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) 2008-2009 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
  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
  22 ////
  23 //// Includes
  24 ////
  25
  26 #include <algorithm>
  27 #include <cassert>
  28
  29 #include "history.h"
  30 #include "evaluate.h"
  31 #include "movegen.h"
  32 #include "movepick.h"
  33 #include "search.h"
  34 #include "value.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   /// Variables
  44
  45   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  46   int MainSearchPhaseIndex;
  47   int EvasionsPhaseIndex;
  48   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  49   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  50
  51 }
  52
  53
  54 ////
  55 //// Functions
  56 ////
  57
  58
  59 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  60 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  61 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  62 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  63 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  64 /// move ordering is at the current node.
  65
  66 MovePicker::MovePicker(const Position& p, bool pv, Move ttm,
  67                        const SearchStack& ss, Depth d) : pos(p) {
  68   pvNode = pv;
  69   ttMove = ttm;
  70   mateKiller = (ss.mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss.mateKiller;
  71   killer1 = ss.killers[0];
  72   killer2 = ss.killers[1];
  73   depth = d;
  74   movesPicked = 0;
  75   numOfMoves = 0;
  76   numOfBadCaptures = 0;
  77   checkKillers = checkLegal = false;
  78
  79   if (p.is_check())
  80       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  81   else if (depth > Depth(0))
  82       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  83   else if (depth == Depth(0))
  84       phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  85   else
  86       phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  87
  88   Color us = pos.side_to_move();
  89
  90   dc = p.discovered_check_candidates(us);
  91   pinned = p.pinned_pieces(us);
  92
  93   finished = false;
  94 }
  95
  96
  97 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  98 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  99 /// are no more moves left of the types we are interested in.
 100
 101 Move MovePicker::get_next_move() {
 102
 103   Move move;
 104
 105   while (true)
 106   {
 107     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 108     // the list, and return it.
 109     move = pick_move_from_list();
 110     if (move != MOVE_NONE)
 111     {
 112         assert(move_is_ok(move));
 113         return move;
 114     }
 115
 116     // Next phase
 117     phaseIndex++;
 118     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 119
 120     case PH_TT_MOVE:
 121         if (ttMove != MOVE_NONE)
 122         {
 123             assert(move_is_ok(ttMove));
 124             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 125                 return ttMove;
 126         }
 127         break;
 128
 129     case PH_MATE_KILLER:
 130         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 131         {
 132             assert(move_is_ok(mateKiller));
 133             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 134                 return mateKiller;
 135         }
 136         break;
 137
 138     case PH_GOOD_CAPTURES:
 139         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 140         score_captures();
 141         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 142         movesPicked = 0;
 143         checkLegal = true;
 144         break;
 145
 146     case PH_KILLERS:
 147         movesPicked = numOfMoves = 0;
 148         checkLegal = false;
 149         if (killer1 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer1, pinned) && !pos.move_is_capture(killer1))
 150             moves[numOfMoves++].move = killer1;
 151         if (killer2 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer2, pinned) && !pos.move_is_capture(killer2) )
 152             moves[numOfMoves++].move = killer2;
 153         break;
 154
 155     case PH_NONCAPTURES:
 156         checkKillers = (numOfMoves != 0); // previous phase is PH_KILLERS
 157         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 158         score_noncaptures();
 159         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 160         movesPicked = 0;
 161         checkLegal = true;
 162         break;
 163
 164     case PH_BAD_CAPTURES:
 165         // It's probably a good idea to use SEE move ordering here. FIXME
 166         movesPicked = 0;
 167         break;
 168
 169     case PH_EVASIONS:
 170         assert(pos.is_check());
 171         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves, pinned);
 172         score_evasions();
 173         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 174         movesPicked = 0;
 175         break;
 176
 177     case PH_QCAPTURES:
 178         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 179         score_qcaptures();
 180         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 181         movesPicked = 0;
 182         break;
 183
 184     case PH_QCHECKS:
 185         // Perhaps we should order moves move here?  FIXME
 186         numOfMoves = generate_non_capture_checks(pos, moves, dc);
 187         movesPicked = 0;
 188         break;
 189
 190     case PH_STOP:
 191         return MOVE_NONE;
 192
 193     default:
 194         assert(false);
 195         return MOVE_NONE;
 196     }
 197   }
 198 }
 199
 200
 201 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 202 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 203
 204 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 205
 206    lock_grab(&lock);
 207    if (finished)
 208    {
 209        lock_release(&lock);
 210        return MOVE_NONE;
 211    }
 212    Move m = get_next_move();
 213    if (m == MOVE_NONE)
 214        finished = true;
 215
 216    lock_release(&lock);
 217    return m;
 218 }
 219
 220
 221 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 222 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 223 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 224 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 225
 226 void MovePicker::score_captures() {
 227   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 228   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 229   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 230   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 231   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 232   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 233   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 234   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 235   // the subtree size.
