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         capSquares = EmptyBoardBB;
 138         movesPicked = 0;
 139         break;
 140
 141     case PH_BAD_CAPTURES:
 142         badCapturesPicked = 0;
 143         break;
 144
 145     case PH_NONCAPTURES:
 146         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 147         score_noncaptures();
 148         movesPicked = 0;
 149         break;
 150
 151     case PH_EVASIONS:
 152         assert(pos.is_check());
 153         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves);
 154         score_evasions();
 155         movesPicked = 0;
 156         break;
 157
 158     case PH_QCAPTURES:
 159         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 160         score_qcaptures();
 161         movesPicked = 0;
 162         break;
 163
 164     case PH_QCHECKS:
 165         numOfMoves = generate_checks(pos, moves, dc);
 166         movesPicked = 0;
 167         break;
 168
 169     case PH_STOP:
 170         return MOVE_NONE;
 171
 172     default:
 173         assert(false);
 174         return MOVE_NONE;
 175     }
 176   }
 177 }
 178
 179
 180 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 181 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 182
 183 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 184
 185    lock_grab(&lock);
 186    if (finished)
 187    {
 188        lock_release(&lock);
 189        return MOVE_NONE;
 190    }
 191    Move m = get_next_move();
 192    if (m == MOVE_NONE)
 193        finished = true;
 194
 195    lock_release(&lock);
 196    return m;
 197 }
 198
 199
 200 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 201 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 202 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 203 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 204
 205 void MovePicker::score_captures() {
 206   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 207   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 208   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 209   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 210   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 211   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 212   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 213   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 214   // the subtree size.
 215   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 216   // to the badCaptures[] array.
 217   Move m;
 218   int seeValue;
 219
 220   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 221   {
 222       m = moves[i].move;
 223       seeValue = pos.see(m);
 224       if (seeValue >= 0)
 225       {
 226           if (move_promotion(m))
 227               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 228           else
 229               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 230                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 231       }
 232       else
 233       {
 234           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 235           assert(numOfBadCaptures < 63);
 236           moves[i].score = seeValue;
 237           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 238           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 239       }
 240   }
 241 }
 242
 243 void MovePicker::score_noncaptures() {
 244   // First score by history, when no history is available then use
 245   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 246   // random choice when we don't have an history for any move.
 247   Move m;
 248   int hs;
 249
 250   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 251   {
 252       m = moves[i].move;
 253
 254       if (m == killer1)
 255           hs = HistoryMax + 2;
 256       else if (m == killer2)
 257           hs = HistoryMax + 1;
 258       else
 259           hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 260
 261       // Ensure moves in history are always sorted as first
 262       if (hs > 0)
 263           hs += 1000;
 264
 265       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 266   }
 267 }
 268
 269 void MovePicker::score_evasions() {
 270
 271   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 272   {
 273       Move m = moves[i].move;
 274       if (m == ttMove)
 275           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 276       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 277       {
 278           int seeScore = pos.see(m);
 279           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 280       } else
 281           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 282   }
 283   // FIXME try psqt also here
 284 }
 285
 286 void MovePicker::score_qcaptures() {
 287
 288   // Use MVV/LVA ordering
 289   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 290   {
 291       Move m = moves[i].move;
 292       if (move_promotion(m))
 293           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 294       else
 295           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 296                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 297   }
 298 }
 299
 300
 301 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of\r
 302 /// the highest scored one. There is also a second version that\r
 303 /// lowers the priority of moves that attack the same square,\r
 304 /// so that if the best move that attack a square fails the next\r
 305 /// move picked attacks a different square if any, not the same one.
