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
  22 ////
  23 //// Includes
  24 ////
  25
  26 #include <cassert>
  27
  28 #include "history.h"
  29 #include "movegen.h"
  30 #include "movepick.h"
  31 #include "search.h"
  32 #include "value.h"
  33
  34
  35 ////
  36 //// Local definitions
  37 ////
  38
  39 namespace {
  40
  41   enum MovegenPhase {
  42     PH_TT_MOVES,       // Transposition table move and mate killer
  43     PH_GOOD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values >= 0
  44     PH_KILLERS,        // Killer moves from the current ply
  45     PH_NONCAPTURES,    // Non-captures and underpromotions
  46     PH_BAD_CAPTURES,   // Queen promotions and captures with SEE values < 0
  47     PH_EVASIONS,       // Check evasions
  48     PH_QCAPTURES,      // Captures in quiescence search
  49     PH_QCHECKS,        // Non-capture checks in quiescence search
  50     PH_STOP
  51   };
  52
  53   CACHE_LINE_ALIGNMENT
  54   const uint8_t MainSearchPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP};
  55   const uint8_t EvasionsPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_EVASIONS, PH_STOP};
  56   const uint8_t QsearchWithChecksPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP};
  57   const uint8_t QsearchWithoutChecksPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_STOP};
  58 }
  59
  60
  61 ////
  62 //// Functions
  63 ////
  64
  65
  66 /// Constructor for the MovePicker class. Apart from the position for which
  67 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some 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 about how important good
  71 /// move ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  74                        SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h) {
  75   int searchTT = ttm;
  76   ttMoves[0].move = ttm;
  77   badCaptureThreshold = 0;
  78   lastBadCapture = badCaptures;
  79
  80   pinned = p.pinned_pieces(pos.side_to_move());
  81
  82   if (ss && !p.is_check())
  83   {
  84       ttMoves[1].move = (ss->mateKiller == ttm) ? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
  85       searchTT |= ttMoves[1].move;
  86       killers[0].move = ss->killers[0];
  87       killers[1].move = ss->killers[1];
  88   } else
  89       ttMoves[1].move = killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
  90
  91   if (p.is_check())
  92       phasePtr = EvasionsPhaseTable;
  93   else if (d > Depth(0))
  94   {
  95       // Consider sligtly negative captures as good if at low
  96       // depth and far from beta.
  97       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * OnePly)
  98           badCaptureThreshold = -PawnValueMidgame;
  99
 100       phasePtr = MainSearchPhaseTable;
 101   }
 102   else if (d == Depth(0))
 103       phasePtr = QsearchWithChecksPhaseTable;
 104   else
 105   {
 106       phasePtr = QsearchWithoutChecksPhaseTable;
 107
 108       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids
 109       // qsearch tree explosion due to a possible perpetual check or
 110       // similar rare cases when TT table is full.
 111       if (ttm != MOVE_NONE && !pos.move_is_capture_or_promotion(ttm))
 112           searchTT = ttMoves[0].move = MOVE_NONE;
 113   }
 114
 115   phasePtr += int(!searchTT) - 1;
 116   go_next_phase();
 117 }
 118
 119
 120 /// MovePicker::go_next_phase() generates, scores and sorts the next bunch
 121 /// of moves when there are no more moves to try for the current phase.
 122
 123 void MovePicker::go_next_phase() {
 124
 125   curMove = moves;
 126   phase = *(++phasePtr);
 127   switch (phase) {
 128
 129   case PH_TT_MOVES:
 130       curMove = ttMoves;
 131       lastMove = curMove + 2;
 132       return;
 133
 134   case PH_GOOD_CAPTURES:
 135       lastMove = generate_captures(pos, moves);
 136       score_captures();
 137       return;
 138
 139   case PH_KILLERS:
 140       curMove = killers;
 141       lastMove = curMove + 2;
 142       return;
 143
 144   case PH_NONCAPTURES:
 145       lastMove = generate_noncaptures(pos, moves);
 146       score_noncaptures();
 147       sort_moves(moves, lastMove, &lastGoodNonCapture);
 148       return;
 149
 150   case PH_BAD_CAPTURES:
 151       // Bad captures SEE value is already calculated so just sort them
 152       // to get SEE move ordering.
 153       curMove = badCaptures;
 154       lastMove = lastBadCapture;
 155       return;
 156
 157   case PH_EVASIONS:
 158       assert(pos.is_check());
 159       lastMove = generate_evasions(pos, moves);
 160       score_evasions_or_checks();
 161       return;
 162
 163   case PH_QCAPTURES:
 164       lastMove = generate_captures(pos, moves);
 165       score_captures();
 166       return;
 167
 168   case PH_QCHECKS:
 169       lastMove = generate_non_capture_checks(pos, moves);
 170       score_evasions_or_checks();
 171       return;
 172
 173   case PH_STOP:
 174       lastMove = curMove + 1; // Avoids another go_next_phase() call
 175       return;
 176
 177   default:
 178       assert(false);
 179       return;
 180   }
 181 }
 182
 183
 184 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 185 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 186 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 187 /// picked first by get_next_move().
