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) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   5   Copyright (C) 2015-2017 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
   6
   7   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10   (at your option) any later version.
  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 "movepick.h"
  24
  25 namespace {
  26
  27   enum Stages {
  28     MAIN_SEARCH, CAPTURES_INIT, GOOD_CAPTURES, KILLERS, COUNTERMOVE, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURES,
  29     EVASION, EVASIONS_INIT, ALL_EVASIONS,
  30     PROBCUT, PROBCUT_INIT, PROBCUT_CAPTURES,
  31     QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1_INIT, QCAPTURES_1, QCHECKS,
  32     QSEARCH_NO_CHECKS, QCAPTURES_2_INIT, QCAPTURES_2,
  33     QSEARCH_RECAPTURES, QRECAPTURES
  34   };
  35
  36   // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
  37   // a given limit. The order of moves smaller than the limit is left unspecified.
  38   void partial_insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end, int limit) {
  39
  40     for (ExtMove *sortedEnd = begin, *p = begin + 1; p < end; ++p)
  41         if (p->value >= limit)
  42         {
  43             ExtMove tmp = *p, *q;
  44             *p = *++sortedEnd;
  45             for (q = sortedEnd; q != begin && *(q - 1) < tmp; --q)
  46                 *q = *(q - 1);
  47             *q = tmp;
  48         }
  49   }
  50
  51   // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
  52   // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
  53   // are few moves, e.g., the possible captures.
  54   Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end) {
  55
  56     std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  57     return *begin;
  58   }
  59
  60 } // namespace
  61
  62
  63 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  64 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  65 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  66 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
  67 /// ordering is at the current node.
  68
  69 /// MovePicker constructor for the main search
  70 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  71                        const CapturePieceToHistory* cph, const PieceToHistory** ch, Move cm, Move* killers_p)
  72            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), contHistory(ch), countermove(cm),
  73              killers{killers_p[0], killers_p[1]}, depth(d){
  74
  75   assert(d > DEPTH_ZERO);
  76
  77   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  78   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  79   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
  80 }
  81
  82 /// MovePicker constructor for quiescence search
  83 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,  const CapturePieceToHistory* cph, Square s)
  84            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph) {
  85
  86   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  87
  88   if (pos.checkers())
  89       stage = EVASION;
  90
  91   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  92       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
  93
  94   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  95       stage = QSEARCH_NO_CHECKS;
  96
  97   else
  98   {
  99       stage = QSEARCH_RECAPTURES;
 100       recaptureSquare = s;
 101       return;
 102   }
 103
 104   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 105   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 106 }
 107
 108 /// MovePicker constructor for ProbCut: we generate captures with SEE higher
 109 /// than or equal to the given threshold.
 110 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th, const CapturePieceToHistory* cph)
 111            : pos(p), captureHistory(cph), threshold(th) {
 112
 113   assert(!pos.checkers());
 114
 115   stage = PROBCUT;
 116   ttMove =   ttm
 117           && pos.pseudo_legal(ttm)
 118           && pos.capture(ttm)
 119           && pos.see_ge(ttm, threshold) ? ttm : MOVE_NONE;
 120
 121   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 122 }
 123
 124 /// score() assigns a numerical value to each move in a list, used for sorting.
 125 /// Captures are ordered by Most Valuable Victim (MVV), preferring captures
 126 /// with a good history. Quiets are ordered using the histories.
