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   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26
  27 #include "history.h"
  28 #include "movegen.h"
  29 #include "movepick.h"
  30 #include "search.h"
  31 #include "value.h"
  32
  33
  34 ////
  35 //// Local definitions
  36 ////
  37
  38 namespace {
  39
  40   /// Variables
  41
  42   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  43   int MainSearchPhaseIndex;
  44   int EvasionsPhaseIndex;
  45   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  46   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  47
  48 }
  49
  50
  51
  52 ////
  53 //// Functions
  54 ////
  55
  56
  57 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  58 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  59 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  60 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  61 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  62 /// move ordering is at the current node.
  63
  64 MovePicker::MovePicker(const Position& p, bool pvnode, Move ttm, Move mk,
  65                        Move k1, Move k2, Depth d) : pos(p) {
  66   pvNode = pvnode;
  67   ttMove = ttm;
  68   mateKiller = (mk == ttm)? MOVE_NONE : mk;
  69   killer1 = k1;
  70   killer2 = k2;
  71   depth = d;
  72   movesPicked = 0;
  73   numOfMoves = 0;
  74   numOfBadCaptures = 0;
  75   dc = p.discovered_check_candidates(p.side_to_move());
  76
  77   if (p.is_check())
  78     phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  79   else if (depth > Depth(0))
  80     phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  81   else if (depth == Depth(0))
  82     phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  83   else
  84     phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  85
  86   pinned = p.pinned_pieces(p.side_to_move());
  87
  88   finished = false;
  89 }
  90
  91
  92 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  93 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  94 /// are no more moves left of the types we are interested in.
  95
  96 Move MovePicker::get_next_move() {
  97
  98   Move move;
  99
 100   while (true)
 101   {
 102     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 103     // the list, and return it.
 104     move = pick_move_from_list();
 105     if (move != MOVE_NONE)
 106     {
 107         assert(move_is_ok(move));
 108         return move;
 109     }
 110
 111     // Next phase
 112     phaseIndex++;
 113     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 114
 115     case PH_TT_MOVE:
 116         if (ttMove != MOVE_NONE)
 117         {
 118             assert(move_is_ok(ttMove));
 119             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 120                 return ttMove;
 121         }
 122         break;
 123
 124     case PH_MATE_KILLER:
 125         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 126         {
 127             assert(move_is_ok(mateKiller));
 128             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 129                 return mateKiller;
 130        }
 131        break;
 132
 133     case PH_GOOD_CAPTURES:
 134         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 135         score_captures();
 136         movesPicked = 0;
 137         break;
 138
 139     case PH_BAD_CAPTURES:
 140         badCapturesPicked = 0;
 141         break;
 142
 143     case PH_NONCAPTURES:
 144         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 145         score_noncaptures();
 146         movesPicked = 0;
 147         break;
 148
 149     case PH_EVASIONS:
 150         assert(pos.is_check());
 151         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves);
 152         score_evasions();
 153         movesPicked = 0;
 154         break;
 155
 156     case PH_QCAPTURES:
 157         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 158         score_qcaptures();
 159         movesPicked = 0;
 160         break;
 161
 162     case PH_QCHECKS:
 163         numOfMoves = generate_checks(pos, moves, dc);
 164         movesPicked = 0;
 165         break;
 166
 167     case PH_STOP:
 168         return MOVE_NONE;
 169
 170     default:
 171         assert(false);
 172         return MOVE_NONE;
 173     }
 174   }
 175   assert(false);
 176   return MOVE_NONE;
 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   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 216   {
 217       int seeValue = pos.see(moves[i].move);
 218       if (seeValue >= 0)
 219       {
 220           if (move_promotion(moves[i].move))
 221               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 222           else
 223               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(moves[i].move)))
 224                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(moves[i].move)));
 225       } else
 226           moves[i].score = seeValue;
 227   }
 228 }
 229
 230 void MovePicker::score_noncaptures() {
 231
 232   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 233   {
 234       Move m = moves[i].move;
 235       if (m == killer1)
 236           moves[i].score = HistoryMax + 2;
 237       else if (m == killer2)
 238           moves[i].score = HistoryMax + 1;
 239       else
 240          moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 241   }
 242 }
 243
 244 void MovePicker::score_evasions() {
 245
 246   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 247   {
 248       Move m = moves[i].move;
 249       if (m == ttMove)
 250           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 251       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 252       {
 253           int seeScore = pos.see(m);
 254           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 255       } else
 256           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 257   }
 258   // FIXME try psqt also here
 259 }
 260
 261 void MovePicker::score_qcaptures() {
 262
 263   // Use MVV/LVA ordering
 264   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 265   {
 266       Move m = moves[i].move;
 267       if (move_promotion(m))
 268           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 269       else
 270           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 271                           -int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))) / 64;
 272   }
 273 }
 274
 275
 276 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of\r
 277 /// the highest scored one.\r
 278 \r
 279 int MovePicker::find_best_index() {\r
 280 \r
 281   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;\r
 282 \r
 283   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)\r
 284       if (moves[i].score > bestScore)\r
 285       {\r
 286           bestIndex = i;\r
 287           bestScore = moves[i].score;\r
 288       }\r
 289   return bestIndex;\r
 290 }
 291
 292
 293 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 294 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 295 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 296 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 297 /// While picking captures in the PH_GOOD_CAPTURES phase (i.e. while picking
 298 /// non-losing captures in the main search), it moves all captures with
 299 /// negative SEE values to the badCaptures[] array.
