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 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   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26
  27 #include "history.h"
  28 #include "movegen.h"
  29 #include "movepick.h"
  30 #include "search.h"
  31 #include "value.h"
  32
  33
  34 ////
  35 //// Local definitions
  36 ////
  37
  38 namespace {
  39
  40   /// Variables
  41
  42   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  43   int MainSearchPhaseIndex;
  44   int EvasionsPhaseIndex;
  45   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  46   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  47
  48 }
  49
  50
  51
  52 ////
  53 //// Functions
  54 ////
  55
  56
  57 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  58 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  59 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  60 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  61 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  62 /// move ordering is at the current node.
  63
  64 MovePicker::MovePicker(Position& p, bool pvnode, Move ttm, Move mk,
  65                        Move k1, Move k2, Depth d) {
  66   pos = &p;
  67   pvNode = pvnode;
  68   ttMove = ttm;
  69   mateKiller = (mk == ttm)? MOVE_NONE : mk;
  70   killer1 = k1;
  71   killer2 = k2;
  72   depth = d;
  73   movesPicked = 0;
  74   numOfMoves = 0;
  75   numOfBadCaptures = 0;
  76   dc = p.discovered_check_candidates(p.side_to_move());
  77
  78   if (p.is_check())
  79     phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  80   else if (depth > Depth(0))
  81     phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  82   else if (depth == Depth(0))
  83     phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  84   else
  85     phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  86
  87   pinned = p.pinned_pieces(p.side_to_move());
  88
  89   finished = false;
  90 }
  91
  92
  93 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  94 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  95 /// are no more moves left of the types we are interested in.
  96
  97 Move MovePicker::get_next_move() {
  98
  99   Move move;
 100
 101   while (true)
 102   {
 103     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 104     // the list, and return it.
 105     move = pick_move_from_list();
 106     if (move != MOVE_NONE)
 107     {
 108         assert(move_is_ok(move));
 109         return move;
 110     }
 111
 112     // Next phase
 113     phaseIndex++;
 114     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 115     case PH_TT_MOVE:
 116         if (ttMove != MOVE_NONE)
 117         {
 118             assert(move_is_ok(ttMove));
 119             Move m = generate_move_if_legal(*pos, ttMove, pinned);
 120             if (m != MOVE_NONE)
 121             {
 122                 assert(m == ttMove);
 123                 return m;
 124             }
 125         }
 126         break;
 127
 128     case PH_MATE_KILLER:
 129         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 130         {
 131             assert(move_is_ok(mateKiller));
 132             Move m = generate_move_if_legal(*pos, mateKiller, pinned);
 133             if (m != MOVE_NONE)
 134             {
 135                 assert(m == mateKiller);
 136                 return m;
 137             }
 138        }
 139        break;
 140
 141     case PH_GOOD_CAPTURES:
 142         numOfMoves = generate_captures(*pos, moves);
 143         score_captures();
 144         movesPicked = 0;
 145         break;
 146
 147     case PH_BAD_CAPTURES:
 148         badCapturesPicked = 0;
 149         break;
 150
 151     case PH_NONCAPTURES:
 152         numOfMoves = generate_noncaptures(*pos, moves);
 153         score_noncaptures();
 154         movesPicked = 0;
 155         break;
 156
 157     case PH_EVASIONS:
 158         assert(pos->is_check());
 159         numOfMoves = generate_evasions(*pos, moves);
 160         score_evasions();
 161         movesPicked = 0;
 162         break;
 163
 164     case PH_QCAPTURES:
 165         numOfMoves = generate_captures(*pos, moves);
 166         score_qcaptures();
 167         movesPicked = 0;
 168         break;
 169
 170     case PH_QCHECKS:
 171         numOfMoves = generate_checks(*pos, moves, dc);
 172         movesPicked = 0;
 173         break;
 174
 175     case PH_STOP:
 176         return MOVE_NONE;
 177
 178     default:
 179         assert(false);
 180         return MOVE_NONE;
 181     }
 182   }
 183   assert(false);
 184   return MOVE_NONE;
 185 }
 186
 187
 188 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 189 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 190
 191 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 192
 193    Move m;
 194
 195    lock_grab(&lock);
 196    if (finished)
 197    {
 198        lock_release(&lock);
 199        return MOVE_NONE;
 200    }
 201    m = get_next_move();
 202    if (m == MOVE_NONE)
 203        finished = true;
 204
 205    lock_release(&lock);
 206    return m;
 207 }
 208
 209
 210 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 211 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 212 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 213 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 214
 215 void MovePicker::score_captures() {
 216   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 217   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 218   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 219   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 220   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 221   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 222   // where it is possible to recapture with the hanging piece).  Exchanging
 223   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 224   // the subtree size.
 225   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 226   {
 227       int seeValue = pos->see(moves[i].move);
 228       if (seeValue >= 0)
 229       {
 230           if (move_promotion(moves[i].move))
 231               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 232           else
 233               moves[i].score = int(pos->midgame_value_of_piece_on(move_to(moves[i].move)))
 234                               -int(pos->type_of_piece_on(move_from(moves[i].move)));
 235       } else
 236           moves[i].score = seeValue;
 237   }
 238 }
 239
 240 void MovePicker::score_noncaptures() {
 241
 242   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 243   {
 244       Move m = moves[i].move;
 245       if (m == killer1)
 246           moves[i].score = HistoryMax + 2;
 247       else if (m == killer2)
 248           moves[i].score = HistoryMax + 1;
 249       else
 250          moves[i].score = H.move_ordering_score(pos->piece_on(move_from(m)), m);
 251   }
 252 }
 253
 254 void MovePicker::score_evasions() {
 255
 256   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 257   {
 258       Move m = moves[i].move;
 259       if (m == ttMove)
 260           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 261       else if(!pos->square_is_empty(move_to(m)))
 262       {
 263           int seeScore = pos->see(m);
 264           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 265       } else
 266           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos->piece_on(move_from(m)), m);
 267   }
 268   // FIXME try psqt also here
 269 }
 270
 271 void MovePicker::score_qcaptures() {
 272
 273   // Use MVV/LVA ordering
 274   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 275   {
 276       Move m = moves[i].move;
 277       if (move_promotion(m))
 278           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 279       else
 280           moves[i].score = int(pos->midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 281                           -int(pos->midgame_value_of_piece_on(move_to(m))) / 64;
 282   }
 283 }
 284
 285
 286 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 287 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 288 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 289 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 290 /// While picking captures in the PH_GOOD_CAPTURES phase (i.e. while picking
 291 /// non-losing captures in the main search), it moves all captures with
 292 /// negative SEE values to the badCaptures[] array.