 127 template<GenType Type>
 128 void MovePicker::score() {
 129
 130   static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == EVASIONS, "Wrong type");
 131
 132   for (auto& m : *this)
 133       if (Type == CAPTURES)
 134           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 135                    + Value((*captureHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)][type_of(pos.piece_on(to_sq(m)))]);
 136
 137       else if (Type == QUIETS)
 138           m.value =  (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 139                    + (*contHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 140                    + (*contHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 141                    + (*contHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 142
 143       else // Type == EVASIONS
 144       {
 145           if (pos.capture(m))
 146               m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 147                        - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
 148           else
 149               m.value = (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)] - (1 << 28);
 150       }
 151 }
 152
 153 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 154 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 155 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 156 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 157
 158 Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 159
 160   Move move;
 161
 162   switch (stage) {
 163
 164   case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
 165   case QSEARCH_NO_CHECKS: case PROBCUT:
 166       ++stage;
 167       return ttMove;
 168
 169   case CAPTURES_INIT:
 170       endBadCaptures = cur = moves;
 171       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 172       score<CAPTURES>();
 173       ++stage;
 174       /* fallthrough */
 175
 176   case GOOD_CAPTURES:
 177       while (cur < endMoves)
 178       {
 179           move = pick_best(cur++, endMoves);
 180           if (move != ttMove)
 181           {
 182               if (pos.see_ge(move))
 183                   return move;
 184
 185               if (   type_of(pos.piece_on(to_sq(move))) == KNIGHT
 186                   && type_of(pos.moved_piece(move)) == BISHOP
 187                   && (cur-1)->value > 1090)
 188                   return move;
 189
 190               // Losing capture, move it to the beginning of the array
 191               *endBadCaptures++ = move;
 192           }
 193       }
 194
 195       ++stage;
 196       move = killers[0];  // First killer move
 197       if (    move != MOVE_NONE
 198           &&  move != ttMove
 199           &&  pos.pseudo_legal(move)
 200           && !pos.capture(move))
 201           return move;
 202       /* fallthrough */
 203
 204   case KILLERS:
 205       ++stage;
 206       move = killers[1]; // Second killer move
 207       if (    move != MOVE_NONE
 208           &&  move != ttMove
 209           &&  pos.pseudo_legal(move)
 210           && !pos.capture(move))
 211           return move;
 212       /* fallthrough */
 213
 214   case COUNTERMOVE:
 215       ++stage;
 216       move = countermove;
 217       if (    move != MOVE_NONE
 218           &&  move != ttMove
 219           &&  move != killers[0]
 220           &&  move != killers[1]
 221           &&  pos.pseudo_legal(move)
 222           && !pos.capture(move))
 223           return move;
 224       /* fallthrough */
 225
 226   case QUIET_INIT:
 227       cur = endBadCaptures;
 228       endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 229       score<QUIETS>();
 230       partial_insertion_sort(cur, endMoves, -4000 * depth / ONE_PLY);
 231       ++stage;
 232       /* fallthrough */
 233
 234   case QUIET:
 235       while (    cur < endMoves
 236              && (!skipQuiets || cur->value >= VALUE_ZERO))
 237       {
 238           move = *cur++;
 239
 240           if (   move != ttMove
 241               && move != killers[0]
 242               && move != killers[1]
 243               && move != countermove)
 244               return move;
 245       }
 246       ++stage;
 247       cur = moves; // Point to beginning of bad captures
 248       /* fallthrough */
 249
 250   case BAD_CAPTURES:
 251       if (cur < endBadCaptures)
 252           return *cur++;
 253       break;
 254
 255   case EVASIONS_INIT:
 256       cur = moves;
 257       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 258       score<EVASIONS>();
 259       ++stage;
 260       /* fallthrough */
 261
 262   case ALL_EVASIONS:
 263       while (cur < endMoves)
 264       {
 265           move = pick_best(cur++, endMoves);
 266           if (move != ttMove)
 267               return move;
 268       }
 269       break;
 270
 271   case PROBCUT_INIT:
 272       cur = moves;
 273       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 274       score<CAPTURES>();
 275       ++stage;
 276       /* fallthrough */
 277
 278   case PROBCUT_CAPTURES:
 279       while (cur < endMoves)
 280       {
 281           move = pick_best(cur++, endMoves);
 282           if (   move != ttMove
 283               && pos.see_ge(move, threshold))
 284               return move;
 285       }
 286       break;
 287
 288   case QCAPTURES_1_INIT: case QCAPTURES_2_INIT:
 289       cur = moves;
 290       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 291       score<CAPTURES>();
 292       ++stage;
 293       /* fallthrough */
 294
 295   case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 296       while (cur < endMoves)
 297       {
 298           move = pick_best(cur++, endMoves);
 299           if (move != ttMove)
 300               return move;
 301       }
 302       if (stage == QCAPTURES_2)
 303           break;
 304       cur = moves;
 305       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 306       ++stage;
 307       /* fallthrough */
 308
 309   case QCHECKS:
 310       while (cur < endMoves)
 311       {
 312           move = cur++->move;
 313           if (move != ttMove)
 314               return move;
 315       }
 316       break;
 317
 318   case QSEARCH_RECAPTURES:
 319       cur = moves;
 320       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 321       score<CAPTURES>();
 322       ++stage;
 323       /* fallthrough */
 324
 325   case QRECAPTURES:
 326       while (cur < endMoves)
 327       {
 328           move = pick_best(cur++, endMoves);
 329           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 330               return move;
 331       }
 332       break;
 333
 334   default:
 335       assert(false);
 336   }
 337
 338   return MOVE_NONE;
 339 }