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) 2008-2012 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 "thread.h"
  27
  28 namespace {
  29
  30   enum Sequencer {
  31     MAIN_SEARCH, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
  32     EVASION,     EVASIONS_S2,
  33     QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
  34     QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
  35     PROBCUT,     CAPTURES_S5,
  36     RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
  37     STOP
  38   };
  39
  40   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  41   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  42   inline bool has_positive_score(const MoveStack& ms) { return ms.score > 0; }
  43
  44   // Picks and moves to the front the best move in the range [begin, end),
  45   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  46   // normally are the possible captures.
  47   inline MoveStack* pick_best(MoveStack* begin, MoveStack* end)
  48   {
  49       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  50       return begin;
  51   }
  52 }
  53
  54
  55 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  56 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  57 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  58 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  59 /// move ordering is at the current node.
  60
  61 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  62                        Search::Stack* s, Value beta) : pos(p), H(h), depth(d) {
  63
  64   assert(d > DEPTH_ZERO);
  65
  66   captureThreshold = 0;
  67   cur = end = moves;
  68   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  69   ss = s;
  70
  71   if (p.in_check())
  72       phase = EVASION;
  73
  74   else
  75   {
  76       phase = MAIN_SEARCH;
  77
  78       killers[0].move = ss->killers[0];
  79       killers[1].move = ss->killers[1];
  80
  81       // Consider sligtly negative captures as good if at low depth and far from beta
  82       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMg && d < 3 * ONE_PLY)
  83           captureThreshold = -PawnValueMg;
  84
  85       // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
  86       else if (ss && ss->eval > beta)
  87           captureThreshold = beta - ss->eval;
  88   }
  89
  90   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  91   end += (ttMove != MOVE_NONE);
  92 }
  93
  94 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  95                        Square sq) : pos(p), H(h), cur(moves), end(moves) {
  96
  97   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  98
  99   if (p.in_check())
 100       phase = EVASION;
 101
 102   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 103       phase = QSEARCH_0;
 104
 105   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 106   {
 107       phase = QSEARCH_1;
 108
 109       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 110       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 111       // when TT table is full.
 112       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 113           ttm = MOVE_NONE;
 114   }
 115   else
 116   {
 117       phase = RECAPTURE;
 118       recaptureSquare = sq;
 119       ttm = MOVE_NONE;
 120   }
 121
 122   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 123   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 124 }
 125
 126 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, PieceType pt)
 127                        : pos(p), H(h), cur(moves), end(moves) {
 128
 129   assert(!pos.in_check());
 130
 131   phase = PROBCUT;
 132
 133   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 134   captureThreshold = PieceValue[Mg][pt];
 135   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 136
 137   if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 138       ttMove = MOVE_NONE;
 139
 140   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 141 }
 142
 143
 144 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 145 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 146 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 147 /// picked first by next_move().
 148
 149 void MovePicker::score_captures() {
 150   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 151   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 152   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 153   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 154   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 155   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 156   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 157   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 158   // the subtree size.
 159   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 160   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 161   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 162   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 163   Move m;
 164
 165   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 166   {
 167       m = it->move;
 168       it->score =  PieceValue[Mg][pos.piece_on(to_sq(m))]
 169                  - type_of(pos.piece_moved(m));
 170
 171       if (type_of(m) == PROMOTION)
 172           it->score += PieceValue[Mg][promotion_type(m)];
 173   }
 174 }
 175
 176 void MovePicker::score_noncaptures() {
 177
 178   Move m;
 179
 180   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 181   {
 182       m = it->move;
 183       it->score = H.value(pos.piece_moved(m), to_sq(m));
 184   }
 185 }
 186
 187 void MovePicker::score_evasions() {
 188   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 189   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 190   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 191   Move m;
 192   int seeScore;
 193
 194   if (end < moves + 2)
 195       return;
 196
 197   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 198   {
 199       m = it->move;
 200       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 201           it->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 202       else if (pos.is_capture(m))
 203           it->score =  PieceValue[Mg][pos.piece_on(to_sq(m))]
 204                      - type_of(pos.piece_moved(m)) + History::MaxValue;
 205       else
 206           it->score = H.value(pos.piece_moved(m), to_sq(m));
 207   }
 208 }
 209
 210
 211 /// MovePicker::generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 212 /// when there are no more moves to try for the current phase.
 213
 214 void MovePicker::generate_next() {
 215
 216   cur = moves;
 217
 218   switch (++phase) {
 219
 220   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 221       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 222       score_captures();
 223       return;
 224
 225   case KILLERS_S1:
 226       cur = killers;
 227       end = cur + 2;
 228       return;
 229
 230   case QUIETS_1_S1:
 231       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 232       score_noncaptures();
 233       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 234       sort<MoveStack>(cur, end);
 235       return;
 236
 237   case QUIETS_2_S1:
 238       cur = end;
 239       end = endQuiets;
 240       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 241           sort<MoveStack>(cur, end);
 242       return;
 243
 244   case BAD_CAPTURES_S1:
 245       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 246       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 247       end = endBadCaptures;
 248       return;
 249
 250   case EVASIONS_S2:
 251       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 252       score_evasions();
 253       return;
 254
 255   case QUIET_CHECKS_S3:
 256       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 257       return;
 258
 259   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 260       phase = STOP;
 261   case STOP:
 262       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 263       return;
 264
 265   default:
 266       assert(false);
 267   }
 268 }
 269
 270
 271 /// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class.
 272 /// It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 273 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 274 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 275 /// searched previously.
 276 template<>
 277 Move MovePicker::next_move<false>() {
 278
 279   Move move;
 280
 281   while (true)
 282   {
 283       while (cur == end)
 284           generate_next();
 285
 286       switch (phase) {
 287
 288       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 289           cur++;
 290           return ttMove;
 291
 292       case CAPTURES_S1:
 293           move = pick_best(cur++, end)->move;
 294           if (move != ttMove)
 295           {
 296               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
 297
 298               if (pos.see_sign(move) >= captureThreshold)
 299                   return move;
 300
 301               // Losing capture, move it to the tail of the array
 302               (endBadCaptures--)->move = move;
 303           }
 304           break;
 305
 306       case KILLERS_S1:
 307           move = (cur++)->move;
 308           if (    move != MOVE_NONE
 309               &&  pos.is_pseudo_legal(move)
 310               &&  move != ttMove
 311               && !pos.is_capture(move))
 312               return move;
 313           break;
 314
 315       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 316           move = (cur++)->move;
 317           if (   move != ttMove
 318               && move != killers[0].move
 319               && move != killers[1].move)
 320               return move;
 321           break;
 322
 323       case BAD_CAPTURES_S1:
 324           return (cur--)->move;
 325
 326       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 327           move = pick_best(cur++, end)->move;
 328           if (move != ttMove)
 329               return move;
 330           break;
 331
 332       case CAPTURES_S5:
 333            move = pick_best(cur++, end)->move;
 334            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 335                return move;
 336            break;
 337
 338       case CAPTURES_S6:
 339           move = pick_best(cur++, end)->move;
 340           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 341               return move;
 342           break;
 343
 344       case QUIET_CHECKS_S3:
 345           move = (cur++)->move;
 346           if (move != ttMove)
 347               return move;
 348           break;
 349
 350       case STOP:
 351           return MOVE_NONE;
 352
 353       default:
 354           assert(false);
 355       }
 356   }
 357 }
 358
 359
 360 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 361 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 362 /// safe so should be lock protected by the caller.
 363 template<>
 364 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->sp->mp->next_move<false>(); }