 188
 189 void MovePicker::score_captures() {
 190   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 191   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 192   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 193   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 194   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 195   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 196   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 197   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 198   // the subtree size.
 199   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 200   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 201   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 202   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 203   Move m;
 204
 205   // Use MVV/LVA ordering
 206   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 207   {
 208       m = cur->move;
 209       if (move_is_promotion(m))
 210           cur->score = QueenValueMidgame;
 211       else
 212           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 213                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
 214   }
 215 }
 216
 217 void MovePicker::score_noncaptures() {
 218   // First score by history, when no history is available then use
 219   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 220   // random choice when we don't have an history for any move.
 221   Move m;
 222   Piece piece;
 223   Square from, to;
 224   int hs;
 225
 226   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 227   {
 228       m = cur->move;
 229       from = move_from(m);
 230       to = move_to(m);
 231       piece = pos.piece_on(from);
 232       hs = H.move_ordering_score(piece, to);
 233
 234       // Ensure history has always highest priority
 235       if (hs > 0)
 236           hs += 10000;
 237
 238       // Gain table based scoring
 239       cur->score = hs + 16 * H.gain(piece, to);
 240   }
 241 }
 242
 243 void MovePicker::score_evasions_or_checks() {
 244   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
 245   // destination square is not under attack, ordered by history
 246   // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
 247   // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 248   Move m;
 249   int seeScore;
 250
 251   // Skip if we don't have at least two moves to order
 252   if (lastMove < moves + 2)
 253       return;
 254
 255   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 256   {
 257       m = cur->move;
 258       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 259           cur->score = seeScore - HistoryMax; // Be sure are at the bottom
 260       else if (pos.move_is_capture(m))
 261           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 262                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m)) + HistoryMax;
 263       else
 264           cur->score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 265   }
 266 }
 267
 268 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 269 /// class. It returns a new legal move every time it is called, until there
 270 /// are no more moves left.
 271 /// It picks the move with the biggest score from a list of generated moves taking
 272 /// care not to return the tt move if has already been searched previously.
 273 /// Note that this function is not thread safe so should be lock protected by
 274 /// caller when accessed through a shared MovePicker object.
 275
 276 Move MovePicker::get_next_move() {
 277
 278   Move move;
 279
 280   while (true)
 281   {
 282       while (curMove != lastMove)
 283       {
 284           switch (phase) {
 285
 286           case PH_TT_MOVES:
 287               move = (curMove++)->move;
 288               if (   move != MOVE_NONE
 289                   && move_is_legal(pos, move, pinned))
 290                   return move;
 291               break;
 292
 293           case PH_GOOD_CAPTURES:
 294               move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 295               if (   move != ttMoves[0].move
 296                   && move != ttMoves[1].move
 297                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 298               {
 299                   // Check for a non negative SEE now
 300                   int seeValue = pos.see_sign(move);
 301                   if (seeValue >= badCaptureThreshold)
 302                       return move;
 303
 304                   // Losing capture, move it to the badCaptures[] array, note
 305                   // that move has now been already checked for legality.
 306                   assert(int(lastBadCapture - badCaptures) < 63);
 307                   lastBadCapture->move = move;
 308                   lastBadCapture->score = seeValue;
 309                   lastBadCapture++;
 310               }
 311               break;
 312
 313           case PH_KILLERS:
 314               move = (curMove++)->move;
 315               if (   move != MOVE_NONE
 316                   && move_is_legal(pos, move, pinned)
 317                   && move != ttMoves[0].move
 318                   && move != ttMoves[1].move
 319                   && !pos.move_is_capture(move))
 320                   return move;
 321               break;
 322
 323           case PH_NONCAPTURES:
 324
 325               // Sort negative scored moves only when we get there
 326               if (curMove == lastGoodNonCapture)
 327                   insertion_sort(lastGoodNonCapture, lastMove);
 328
 329               move = (curMove++)->move;
 330               if (   move != ttMoves[0].move
 331                   && move != ttMoves[1].move
 332                   && move != killers[0].move
 333                   && move != killers[1].move
 334                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 335                   return move;
 336               break;
 337
 338           case PH_BAD_CAPTURES:
 339               move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 340               return move;
 341
 342           case PH_EVASIONS:
 343           case PH_QCAPTURES:
 344               move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 345               if (   move != ttMoves[0].move
 346                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 347                   return move;
 348               break;
 349
 350           case PH_QCHECKS:
 351               move = (curMove++)->move;
 352               if (   move != ttMoves[0].move
 353                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 354                   return move;
 355               break;
 356
 357           case PH_STOP:
 358               return MOVE_NONE;
 359
 360           default:
 361               assert(false);
 362               break;
 363           }
 364       }
 365       go_next_phase();
 366   }
 367 }
 368