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 <algorithm>
  22 #include <cassert>
  23
  24 #include "movegen.h"
  25 #include "movepick.h"
  26 #include "search.h"
  27 #include "types.h"
  28
  29 namespace {
  30
  31   enum MovegenPhase {
  32     PH_TT_MOVE,       // Transposition table move
  33     PH_GOOD_CAPTURES, // Queen promotions and captures with SEE values >= captureThreshold (captureThreshold <= 0)
  34     PH_GOOD_PROBCUT,  // Queen promotions and captures with SEE values > captureThreshold (captureThreshold >= 0)
  35     PH_KILLERS,       // Killer moves from the current ply
  36     PH_NONCAPTURES_1, // Non-captures and underpromotions with positive score
  37     PH_NONCAPTURES_2, // Non-captures and underpromotions with non-positive score
  38     PH_BAD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values < captureThreshold (captureThreshold <= 0)
  39     PH_EVASIONS,      // Check evasions
  40     PH_QCAPTURES,     // Captures in quiescence search
  41     PH_QRECAPTURES,   // Recaptures in quiescence search
  42     PH_QCHECKS,       // Non-capture checks in quiescence search
  43     PH_STOP
  44   };
  45
  46   CACHE_LINE_ALIGNMENT
  47   const uint8_t MainSearchTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES_1, PH_NONCAPTURES_2, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP };
  48   const uint8_t EvasionTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_EVASIONS, PH_STOP };
  49   const uint8_t QsearchWithChecksTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP };
  50   const uint8_t QsearchWithoutChecksTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_QCAPTURES, PH_STOP };
  51   const uint8_t QsearchRecapturesTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_QRECAPTURES, PH_STOP };
  52   const uint8_t ProbCutTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_GOOD_PROBCUT, PH_STOP };
  53
  54   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  55   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  56   inline bool has_positive_score(const MoveStack& move) { return move.score > 0; }
  57
  58   // Picks and pushes to the front the best move in range [firstMove, lastMove),
  59   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  60   // normally are the possible captures.
  61   inline MoveStack* pick_best(MoveStack* firstMove, MoveStack* lastMove)
  62   {
  63       std::swap(*firstMove, *std::max_element(firstMove, lastMove));
  64       return firstMove;
  65   }
  66 }
  67
  68 /// Constructors for the MovePicker class. As arguments we pass information
  69 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  70 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  71 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  72 /// move ordering is at the current node.
  73
  74 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  75                        SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h), depth(d) {
  76   captureThreshold = 0;
  77   badCaptures = moves + MAX_MOVES;
  78
  79   assert(d > DEPTH_ZERO);
  80
  81   if (p.in_check())
  82   {
  83       killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
  84       phasePtr = EvasionTable;
  85   }
  86   else
  87   {
  88       killers[0].move = ss->killers[0];
  89       killers[1].move = ss->killers[1];
  90
  91       // Consider sligtly negative captures as good if at low
  92       // depth and far from beta.
  93       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  94           captureThreshold = -PawnValueMidgame;
  95
  96       phasePtr = MainSearchTable;
  97   }
  98
  99   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 100   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
 101   go_next_phase();
 102 }
 103
 104 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, Square recaptureSq)
 105                       : pos(p), H(h) {
 106
 107   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 108
 109   if (p.in_check())
 110       phasePtr = EvasionTable;
 111   else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
 112       phasePtr = QsearchWithChecksTable;
 113   else if (d >= DEPTH_QS_RECAPTURES)
 114   {
 115       phasePtr = QsearchWithoutChecksTable;
 116
 117       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids
 118       // qsearch tree explosion due to a possible perpetual check or
 119       // similar rare cases when TT table is full.
 120       if (ttm != MOVE_NONE && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 121           ttm = MOVE_NONE;
 122   }
 123   else
 124   {
 125       phasePtr = QsearchRecapturesTable;
 126       recaptureSquare = recaptureSq;
 127       ttm = MOVE_NONE;
 128   }
 129
 130   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 131   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
 132   go_next_phase();
 133 }
 134
 135 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, PieceType parentCapture)
 136                        : pos(p), H(h) {
 137
 138   assert (!pos.in_check());
 139
 140   // In ProbCut we consider only captures better than parent's move
 141   captureThreshold = piece_value_midgame(Piece(parentCapture));
 142   phasePtr = ProbCutTable;
 143
 144   if (   ttm != MOVE_NONE
 145       && (!pos.is_capture(ttm) ||  pos.see(ttm) <= captureThreshold))
 146       ttm = MOVE_NONE;
 147
 148   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 149   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
 150   go_next_phase();
 151 }
 152
 153
 154 /// MovePicker::go_next_phase() generates, scores and sorts the next bunch
 155 /// of moves when there are no more moves to try for the current phase.