 300
 301 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 302
 303   int bestIndex;
 304   Move move;
 305
 306   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 307   case PH_GOOD_CAPTURES:
 308       assert(!pos.is_check());
 309       assert(movesPicked >= 0);
 310
 311       while (movesPicked < numOfMoves)
 312       {
 313           int bestScore = -10000000;
 314           bestIndex = -1;
 315           for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 316           {
 317               if (moves[i].score < 0)
 318               {
 319                   // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 320                   assert(numOfBadCaptures < 63);
 321                   badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 322                   moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 323               }
 324               else if (moves[i].score > bestScore)
 325               {
 326                   bestIndex = i;
 327                   bestScore = moves[i].score;
 328               }
 329           }
 330           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 331           {
 332               move = moves[bestIndex].move;
 333               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 334               if (   move != ttMove
 335                   && move != mateKiller
 336                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 337                   return move;
 338           }
 339       }
 340       break;
 341
 342   case PH_NONCAPTURES:
 343       assert(!pos.is_check());
 344       assert(movesPicked >= 0);
 345
 346       while (movesPicked < numOfMoves)
 347       {
 348           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 349           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 350           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 351           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 352           bestIndex = (pvNode || movesPicked < 12) ? find_best_index() : movesPicked;
 353
 354           if (bestIndex != -1)
 355           {
 356               move = moves[bestIndex].move;
 357               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 358               if (   move != ttMove
 359                   && move != mateKiller
 360                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 361                   return move;
 362           }
 363       }
 364       break;
 365
 366   case PH_EVASIONS:
 367       assert(pos.is_check());
 368       assert(movesPicked >= 0);
 369
 370       while (movesPicked < numOfMoves)
 371       {
 372           bestIndex = find_best_index();
 373
 374           if (bestIndex != -1)
 375           {
 376               move = moves[bestIndex].move;
 377               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 378               return move;
 379           }
 380     }
 381     break;
 382
 383   case PH_BAD_CAPTURES:
 384       assert(!pos.is_check());
 385       assert(badCapturesPicked >= 0);
 386       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 387       // of just picking the first move.  FIXME
 388       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 389       {
 390           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 391           if (   move != ttMove
 392               && move != mateKiller
 393               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 394               return move;
 395       }
 396       break;
 397
 398   case PH_QCAPTURES:
 399       assert(!pos.is_check());
 400       assert(movesPicked >= 0);
 401       while (movesPicked < numOfMoves)
 402       {
 403           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 404
 405           if (bestIndex != -1)
 406           {
 407               move = moves[bestIndex].move;
 408               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 409               // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 410               // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 411               if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 412                   return move;
 413           }
 414       }
 415       break;
 416
 417   case PH_QCHECKS:
 418       assert(!pos.is_check());
 419       assert(movesPicked >= 0);
 420       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 421       // move here?  FIXME
 422       while (movesPicked < numOfMoves)
 423       {
 424           move = moves[movesPicked++].move;
 425           // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 426           if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 427               return move;
 428       }
 429       break;
 430
 431   default:
 432       break;
 433   }
 434   return MOVE_NONE;
 435 }
 436
 437
 438 /// MovePicker::current_move_type() returns the type of the just\r
 439 /// picked next move. It can be used in search to further differentiate\r
 440 /// according to the current move type: capture, non capture, escape, etc.
 441 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 442
 443   return PhaseTable[phaseIndex];
 444 }
 445
 446
 447 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 448 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 449 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex variables. It is only called once
 450 /// during program startup, and never again while the program is running.
 451
 452 void MovePicker::init_phase_table() {
 453
 454   int i = 0;
 455
 456   // Main search
 457   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 458   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 459   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 460   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 461   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 462   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 463   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 464   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 465   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 466   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 467
 468   // Check evasions
 469   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 470   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 471   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 472
 473   // Quiescence search with checks
 474   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 475   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 476   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 477   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 478
 479   // Quiescence search without checks
 480   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 481   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 482   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 483 }