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 <cassert>
  22
  23 #include "movegen.h"
  24 #include "movepick.h"
  25 #include "search.h"
  26 #include "types.h"
  27
  28 namespace {
  29
  30   enum MovegenPhase {
  31     PH_TT_MOVE,       // Transposition table move
  32     PH_GOOD_CAPTURES, // Queen promotions and captures with SEE values >= captureThreshold (captureThreshold <= 0)
  33     PH_GOOD_PROBCUT,  // Queen promotions and captures with SEE values > captureThreshold (captureThreshold >= 0)
  34     PH_KILLERS,       // Killer moves from the current ply
  35     PH_NONCAPTURES_1, // Non-captures and underpromotions with positive score
  36     PH_NONCAPTURES_2, // Non-captures and underpromotions with non-positive score
  37     PH_BAD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values < captureThreshold (captureThreshold <= 0)
  38     PH_EVASIONS,      // Check evasions
  39     PH_QCAPTURES,     // Captures in quiescence search
  40     PH_QCHECKS,       // Non-capture checks in quiescence search
  41     PH_STOP
  42   };
  43
  44   CACHE_LINE_ALIGNMENT
  45   const uint8_t MainSearchTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES_1, PH_NONCAPTURES_2, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP };
  46   const uint8_t EvasionTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_EVASIONS, PH_STOP };
  47   const uint8_t QsearchWithChecksTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP };
  48   const uint8_t QsearchWithoutChecksTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_QCAPTURES, PH_STOP };
  49   const uint8_t ProbCutTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_GOOD_PROBCUT, PH_STOP };
  50 }
  51
  52 /// Constructors for the MovePicker class. As arguments we pass information
  53 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  54 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  55 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  56 /// move ordering is at the current node.
  57
  58 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  59                        SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h) {
  60   captureThreshold = 0;
  61   badCaptures = moves + MAX_MOVES;
  62
  63   assert(d > DEPTH_ZERO);
  64
  65   if (p.in_check())
  66   {
  67       killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
  68       phasePtr = EvasionTable;
  69   }
  70   else
  71   {
  72       killers[0].move = ss->killers[0];
  73       killers[1].move = ss->killers[1];
  74
  75       // Consider sligtly negative captures as good if at low
  76       // depth and far from beta.
  77       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  78           captureThreshold = -PawnValueMidgame;
  79
  80       phasePtr = MainSearchTable;
  81   }
  82
  83   ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  84   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
  85   go_next_phase();
  86 }
  87
  88 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h)
  89                       : pos(p), H(h) {
  90
  91   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  92
  93   if (p.in_check())
  94       phasePtr = EvasionTable;
  95   else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
  96       phasePtr = QsearchWithChecksTable;
  97   else
  98   {
  99       phasePtr = QsearchWithoutChecksTable;
 100
 101       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids
 102       // qsearch tree explosion due to a possible perpetual check or
 103       // similar rare cases when TT table is full.
 104       if (ttm != MOVE_NONE && !pos.move_is_capture(ttm) && !move_is_promotion(ttm))
 105           ttm = MOVE_NONE;
 106   }
 107
 108   ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 109   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
 110   go_next_phase();
 111 }
 112
 113 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, int parentCapture)
 114                        : pos(p), H(h) {
 115
 116   assert (!pos.in_check());
 117
 118   // In ProbCut we consider only captures better than parent's move
 119   captureThreshold = parentCapture;
 120   phasePtr = ProbCutTable;
 121
 122   if (   ttm != MOVE_NONE
 123       && (!pos.move_is_capture(ttm) ||  pos.see(ttm) <= captureThreshold))
 124       ttm = MOVE_NONE;
 125
 126   ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 127   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
 128   go_next_phase();
 129 }
 130
 131
 132 /// MovePicker::go_next_phase() generates, scores and sorts the next bunch
 133 /// of moves when there are no more moves to try for the current phase.
 134
 135 void MovePicker::go_next_phase() {
 136
 137   curMove = moves;
 138   phase = *(++phasePtr);
 139   switch (phase) {
 140
 141   case PH_TT_MOVE:
 142       lastMove = curMove + 1;
 143       return;
 144
 145   case PH_GOOD_CAPTURES:
 146   case PH_GOOD_PROBCUT:
 147       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 148       score_captures();
 149       return;
 150
 151   case PH_KILLERS:
 152       curMove = killers;
 153       lastMove = curMove + 2;
 154       return;
 155
 156   case PH_NONCAPTURES_1:
 157       lastNonCapture = lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE>(pos, moves);
 158       score_noncaptures();
 159       sort_moves(moves, lastNonCapture, &lastMove);
 160       return;
 161
 162   case PH_NONCAPTURES_2:
 163       curMove = lastMove;
 164       lastMove = lastNonCapture;
 165       insertion_sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 166       return;
 167
 168   case PH_BAD_CAPTURES:
 169       // Bad captures SEE value is already calculated so just pick
 170       // them in order to get SEE move ordering.
