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) 2008-2010 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 "movegen.h"
  24 #include "movepick.h"
  25 #include "search.h"
  26 #include "types.h"
  27
  28 namespace {
  29
  30   enum MovegenPhase {
  31     PH_TT_MOVE,       // Transposition table move
  32     PH_GOOD_CAPTURES, // Queen promotions and captures with SEE values >= captureThreshold (captureThreshold <= 0)
  33     PH_GOOD_PROBCUT,  // Queen promotions and captures with SEE values > captureThreshold (captureThreshold >= 0)
  34     PH_KILLERS,       // Killer moves from the current ply
  35     PH_NONCAPTURES_1, // Non-captures and underpromotions with positive score
  36     PH_NONCAPTURES_2, // Non-captures and underpromotions with non-positive score
  37     PH_BAD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values < captureThreshold (captureThreshold <= 0)
  38     PH_EVASIONS,      // Check evasions
  39     PH_QCAPTURES,     // Captures in quiescence search
  40     PH_QCHECKS,       // Non-capture checks in quiescence search
  41     PH_STOP
  42   };
  43
  44   CACHE_LINE_ALIGNMENT
  45   const uint8_t MainSearchTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES_1, PH_NONCAPTURES_2, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP };
  46   const uint8_t EvasionTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_EVASIONS, PH_STOP };
  47   const uint8_t QsearchWithChecksTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP };
  48   const uint8_t QsearchWithoutChecksTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_QCAPTURES, PH_STOP };
  49   const uint8_t ProbCutTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_GOOD_PROBCUT, PH_STOP };
  50 }
  51
  52 /// Constructors for the MovePicker class. As arguments we pass information
  53 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  54 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  55 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  56 /// move ordering is at the current node.
  57
  58 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  59                        SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h), depth(d) {
  60   captureThreshold = 0;
  61   badCaptures = moves + MAX_MOVES;
  62
  63   assert(d > DEPTH_ZERO);
  64
  65   if (p.in_check())
  66   {
  67       killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
  68       phasePtr = EvasionTable;
  69   }
  70   else
  71   {
  72       killers[0].move = ss->killers[0];
  73       killers[1].move = ss->killers[1];
  74
  75       // Consider sligtly negative captures as good if at low
  76       // depth and far from beta.
  77       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  78           captureThreshold = -PawnValueMidgame;
  79
  80       phasePtr = MainSearchTable;
  81   }
  82
  83   ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  84   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
  85   go_next_phase();
  86 }
  87
  88 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h)
  89                       : pos(p), H(h) {
  90
  91   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  92
  93   if (p.in_check())
  94       phasePtr = EvasionTable;
  95   else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
  96       phasePtr = QsearchWithChecksTable;
  97   else
  98   {
  99       phasePtr = QsearchWithoutChecksTable;
 100
 101       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids
 102       // qsearch tree explosion due to a possible perpetual check or
 103       // similar rare cases when TT table is full.
 104       if (ttm != MOVE_NONE && !pos.move_is_capture(ttm) && !move_is_promotion(ttm))
 105           ttm = MOVE_NONE;
 106   }
 107
 108   ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 109   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
 110   go_next_phase();
 111 }
 112
 113 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, int parentCapture)
 114                        : pos(p), H(h) {
 115
 116   assert (!pos.in_check());
 117
 118   // In ProbCut we consider only captures better than parent's move
 119   captureThreshold = parentCapture;
 120   phasePtr = ProbCutTable;
 121
 122   if (   ttm != MOVE_NONE
 123       && (!pos.move_is_capture(ttm) ||  pos.see(ttm) <= captureThreshold))
 124       ttm = MOVE_NONE;
 125
 126   ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 127   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
 128   go_next_phase();
 129 }
 130
 131
 132 /// MovePicker::go_next_phase() generates, scores and sorts the next bunch
 133 /// of moves when there are no more moves to try for the current phase.
 134
 135 void MovePicker::go_next_phase() {
 136
 137   curMove = moves;
 138   phase = *(++phasePtr);
 139   switch (phase) {
 140
 141   case PH_TT_MOVE:
 142       lastMove = curMove + 1;
 143       return;
 144
 145   case PH_GOOD_CAPTURES:
 146   case PH_GOOD_PROBCUT:
 147       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 148       score_captures();
 149       return;
 150
 151   case PH_KILLERS:
 152       curMove = killers;
 153       lastMove = curMove + 2;
 154       return;
 155
 156   case PH_NONCAPTURES_1:
 157       lastNonCapture = lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE>(pos, moves);
 158       score_noncaptures();
 159       sort_moves(moves, lastNonCapture, &lastMove);
 160       return;
 161
 162   case PH_NONCAPTURES_2:
 163       curMove = lastMove;
 164       lastMove = lastNonCapture;
 165       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 166           insertion_sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 167       return;
 168
 169   case PH_BAD_CAPTURES:
 170       // Bad captures SEE value is already calculated so just pick
 171       // them in order to get SEE move ordering.
