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, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
  30     EVASION,     EVASIONS_S2,
  31     QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
  32     QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
  33     PROBCUT,     CAPTURES_S5,
  34     RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
  35     STOP
  36   };
  37
  38   // Our insertion sort, which is guaranteed (and also needed) to be stable
  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   // Picks the best move in the range (begin, end) and moves it to the front.
  53   // It's faster than sorting all the moves in advance when there are few
  54   // moves e.g. possible captures.
  55   inline ExtMove* pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  56   {
  57       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  58       return begin;
  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::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  70                        Move* cm, Move* fm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), depth(d) {
  71
  72   assert(d > DEPTH_ZERO);
  73
  74   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  75   countermoves = cm;
  76   followupmoves = fm;
  77   ss = s;
  78
  79   if (pos.checkers())
  80       stage = EVASION;
  81
  82   else
  83       stage = MAIN_SEARCH;
  84
  85   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  86   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
  87 }
  88
  89 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  90                        Square s) : pos(p), history(h) {
  91
  92   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  93
  94   if (pos.checkers())
  95       stage = EVASION;
  96
  97   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  98       stage = QSEARCH_0;
  99
 100   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 101       stage = QSEARCH_1;
 102
 103   else
 104   {
 105       stage = RECAPTURE;
 106       recaptureSquare = s;
 107       ttm = MOVE_NONE;
 108   }
 109
 110   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 111   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
 112 }
 113
 114 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
 115                        : pos(p), history(h) {
 116
 117   assert(!pos.checkers());
 118
 119   stage = PROBCUT;
 120
 121   // In ProbCut we generate only captures that are better than the parent's
 122   // captured piece.
 123   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 124   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 125
 126   if (ttMove && (!pos.capture(ttMove) || pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 127       ttMove = MOVE_NONE;
 128
 129   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
 130 }
 131
 132
 133 /// score() assign a numerical value to each move in a move list. The moves with
 134 /// highest values will be picked first.
 135 template<>
 136 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 137   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 138   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 139   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 140   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 141   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 142   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 143   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 144   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 145   // the subtree size.
 146   // In main search we want to push captures with negative SEE values to the
 147   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 148   // has been picked up in pick_move_from_list(). This way we save some SEE
 149   // calls in case we get a cutoff.
 150   for (auto& m : *this)
 151       if (type_of(m) == ENPASSANT)
 152           m.value = PieceValue[MG][PAWN] - Value(PAWN);
 153
 154       else if (type_of(m) == PROMOTION)
 155           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))] - Value(PAWN)
 156                    + PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 157       else
 158           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 159                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
 160 }
 161
 162 template<>
 163 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 164   for (auto& m : *this)
 165       m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 166 }
 167
 168 template<>
 169 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 170   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 171   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 172   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE value.
 173   Value see;
 174
 175   for (auto& m : *this)
 176       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 177           m.value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
 178
 179       else if (pos.capture(m))
 180           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 181                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 182       else
 183           m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 184 }
 185
 186
 187 /// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 188 /// when there are no more moves to try for the current stage.
 189
 190 void MovePicker::generate_next_stage() {
 191
 192   cur = moves;
 193
 194   switch (++stage) {
 195
 196   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 197       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 198       score<CAPTURES>();
 199       return;
 200
 201   case KILLERS_S1:
 202       cur = killers;
 203       endMoves = cur + 2;
 204
 205       killers[0].move = ss->killers[0];
 206       killers[1].move = ss->killers[1];
 207       killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
 208       killers[4].move = killers[5].move = MOVE_NONE;
 209
 210       // Please note that following code is racy and could yield to rare (less
 211       // than 1 out of a million) duplicated entries in SMP case. This is harmless.
 212
 213       // Be sure countermoves are different from killers
 214       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 215           if (   countermoves[i] != (cur+0)->move
 216               && countermoves[i] != (cur+1)->move)
 217               (endMoves++)->move = countermoves[i];
 218
 219       // Be sure followupmoves are different from killers and countermoves
 220       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 221           if (   followupmoves[i] != (cur+0)->move
 222               && followupmoves[i] != (cur+1)->move
 223               && followupmoves[i] != (cur+2)->move
 224               && followupmoves[i] != (cur+3)->move)
 225               (endMoves++)->move = followupmoves[i];
 226       return;
 227
 228   case QUIETS_1_S1:
 229       endQuiets = endMoves = generate<QUIETS>(pos, moves);
 230       score<QUIETS>();
 231       endMoves = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m) { return m.value > VALUE_ZERO; });
 232       insertion_sort(cur, endMoves);
 233       return;
 234
 235   case QUIETS_2_S1:
 236       cur = endMoves;
 237       endMoves = endQuiets;
 238       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 239           insertion_sort(cur, endMoves);
 240       return;
 241
 242   case BAD_CAPTURES_S1:
 243       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 244       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 245       endMoves = endBadCaptures;
 246       return;
 247
 248   case EVASIONS_S2:
 249       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 250       if (endMoves > moves + 1)
 251           score<EVASIONS>();
 252       return;
 253
 254   case QUIET_CHECKS_S3:
 255       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 256       return;
 257
 258   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 259       stage = STOP;
 260       /* Fall through */
 261
 262   case STOP:
 263       endMoves = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 264       return;
 265
 266   default:
 267       assert(false);
 268   }
 269 }
 270
 271
 272 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 273 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 274 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 275 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 276 template<>
 277 Move MovePicker::next_move<false>() {
 278
 279   Move move;
 280
 281   while (true)
 282   {
 283       while (cur == endMoves)
 284           generate_next_stage();
 285
 286       switch (stage) {
 287
 288       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 289           ++cur;
 290           return ttMove;
 291
 292       case CAPTURES_S1:
 293           move = pick_best(cur++, endMoves)->move;
 294           if (move != ttMove)
 295           {
 296               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 297                   return move;
 298
 299               // Losing capture, move it to the tail of the array
 300               (endBadCaptures--)->move = move;
 301           }
 302           break;
 303
 304       case KILLERS_S1:
 305           move = (cur++)->move;
 306           if (    move != MOVE_NONE
 307               &&  move != ttMove
 308               &&  pos.pseudo_legal(move)
 309               && !pos.capture(move))
 310               return move;
 311           break;
 312
 313       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 314           move = (cur++)->move;
 315           if (   move != ttMove
 316               && move != killers[0].move
 317               && move != killers[1].move
 318               && move != killers[2].move
 319               && move != killers[3].move
 320               && move != killers[4].move
 321               && move != killers[5].move)
 322               return move;
 323           break;
 324
 325       case BAD_CAPTURES_S1:
 326           return (cur--)->move;
 327
 328       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 329           move = pick_best(cur++, endMoves)->move;
 330           if (move != ttMove)
 331               return move;
 332           break;
 333
 334       case CAPTURES_S5:
 335            move = pick_best(cur++, endMoves)->move;
 336            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 337                return move;
 338            break;
 339
 340       case CAPTURES_S6:
 341           move = pick_best(cur++, endMoves)->move;
 342           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 343               return move;
 344           break;
 345
 346       case QUIET_CHECKS_S3:
 347           move = (cur++)->move;
 348           if (move != ttMove)
 349               return move;
 350           break;
 351
 352       case STOP:
 353           return MOVE_NONE;
 354
 355       default:
 356           assert(false);
 357       }
 358   }
 359 }
 360
 361
 362 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 363 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 364 /// safe so must be lock protected by the caller.
 365 template<>
 366 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }