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) 2008-2013 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 "movepick.h"
  24 #include "thread.h"
  25
  26 namespace {
  27
  28   enum Stages {
  29     MAIN_SEARCH, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
  30     EVASION,     EVASIONS_S2,
  31     QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
  32     QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
  33     PROBCUT,     CAPTURES_S5,
  34     RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
  35     STOP
  36   };
  37
  38   // Our insertion sort, guaranteed to be stable, as is needed
  39   void insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  40   {
  41     ExtMove tmp, *p, *q;
  42
  43     for (p = begin + 1; p < end; ++p)
  44     {
  45         tmp = *p;
  46         for (q = p; q != begin && *(q-1) < tmp; --q)
  47             *q = *(q-1);
  48         *q = tmp;
  49     }
  50   }
  51
  52   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  53   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  54   inline bool has_positive_score(const ExtMove& ms) { return ms.score > 0; }
  55
  56   // Picks and moves to the front the best move in the range [begin, end),
  57   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  58   // normally are the possible captures.
  59   inline ExtMove* pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  60   {
  61       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  62       return begin;
  63   }
  64 }
  65
  66
  67 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  68 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  69 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  70 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  71 /// move ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  74                        Move* cm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   cur = end = moves;
  79   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  80   countermoves = cm;
  81   ss = s;
  82
  83   if (p.checkers())
  84       stage = EVASION;
  85
  86   else
  87       stage = MAIN_SEARCH;
  88
  89   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  90   end += (ttMove != MOVE_NONE);
  91 }
  92
  93 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  94                        Square sq) : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
  95
  96   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  97
  98   if (p.checkers())
  99       stage = EVASION;
 100
 101   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 102       stage = QSEARCH_0;
 103
 104   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 105   {
 106       stage = QSEARCH_1;
 107
 108       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 109       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 110       // when TT table is full.
 111       if (ttm && !pos.capture_or_promotion(ttm))
 112           ttm = MOVE_NONE;
 113   }
 114   else
 115   {
 116       stage = RECAPTURE;
 117       recaptureSquare = sq;
 118       ttm = MOVE_NONE;
 119   }
 120
 121   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 122   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 123 }
 124
 125 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
 126                        : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
 127
 128   assert(!pos.checkers());
 129
 130   stage = PROBCUT;
 131
 132   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 133   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 134   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 135
 136   if (ttMove && (!pos.capture(ttMove) || pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 137       ttMove = MOVE_NONE;
 138
 139   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 140 }
 141
 142
 143 /// score() assign a numerical move ordering score to each move in a move list.
 144 /// The moves with highest scores will be picked first.
 145 template<>
 146 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 147   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 148   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 149   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 150   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 151   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 152   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 153   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 154   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 155   // the subtree size.
 156   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 157   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 158   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 159   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 160   Move m;
 161
 162   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 163   {
 164       m = it->move;
 165       it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 166                  - type_of(pos.moved_piece(m));
 167
 168       if (type_of(m) == PROMOTION)
 169           it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 170
 171       else if (type_of(m) == ENPASSANT)
 172           it->score += PieceValue[MG][PAWN];
 173   }
 174 }
 175
 176 template<>
 177 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 178
 179   Move m;
 180
 181   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 182   {
 183       m = it->move;
 184       it->score = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 185   }
 186 }
 187
 188 template<>
 189 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 190   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 191   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 192   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 193   Move m;
 194   int seeScore;
 195
 196   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 197   {
 198       m = it->move;
 199       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 200           it->score = seeScore - HistoryStats::Max; // At the bottom
 201
 202       else if (pos.capture(m))
 203           it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 204                      - type_of(pos.moved_piece(m)) + HistoryStats::Max;
 205       else
 206           it->score = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 207   }
 208 }
 209
 210
 211 /// generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves, when
 212 /// there are no more moves to try for the current phase.
 213
 214 void MovePicker::generate_next() {
 215
 216   cur = moves;
 217
 218   switch (++stage) {
 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
 229       killers[0].move = ss->killers[0];
 230       killers[1].move = ss->killers[1];
 231       killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
 232
 233       // Be sure countermoves are different from killers
 234       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 235           if (countermoves[i] != cur->move && countermoves[i] != (cur+1)->move)
 236               (end++)->move = countermoves[i];
 237
 238       if (countermoves[1] && countermoves[1] == countermoves[0]) // Due to SMP races
 239           killers[3].move = MOVE_NONE;
 240
 241       return;
 242
 243   case QUIETS_1_S1:
 244       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 245       score<QUIETS>();
 246       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 247       insertion_sort(cur, end);
 248       return;
 249
 250   case QUIETS_2_S1:
 251       cur = end;
 252       end = endQuiets;
 253       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 254           insertion_sort(cur, end);
 255       return;
 256
 257   case BAD_CAPTURES_S1:
 258       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 259       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 260       end = endBadCaptures;
 261       return;
 262
 263   case EVASIONS_S2:
 264       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 265       if (end > moves + 1)
 266           score<EVASIONS>();
 267       return;
 268
 269   case QUIET_CHECKS_S3:
 270       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 271       return;
 272
 273   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 274       stage = STOP;
 275   case STOP:
 276       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 277       return;
 278
 279   default:
 280       assert(false);
 281   }
 282 }
 283
 284
 285 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 286 /// a new pseudo legal move every time is called, until there are no more moves
 287 /// left. It picks the move with the biggest score from a list of generated moves
 288 /// taking care not returning the ttMove if has already been searched previously.
 289 template<>
 290 Move MovePicker::next_move<false>() {
 291
 292   Move move;
 293
 294   while (true)
 295   {
 296       while (cur == end)
 297           generate_next();
 298
 299       switch (stage) {
 300
 301       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 302           ++cur;
 303           return ttMove;
 304
 305       case CAPTURES_S1:
 306           move = pick_best(cur++, end)->move;
 307           if (move != ttMove)
 308           {
 309               if (pos.see_sign(move) >= 0)
 310                   return move;
 311
 312               // Losing capture, move it to the tail of the array
 313               (endBadCaptures--)->move = move;
 314           }
 315           break;
 316
 317       case KILLERS_S1:
 318           move = (cur++)->move;
 319           if (    move != MOVE_NONE
 320               &&  pos.pseudo_legal(move)
 321               &&  move != ttMove
 322               && !pos.capture(move))
 323               return move;
 324           break;
 325
 326       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 327           move = (cur++)->move;
 328           if (   move != ttMove
 329               && move != killers[0].move
 330               && move != killers[1].move
 331               && move != killers[2].move
 332               && move != killers[3].move)
 333               return move;
 334           break;
 335
 336       case BAD_CAPTURES_S1:
 337           return (cur--)->move;
 338
 339       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 340           move = pick_best(cur++, end)->move;
 341           if (move != ttMove)
 342               return move;
 343           break;
 344
 345       case CAPTURES_S5:
 346            move = pick_best(cur++, end)->move;
 347            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 348                return move;
 349            break;
 350
 351       case CAPTURES_S6:
 352           move = pick_best(cur++, end)->move;
 353           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 354               return move;
 355           break;
 356
 357       case QUIET_CHECKS_S3:
 358           move = (cur++)->move;
 359           if (move != ttMove)
 360               return move;
 361           break;
 362
 363       case STOP:
 364           return MOVE_NONE;
 365
 366       default:
 367           assert(false);
 368       }
 369   }
 370 }
 371
 372
 373 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 374 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 375 /// safe so must be lock protected by the caller.
 376 template<>
 377 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }