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) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
   4
   5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8   (at your option) any later version.
   9
  10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13   GNU General Public License for more details.
  14
  15   You should have received a copy of the GNU General Public License
  16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17 */
  18
  19 #include <cassert>
  20
  21 #include "bitboard.h"
  22 #include "movepick.h"
  23
  24 namespace Stockfish {
  25
  26 namespace {
  27
  28   enum Stages {
  29     MAIN_TT, CAPTURE_INIT, GOOD_CAPTURE, REFUTATION, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURE,
  30     EVASION_TT, EVASION_INIT, EVASION,
  31     PROBCUT_TT, PROBCUT_INIT, PROBCUT,
  32     QSEARCH_TT, QCAPTURE_INIT, QCAPTURE, QCHECK_INIT, QCHECK
  33   };
  34
  35   // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
  36   // a given limit. The order of moves smaller than the limit is left unspecified.
  37   void partial_insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end, int limit) {
  38
  39     for (ExtMove *sortedEnd = begin, *p = begin + 1; p < end; ++p)
  40         if (p->value >= limit)
  41         {
  42             ExtMove tmp = *p, *q;
  43             *p = *++sortedEnd;
  44             for (q = sortedEnd; q != begin && *(q - 1) < tmp; --q)
  45                 *q = *(q - 1);
  46             *q = tmp;
  47         }
  48   }
  49
  50 } // namespace
  51
  52
  53 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  54 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  55 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  56 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
  57 /// ordering is at the current node.
  58
  59 /// MovePicker constructor for the main search
  60 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  61                                                              const CapturePieceToHistory* cph,
  62                                                              const PieceToHistory** ch,
  63                                                              Move cm,
  64                                                              const Move* killers)
  65            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch),
  66              ttMove(ttm), refutations{{killers[0], 0}, {killers[1], 0}, {cm, 0}}, depth(d)
  67 {
  68   assert(d > 0);
  69
  70   stage = (pos.checkers() ? EVASION_TT : MAIN_TT) +
  71           !(ttm && pos.pseudo_legal(ttm));
  72 }
  73
  74 /// MovePicker constructor for quiescence search
  75 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  76                                                              const CapturePieceToHistory* cph,
  77                                                              const PieceToHistory** ch,
  78                                                              Square rs)
  79            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch), ttMove(ttm), recaptureSquare(rs), depth(d)
  80 {
  81   assert(d <= 0);
  82
  83   stage = (pos.checkers() ? EVASION_TT : QSEARCH_TT) +
  84           !(   ttm
  85             && pos.pseudo_legal(ttm));
  86 }
  87
  88 /// MovePicker constructor for ProbCut: we generate captures with SEE greater
  89 /// than or equal to the given threshold.
  90 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th, const CapturePieceToHistory* cph)
  91            : pos(p), captureHistory(cph), ttMove(ttm), threshold(th)
  92 {
  93   assert(!pos.checkers());
  94
  95   stage = PROBCUT_TT + !(ttm && pos.capture_stage(ttm)
  96                              && pos.pseudo_legal(ttm)
  97                              && pos.see_ge(ttm, threshold));
  98 }
  99
 100 /// MovePicker::score() assigns a numerical value to each move in a list, used
 101 /// for sorting. Captures are ordered by Most Valuable Victim (MVV), preferring
 102 /// captures with a good history. Quiets moves are ordered using the history tables.
 103 template<GenType Type>
 104 void MovePicker::score() {
 105
 106   static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == EVASIONS, "Wrong type");
 107
 108   [[maybe_unused]] Bitboard threatenedByPawn, threatenedByMinor, threatenedByRook, threatenedPieces;
 109   if constexpr (Type == QUIETS)
 110   {
 111       Color us = pos.side_to_move();
 112
 113       threatenedByPawn  = pos.attacks_by<PAWN>(~us);
 114       threatenedByMinor = pos.attacks_by<KNIGHT>(~us) | pos.attacks_by<BISHOP>(~us) | threatenedByPawn;
 115       threatenedByRook  = pos.attacks_by<ROOK>(~us) | threatenedByMinor;
 116
 117       // Pieces threatened by pieces of lesser material value
 118       threatenedPieces = (pos.pieces(us, QUEEN) & threatenedByRook)
 119                        | (pos.pieces(us, ROOK)  & threatenedByMinor)
 120                        | (pos.pieces(us, KNIGHT, BISHOP) & threatenedByPawn);
 121   }
 122
 123   for (auto& m : *this)
 124       if constexpr (Type == CAPTURES)
 125           m.value =  (7 * int(PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))])
 126                    +     (*captureHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)][type_of(pos.piece_on(to_sq(m)))]) / 16;
 127
 128       else if constexpr (Type == QUIETS)
 129           m.value =  2 * (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 130                    + 2 * (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 131                    +     (*continuationHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 132                    +     (*continuationHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 133                    +     (*continuationHistory[5])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 134                    +     (threatenedPieces & from_sq(m) ?
 135                            (type_of(pos.moved_piece(m)) == QUEEN && !(to_sq(m) & threatenedByRook)  ? 50000
 136                           : type_of(pos.moved_piece(m)) == ROOK  && !(to_sq(m) & threatenedByMinor) ? 25000
 137                           :                                         !(to_sq(m) & threatenedByPawn)  ? 15000
 138                           :                                                                           0)
 139                           :                                                                           0)
 140                    +     bool(pos.check_squares(type_of(pos.moved_piece(m))) & to_sq(m)) * 16384;
 141       else // Type == EVASIONS
 142       {
 143           if (pos.capture_stage(m))
 144               m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 145                        - Value(type_of(pos.moved_piece(m)))
 146                        + (1 << 28);
 147           else
 148               m.value =  (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 149                        + (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 150       }
 151 }
 152
 153 /// MovePicker::select() returns the next move satisfying a predicate function.
 154 /// It never returns the TT move.
 155 template<MovePicker::PickType T, typename Pred>
 156 Move MovePicker::select(Pred filter) {
 157
 158   while (cur < endMoves)
 159   {
 160       if constexpr (T == Best)
 161           std::swap(*cur, *std::max_element(cur, endMoves));
 162
 163       if (*cur != ttMove && filter())
 164           return *cur++;
 165
 166       cur++;
 167   }
 168   return MOVE_NONE;
 169 }
 170
 171 /// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class. It
 172 /// returns a new pseudo-legal move every time it is called until there are no more
 173 /// moves left, picking the move with the highest score from a list of generated moves.
 174 Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 175
 176 top:
 177   switch (stage) {
 178
 179   case MAIN_TT:
 180   case EVASION_TT:
 181   case QSEARCH_TT:
 182   case PROBCUT_TT:
 183       ++stage;
 184       return ttMove;
 185
 186   case CAPTURE_INIT:
 187   case PROBCUT_INIT:
 188   case QCAPTURE_INIT:
 189       cur = endBadCaptures = moves;
 190       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 191
 192       score<CAPTURES>();
 193       partial_insertion_sort(cur, endMoves, std::numeric_limits<int>::min());
 194       ++stage;
 195       goto top;
 196
 197   case GOOD_CAPTURE:
 198       if (select<Next>([&](){
 199                        return pos.see_ge(*cur, Value(-cur->value)) ?
 200                               // Move losing capture to endBadCaptures to be tried later
 201                               true : (*endBadCaptures++ = *cur, false); }))
 202           return *(cur - 1);
 203
 204       // Prepare the pointers to loop over the refutations array
 205       cur = std::begin(refutations);
 206       endMoves = std::end(refutations);
 207
 208       // If the countermove is the same as a killer, skip it
 209       if (   refutations[0].move == refutations[2].move
 210           || refutations[1].move == refutations[2].move)
 211           --endMoves;
 212
 213       ++stage;
 214       [[fallthrough]];
 215
 216   case REFUTATION:
 217       if (select<Next>([&](){ return    *cur != MOVE_NONE
 218                                     && !pos.capture_stage(*cur)
 219                                     &&  pos.pseudo_legal(*cur); }))
 220           return *(cur - 1);
 221       ++stage;
 222       [[fallthrough]];
 223
 224   case QUIET_INIT:
 225       if (!skipQuiets)
 226       {
 227           cur = endBadCaptures;
 228           endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 229
 230           score<QUIETS>();
 231           partial_insertion_sort(cur, endMoves, -3000 * depth);
 232       }
 233
 234       ++stage;
 235       [[fallthrough]];
 236
 237   case QUIET:
 238       if (   !skipQuiets
 239           && select<Next>([&](){return   *cur != refutations[0].move
 240                                       && *cur != refutations[1].move
 241                                       && *cur != refutations[2].move;}))
 242           return *(cur - 1);
 243
 244       // Prepare the pointers to loop over the bad captures
 245       cur = moves;
 246       endMoves = endBadCaptures;
 247
 248       ++stage;
 249       [[fallthrough]];
 250
 251   case BAD_CAPTURE:
 252       return select<Next>([](){ return true; });
 253
 254   case EVASION_INIT:
 255       cur = moves;
 256       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 257
 258       score<EVASIONS>();
 259       ++stage;
 260       [[fallthrough]];
 261
 262   case EVASION:
 263       return select<Best>([](){ return true; });
 264
 265   case PROBCUT:
 266       return select<Next>([&](){ return pos.see_ge(*cur, threshold); });
 267
 268   case QCAPTURE:
 269       if (select<Next>([&](){ return   depth > DEPTH_QS_RECAPTURES
 270                                     || to_sq(*cur) == recaptureSquare; }))
 271           return *(cur - 1);
 272
 273       // If we did not find any move and we do not try checks, we have finished
 274       if (depth != DEPTH_QS_CHECKS)
 275           return MOVE_NONE;
 276
 277       ++stage;
 278       [[fallthrough]];
 279
 280   case QCHECK_INIT:
 281       cur = moves;
 282       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 283
 284       ++stage;
 285       [[fallthrough]];
 286
 287   case QCHECK:
 288       return select<Next>([](){ return true; });
 289   }
 290
 291   assert(false);
 292   return MOVE_NONE; // Silence warning
 293 }
 294
 295 } // namespace Stockfish