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 "evaluate.h"
  30 #include "movegen.h"
  31 #include "movepick.h"
  32 #include "search.h"
  33 #include "value.h"
  34
  35
  36 ////
  37 //// Local definitions
  38 ////
  39
  40 namespace {
  41
  42   /// Variables
  43
  44   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  45   int MainSearchPhaseIndex;
  46   int EvasionsPhaseIndex;
  47   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  48   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  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 pv, Move ttm,
  66                        const SearchStack& ss, Depth d) : pos(p) {
  67   pvNode = pv;
  68   ttMove = ttm;
  69   mateKiller = (ss.mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss.mateKiller;
  70   killer1 = ss.killers[0];
  71   killer2 = ss.killers[1];
  72   depth = d;
  73   movesPicked = 0;
  74   numOfMoves = 0;
  75   numOfBadCaptures = 0;
  76
  77   if (p.is_check())
  78       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  79   else if (depth > Depth(0))
  80       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  81   else if (depth == Depth(0))
  82       phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  83   else
  84       phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  85
  86   Color us = pos.side_to_move();
  87
  88   dc = p.discovered_check_candidates(us);
  89   pinned = p.pinned_pieces(us);
  90
  91   finished = false;
  92 }
  93
  94
  95 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  96 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  97 /// are no more moves left of the types we are interested in.
  98
  99 Move MovePicker::get_next_move() {
 100
 101   Move move;
 102
 103   while (true)
 104   {
 105     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 106     // the list, and return it.
 107     move = pick_move_from_list();
 108     if (move != MOVE_NONE)
 109     {
 110         assert(move_is_ok(move));
 111         return move;
 112     }
 113
 114     // Next phase
 115     phaseIndex++;
 116     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 117
 118     case PH_TT_MOVE:
 119         if (ttMove != MOVE_NONE)
 120         {
 121             assert(move_is_ok(ttMove));
 122             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 123                 return ttMove;
 124         }
 125         break;
 126
 127     case PH_MATE_KILLER:
 128         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 129         {
 130             assert(move_is_ok(mateKiller));
 131             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 132                 return mateKiller;
 133         }
 134         break;
 135
 136     case PH_GOOD_CAPTURES:
 137         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 138         score_captures();
 139         movesPicked = 0;
 140         break;
 141
 142     case PH_BAD_CAPTURES:
 143         movesPicked = 0;
 144         break;
 145
 146     case PH_NONCAPTURES:
 147         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 148         score_noncaptures();
 149         movesPicked = 0;
 150         break;
 151
 152     case PH_EVASIONS:
 153         assert(pos.is_check());
 154         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves, pinned);
 155         score_evasions();
 156         movesPicked = 0;
 157         break;
 158
 159     case PH_QCAPTURES:
 160         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 161         score_qcaptures();
 162         movesPicked = 0;
 163         break;
 164
 165     case PH_QCHECKS:
 166         numOfMoves = generate_checks(pos, moves, dc);
 167         movesPicked = 0;
 168         break;
 169
 170     case PH_STOP:
 171         return MOVE_NONE;
 172
 173     default:
 174         assert(false);
 175         return MOVE_NONE;
 176     }
 177   }
 178 }
 179
 180
 181 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 182 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 183
 184 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 185
 186    lock_grab(&lock);
 187    if (finished)
 188    {
 189        lock_release(&lock);
 190        return MOVE_NONE;
 191    }
 192    Move m = get_next_move();
 193    if (m == MOVE_NONE)
 194        finished = true;
 195
 196    lock_release(&lock);
 197    return m;
 198 }
 199
 200
 201 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 202 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 203 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 204 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 205
 206 void MovePicker::score_captures() {
 207   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 208   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 209   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 210   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 211   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 212   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 213   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 214   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 215   // the subtree size.
 216   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 217   // to the badCaptures[] array.
 218   Move m;
 219   int seeValue;
 220
 221   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 222   {
 223       m = moves[i].move;
 224       seeValue = pos.see(m);
 225       if (seeValue >= 0)
 226       {
 227           if (move_promotion(m))
 228               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 229           else
 230               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 231                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 232       }
 233       else
 234       {
 235           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 236           assert(numOfBadCaptures < 63);
 237           moves[i].score = seeValue;
 238           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 239           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 240       }
 241   }
 242 }
 243
 244 void MovePicker::score_noncaptures() {
 245   // First score by history, when no history is available then use
 246   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 247   // random choice when we don't have an history for any move.
