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 #include <cassert>
  22
  23 #include "movegen.h"
  24 #include "movepick.h"
  25 #include "search.h"
  26 #include "types.h"
  27
  28 namespace {
  29
  30   enum MovegenPhase {
  31     PH_TT_MOVES,      // Transposition table move and mate killer
  32     PH_GOOD_CAPTURES, // Queen promotions and captures with SEE values >= 0
  33     PH_KILLERS,       // Killer moves from the current ply
  34     PH_NONCAPTURES,   // Non-captures and underpromotions
  35     PH_BAD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values < 0
  36     PH_EVASIONS,      // Check evasions
  37     PH_QCAPTURES,     // Captures in quiescence search
  38     PH_QCHECKS,       // Non-capture checks in quiescence search
  39     PH_STOP
  40   };
  41
  42   CACHE_LINE_ALIGNMENT
  43   const uint8_t MainSearchTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP };
  44   const uint8_t EvasionTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_EVASIONS, PH_STOP };
  45   const uint8_t QsearchWithChecksTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP };
  46   const uint8_t QsearchWithoutChecksTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_STOP };
  47 }
  48
  49 bool MovePicker::isBadCapture() const { return phase == PH_BAD_CAPTURES; }
  50
  51 /// Constructor for the MovePicker class. Apart from the position for which
  52 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  53 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  54 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  55 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  56 /// move ordering is at the current node.
  57
  58 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  59                        SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h) {
  60   int searchTT = ttm;
  61   ttMoves[0].move = ttm;
  62   badCaptureThreshold = 0;
  63   badCaptures = moves + MAX_MOVES;
  64
  65   assert(d > DEPTH_ZERO);
  66
  67   if (p.in_check())
  68   {
  69       ttMoves[1].move = killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
  70       phasePtr = EvasionTable;
  71   }
  72   else
  73   {
  74       ttMoves[1].move = (ss->mateKiller == ttm) ? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
  75       searchTT |= ttMoves[1].move;
  76       killers[0].move = ss->killers[0];
  77       killers[1].move = ss->killers[1];
  78
  79       // Consider sligtly negative captures as good if at low
  80       // depth and far from beta.
  81       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  82           badCaptureThreshold = -PawnValueMidgame;
  83
  84       phasePtr = MainSearchTable;
  85   }
  86
  87   phasePtr += int(!searchTT) - 1;
  88   go_next_phase();
  89 }
  90
  91 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h)
  92                       : pos(p), H(h) {
  93   int searchTT = ttm;
  94   ttMoves[0].move = ttm;
  95   ttMoves[1].move = MOVE_NONE;
  96
  97   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  98
  99   if (p.in_check())
 100       phasePtr = EvasionTable;
 101   else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
 102       phasePtr = QsearchWithChecksTable;
 103   else
 104   {
 105       phasePtr = QsearchWithoutChecksTable;
 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(ttm) && !move_is_promotion(ttm))
 111           searchTT = ttMoves[0].move = MOVE_NONE;
 112   }
 113
 114   phasePtr += int(!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<MV_CAPTURE>(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<MV_NON_CAPTURE>(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 pick
 151       // them in order to get SEE move ordering.
 152       curMove = badCaptures;
 153       lastMove = moves + MAX_MOVES;
 154       return;
 155
 156   case PH_EVASIONS:
 157       assert(pos.in_check());
 158       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 159       score_evasions();
 160       return;
 161
 162   case PH_QCAPTURES:
 163       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 164       score_captures();
 165       return;
 166
 167   case PH_QCHECKS:
 168       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, moves);
 169       return;
 170
 171   case PH_STOP:
 172       lastMove = curMove + 1; // Avoid another go_next_phase() call
 173       return;
 174
 175   default:
 176       assert(false);
 177       return;
 178   }
 179 }
 180
 181
 182 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 183 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 184 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 185 /// picked first by get_next_move().
 186
 187 void MovePicker::score_captures() {
 188   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 189   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 190   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 191   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 192   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 193   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 194   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 195   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 196   // the subtree size.
 197   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 198   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 199   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 200   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 201   Move m;
 202
 203   // Use MVV/LVA ordering
 204   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 205   {
 206       m = cur->move;
 207       if (move_is_promotion(m))
 208           cur->score = QueenValueMidgame;
 209       else
 210           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 211                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
 212   }
 213 }
 214
 215 void MovePicker::score_noncaptures() {
 216
 217   Move m;
 218   Square from;
 219
 220   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 221   {
 222       m = cur->move;
 223       from = move_from(m);
 224       cur->score = H.value(pos.piece_on(from), move_to(m));
 225   }
 226 }
 227
 228 void MovePicker::score_evasions() {
 229   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
 230   // destination square is not under attack, ordered by history
 231   // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
 232   // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 233   Move m;
 234   int seeScore;
 235
 236   // Skip if we don't have at least two moves to order
 237   if (lastMove < moves + 2)
 238       return;
 239
 240   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 241   {
 242       m = cur->move;
 243       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 244           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 245       else if (pos.move_is_capture(m))
 246           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 247                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m)) + History::MaxValue;
 248       else
 249           cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 250   }
 251 }
 252
 253 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 254 /// class. It returns a new legal move every time it is called, until there
 255 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 256 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 257 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 258 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 259
 260 Move MovePicker::get_next_move() {
 261
 262   Move move;
 263
 264   while (true)
 265   {
 266       while (curMove == lastMove)
 267           go_next_phase();
 268
 269       switch (phase) {
 270
 271       case PH_TT_MOVES:
 272           move = (curMove++)->move;
 273           if (   move != MOVE_NONE
 274               && pos.move_is_pl(move))
 275               return move;
 276           break;
 277
 278       case PH_GOOD_CAPTURES:
 279           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 280           if (   move != ttMoves[0].move
 281               && move != ttMoves[1].move)
 282           {
 283               // Check for a non negative SEE now
 284               int seeValue = pos.see_sign(move);
 285               if (seeValue >= badCaptureThreshold)
 286                   return move;
 287
 288               // Losing capture, move it to the tail of the array, note
 289               // that move has now been already checked for legality.
 290               (--badCaptures)->move = move;
 291               badCaptures->score = seeValue;
 292           }
 293           break;
 294
 295       case PH_KILLERS:
 296           move = (curMove++)->move;
 297           if (   move != MOVE_NONE
 298               && pos.move_is_pl(move)
 299               && move != ttMoves[0].move
 300               && move != ttMoves[1].move
 301               && !pos.move_is_capture(move))
 302               return move;
 303           break;
 304
 305       case PH_NONCAPTURES:
 306           // Sort negative scored moves only when we get there
 307           if (curMove == lastGoodNonCapture)
 308               insertion_sort<MoveStack>(lastGoodNonCapture, lastMove);
 309
 310           move = (curMove++)->move;
 311           if (   move != ttMoves[0].move
 312               && move != ttMoves[1].move
 313               && move != killers[0].move
 314               && move != killers[1].move)
 315               return move;
 316           break;
 317
 318       case PH_BAD_CAPTURES:
 319           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 320           return move;
 321
 322       case PH_EVASIONS:
 323       case PH_QCAPTURES:
 324           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 325           if (move != ttMoves[0].move)
 326               return move;
 327           break;
 328
 329       case PH_QCHECKS:
 330           move = (curMove++)->move;
 331           if (   move != ttMoves[0].move)
 332               return move;
 333           break;
 334
 335       case PH_STOP:
 336           return MOVE_NONE;
 337
 338       default:
 339           assert(false);
 340           break;
 341       }
 342   }
 343 }