movesPicked = 0;
 162         checkLegal = true;
 163         break;
 164
 165     case PH_BAD_CAPTURES:
 166         // Bad captures SEE value is already calculated by score_captures()
 167         // so just sort them to get SEE move ordering.
 168         std::sort(badCaptures, badCaptures + numOfBadCaptures);
 169         movesPicked = 0;
 170         break;
 171
 172     case PH_EVASIONS:
 173         assert(pos.is_check());
 174         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves, pinned);
 175         score_evasions();
 176         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 177         movesPicked = 0;
 178         break;
 179
 180     case PH_QCAPTURES:
 181         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 182         score_qcaptures();
 183         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 184         movesPicked = 0;
 185         break;
 186
 187     case PH_QCHECKS:
 188         // Perhaps we should order moves move here?  FIXME
 189         numOfMoves = generate_non_capture_checks(pos, moves, dc);
 190         movesPicked = 0;
 191         break;
 192
 193     case PH_STOP:
 194         return MOVE_NONE;
 195
 196     default:
 197         assert(false);
 198         return MOVE_NONE;
 199     }
 200   }
 201 }
 202
 203
 204 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 205 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 206
 207 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 208
 209    lock_grab(&lock);
 210    if (finished)
 211    {
 212        lock_release(&lock);
 213        return MOVE_NONE;
 214    }
 215    Move m = get_next_move();
 216    if (m == MOVE_NONE)
 217        finished = true;
 218
 219    lock_release(&lock);
 220    return m;
 221 }
 222
 223
 224 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 225 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 226 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 227 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 228
 229 void MovePicker::score_captures() {
 230   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 231   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 232   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 233   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 234   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 235   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 236   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 237   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 238   // the subtree size.
 239   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 240   // to the badCaptures[] array.
 241   Move m;
 242   int seeValue;
 243
 244   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 245   {
 246       m = moves[i].move;
 247       seeValue = pos.see(m);
 248       if (seeValue >= 0)
 249       {
 250           if (move_is_promotion(m))
 251               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 252           else
 253               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 254                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 255       }
 256       else
 257       {
 258           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 259           assert(numOfBadCaptures < 63);
 260           moves[i].score = seeValue;
 261           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 262           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 263       }
 264   }
 265 }
 266
 267 void MovePicker::score_noncaptures() {
 268   // First score by history, when no history is available then use
 269   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 270   // random choice when we don't have an history for any move.
 271   Piece piece;
 272   Square from, to;
 273   int hs;
 274
 275   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 276   {
 277       from = move_from(moves[i].move);
 278       to = move_to(moves[i].move);
 279       piece = pos.piece_on(from);
 280       hs = H.move_ordering_score(piece, to);
 281
 282       // Ensure history is always preferred to pst
 283       if (hs > 0)
 284           hs += 1000;
 285
 286       // pst based scoring
 287       moves[i].score = hs + pos.pst_delta<Position::MidGame>(piece, from, to);
 288   }
 289 }
 290
 291 void MovePicker::score_evasions() {
 292
 293   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 294   {
 295       Move m = moves[i].move;
 296       if (m == ttMove)
 297           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 298       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 299       {
 300           int seeScore = pos.see(m);
 301           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 302       } else
 303           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 304   }
 305 }
 306
 307 void MovePicker::score_qcaptures() {
 308
 309   // Use MVV/LVA ordering
 310   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 311   {
 312       Move m = moves[i].move;
 313       if (move_is_promotion(m))
 314           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 315       else
 316           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 317                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 318   }
 319 }
 320
 321
 322 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 323 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 324 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 325 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 326
 327 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 328
 329   assert(movesPicked >= 0);
 330   assert(!pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] == PH_EVASIONS || PhaseTable[phaseIndex] == PH_STOP);
 331   assert( pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] != PH_EVASIONS);
 332
 333   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 334
 335   case PH_GOOD_CAPTURES:
 336   case PH_KILLERS:
 337   case PH_NONCAPTURES:
 338       while (movesPicked < numOfMoves)
 339       {
 340           Move move = moves[movesPicked++].move;
 341           if (   move != ttMove
 342               && move != mateKiller
 343               && (!checkKillers || (move != killer1 && move != killer2))
 344               && (!checkLegal || pos.pl_move_is_legal(move, pinned)))
 345               return move;
 346       }
 347       break;
 348
 349   case PH_EVASIONS:
 350       if (movesPicked < numOfMoves)
 351           return moves[movesPicked++].move;
 352
 353       break;
 354
 355   case PH_BAD_CAPTURES:
 356       while (movesPicked < numOfBadCaptures)
 357       {
 358           Move move = badCaptures[movesPicked++].move;
 359           if (   move != ttMove
 360               && move != mateKiller
 361               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 362               return move;
 363       }
 364       break;
 365
 366   case PH_QCAPTURES:
 367   case PH_QCHECKS:
 368       while (movesPicked < numOfMoves)
 369       {
 370           Move move = moves[movesPicked++].move;
 371           // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
 372           if (   move != ttMove
 373               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 374               return move;
 375       }
 376       break;
 377
 378   default:
 379       break;
 380   }
 381   return MOVE_NONE;
 382 }
 383
 384
 385 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 386 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 387 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex. It is only called once during
 388 /// program startup, and never again while the program is running.
 389
 390 void MovePicker::init_phase_table() {
 391
 392   int i = 0;
 393
 394   // Main search
 395   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 396   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 397   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 398   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 399   PhaseTable[i++] = PH_KILLERS;
 400   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 401   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 402   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 403
 404   // Check evasions
 405   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 406   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 407   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 408
 409   // Quiescence search with checks
 410   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 411   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 412   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 413   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 414   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 415
 416   // Quiescence search without checks
 417   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 418   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 419   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 420   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 421 }