 156
 157 void MovePicker::go_next_phase() {
 158
 159   curMove = moves;
 160   phase = *(++phasePtr);
 161   switch (phase) {
 162
 163   case PH_TT_MOVE:
 164       lastMove = curMove + 1;
 165       return;
 166
 167   case PH_GOOD_CAPTURES:
 168   case PH_GOOD_PROBCUT:
 169       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 170       score_captures();
 171       return;
 172
 173   case PH_KILLERS:
 174       curMove = killers;
 175       lastMove = curMove + 2;
 176       return;
 177
 178   case PH_NONCAPTURES_1:
 179       lastNonCapture = lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE>(pos, moves);
 180       score_noncaptures();
 181       lastMove = std::partition(curMove, lastMove, has_positive_score);
 182       sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 183       return;
 184
 185   case PH_NONCAPTURES_2:
 186       curMove = lastMove;
 187       lastMove = lastNonCapture;
 188       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 189           sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 190       return;
 191
 192   case PH_BAD_CAPTURES:
 193       // Bad captures SEE value is already calculated so just pick
 194       // them in order to get SEE move ordering.
 195       curMove = badCaptures;
 196       lastMove = moves + MAX_MOVES;
 197       return;
 198
 199   case PH_EVASIONS:
 200       assert(pos.in_check());
 201       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 202       score_evasions();
 203       return;
 204
 205   case PH_QCAPTURES:
 206       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 207       score_captures();
 208       return;
 209
 210   case PH_QRECAPTURES:
 211       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 212       return;
 213
 214   case PH_QCHECKS:
 215       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, moves);
 216       return;
 217
 218   case PH_STOP:
 219       lastMove = curMove + 1; // Avoid another go_next_phase() call
 220       return;
 221
 222   default:
 223       assert(false);
 224       return;
 225   }
 226 }
 227
 228
 229 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 230 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 231 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 232 /// picked first by get_next_move().
 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   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 245   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 246   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 247   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 248   Move m;
 249
 250   // Use MVV/LVA ordering
 251   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 252   {
 253       m = cur->move;
 254       cur->score =  piece_value_midgame(pos.piece_on(move_to(m)))
 255                   - type_of(pos.piece_on(move_from(m)));
 256
 257       if (is_promotion(m))
 258           cur->score += piece_value_midgame(Piece(promotion_piece_type(m)));
 259   }
 260 }
 261
 262 void MovePicker::score_noncaptures() {
 263
 264   Move m;
 265   Square from;
 266
 267   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 268   {
 269       m = cur->move;
 270       from = move_from(m);
 271       cur->score = H.value(pos.piece_on(from), move_to(m));
 272   }
 273 }
 274
 275 void MovePicker::score_evasions() {
 276   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
 277   // destination square is not under attack, ordered by history
 278   // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
 279   // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 280   Move m;
 281   int seeScore;
 282
 283   // Skip if we don't have at least two moves to order
 284   if (lastMove < moves + 2)
 285       return;
 286
 287   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 288   {
 289       m = cur->move;
 290       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 291           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 292       else if (pos.is_capture(m))
 293           cur->score =  piece_value_midgame(pos.piece_on(move_to(m)))
 294                       - type_of(pos.piece_on(move_from(m))) + History::MaxValue;
 295       else
 296           cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 297   }
 298 }
 299
 300 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 301 /// class. It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 302 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 303 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 304 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 305 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 306
 307 Move MovePicker::get_next_move() {
 308
 309   Move move;
 310
 311   while (true)
 312   {
 313       while (curMove == lastMove)
 314           go_next_phase();
 315
 316       switch (phase) {
 317
 318       case PH_TT_MOVE:
 319           curMove++;
 320           return ttMove;
 321           break;
 322
 323       case PH_GOOD_CAPTURES:
 324           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 325           if (move != ttMove)
 326           {
 327               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we must use see instead of see_sign
 328
 329               // Check for a non negative SEE now
 330               int seeValue = pos.see_sign(move);
 331               if (seeValue >= captureThreshold)
 332                   return move;
 333
 334               // Losing capture, move it to the tail of the array
 335               (--badCaptures)->move = move;
 336               badCaptures->score = seeValue;
 337           }
 338           break;
 339
 340      case PH_GOOD_PROBCUT:
 341           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 342           if (   move != ttMove
 343               && pos.see(move) > captureThreshold)
 344               return move;
 345           break;
 346
 347       case PH_KILLERS:
 348           move = (curMove++)->move;
 349           if (   move != MOVE_NONE
 350               && pos.is_pseudo_legal(move)
 351               && move != ttMove
 352               && !pos.is_capture(move))
 353               return move;
 354           break;
 355
 356       case PH_NONCAPTURES_1:
 357       case PH_NONCAPTURES_2:
 358           move = (curMove++)->move;
 359           if (   move != ttMove
 360               && move != killers[0].move
 361               && move != killers[1].move)
 362               return move;
 363           break;
 364
 365       case PH_BAD_CAPTURES:
 366           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 367           return move;
 368
 369       case PH_EVASIONS:
 370       case PH_QCAPTURES:
 371           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 372           if (move != ttMove)
 373               return move;
 374           break;
 375
 376       case PH_QRECAPTURES:
 377           move = (curMove++)->move;
 378           if (move_to(move) == recaptureSquare)
 379               return move;
 380           break;
 381
 382       case PH_QCHECKS:
 383           move = (curMove++)->move;
 384           if (move != ttMove)
 385               return move;
 386           break;
 387
 388       case PH_STOP:
 389           return MOVE_NONE;
 390
 391       default:
 392           assert(false);
 393           break;
 394       }
 395   }
 396 }