 171       curMove = badCaptures;
 172       lastMove = moves + MAX_MOVES;
 173       return;
 174
 175   case PH_EVASIONS:
 176       assert(pos.in_check());
 177       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 178       score_evasions();
 179       return;
 180
 181   case PH_QCAPTURES:
 182       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 183       score_captures();
 184       return;
 185
 186   case PH_QCHECKS:
 187       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, moves);
 188       return;
 189
 190   case PH_STOP:
 191       lastMove = curMove + 1; // Avoid another go_next_phase() call
 192       return;
 193
 194   default:
 195       assert(false);
 196       return;
 197   }
 198 }
 199
 200
 201 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 202 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 203 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 204 /// picked first by get_next_move().
 205
 206 void MovePicker::score_captures() {
 207   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 208   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 209   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 210   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 211   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 212   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 213   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 214   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 215   // the subtree size.
 216   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 217   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 218   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 219   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 220   Move m;
 221
 222   // Use MVV/LVA ordering
 223   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 224   {
 225       m = cur->move;
 226       if (move_is_promotion(m))
 227           cur->score = QueenValueMidgame;
 228       else
 229           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 230                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
 231   }
 232 }
 233
 234 void MovePicker::score_noncaptures() {
 235
 236   Move m;
 237   Square from;
 238
 239   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 240   {
 241       m = cur->move;
 242       from = move_from(m);
 243       cur->score = H.value(pos.piece_on(from), move_to(m));
 244   }
 245 }
 246
 247 void MovePicker::score_evasions() {
 248   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
 249   // destination square is not under attack, ordered by history
 250   // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
 251   // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 252   Move m;
 253   int seeScore;
 254
 255   // Skip if we don't have at least two moves to order
 256   if (lastMove < moves + 2)
 257       return;
 258
 259   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 260   {
 261       m = cur->move;
 262       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 263           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 264       else if (pos.move_is_capture(m))
 265           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 266                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m)) + History::MaxValue;
 267       else
 268           cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 269   }
 270 }
 271
 272 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 273 /// class. It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 274 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 275 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 276 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 277 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 278
 279 Move MovePicker::get_next_move() {
 280
 281   Move move;
 282
 283   while (true)
 284   {
 285       while (curMove == lastMove)
 286           go_next_phase();
 287
 288       switch (phase) {
 289
 290       case PH_TT_MOVE:
 291           curMove++;
 292           return ttMove;
 293           break;
 294
 295       case PH_GOOD_CAPTURES:
 296           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 297           if (move != ttMove)
 298           {
 299               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we must use see instead of see_sign
 300
 301               // Check for a non negative SEE now
 302               int seeValue = pos.see_sign(move);
 303               if (seeValue >= captureThreshold)
 304                   return move;
 305
 306               // Losing capture, move it to the tail of the array, note
 307               // that move has now been already checked for pseudo legality.
 308               (--badCaptures)->move = move;
 309               badCaptures->score = seeValue;
 310           }
 311           break;
 312
 313      case PH_GOOD_PROBCUT:
 314           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 315           if (   move != ttMove
 316               && pos.see(move) > captureThreshold)
 317               return move;
 318           break;
 319
 320       case PH_KILLERS:
 321           move = (curMove++)->move;
 322           if (   move != MOVE_NONE
 323               && pos.move_is_pl(move)
 324               && move != ttMove
 325               && !pos.move_is_capture(move))
 326               return move;
 327           break;
 328
 329       case PH_NONCAPTURES_1:
 330       case PH_NONCAPTURES_2:
 331           move = (curMove++)->move;
 332           if (   move != ttMove
 333               && move != killers[0].move
 334               && move != killers[1].move)
 335               return move;
 336           break;
 337
 338       case PH_BAD_CAPTURES:
 339           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 340           return move;
 341
 342       case PH_EVASIONS:
 343       case PH_QCAPTURES:
 344           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 345           if (move != ttMove)
 346               return move;
 347           break;
 348
 349       case PH_QCHECKS:
 350           move = (curMove++)->move;
 351           if (move != ttMove)
 352               return move;
 353           break;
 354
 355       case PH_STOP:
 356           return MOVE_NONE;
 357
 358       default:
 359           assert(false);
 360           break;
 361       }
 362   }
 363 }