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 #include <cassert>
  22
  23 #include "movegen.h"
  24 #include "movepick.h"
  25 #include "search.h"
  26 #include "types.h"
  27
  28 namespace {
  29
  30   enum MovegenPhase {
  31     PH_TT_MOVES,      // Transposition table move and mate killer
  32     PH_GOOD_CAPTURES, // Queen promotions and captures with SEE values >= 0
  33     PH_KILLERS,       // Killer moves from the current ply
  34     PH_NONCAPTURES,   // Non-captures and underpromotions
  35     PH_BAD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values < 0
  36     PH_EVASIONS,      // Check evasions
  37     PH_QCAPTURES,     // Captures in quiescence search
  38     PH_QCHECKS,       // Non-capture checks in quiescence search
  39     PH_STOP
  40   };
  41
  42   CACHE_LINE_ALIGNMENT
  43   const uint8_t MainSearchTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP };
  44   const uint8_t EvasionTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_EVASIONS, PH_STOP };
  45   const uint8_t QsearchWithChecksTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP };
  46   const uint8_t QsearchWithoutChecksTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_STOP };
  47 }
  48
  49 bool MovePicker::isBadCapture() const { return phase == PH_BAD_CAPTURES; }
  50
  51 /// Constructor for the MovePicker class. As arguments we pass information
  52 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  53 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  54 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  55 /// move ordering is at the current node.
  56
  57 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  58                        SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h) {
  59   int searchTT = ttm;
  60   ttMoves[0].move = ttm;
  61   badCaptureThreshold = 0;
  62   badCaptures = moves + MAX_MOVES;
  63
  64   assert(d > DEPTH_ZERO);
  65
  66   if (p.in_check())
  67   {
  68       ttMoves[1].move = killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
  69       phasePtr = EvasionTable;
  70   }
  71   else
  72   {
  73       ttMoves[1].move = (ss->mateKiller == ttm) ? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
  74       searchTT |= ttMoves[1].move;
  75       killers[0].move = ss->killers[0];
  76       killers[1].move = ss->killers[1];
  77
  78       // Consider sligtly negative captures as good if at low
  79       // depth and far from beta.
  80       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  81           badCaptureThreshold = -PawnValueMidgame;
  82
  83       phasePtr = MainSearchTable;
  84   }
  85
  86   phasePtr += int(!searchTT) - 1;
  87   go_next_phase();
  88 }
  89
  90 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h)
  91                       : pos(p), H(h) {
  92   int searchTT = ttm;
  93   ttMoves[0].move = ttm;
  94   ttMoves[1].move = MOVE_NONE;
  95
  96   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  97
  98   if (p.in_check())
  99       phasePtr = EvasionTable;
 100   else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
 101       phasePtr = QsearchWithChecksTable;
 102   else
 103   {
 104       phasePtr = QsearchWithoutChecksTable;
 105
 106       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids
 107       // qsearch tree explosion due to a possible perpetual check or
 108       // similar rare cases when TT table is full.
 109       if (ttm != MOVE_NONE && !pos.move_is_capture(ttm) && !move_is_promotion(ttm))
 110           searchTT = ttMoves[0].move = MOVE_NONE;
 111   }
 112
 113   phasePtr += int(!searchTT) - 1;
 114   go_next_phase();
 115 }
 116
 117
 118 /// MovePicker::go_next_phase() generates, scores and sorts the next bunch
 119 /// of moves when there are no more moves to try for the current phase.
 120
 121 void MovePicker::go_next_phase() {
 122
 123   curMove = moves;
 124   phase = *(++phasePtr);
 125   switch (phase) {
 126
 127   case PH_TT_MOVES:
 128       curMove = ttMoves;
 129       lastMove = curMove + 2;
 130       return;
 131
 132   case PH_GOOD_CAPTURES:
 133       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 134       score_captures();
 135       return;
 136
 137   case PH_KILLERS:
 138       curMove = killers;
 139       lastMove = curMove + 2;
 140       return;
 141
 142   case PH_NONCAPTURES:
 143       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE>(pos, moves);
 144       score_noncaptures();
 145       sort_moves(moves, lastMove, &lastGoodNonCapture);
 146       return;
 147
 148   case PH_BAD_CAPTURES:
 149       // Bad captures SEE value is already calculated so just pick
 150       // them in order to get SEE move ordering.
