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) 2008-2014 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   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  53   // ones so as to sort the two sets separately, with the second sort delayed.
  54   inline bool has_positive_score(const ExtMove& ms) { return ms.score > 0; }
  55
  56   // Picks the best move in the range (begin, end) and moves it to the front.
  57   // It's faster than sorting all the moves in advance when there are few
  58   // moves e.g. possible captures.
  59   inline ExtMove* pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  60   {
  61       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  62       return begin;
  63   }
  64 }
  65
  66
  67 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  68 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  69 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  70 /// search captures, promotions and some checks) and how important good move
  71 /// ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  74                        Move* cm, Move* fm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   cur = end = moves;
  79   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  80   countermoves = cm;
  81   followupmoves = fm;
  82   ss = s;
  83
  84   if (p.checkers())
  85       stage = EVASION;
  86
  87   else
  88       stage = MAIN_SEARCH;
  89
  90   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  91   end += (ttMove != MOVE_NONE);
  92 }
  93
  94 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  95                        Square sq) : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
  96
  97   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  98
  99   if (p.checkers())
 100       stage = EVASION;
 101
 102   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 103       stage = QSEARCH_0;
 104
 105   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 106   {
 107       stage = QSEARCH_1;
 108
 109       // Skip TT move if is not a capture or a promotion. This avoids qsearch
 110       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 111       // when TT table is full.
 112       if (ttm && !pos.capture_or_promotion(ttm))
 113           ttm = MOVE_NONE;
 114   }
 115   else
 116   {
 117       stage = RECAPTURE;
 118       recaptureSquare = sq;
 119       ttm = MOVE_NONE;
 120   }
 121
 122   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 123   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 124 }
 125
 126 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
 127                        : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
 128
 129   assert(!pos.checkers());
 130
 131   stage = PROBCUT;
 132
 133   // In ProbCut we generate only captures that are better than the parent's
 134   // captured piece.
 135   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 136   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 137
 138   if (ttMove && (!pos.capture(ttMove) || pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 139       ttMove = MOVE_NONE;
 140
 141   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 142 }
 143
 144
 145 /// score() assign a numerical move ordering score to each move in a move list.
 146 /// The moves with highest scores will be picked first.
 147 template<>
 148 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 149   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 150   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 151   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 152   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 153   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 154   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 155   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 156   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 157   // the subtree size.
 158   // In main search we want to push captures with negative SEE values to the
 159   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 160   // has been picked up in pick_move_from_list(). This way we save some SEE
 161   // calls in case we get a cutoff.
 162   Move m;
 163
 164   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 165   {
 166       m = it->move;
 167       it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 168                  - type_of(pos.moved_piece(m));
 169
 170       if (type_of(m) == PROMOTION)
 171           it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 172
 173       else if (type_of(m) == ENPASSANT)
 174           it->score += PieceValue[MG][PAWN];
 175   }
 176 }
 177
 178 template<>
 179 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 180
 181   Move m;
 182
 183   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 184   {
 185       m = it->move;
 186       it->score = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 187   }
 188 }
 189
 190 template<>
 191 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 192   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 193   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 194   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 195   Move m;
 196   Value seeScore;
 197
 198   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 199   {
 200       m = it->move;
 201       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 202           it->score = seeScore - HistoryStats::Max; // At the bottom
 203
 204       else if (pos.capture(m))
 205           it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 206                      - type_of(pos.moved_piece(m)) + HistoryStats::Max;
 207       else
 208           it->score = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 209   }
 210 }
 211
 212
 213 /// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 214 /// when there are no more moves to try for the current stage.
 215
 216 void MovePicker::generate_next_stage() {
 217
 218   cur = moves;
 219
 220   switch (++stage) {
 221
 222   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 223       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 224       score<CAPTURES>();
 225       return;
 226
 227   case KILLERS_S1:
 228       cur = killers;
 229       end = cur + 2;
 230
 231       killers[0].move = ss->killers[0];
 232       killers[1].move = ss->killers[1];
 233       killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
 234       killers[4].move = killers[5].move = MOVE_NONE;
 235
 236       // Please note that following code is racy and could yield to rare (less
 237       // than 1 out of a million) duplicated entries in SMP case. This is harmless.
