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) 2008-2009 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
  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 <algorithm>
  27 #include <cassert>
  28
  29 #include "history.h"
  30 #include "evaluate.h"
  31 #include "movegen.h"
  32 #include "movepick.h"
  33 #include "search.h"
  34 #include "value.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   /// Variables
  44
  45   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  46   int MainSearchPhaseIndex;
  47   int EvasionsPhaseIndex;
  48   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  49   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  50
  51 }
  52
  53
  54 ////
  55 //// Functions
  56 ////
  57
  58
  59 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  60 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  61 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  62 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  63 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  64 /// move ordering is at the current node.
  65
  66 MovePicker::MovePicker(const Position& p, bool pv, Move ttm, Depth d,
  67                        const History& h, SearchStack* ss) : pos(p), H(h) {
  68
  69   pvNode = pv;
  70   ttMove = ttm;
  71   if (ss)
  72   {
  73       mateKiller = (ss->mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
  74       killer1 = ss->killers[0];
  75       killer2 = ss->killers[1];
  76   } else
  77       mateKiller = killer1 = killer2 = MOVE_NONE;
  78
  79   depth = d;
  80   movesPicked = 0;
  81   numOfMoves = 0;
  82   numOfBadCaptures = 0;
  83   checkKillers = checkLegal = false;
  84
  85   if (p.is_check())
  86       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  87   else if (depth > Depth(0))
  88       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  89   else if (depth == Depth(0))
  90       phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  91   else
  92       phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  93
  94   Color us = pos.side_to_move();
  95
  96   dc = p.discovered_check_candidates(us);
  97   pinned = p.pinned_pieces(us);
  98
  99   finished = false;
 100 }
 101
 102
 103 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 104 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
 105 /// are no more moves left of the types we are interested in.
 106
 107 Move MovePicker::get_next_move() {
 108
 109   Move move;
 110
 111   while (true)
 112   {
 113     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 114     // the list, and return it.
 115     move = pick_move_from_list();
 116     if (move != MOVE_NONE)
 117     {
 118         assert(move_is_ok(move));
 119         return move;
 120     }
 121
 122     // Next phase
 123     phaseIndex++;
 124     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 125
 126     case PH_TT_MOVE:
 127         if (ttMove != MOVE_NONE)
 128         {
 129             assert(move_is_ok(ttMove));
 130             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 131                 return ttMove;
 132         }
 133         break;
 134
 135     case PH_MATE_KILLER:
 136         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 137         {
 138             assert(move_is_ok(mateKiller));
 139             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 140                 return mateKiller;
 141         }
 142         break;
 143
 144     case PH_GOOD_CAPTURES:
 145         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 146         score_captures();
 147         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 148         movesPicked = 0;
 149         checkLegal = true;
 150         break;
 151
 152     case PH_KILLERS:
 153         movesPicked = numOfMoves = 0;
 154         checkLegal = false;
 155         if (killer1 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer1, pinned) && !pos.move_is_capture(killer1))
 156             moves[numOfMoves++].move = killer1;
 157         if (killer2 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer2, pinned) && !pos.move_is_capture(killer2) )
 158             moves[numOfMoves++].move = killer2;
 159         break;
 160
 161     case PH_NONCAPTURES:
 162         checkKillers = (numOfMoves != 0); // previous phase is PH_KILLERS
 163         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 164         score_noncaptures();
 165         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 166         movesPicked = 0;
 167         checkLegal = true;
 168         break;
 169
 170     case PH_BAD_CAPTURES:
 171         // Bad captures SEE value is already calculated by score_captures()
 172         // so just sort them to get SEE move ordering.
 173         std::sort(badCaptures, badCaptures + numOfBadCaptures);
 174         movesPicked = 0;
 175         break;
 176
 177     case PH_EVASIONS:
 178         assert(pos.is_check());
 179         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves, pinned);
 180         score_evasions();
 181         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 182         movesPicked = 0;
 183         break;
 184
 185     case PH_QCAPTURES:
 186         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 187         score_qcaptures();
 188         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 189         movesPicked = 0;
 190         break;
 191
 192     case PH_QCHECKS:
 193         // Perhaps we should order moves move here?  FIXME
 194         numOfMoves = generate_non_capture_checks(pos, moves, dc);
 195         movesPicked = 0;
 196         break;
 197
 198     case PH_STOP:
 199         return MOVE_NONE;
 200
 201     default:
 202         assert(false);
 203         return MOVE_NONE;
 204     }
 205   }
 206 }
 207
 208
 209 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 210 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 211
 212 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 213
 214    lock_grab(&lock);
 215    if (finished)
 216    {
 217        lock_release(&lock);
 218        return MOVE_NONE;
 219    }
 220    Move m = get_next_move();
 221    if (m == MOVE_NONE)
 222        finished = true;
 223
 224    lock_release(&lock);
 225    return m;
 226 }
 227
 228
 229 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 230 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 231 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 232 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 233
 234 void MovePicker::score_captures() {
 235   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 236   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 237   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 238   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 239   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 240   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 241   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 242   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 243   // the subtree size.