 172       curMove = badCaptures;
 173       lastMove = moves + MAX_MOVES;
 174       return;
 175
 176   case PH_EVASIONS:
 177       assert(pos.in_check());
 178       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 179       score_evasions();
 180       return;
 181
 182   case PH_QCAPTURES:
 183       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 184       score_captures();
 185       return;
 186
 187   case PH_QCHECKS:
 188       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, moves);
 189       return;
 190
 191   case PH_STOP:
 192       lastMove = curMove + 1; // Avoid another go_next_phase() call
 193       return;
 194
 195   default:
 196       assert(false);
 197       return;
 198   }
 199 }
 200
 201
 202 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 203 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 204 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 205 /// picked first by get_next_move().
 206
 207 void MovePicker::score_captures() {
 208   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 209   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 210   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 211   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 212   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 213   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 214   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 215   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 216   // the subtree size.
 217   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 218   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 219   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 220   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 221   Move m;
 222
 223   // Use MVV/LVA ordering
 224   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 225   {
 226       m = cur->move;
 227       if (move_is_promotion(m))
 228           cur->score = QueenValueMidgame;
 229       else
 230           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 231                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
 232   }
 233 }
 234
 235 void MovePicker::score_noncaptures() {
 236
 237   Move m;
 238   Square from;
 239
 240   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 241   {
 242       m = cur->move;
 243       from = move_from(m);
 244       cur->score = H.value(pos.piece_on(from), move_to(m));
 245   }
 246 }
 247
 248 void MovePicker::score_evasions() {
 249   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
 250   // destination square is not under attack, ordered by history
 251   // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
 252   // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 253   Move m;
 254   int seeScore;
 255
 256   // Skip if we don't have at least two moves to order
 257   if (lastMove < moves + 2)
 258       return;
 259
 260   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 261   {
 262       m = cur->move;
 263       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 264           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 265       else if (pos.move_is_capture(m))
 266           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 267                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m)) + History::MaxValue;
 268       else
 269           cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 270   }
 271 }
 272
 273 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 274 /// class. It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 275 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 276 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 277 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 278 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 279
 280 Move MovePicker::get_next_move() {
 281
 282   Move move;
 283
 284   while (true)
 285   {
 286       while (curMove == lastMove)
 287           go_next_phase();
 288
 289       switch (phase) {
 290
 291       case PH_TT_MOVE:
 292           curMove++;
 293           return ttMove;
 294           break;
 295
 296       case PH_GOOD_CAPTURES:
 297           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 298           if (move != ttMove)
 299           {
 300               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we must use see instead of see_sign
 301
 302               // Check for a non negative SEE now
 303               int seeValue = pos.see_sign(move);
 304               if (seeValue >= captureThreshold)
 305                   return move;
 306
 307               // Losing capture, move it to the tail of the array, note
 308               // that move has now been already checked for pseudo legality.
 309               (--badCaptures)->move = move;
 310               badCaptures->score = seeValue;
 311           }
 312           break;
 313
 314      case PH_GOOD_PROBCUT:
 315           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 316           if (   move != ttMove
 317               && pos.see(move) > captureThreshold)
 318               return move;
 319           break;
 320
 321       case PH_KILLERS:
 322           move = (curMove++)->move;
 323           if (   move != MOVE_NONE
 324               && pos.move_is_pl(move)
 325               && move != ttMove
 326               && !pos.move_is_capture(move))
 327               return move;
 328           break;
 329
 330       case PH_NONCAPTURES_1:
 331       case PH_NONCAPTURES_2:
 332           move = (curMove++)->move;
 333           if (   move != ttMove
 334               && move != killers[0].move
 335               && move != killers[1].move)
 336               return move;
 337           break;
 338
 339       case PH_BAD_CAPTURES:
 340           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 341           return move;
 342
 343       case PH_EVASIONS:
 344       case PH_QCAPTURES:
 345           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 346           if (move != ttMove)
 347               return move;
 348           break;
 349
 350       case PH_QCHECKS:
 351           move = (curMove++)->move;
 352           if (move != ttMove)
 353               return move;
 354           break;
 355
 356       case PH_STOP:
 357           return MOVE_NONE;
 358
 359       default:
 360           assert(false);
 361           break;
 362       }
 363   }
 364 }