 151       curMove = badCaptures;
 152       lastMove = moves + MAX_MOVES;
 153       return;
 154
 155   case PH_EVASIONS:
 156       assert(pos.in_check());
 157       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 158       score_evasions();
 159       return;
 160
 161   case PH_QCAPTURES:
 162       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 163       score_captures();
 164       return;
 165
 166   case PH_QCHECKS:
 167       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, moves);
 168       return;
 169
 170   case PH_STOP:
 171       lastMove = curMove + 1; // Avoid another go_next_phase() call
 172       return;
 173
 174   default:
 175       assert(false);
 176       return;
 177   }
 178 }
 179
 180
 181 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 182 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 183 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 184 /// picked first by get_next_move().
 185
 186 void MovePicker::score_captures() {
 187   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 188   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 189   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 190   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 191   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 192   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 193   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 194   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 195   // the subtree size.
 196   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 197   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 198   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 199   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 200   Move m;
 201
 202   // Use MVV/LVA ordering
 203   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 204   {
 205       m = cur->move;
 206       if (move_is_promotion(m))
 207           cur->score = QueenValueMidgame;
 208       else
 209           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 210                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
 211   }
 212 }
 213
 214 void MovePicker::score_noncaptures() {
 215
 216   Move m;
 217   Square from;
 218
 219   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 220   {
 221       m = cur->move;
 222       from = move_from(m);
 223       cur->score = H.value(pos.piece_on(from), move_to(m));
 224   }
 225 }
 226
 227 void MovePicker::score_evasions() {
 228   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
 229   // destination square is not under attack, ordered by history
 230   // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
 231   // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 232   Move m;
 233   int seeScore;
 234
 235   // Skip if we don't have at least two moves to order
 236   if (lastMove < moves + 2)
 237       return;
 238
 239   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 240   {
 241       m = cur->move;
 242       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 243           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 244       else if (pos.move_is_capture(m))
 245           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 246                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m)) + History::MaxValue;
 247       else
 248           cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 249   }
 250 }
 251
 252 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 253 /// class. It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 254 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 255 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 256 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 257 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 258
 259 Move MovePicker::get_next_move() {
 260
 261   Move move;
 262
 263   while (true)
 264   {
 265       while (curMove == lastMove)
 266           go_next_phase();
 267
 268       switch (phase) {
 269
 270       case PH_TT_MOVES:
 271           move = (curMove++)->move;
 272           if (   move != MOVE_NONE
 273               && pos.move_is_pl(move))
 274               return move;
 275           break;
 276
 277       case PH_GOOD_CAPTURES:
 278           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 279           if (   move != ttMoves[0].move
 280               && move != ttMoves[1].move)
 281           {
 282               // Check for a non negative SEE now
 283               int seeValue = pos.see_sign(move);
 284               if (seeValue >= badCaptureThreshold)
 285                   return move;
 286
 287               // Losing capture, move it to the tail of the array, note
 288               // that move has now been already checked for pseudo legality.
 289               (--badCaptures)->move = move;
 290               badCaptures->score = seeValue;
 291           }
 292           break;
 293
 294       case PH_KILLERS:
 295           move = (curMove++)->move;
 296           if (   move != MOVE_NONE
 297               && pos.move_is_pl(move)
 298               && move != ttMoves[0].move
 299               && move != ttMoves[1].move
 300               && !pos.move_is_capture(move))
 301               return move;
 302           break;
 303
 304       case PH_NONCAPTURES:
 305           // Sort negative scored moves only when we get there
 306           if (curMove == lastGoodNonCapture)
 307               insertion_sort<MoveStack>(lastGoodNonCapture, lastMove);
 308
 309           move = (curMove++)->move;
 310           if (   move != ttMoves[0].move
 311               && move != ttMoves[1].move
 312               && move != killers[0].move
 313               && move != killers[1].move)
 314               return move;
 315           break;
 316
 317       case PH_BAD_CAPTURES:
 318           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 319           return move;
 320
 321       case PH_EVASIONS:
 322       case PH_QCAPTURES:
 323           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 324           if (move != ttMoves[0].move)
 325               return move;
 326           break;
 327
 328       case PH_QCHECKS:
 329           move = (curMove++)->move;
 330           if (move != ttMoves[0].move)
 331               return move;
 332           break;
 333
 334       case PH_STOP:
 335           return MOVE_NONE;
 336
 337       default:
 338           assert(false);
 339           break;
 340       }
 341   }
 342 }