 248   Move m;
 249   int hs;
 250
 251   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 252   {
 253       m = moves[i].move;
 254
 255       if (m == killer1)
 256           hs = HistoryMax + 2;
 257       else if (m == killer2)
 258           hs = HistoryMax + 1;
 259       else
 260           hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 261
 262       // Ensure history is always preferred to pst
 263       if (hs > 0)
 264           hs += 1000;
 265
 266       // pst based scoring
 267       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 268   }
 269 }
 270
 271 void MovePicker::score_evasions() {
 272
 273   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 274   {
 275       Move m = moves[i].move;
 276       if (m == ttMove)
 277           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 278       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 279       {
 280           int seeScore = pos.see(m);
 281           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 282       } else
 283           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 284   }
 285 }
 286
 287 void MovePicker::score_qcaptures() {
 288
 289   // Use MVV/LVA ordering
 290   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 291   {
 292       Move m = moves[i].move;
 293       if (move_promotion(m))
 294           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 295       else
 296           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 297                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 298   }
 299 }
 300
 301
 302 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of
 303 /// the highest scored one.
 304
 305 int MovePicker::find_best_index() const {
 306
 307   assert(movesPicked < numOfMoves);
 308
 309   int bestIndex = movesPicked;
 310   int bestScore = moves[movesPicked].score;
 311
 312   for (int i = movesPicked + 1; i < numOfMoves; i++)
 313       if (moves[i].score > bestScore)
 314       {
 315           bestIndex = i;
 316           bestScore = moves[i].score;
 317       }
 318   return bestIndex;
 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   int bestIndex;
 330   Move move;
 331
 332   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 333
 334   case PH_GOOD_CAPTURES:
 335       assert(!pos.is_check());
 336       assert(movesPicked >= 0);
 337
 338       while (movesPicked < numOfMoves)
 339       {
 340           bestIndex = find_best_index();
 341           move = moves[bestIndex].move;
 342           moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 343           if (   move != ttMove
 344               && move != mateKiller
 345               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 346               return move;
 347       }
 348       break;
 349
 350   case PH_NONCAPTURES:
 351       assert(!pos.is_check());
 352       assert(movesPicked >= 0);
 353
 354       while (movesPicked < numOfMoves)
 355       {
 356           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 357           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 358           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 359           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 360           bestIndex = (pvNode || movesPicked < 12) ? find_best_index() : movesPicked;
 361           move = moves[bestIndex].move;
 362           moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 363           if (   move != ttMove
 364               && move != mateKiller
 365               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 366               return move;
 367       }
 368       break;
 369
 370   case PH_EVASIONS:
 371       assert(pos.is_check());
 372       assert(movesPicked >= 0);
 373
 374       while (movesPicked < numOfMoves)
 375       {
 376           bestIndex = find_best_index();
 377           move = moves[bestIndex].move;
 378           moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 379           return move;
 380     }
 381     break;
 382
 383   case PH_BAD_CAPTURES:
 384       assert(!pos.is_check());
 385       assert(movesPicked >= 0);
 386       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 387       // of just picking the first move.  FIXME
 388       while (movesPicked < numOfBadCaptures)
 389       {
 390           move = badCaptures[movesPicked++].move;
 391           if (   move != ttMove
 392               && move != mateKiller
 393               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 394               return move;
 395       }
 396       break;
 397
 398   case PH_QCAPTURES:
 399       assert(!pos.is_check());
 400       assert(movesPicked >= 0);
 401       while (movesPicked < numOfMoves)
 402       {
 403           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 404           move = moves[bestIndex].move;
 405           moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 406           // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
 407           if (   move != ttMove
 408               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 409               return move;
 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
 422               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 423               return move;
 424       }
 425       break;
 426
 427   default:
 428       break;
 429   }
 430   return MOVE_NONE;
 431 }
 432
 433
 434 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 435 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 436 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex. It is only called once during
 437 /// program startup, and never again while the program is running.
 438
 439 void MovePicker::init_phase_table() {
 440
 441   int i = 0;
 442
 443   // Main search
 444   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 445   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 446   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 447   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 448   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 449   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 450   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 451   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 452   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 453   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 454
 455   // Check evasions
 456   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 457   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 458   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 459
 460   // Quiescence search with checks
 461   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 462   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 463   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 464   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 465   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 466
 467   // Quiescence search without checks
 468   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 469   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 470   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 471   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 472 }