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