 238
 239       // Be sure countermoves are different from killers
 240       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 241           if (   countermoves[i] != (cur+0)->move
 242               && countermoves[i] != (cur+1)->move)
 243               (end++)->move = countermoves[i];
 244
 245       // Be sure followupmoves are different from killers and countermoves
 246       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 247           if (   followupmoves[i] != (cur+0)->move
 248               && followupmoves[i] != (cur+1)->move
 249               && followupmoves[i] != (cur+2)->move
 250               && followupmoves[i] != (cur+3)->move)
 251               (end++)->move = followupmoves[i];
 252       return;
 253
 254   case QUIETS_1_S1:
 255       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 256       score<QUIETS>();
 257       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 258       insertion_sort(cur, end);
 259       return;
 260
 261   case QUIETS_2_S1:
 262       cur = end;
 263       end = endQuiets;
 264       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 265           insertion_sort(cur, end);
 266       return;
 267
 268   case BAD_CAPTURES_S1:
 269       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 270       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 271       end = endBadCaptures;
 272       return;
 273
 274   case EVASIONS_S2:
 275       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 276       if (end > moves + 1)
 277           score<EVASIONS>();
 278       return;
 279
 280   case QUIET_CHECKS_S3:
 281       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 282       return;
 283
 284   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 285       stage = STOP;
 286   case STOP:
 287       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 288       return;
 289
 290   default:
 291       assert(false);
 292   }
 293 }
 294
 295
 296 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 297 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 298 /// left. It picks the move with the biggest score from a list of generated moves
 299 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 300 template<>
 301 Move MovePicker::next_move<false>() {
 302
 303   Move move;
 304
 305   while (true)
 306   {
 307       while (cur == end)
 308           generate_next_stage();
 309
 310       switch (stage) {
 311
 312       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 313           ++cur;
 314           return ttMove;
 315
 316       case CAPTURES_S1:
 317           move = pick_best(cur++, end)->move;
 318           if (move != ttMove)
 319           {
 320               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 321                   return move;
 322
 323               // Losing capture, move it to the tail of the array
 324               (endBadCaptures--)->move = move;
 325           }
 326           break;
 327
 328       case KILLERS_S1:
 329           move = (cur++)->move;
 330           if (    move != MOVE_NONE
 331               &&  pos.pseudo_legal(move)
 332               &&  move != ttMove
 333               && !pos.capture(move))
 334               return move;
 335           break;
 336
 337       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 338           move = (cur++)->move;
 339           if (   move != ttMove
 340               && move != killers[0].move
 341               && move != killers[1].move
 342               && move != killers[2].move
 343               && move != killers[3].move
 344               && move != killers[4].move
 345               && move != killers[5].move)
 346               return move;
 347           break;
 348
 349       case BAD_CAPTURES_S1:
 350           return (cur--)->move;
 351
 352       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 353           move = pick_best(cur++, end)->move;
 354           if (move != ttMove)
 355               return move;
 356           break;
 357
 358       case CAPTURES_S5:
 359            move = pick_best(cur++, end)->move;
 360            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 361                return move;
 362            break;
 363
 364       case CAPTURES_S6:
 365           move = pick_best(cur++, end)->move;
 366           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 367               return move;
 368           break;
 369
 370       case QUIET_CHECKS_S3:
 371           move = (cur++)->move;
 372           if (move != ttMove)
 373               return move;
 374           break;
 375
 376       case STOP:
 377           return MOVE_NONE;
 378
 379       default:
 380           assert(false);
 381       }
 382   }
 383 }
 384
 385
 386 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 387 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 388 /// safe so must be lock protected by the caller.
 389 template<>
 390 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }