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) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   5   Copyright (C) 2015-2018 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
   6
   7   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10   (at your option) any later version.
  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 "movepick.h"
  24
  25 namespace {
  26
  27   enum Stages {
  28     MAIN_SEARCH, CAPTURES_INIT, GOOD_CAPTURES, KILLERS, COUNTERMOVE, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURES,
  29     EVASION, EVASIONS_INIT, ALL_EVASIONS,
  30     PROBCUT, PROBCUT_INIT, PROBCUT_CAPTURES,
  31     QSEARCH, QCAPTURES_INIT, QCAPTURES, QCHECKS, QSEARCH_RECAPTURES, QRECAPTURES
  32   };
  33
  34   // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
  35   // a given limit. The order of moves smaller than the limit is left unspecified.
  36   void partial_insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end, int limit) {
  37
  38     for (ExtMove *sortedEnd = begin, *p = begin + 1; p < end; ++p)
  39         if (p->value >= limit)
  40         {
  41             ExtMove tmp = *p, *q;
  42             *p = *++sortedEnd;
  43             for (q = sortedEnd; q != begin && *(q - 1) < tmp; --q)
  44                 *q = *(q - 1);
  45             *q = tmp;
  46         }
  47   }
  48
  49   // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
  50   // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
  51   // are few moves, e.g., the possible captures.
  52   Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end) {
  53
  54     std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  55     return *begin;
  56   }
  57
  58 } // namespace
  59
  60
  61 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  62 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  63 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  64 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
  65 /// ordering is at the current node.
  66
  67 /// MovePicker constructor for the main search
  68 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  69                        const CapturePieceToHistory* cph, const PieceToHistory** ch, Move cm, Move* killers_p)
  70            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), contHistory(ch), countermove(cm),
  71              killers{killers_p[0], killers_p[1]}, depth(d){
  72
  73   assert(d > DEPTH_ZERO);
  74
  75   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  76   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  77   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
  78 }
  79
  80 /// MovePicker constructor for quiescence search
  81 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,  const CapturePieceToHistory* cph, Square s)
  82            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), depth(d) {
  83
  84   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  85
  86   if (pos.checkers())
  87       stage = EVASION;
  88
  89   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  90       stage = QSEARCH;
  91
  92   else
  93   {
  94       stage = QSEARCH_RECAPTURES;
  95       recaptureSquare = s;
  96       return;
  97   }
  98
  99   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 100   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 101 }
 102
 103 /// MovePicker constructor for ProbCut: we generate captures with SEE higher
 104 /// than or equal to the given threshold.
 105 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th, const CapturePieceToHistory* cph)
 106            : pos(p), captureHistory(cph), threshold(th) {
 107
 108   assert(!pos.checkers());
 109
 110   stage = PROBCUT;
 111   ttMove =   ttm
 112           && pos.pseudo_legal(ttm)
 113           && pos.capture(ttm)
 114           && pos.see_ge(ttm, threshold) ? ttm : MOVE_NONE;
 115
 116   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 117 }
 118
 119 /// score() assigns a numerical value to each move in a list, used for sorting.
 120 /// Captures are ordered by Most Valuable Victim (MVV), preferring captures
 121 /// with a good history. Quiets are ordered using the histories.