 293
 294 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 295
 296   int bestScore = -10000000;
 297   int bestIndex;
 298   Move move;
 299
 300   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 301   case PH_GOOD_CAPTURES:
 302       assert(!pos->is_check());
 303       assert(movesPicked >= 0);
 304
 305       while (movesPicked < numOfMoves)
 306       {
 307           bestScore = -10000000;
 308           bestIndex = -1;
 309           for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 310           {
 311               if (moves[i].score < 0)
 312               {
 313                   // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 314                   assert(numOfBadCaptures < 63);
 315                   badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 316                   moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 317               }
 318               else if (moves[i].score > bestScore)
 319               {
 320                   bestIndex = i;
 321                   bestScore = moves[i].score;
 322               }
 323           }
 324           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 325           {
 326               move = moves[bestIndex].move;
 327               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 328               if (   move != ttMove
 329                   && move != mateKiller
 330                   && pos->move_is_legal(move, pinned))
 331                   return move;
 332           }
 333       }
 334       break;
 335
 336   case PH_NONCAPTURES:
 337       assert(!pos->is_check());
 338       assert(movesPicked >= 0);
 339
 340       while (movesPicked < numOfMoves)
 341       {
 342           bestScore = -10000000;
 343
 344           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 345           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 346           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 347           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 348           if (pvNode || movesPicked < 12)
 349           {
 350               bestIndex = -1;
 351               for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 352                   if (moves[i].score > bestScore)
 353                   {
 354                       bestIndex = i;
 355                       bestScore = moves[i].score;
 356                   }
 357           } else
 358               bestIndex = movesPicked;
 359
 360           if (bestIndex != -1)
 361           {
 362               move = moves[bestIndex].move;
 363               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 364               if (   move != ttMove
 365                   && move != mateKiller
 366                   && pos->move_is_legal(move, pinned))
 367                   return move;
 368           }
 369       }
 370       break;
 371
 372   case PH_EVASIONS:
 373       assert(pos->is_check());
 374       assert(movesPicked >= 0);
 375
 376       while (movesPicked < numOfMoves)
 377       {
 378           bestScore = -10000000;
 379           bestIndex = -1;
 380           for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 381               if(moves[i].score > bestScore)
 382               {
 383                   bestIndex = i;
 384                   bestScore = moves[i].score;
 385               }
 386
 387           if (bestIndex != -1)
 388           {
 389               move = moves[bestIndex].move;
 390               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 391               return move;
 392           }
 393     }
 394     break;
 395
 396   case PH_BAD_CAPTURES:
 397       assert(!pos->is_check());
 398       assert(badCapturesPicked >= 0);
 399       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 400       // of just picking the first move.  FIXME
 401       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 402       {
 403           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 404           if (   move != ttMove
 405               && move != mateKiller
 406               && pos->move_is_legal(move, pinned))
 407               return move;
 408       }
 409       break;
 410
 411   case PH_QCAPTURES:
 412       assert(!pos->is_check());
 413       assert(movesPicked >= 0);
 414       while (movesPicked < numOfMoves)
 415       {
 416           bestScore = -10000000;
 417           if (movesPicked < 4)
 418           {
 419               bestIndex = -1;
 420               for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 421                   if(moves[i].score > bestScore)
 422                   {
 423                       bestIndex = i;
 424                       bestScore = moves[i].score;
 425                   }
 426           } else
 427               bestIndex = movesPicked;
 428
 429           if (bestIndex != -1)
 430           {
 431               move = moves[bestIndex].move;
 432               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 433               // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 434               // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 435               if (/* move != ttMove && */ pos->move_is_legal(move, pinned))
 436                   return move;
 437           }
 438       }
 439       break;
 440
 441   case PH_QCHECKS:
 442       assert(!pos->is_check());
 443       assert(movesPicked >= 0);
 444       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 445       // move here?  FIXME
 446       while (movesPicked < numOfMoves)
 447       {
 448           move = moves[movesPicked++].move;
 449           // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 450           if (/* move != ttMove && */ pos->move_is_legal(move, pinned))
 451               return move;
 452       }
 453       break;
 454
 455   default:
 456       break;
 457   }
 458   return MOVE_NONE;
 459 }
 460
 461 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 462
 463   return PhaseTable[phaseIndex];
 464 }
 465
 466 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 467 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 468 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex variables. It is only called once
 469 /// during program startup, and never again while the program is running.
 470
 471 void MovePicker::init_phase_table() {
 472
 473   int i = 0;
 474
 475   // Main search
 476   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 477   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 478   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 479   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 480   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 481   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 482   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 483   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 484   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 485   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 486
 487   // Check evasions
 488   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 489   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 490   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 491
 492   // Quiescence search with checks
 493   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 494   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 495   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 496   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 497
 498   // Quiescence search without checks
 499   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 500   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 501   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 502 }