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