 236   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 237   // to the badCaptures[] array.
 238   Move m;
 239   int seeValue;
 240
 241   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 242   {
 243       m = moves[i].move;
 244       seeValue = pos.see(m);
 245       if (seeValue >= 0)
 246       {
 247           if (move_promotion(m))
 248               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 249           else
 250               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 251                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 252       }
 253       else
 254       {
 255           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 256           assert(numOfBadCaptures < 63);
 257           moves[i].score = seeValue;
 258           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 259           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 260       }
 261   }
 262 }
 263
 264 void MovePicker::score_noncaptures() {
 265   // First score by history, when no history is available then use
 266   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 267   // random choice when we don't have an history for any move.
 268   Move m;
 269   int hs;
 270
 271   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 272   {
 273       m = moves[i].move;
 274       hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 275
 276       // Ensure history is always preferred to pst
 277       if (hs > 0)
 278           hs += 1000;
 279
 280       // pst based scoring
 281       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 282   }
 283 }
 284
 285 void MovePicker::score_evasions() {
 286
 287   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 288   {
 289       Move m = moves[i].move;
 290       if (m == ttMove)
 291           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 292       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 293       {
 294           int seeScore = pos.see(m);
 295           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 296       } else
 297           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 298   }
 299 }
 300
 301 void MovePicker::score_qcaptures() {
 302
 303   // Use MVV/LVA ordering
 304   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 305   {
 306       Move m = moves[i].move;
 307       if (move_promotion(m))
 308           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 309       else
 310           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 311                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 312   }
 313 }
 314
 315
 316 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 317 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 318 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 319 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 320
 321 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 322
 323   assert(movesPicked >= 0);
 324   assert(!pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] == PH_EVASIONS || PhaseTable[phaseIndex] == PH_STOP);
 325   assert( pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] != PH_EVASIONS);
 326
 327   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 328
 329   case PH_GOOD_CAPTURES:
 330   case PH_KILLERS:
 331   case PH_NONCAPTURES:
 332       while (movesPicked < numOfMoves)
 333       {
 334           Move move = moves[movesPicked++].move;
 335           if (   move != ttMove
 336               && move != mateKiller
 337               && (!checkKillers || (move != killer1 && move != killer2))
 338               && (!checkLegal || pos.pl_move_is_legal(move, pinned)))
 339               return move;
 340       }
 341       break;
 342
 343   case PH_EVASIONS:
 344       if (movesPicked < numOfMoves)
 345           return moves[movesPicked++].move;
 346
 347       break;
 348
 349   case PH_BAD_CAPTURES:
 350       while (movesPicked < numOfBadCaptures)
 351       {
 352           Move move = badCaptures[movesPicked++].move;
 353           if (   move != ttMove
 354               && move != mateKiller
 355               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 356               return move;
 357       }
 358       break;
 359
 360   case PH_QCAPTURES:
 361   case PH_QCHECKS:
 362       while (movesPicked < numOfMoves)
 363       {
 364           Move move = moves[movesPicked++].move;
 365           // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
 366           if (   move != ttMove
 367               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 368               return move;
 369       }
 370       break;
 371
 372   default:
 373       break;
 374   }
 375   return MOVE_NONE;
 376 }
 377
 378
 379 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 380 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 381 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex. It is only called once during
 382 /// program startup, and never again while the program is running.
 383
 384 void MovePicker::init_phase_table() {
 385
 386   int i = 0;
 387
 388   // Main search
 389   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 390   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 391   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 392   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 393   PhaseTable[i++] = PH_KILLERS;
 394   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 395   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 396   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 397
 398   // Check evasions
 399   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 400   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 401   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 402
 403   // Quiescence search with checks
 404   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 405   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 406   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 407   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 408   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 409
 410   // Quiescence search without checks
 411   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 412   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 413   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 414   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 415 }