 244   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 245   // to the badCaptures[] array.
 246   Move m;
 247   int seeValue;
 248
 249   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 250   {
 251       m = moves[i].move;
 252       seeValue = pos.see(m);
 253       if (seeValue >= 0)
 254       {
 255           if (move_promotion(m))
 256               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 257           else
 258               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 259                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 260       }
 261       else
 262       {
 263           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 264           assert(numOfBadCaptures < 63);
 265           moves[i].score = seeValue;
 266           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 267           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 268       }
 269   }
 270 }
 271
 272 void MovePicker::score_noncaptures() {
 273   // First score by history, when no history is available then use
 274   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 275   // random choice when we don't have an history for any move.
 276   Move m;
 277   int hs;
 278
 279   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 280   {
 281       m = moves[i].move;
 282       hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 283
 284       // Ensure history is always preferred to pst
 285       if (hs > 0)
 286           hs += 1000;
 287
 288       // pst based scoring
 289       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 290   }
 291 }
 292
 293 void MovePicker::score_evasions() {
 294
 295   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 296   {
 297       Move m = moves[i].move;
 298       if (m == ttMove)
 299           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 300       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 301       {
 302           int seeScore = pos.see(m);
 303           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 304       } else
 305           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 306   }
 307 }
 308
 309 void MovePicker::score_qcaptures() {
 310
 311   // Use MVV/LVA ordering
 312   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 313   {
 314       Move m = moves[i].move;
 315       if (move_promotion(m))
 316           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 317       else
 318           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 319                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 320   }
 321 }
 322
 323
 324 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 325 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 326 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 327 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 328
 329 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 330
 331   assert(movesPicked >= 0);
 332   assert(!pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] == PH_EVASIONS || PhaseTable[phaseIndex] == PH_STOP);
 333   assert( pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] != PH_EVASIONS);
 334
 335   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 336
 337   case PH_GOOD_CAPTURES:
 338   case PH_KILLERS:
 339   case PH_NONCAPTURES:
 340       while (movesPicked < numOfMoves)
 341       {
 342           Move move = moves[movesPicked++].move;
 343           if (   move != ttMove
 344               && move != mateKiller
 345               && (!checkKillers || (move != killer1 && move != killer2))
 346               && (!checkLegal || pos.pl_move_is_legal(move, pinned)))
 347               return move;
 348       }
 349       break;
 350
 351   case PH_EVASIONS:
 352       if (movesPicked < numOfMoves)
 353           return moves[movesPicked++].move;
 354
 355       break;
 356
 357   case PH_BAD_CAPTURES:
 358       while (movesPicked < numOfBadCaptures)
 359       {
 360           Move move = badCaptures[movesPicked++].move;
 361           if (   move != ttMove
 362               && move != mateKiller
 363               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 364               return move;
 365       }
 366       break;
 367
 368   case PH_QCAPTURES:
 369   case PH_QCHECKS:
 370       while (movesPicked < numOfMoves)
 371       {
 372           Move move = moves[movesPicked++].move;
 373           // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
 374           if (   move != ttMove
 375               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 376               return move;
 377       }
 378       break;
 379
 380   default:
 381       break;
 382   }
 383   return MOVE_NONE;
 384 }
 385
 386
 387 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 388 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 389 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex. It is only called once during
 390 /// program startup, and never again while the program is running.
 391
 392 void MovePicker::init_phase_table() {
 393
 394   int i = 0;
 395
 396   // Main search
 397   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 398   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 399   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 400   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 401   PhaseTable[i++] = PH_KILLERS;
 402   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 403   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 404   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 405
 406   // Check evasions
 407   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 408   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 409   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 410
 411   // Quiescence search with checks
 412   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 413   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 414   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 415   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 416   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 417
 418   // Quiescence search without checks
 419   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 420   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 421   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 422   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 423 }