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   Copyright (C) 2015-2017 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
   6
   7   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10   (at your option) any later version.
  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_INIT, GOOD_CAPTURES, KILLERS, COUNTERMOVE, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURES,
  30     EVASION, EVASIONS_INIT, ALL_EVASIONS,
  31     PROBCUT, PROBCUT_INIT, PROBCUT_CAPTURES,
  32     QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1_INIT, QCAPTURES_1, QCHECKS,
  33     QSEARCH_NO_CHECKS, QCAPTURES_2_INIT, QCAPTURES_2,
  34     QSEARCH_RECAPTURES, QRECAPTURES
  35   };
  36
  37   // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
  38   // a given limit. The order of moves smaller than the limit is left unspecified.
  39   void partial_insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end, int limit) {
  40
  41     for (ExtMove *sortedEnd = begin, *p = begin + 1; p < end; ++p)
  42         if (p->value >= limit)
  43         {
  44             ExtMove tmp = *p, *q;
  45             *p = *++sortedEnd;
  46             for (q = sortedEnd; 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, Search::Stack* s)
  71            : pos(p), ss(s), depth(d) {
  72
  73   assert(d > DEPTH_ZERO);
  74
  75   Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
  76   countermove = pos.this_thread()->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
  77   killers[0] = ss->killers[0];
  78   killers[1] = ss->killers[1];
  79
  80   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  81   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  82   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
  83 }
  84
  85 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Square s)
  86            : pos(p) {
  87
  88   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  89
  90   if (pos.checkers())
  91       stage = EVASION;
  92
  93   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  94       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
  95
  96   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  97       stage = QSEARCH_NO_CHECKS;
  98
  99   else
 100   {
 101       stage = QSEARCH_RECAPTURES;
 102       recaptureSquare = s;
 103       return;
 104   }
 105
 106   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 107   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 108 }
 109
 110 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th)
 111            : pos(p), threshold(th) {
 112
 113   assert(!pos.checkers());
 114
 115   stage = PROBCUT;
 116
 117   // In ProbCut we generate captures with SEE higher than or equal to the given threshold
 118   ttMove =   ttm
 119           && pos.pseudo_legal(ttm)
 120           && pos.capture(ttm)
 121           && pos.see_ge(ttm, threshold) ? ttm : MOVE_NONE;
 122
 123   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 124 }
 125
 126
 127 /// score() assigns a numerical value to each move in a move list. The moves with
 128 /// highest values will be picked first.
 129 template<>
 130 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 131   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV, preferring
 132   // captures near our home rank. Surprisingly, this appears to perform slightly
 133   // better than SEE-based move ordering: exchanging big pieces before capturing
 134   // a hanging piece probably helps to reduce the subtree size.
 135   // In the main search we want to push captures with negative SEE values to the
 136   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 137   // has been picked up, saving some SEE calls in case we get a cutoff.
 138   for (auto& m : *this)
 139       m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 140                - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m)));
 141 }
 142
 143 template<>
 144 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 145
 146   const ButterflyHistory& history = pos.this_thread()->history;
 147
 148   const PieceToHistory& cmh = *(ss-1)->history;
 149   const PieceToHistory& fmh = *(ss-2)->history;
 150   const PieceToHistory& fm2 = *(ss-4)->history;
 151
 152   Color c = pos.side_to_move();
 153
 154   for (auto& m : *this)
 155       m.value =  cmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 156                + fmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 157                + fm2[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 158                + history[c][from_to(m)];
 159 }
 160
 161 template<>
 162 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 163   // Try captures ordered by MVV/LVA, then non-captures ordered by stats heuristics
 164   const ButterflyHistory& history = pos.this_thread()->history;
 165   Color c = pos.side_to_move();
 166
 167   for (auto& m : *this)
 168       if (pos.capture(m))
 169           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 170                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + (1 << 28);
 171       else
 172           m.value = history[c][from_to(m)];
 173 }
 174
 175