 306
 307 int MovePicker::find_best_index() {
 308
 309   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;
 310
 311   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 312       if (moves[i].score > bestScore)
 313       {
 314           bestIndex = i;
 315           bestScore = moves[i].score;
 316       }
 317   return bestIndex;
 318 }
 319
 320 int MovePicker::find_best_index(Bitboard* squares, int values[]) {\r
 321 \r
 322   int hs;\r
 323   Move m;\r
 324   Square to;\r
 325   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;\r
 326 \r
 327   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)\r
 328   {\r
 329       m = moves[i].move;\r
 330       to = move_to(m);\r
 331       \r
 332       if (!bit_is_set(*squares, to))\r
 333       {\r
 334           // Init at first use\r
 335           set_bit(squares, to);\r
 336           values[to] = 0;\r
 337       }\r
 338 \r
 339       hs = moves[i].score - values[to];\r
 340       if (hs > bestScore)\r
 341       {\r
 342           bestIndex = i;\r
 343           bestScore = hs;\r
 344       }\r
 345   }\r
 346 \r
 347   if (bestIndex != -1)\r
 348   {\r
 349       // Raise value of the picked square, so next attack\r
 350       // to the same square will get low priority.\r
 351       to = move_to(moves[bestIndex].move);\r
 352       values[to] += 0xB00;\r
 353   }\r
 354   return bestIndex;\r
 355 }
 356
 357
 358 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 359 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 360 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 361 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 362
 363 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 364
 365   int bestIndex;
 366   Move move;
 367
 368   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 369   case PH_GOOD_CAPTURES:
 370       assert(!pos.is_check());
 371       assert(movesPicked >= 0);
 372
 373       while (movesPicked < numOfMoves)
 374       {
 375           bestIndex = find_best_index(&capSquares, capSqValues);
 376
 377           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 378           {
 379               move = moves[bestIndex].move;
 380               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 381               if (   move != ttMove
 382                   && move != mateKiller
 383                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 384                   return move;
 385           }
 386       }
 387       break;
 388
 389   case PH_NONCAPTURES:
 390       assert(!pos.is_check());
 391       assert(movesPicked >= 0);
 392
 393       while (movesPicked < numOfMoves)
 394       {
 395           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 396           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 397           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 398           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 399           bestIndex = (pvNode || movesPicked < 12) ? find_best_index() : movesPicked;
 400
 401           if (bestIndex != -1)
 402           {
 403               move = moves[bestIndex].move;
 404               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 405               if (   move != ttMove
 406                   && move != mateKiller
 407                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 408                   return move;
 409           }
 410       }
 411       break;
 412
 413   case PH_EVASIONS:
 414       assert(pos.is_check());
 415       assert(movesPicked >= 0);
 416
 417       while (movesPicked < numOfMoves)
 418       {
 419           bestIndex = find_best_index();
 420
 421           if (bestIndex != -1)
 422           {
 423               move = moves[bestIndex].move;
 424               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 425               return move;
 426           }
 427     }
 428     break;
 429
 430   case PH_BAD_CAPTURES:
 431       assert(!pos.is_check());
 432       assert(badCapturesPicked >= 0);
 433       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 434       // of just picking the first move.  FIXME
 435       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 436       {
 437           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 438           if (   move != ttMove
 439               && move != mateKiller
 440               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 441               return move;
 442       }
 443       break;
 444
 445   case PH_QCAPTURES:
 446       assert(!pos.is_check());
 447       assert(movesPicked >= 0);
 448       while (movesPicked < numOfMoves)
 449       {
 450           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 451
 452           if (bestIndex != -1)
 453           {
 454               move = moves[bestIndex].move;
 455               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 456               // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 457               // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 458               if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 459                   return move;
 460           }
 461       }
 462       break;
 463
 464   case PH_QCHECKS:
 465       assert(!pos.is_check());
 466       assert(movesPicked >= 0);
 467       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 468       // move here?  FIXME
 469       while (movesPicked < numOfMoves)
 470       {
 471           move = moves[movesPicked++].move;
 472           // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 473           if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 474               return move;
 475       }
 476       break;
 477
 478   default:
 479       break;
 480   }
 481   return MOVE_NONE;
 482 }
 483
 484
 485 /// MovePicker::current_move_type() returns the type of the just
 486 /// picked next move. It can be used in search to further differentiate
 487 /// according to the current move type: capture, non capture, escape, etc.
 488 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 489
 490   return PhaseTable[phaseIndex];
 491 }
 492
 493
 494 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 495 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 496 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex variables. It is only called once
 497 /// during program startup, and never again while the program is running.
 498
 499 void MovePicker::init_phase_table() {
 500
 501   int i = 0;
 502
 503   // Main search
 504   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 505   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 506   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 507   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 508   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 509   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 510   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 511   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 512   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 513   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 514
 515   // Check evasions
 516   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 517   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 518   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 519
 520   // Quiescence search with checks
 521   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 522   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 523   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 524   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 525
 526   // Quiescence search without checks
 527   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 528   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 529   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 530 }