 122 template<GenType Type>
 123 void MovePicker::score() {
 124
 125   static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == EVASIONS, "Wrong type");
 126
 127   for (auto& m : *this)
 128       if (Type == CAPTURES)
 129           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 130                    + Value((*captureHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)][type_of(pos.piece_on(to_sq(m)))]);
 131
 132       else if (Type == QUIETS)
 133           m.value =  (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 134                    + (*contHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 135                    + (*contHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 136                    + (*contHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 137
 138       else // Type == EVASIONS
 139       {
 140           if (pos.capture(m))
 141               m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 142                        - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
 143           else
 144               m.value = (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)] - (1 << 28);
 145       }
 146 }
 147
 148 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 149 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 150 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 151 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 152
 153 Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 154
 155   Move move;
 156
 157   switch (stage) {
 158
 159   case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH: case PROBCUT:
 160       ++stage;
 161       return ttMove;
 162
 163   case CAPTURES_INIT:
 164       endBadCaptures = cur = moves;
 165       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 166       score<CAPTURES>();
 167       ++stage;
 168       /* fallthrough */
 169
 170   case GOOD_CAPTURES:
 171       while (cur < endMoves)
 172       {
 173           move = pick_best(cur++, endMoves);
 174           if (move != ttMove)
 175           {
 176               if (pos.see_ge(move, Value(-55 * (cur-1)->value / 1024)))
 177                   return move;
 178
 179               // Losing capture, move it to the beginning of the array
 180               *endBadCaptures++ = move;
 181           }
 182       }
 183
 184       ++stage;
 185       move = killers[0];  // First killer move
 186       if (    move != MOVE_NONE
 187           &&  move != ttMove
 188           &&  pos.pseudo_legal(move)
 189           && !pos.capture(move))
 190           return move;
 191       /* fallthrough */
 192
 193   case KILLERS:
 194       ++stage;
 195       move = killers[1]; // Second killer move
 196       if (    move != MOVE_NONE
 197           &&  move != ttMove
 198           &&  pos.pseudo_legal(move)
 199           && !pos.capture(move))
 200           return move;
 201       /* fallthrough */
 202
 203   case COUNTERMOVE:
 204       ++stage;
 205       move = countermove;
 206       if (    move != MOVE_NONE
 207           &&  move != ttMove
 208           &&  move != killers[0]
 209           &&  move != killers[1]
 210           &&  pos.pseudo_legal(move)
 211           && !pos.capture(move))
 212           return move;
 213       /* fallthrough */
 214
 215   case QUIET_INIT:
 216       cur = endBadCaptures;
 217       endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 218       score<QUIETS>();
 219       partial_insertion_sort(cur, endMoves, -4000 * depth / ONE_PLY);
 220       ++stage;
 221       /* fallthrough */
 222
 223   case QUIET:
 224       while (    cur < endMoves
 225              && (!skipQuiets || cur->value >= VALUE_ZERO))
 226       {
 227           move = *cur++;
 228
 229           if (   move != ttMove
 230               && move != killers[0]
 231               && move != killers[1]
 232               && move != countermove)
 233               return move;
 234       }
 235       ++stage;
 236       cur = moves; // Point to beginning of bad captures
 237       /* fallthrough */
 238
 239   case BAD_CAPTURES:
 240       if (cur < endBadCaptures)
 241           return *cur++;
 242       break;
 243
 244   case EVASIONS_INIT:
 245       cur = moves;
 246       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 247       score<EVASIONS>();
 248       ++stage;
 249       /* fallthrough */
 250
 251   case ALL_EVASIONS:
 252       while (cur < endMoves)
 253       {
 254           move = pick_best(cur++, endMoves);
 255           if (move != ttMove)
 256               return move;
 257       }
 258       break;
 259
 260   case PROBCUT_INIT:
 261       cur = moves;
 262       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 263       score<CAPTURES>();
 264       ++stage;
 265       /* fallthrough */
 266
 267   case PROBCUT_CAPTURES:
 268       while (cur < endMoves)
 269       {
 270           move = pick_best(cur++, endMoves);
 271           if (   move != ttMove
 272               && pos.see_ge(move, threshold))
 273               return move;
 274       }
 275       break;
 276
 277   case QCAPTURES_INIT:
 278       cur = moves;
 279       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 280       score<CAPTURES>();
 281       ++stage;
 282       /* fallthrough */
 283
 284   case QCAPTURES:
 285       while (cur < endMoves)
 286       {
 287           move = pick_best(cur++, endMoves);
 288           if (move != ttMove)
 289               return move;
 290       }
 291       if (depth <= DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 292           break;
 293       cur = moves;
 294       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 295       ++stage;
 296       /* fallthrough */
 297
 298   case QCHECKS:
 299       while (cur < endMoves)
 300       {
 301           move = cur++->move;
 302           if (move != ttMove)
 303               return move;
 304       }
 305       break;
 306
 307   case QSEARCH_RECAPTURES:
 308       cur = moves;
 309       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 310       ++stage;
 311       /* fallthrough */
 312
 313   case QRECAPTURES:
 314       while (cur < endMoves)
 315       {
 316           move = *cur++;
 317           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 318               return move;
 319       }
 320       break;
 321
 322   default:
 323       assert(false);
 324   }
 325
 326   return MOVE_NONE;
 327 }