 176 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 177 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 178 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 179 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 180
 181 Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 182
 183   Move move;
 184
 185   switch (stage) {
 186
 187   case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
 188   case QSEARCH_NO_CHECKS: case PROBCUT:
 189       ++stage;
 190       return ttMove;
 191
 192   case CAPTURES_INIT:
 193       endBadCaptures = cur = moves;
 194       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 195       score<CAPTURES>();
 196       ++stage;
 197       /* fallthrough */
 198
 199   case GOOD_CAPTURES:
 200       while (cur < endMoves)
 201       {
 202           move = pick_best(cur++, endMoves);
 203           if (move != ttMove)
 204           {
 205               if (pos.see_ge(move))
 206                   return move;
 207
 208               // Losing capture, move it to the beginning of the array
 209               *endBadCaptures++ = move;
 210           }
 211       }
 212
 213       ++stage;
 214       move = killers[0];  // First killer move
 215       if (    move != MOVE_NONE
 216           &&  move != ttMove
 217           &&  pos.pseudo_legal(move)
 218           && !pos.capture(move))
 219           return move;
 220       /* fallthrough */
 221
 222   case KILLERS:
 223       ++stage;
 224       move = killers[1]; // Second killer move
 225       if (    move != MOVE_NONE
 226           &&  move != ttMove
 227           &&  pos.pseudo_legal(move)
 228           && !pos.capture(move))
 229           return move;
 230       /* fallthrough */
 231
 232   case COUNTERMOVE:
 233       ++stage;
 234       move = countermove;
 235       if (    move != MOVE_NONE
 236           &&  move != ttMove
 237           &&  move != killers[0]
 238           &&  move != killers[1]
 239           &&  pos.pseudo_legal(move)
 240           && !pos.capture(move))
 241           return move;
 242       /* fallthrough */
 243
 244   case QUIET_INIT:
 245       cur = endBadCaptures;
 246       endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 247       score<QUIETS>();
 248       partial_insertion_sort(cur, endMoves, -4000 * depth / ONE_PLY);
 249       ++stage;
 250       /* fallthrough */
 251
 252   case QUIET:
 253       while (    cur < endMoves
 254              && (!skipQuiets || cur->value >= VALUE_ZERO))
 255       {
 256           move = *cur++;
 257
 258           if (   move != ttMove
 259               && move != killers[0]
 260               && move != killers[1]
 261               && move != countermove)
 262               return move;
 263       }
 264       ++stage;
 265       cur = moves; // Point to beginning of bad captures
 266       /* fallthrough */
 267
 268   case BAD_CAPTURES:
 269       if (cur < endBadCaptures)
 270           return *cur++;
 271       break;
 272
 273   case EVASIONS_INIT:
 274       cur = moves;
 275       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 276       score<EVASIONS>();
 277       ++stage;
 278       /* fallthrough */
 279
 280   case ALL_EVASIONS:
 281       while (cur < endMoves)
 282       {
 283           move = pick_best(cur++, endMoves);
 284           if (move != ttMove)
 285               return move;
 286       }
 287       break;
 288
 289   case PROBCUT_INIT:
 290       cur = moves;
 291       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 292       score<CAPTURES>();
 293       ++stage;
 294       /* fallthrough */
 295
 296   case PROBCUT_CAPTURES:
 297       while (cur < endMoves)
 298       {
 299           move = pick_best(cur++, endMoves);
 300           if (   move != ttMove
 301               && pos.see_ge(move, threshold))
 302               return move;
 303       }
 304       break;
 305
 306   case QCAPTURES_1_INIT: case QCAPTURES_2_INIT:
 307       cur = moves;
 308       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 309       score<CAPTURES>();
 310       ++stage;
 311       /* fallthrough */
 312
 313   case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 314       while (cur < endMoves)
 315       {
 316           move = pick_best(cur++, endMoves);
 317           if (move != ttMove)
 318               return move;
 319       }
 320       if (stage == QCAPTURES_2)
 321           break;
 322       cur = moves;
 323       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 324       ++stage;
 325       /* fallthrough */
 326
 327   case QCHECKS:
 328       while (cur < endMoves)
 329       {
 330           move = cur++->move;
 331           if (move != ttMove)
 332               return move;
 333       }
 334       break;
 335
 336   case QSEARCH_RECAPTURES:
 337       cur = moves;
 338       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 339       score<CAPTURES>();
 340       ++stage;
 341       /* fallthrough */
 342
 343   case QRECAPTURES:
 344       while (cur < endMoves)
 345       {
 346           move = pick_best(cur++, endMoves);
 347           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 348               return move;
 349       }
 350       break;
 351
 352   default:
 353       assert(false);
 354   }
 355
 356   return MOVE_NONE;
 357 }