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
   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 "movepick.h"
  24 #include "thread.h"
  25
  26 namespace {
  27
  28   enum Stages {
  29     MAIN_SEARCH, GOOD_CAPTURES, KILLERS, GOOD_QUIETS, BAD_QUIETS, BAD_CAPTURES,
  30     EVASION, ALL_EVASIONS,
  31     QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1, CHECKS,
  32     QSEARCH_WITHOUT_CHECKS, QCAPTURES_2,
  33     PROBCUT, PROBCUT_CAPTURES,
  34     RECAPTURE, RECAPTURES,
  35     STOP
  36   };
  37
  38   // Our insertion sort, which is guaranteed to be stable, as it should be
  39   void insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  40   {
  41     ExtMove tmp, *p, *q;
  42
  43     for (p = begin + 1; p < end; ++p)
  44     {
  45         tmp = *p;
  46         for (q = p; q != begin && *(q-1) < tmp; --q)
  47             *q = *(q-1);
  48         *q = tmp;
  49     }
  50   }
  51
  52   // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
  53   // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
  54   // are few moves e.g. the possible captures.
  55   Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  56   {
  57       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  58       return *begin;
  59   }
  60
  61 } // namespace
  62
  63
  64 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  65 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  66 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  67 /// search captures, promotions and some checks) and how important good move
  68 /// ordering is at the current node.
  69
  70 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  71                        const CounterMovesHistoryStats& cmh, Move cm, Search::Stack* s)
  72            : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh), ss(s), countermove(cm), depth(d) {
  73
  74   assert(d > DEPTH_ZERO);
  75
  76   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  77   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  78   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
  79 }
  80
  81 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  82                        const CounterMovesHistoryStats& cmh, Square s)
  83            : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh) {
  84
  85   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  86
  87   if (pos.checkers())
  88       stage = EVASION;
  89
  90   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  91       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
  92
  93   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  94       stage = QSEARCH_WITHOUT_CHECKS;
  95
  96   else
  97   {
  98       stage = RECAPTURE;
  99       recaptureSquare = s;
 100       ttm = MOVE_NONE;
 101   }
 102
 103   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 104   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
 105 }
 106
 107 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h,
 108                        const CounterMovesHistoryStats& cmh, Value th)
 109            : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh), threshold(th) {
 110
 111   assert(!pos.checkers());
 112
 113   stage = PROBCUT;
 114
 115   // In ProbCut we generate captures with SEE higher than the given threshold
 116   ttMove =   ttm
 117           && pos.pseudo_legal(ttm)
 118           && pos.capture(ttm)
 119           && pos.see(ttm) > threshold ? ttm : MOVE_NONE;
 120
 121   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
 122 }
 123
 124
 125 /// score() assigns a numerical value to each move in a move list. The moves with
 126 /// highest values will be picked first.
 127 template<>
 128 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 129   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV, preferring
 130   // captures near our home rank. Suprisingly, this appears to perform slightly
 131   // better than SEE based move ordering: exchanging big pieces before capturing
 132   // a hanging piece probably helps to reduce the subtree size.
 133   // In main search we want to push captures with negative SEE values to the
 134   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 135   // has been picked up, saving some SEE calls in case we get a cutoff.
 136   for (auto& m : *this)
 137       m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 138                - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m)));
 139 }
 140
 141 template<>
 142 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 143
 144   Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
 145   const HistoryStats& cmh = counterMovesHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
 146
 147   for (auto& m : *this)
 148       m.value =  history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 149                + cmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] * 3;
 150 }
 151
 152 template<>
 153 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 154   // Try winning and equal captures captures ordered by MVV/LVA, then non-captures
 155   // ordered by history value, then bad-captures and quiet moves with a negative
 156   // SEE ordered by SEE value.
 157   Value see;
 158
 159   for (auto& m : *this)
 160       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 161           m.value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
 162
 163       else if (pos.capture(m))
 164           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 165                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 166       else
 167           m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 168 }
 169
 170
 171 /// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 172 /// when there are no more moves to try for the current stage.
