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) 2008-2012 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 <algorithm>
  22 #include <cassert>
  23
  24 #include "movegen.h"
  25 #include "movepick.h"
  26
  27 namespace {
  28
  29   enum Sequencer {
  30     MAIN_SEARCH, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
  31     EVASION,     EVASIONS_S2,
  32     QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
  33     QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
  34     PROBCUT,     CAPTURES_S5,
  35     RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
  36     STOP
  37   };
  38
  39   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  40   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  41   inline bool has_positive_score(const MoveStack& move) { return move.score > 0; }
  42
  43   // Picks and moves to the front the best move in the range [firstMove, lastMove),
  44   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  45   // normally are the possible captures.
  46   inline MoveStack* pick_best(MoveStack* firstMove, MoveStack* lastMove)
  47   {
  48       std::swap(*firstMove, *std::max_element(firstMove, lastMove));
  49       return firstMove;
  50   }
  51 }
  52
  53
  54 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  55 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  56 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  57 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  58 /// move ordering is at the current node.
  59
  60 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  61                        Search::Stack* ss, Value beta) : pos(p), H(h), depth(d) {
  62
  63   assert(d > DEPTH_ZERO);
  64
  65   captureThreshold = 0;
  66   curMove = lastMove = moves;
  67   lastBadCapture = moves + MAX_MOVES - 1;
  68
  69   if (p.in_check())
  70       phase = EVASION;
  71
  72   else
  73   {
  74       phase = MAIN_SEARCH;
  75
  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 depth and far from beta
  80       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  81           captureThreshold = -PawnValueMidgame;
  82
  83       // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
  84       else if (ss && ss->eval > beta)
  85           captureThreshold = beta - ss->eval;
  86   }
  87
  88   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  89   lastMove += (ttMove != MOVE_NONE);
  90 }
  91
  92 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  93                        Square sq) : pos(p), H(h), curMove(moves), lastMove(moves) {
  94
  95   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  96
  97   if (p.in_check())
  98       phase = EVASION;
  99
 100   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 101       phase = QSEARCH_0;
 102
 103   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 104   {
 105       phase = QSEARCH_1;
 106
 107       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 108       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 109       // when TT table is full.
 110       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 111           ttm = MOVE_NONE;
 112   }
 113   else
 114   {
 115       phase = RECAPTURE;
 116       recaptureSquare = sq;
 117       ttm = MOVE_NONE;
 118   }
 119
 120   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 121   lastMove += (ttMove != MOVE_NONE);
 122 }
 123
 124 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, PieceType pt)
 125                        : pos(p), H(h), curMove(moves), lastMove(moves) {
 126
 127   assert(!pos.in_check());
 128
 129   phase = PROBCUT;
 130
 131   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 132   captureThreshold = PieceValueMidgame[pt];
 133   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 134
 135   if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 136       ttMove = MOVE_NONE;
 137
 138   lastMove += (ttMove != MOVE_NONE);
 139 }
 140
 141
 142 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 143 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 144 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 145 /// picked first by next_move().
 146
 147 void MovePicker::score_captures() {
 148   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 149   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 150   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 151   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 152   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 153   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 154   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 155   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 156   // the subtree size.
 157   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 158   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 159   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 160   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 161   Move m;
 162
 163   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 164   {
 165       m = cur->move;
 166       cur->score =  PieceValueMidgame[pos.piece_on(to_sq(m))]
 167                   - type_of(pos.piece_moved(m));
 168
 169       if (is_promotion(m))
 170           cur->score += PieceValueMidgame[promotion_piece_type(m)];
 171   }
 172 }
 173
 174 void MovePicker::score_noncaptures() {
 175
 176   Move m;
 177   Square from;
 178
 179   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 180   {
 181       m = cur->move;
 182       from = from_sq(m);
 183       cur->score = H.value(pos.piece_on(from), to_sq(m));
 184   }
 185 }
 186
 187 void MovePicker::score_evasions() {
 188   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 189   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 190   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 191   Move m;
 192   int seeScore;
 193
 194   if (lastMove < moves + 2)
 195       return;
 196
 197   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 198   {
 199       m = cur->move;
 200       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 201           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 202       else if (pos.is_capture(m))
 203           cur->score =  PieceValueMidgame[pos.piece_on(to_sq(m))]
 204                       - type_of(pos.piece_moved(m)) + History::MaxValue;
 205       else
 206           cur->score = H.value(pos.piece_moved(m), to_sq(m));
 207   }
 208 }
 209
 210
 211 /// MovePicker::generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 212 /// when there are no more moves to try for the current phase.
 213
 214 void MovePicker::generate_next() {
 215
 216   curMove = moves;
 217
 218   switch (++phase) {
 219
 220   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 221       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 222       score_captures();
 223       return;
 224
 225   case KILLERS_S1:
 226       curMove = killers;
 227       lastMove = curMove + 2;
 228       return;
 229
 230   case QUIETS_1_S1:
 231       lastQuiet = lastMove = generate<MV_QUIET>(pos, moves);
 232       score_noncaptures();
 233       lastMove = std::partition(curMove, lastMove, has_positive_score);
 234       sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 235       return;
 236
 237   case QUIETS_2_S1:
 238       curMove = lastMove;
 239       lastMove = lastQuiet;
 240       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 241           sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 242       return;
 243
 244   case BAD_CAPTURES_S1:
 245       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 246       curMove = moves + MAX_MOVES - 1;
 247       lastMove = lastBadCapture;
 248       return;
 249
 250   case EVASIONS_S2:
 251       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 252       score_evasions();
 253       return;
 254
 255   case QUIET_CHECKS_S3:
 256       lastMove = generate<MV_QUIET_CHECK>(pos, moves);
 257       return;
 258
 259   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 260       phase = STOP;
 261   case STOP:
 262       lastMove = curMove + 1; // Avoid another next_phase() call
 263       return;
 264
 265   default:
 266       assert(false);
 267   }
 268 }
 269
 270
 271 /// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class.
 272 /// It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 273 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 274 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 275 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 276 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 277
 278 Move MovePicker::next_move() {
 279
 280   Move move;
 281
 282   while (true)
 283   {
 284       while (curMove == lastMove)
 285           generate_next();
 286
 287       switch (phase) {
 288
 289       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 290           curMove++;
 291           return ttMove;
 292
 293       case CAPTURES_S1:
 294           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 295           if (move != ttMove)
 296           {
 297               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
 298
 299               if (pos.see_sign(move) >= captureThreshold)
 300                   return move;
 301
 302               // Losing capture, move it to the tail of the array
 303               (lastBadCapture--)->move = move;
 304           }
 305           break;
 306
 307       case KILLERS_S1:
 308           move = (curMove++)->move;
 309           if (   move != MOVE_NONE
 310               && pos.is_pseudo_legal(move)
 311               && move != ttMove
 312               && !pos.is_capture(move))
 313               return move;
 314           break;
 315
 316       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 317           move = (curMove++)->move;
 318           if (   move != ttMove
 319               && move != killers[0].move
 320               && move != killers[1].move)
 321               return move;
 322           break;
 323
 324       case BAD_CAPTURES_S1:
 325           return (curMove--)->move;
 326
 327       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 328           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 329           if (move != ttMove)
 330               return move;
 331           break;
 332
 333       case CAPTURES_S5:
 334            move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 335            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 336                return move;
 337            break;
 338
 339       case CAPTURES_S6:
 340           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 341           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 342               return move;
 343           break;
 344
 345       case QUIET_CHECKS_S3:
 346           move = (curMove++)->move;
 347           if (move != ttMove)
 348               return move;
 349           break;
 350
 351       case STOP:
 352           return MOVE_NONE;
 353
 354       default:
 355           assert(false);
 356       }
 357   }
 358 }