 173
 174 void MovePicker::generate_next_stage() {
 175
 176   assert(stage != STOP);
 177
 178   cur = moves;
 179
 180   switch (++stage) {
 181
 182   case GOOD_CAPTURES: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 183   case PROBCUT_CAPTURES: case RECAPTURES:
 184       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 185       score<CAPTURES>();
 186       break;
 187
 188   case KILLERS:
 189       killers[0] = ss->killers[0];
 190       killers[1] = ss->killers[1];
 191       killers[2] = countermove;
 192       cur = killers;
 193       endMoves = cur + 2 + (countermove != killers[0] && countermove != killers[1]);
 194       break;
 195
 196   case GOOD_QUIETS:
 197       endQuiets = endMoves = generate<QUIETS>(pos, moves);
 198       score<QUIETS>();
 199       endMoves = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m) { return m.value > VALUE_ZERO; });
 200       insertion_sort(cur, endMoves);
 201       break;
 202
 203   case BAD_QUIETS:
 204       cur = endMoves;
 205       endMoves = endQuiets;
 206       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 207           insertion_sort(cur, endMoves);
 208       break;
 209
 210   case BAD_CAPTURES:
 211       // Just pick them in reverse order to get correct ordering
 212       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 213       endMoves = endBadCaptures;
 214       break;
 215
 216   case ALL_EVASIONS:
 217       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 218       if (endMoves - moves > 1)
 219           score<EVASIONS>();
 220       break;
 221
 222   case CHECKS:
 223       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 224       break;
 225
 226   case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS: case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS:
 227   case PROBCUT: case RECAPTURE: case STOP:
 228       stage = STOP;
 229       break;
 230
 231   default:
 232       assert(false);
 233   }
 234 }
 235
 236
 237 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 238 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 239 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 240 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 241 template<>
 242 Move MovePicker::next_move<false>() {
 243
 244   Move move;
 245
 246   while (true)
 247   {
 248       while (cur == endMoves && stage != STOP)
 249           generate_next_stage();
 250
 251       switch (stage) {
 252
 253       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
 254       case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS: case PROBCUT:
 255           ++cur;
 256           return ttMove;
 257
 258       case GOOD_CAPTURES:
 259           move = pick_best(cur++, endMoves);
 260           if (move != ttMove)
 261           {
 262               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 263                   return move;
 264
 265               // Losing capture, move it to the tail of the array
 266               *endBadCaptures-- = move;
 267           }
 268           break;
 269
 270       case KILLERS:
 271           move = *cur++;
 272           if (    move != MOVE_NONE
 273               &&  move != ttMove
 274               &&  pos.pseudo_legal(move)
 275               && !pos.capture(move))
 276               return move;
 277           break;
 278
 279       case GOOD_QUIETS: case BAD_QUIETS:
 280           move = *cur++;
 281           if (   move != ttMove
 282               && move != killers[0]
 283               && move != killers[1]
 284               && move != killers[2])
 285               return move;
 286           break;
 287
 288       case BAD_CAPTURES:
 289           return *cur--;
 290
 291       case ALL_EVASIONS: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 292           move = pick_best(cur++, endMoves);
 293           if (move != ttMove)
 294               return move;
 295           break;
 296
 297       case PROBCUT_CAPTURES:
 298            move = pick_best(cur++, endMoves);
 299            if (move != ttMove && pos.see(move) > threshold)
 300                return move;
 301            break;
 302
 303       case RECAPTURES:
 304           move = pick_best(cur++, endMoves);
 305           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 306               return move;
 307           break;
 308
 309       case CHECKS:
 310           move = *cur++;
 311           if (move != ttMove)
 312               return move;
 313           break;
 314
 315       case STOP:
 316           return MOVE_NONE;
 317
 318       default:
 319           assert(false);
 320       }
 321   }
 322 }
 323
 324
 325 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 326 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 327 /// safe so must be lock protected by the caller.
 328 template<>
 329 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }