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) 2008-2015 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, GOOD_CAPTURES, KILLERS, GOOD_QUIETS, BAD_QUIETS, BAD_CAPTURES,
  30     EVASION, ALL_EVASIONS,
  31     QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1, CHECKS,
  32     QSEARCH_WITHOUT_CHECKS, QCAPTURES_2,
  33     PROBCUT, PROBCUT_CAPTURES,
  34     RECAPTURE, RECAPTURES,
  35     STOP
  36   };
  37
  38   // Our insertion sort, which is guaranteed to be stable, as it should be
  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   // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
  53   // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
  54   // are few moves e.g. the possible captures.
  55   Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  56   {
  57       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  58       return *begin;
  59   }
  60
  61 } // namespace
  62
  63
  64 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  65 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  66 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  67 /// search captures, promotions and some checks) and how important good move
  68 /// ordering is at the current node.
  69
  70 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h, const CounterMovesHistoryStats& cmh,
  71                        Move cm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh), depth(d) {
  72
  73   assert(d > DEPTH_ZERO);
  74
  75   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  76   countermove = cm;
  77   ss = s;
  78
  79   if (pos.checkers())
  80       stage = EVASION;
  81
  82   else
  83       stage = MAIN_SEARCH;
  84
  85   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  86   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
  87 }
  88
  89 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h, const CounterMovesHistoryStats& cmh,
  90                        Square s) : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh) {
  91
  92   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  93
  94   if (pos.checkers())
  95       stage = EVASION;
  96
  97   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  98       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
  99
 100   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 101       stage = QSEARCH_WITHOUT_CHECKS;
 102
 103   else
 104   {
 105       stage = RECAPTURE;
 106       recaptureSquare = s;
 107       ttm = MOVE_NONE;
 108   }
 109
 110   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 111   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
 112 }
 113
 114 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, const CounterMovesHistoryStats& cmh, PieceType pt)
 115                        : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh) {
 116
 117   assert(!pos.checkers());
 118
 119   stage = PROBCUT;
 120
 121   // In ProbCut we generate only captures that are better than the parent's
 122   // captured piece.
 123   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 124   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 125
 126   if (ttMove && (!pos.capture(ttMove) || pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 127       ttMove = MOVE_NONE;
 128
 129   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
 130 }
 131
 132
 133 /// score() assign a numerical value to each move in a move list. The moves with
 134 /// highest values will be picked first.
 135 template<>
 136 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 137   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV.
 138   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 139   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 140   // capture, capturing a valuable (but sufficiently defended) piece
 141   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 142   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 143   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 144   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 145   // the subtree size.
 146   // In main search we want to push captures with negative SEE values to the
 147   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 148   // has been picked up in pick_move_from_list(). This way we save some SEE
 149   // calls in case we get a cutoff.
 150   for (auto& m : *this)
 151       m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 152                - 200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m));
 153 }
 154
 155 template<>
 156 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 157
 158   Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
 159   const HistoryStats& cmh = counterMovesHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
 160
 161   for (auto& m : *this)
 162       m.value =  history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 163                + cmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] * 3;
 164 }
 165
 166 template<>
 167 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 168   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 169   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 170   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE value.
 171   Value see;
 172
 173   for (auto& m : *this)
 174       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 175           m.value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
 176
 177       else if (pos.capture(m))
 178           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 179                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 180       else
 181           m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 182 }
 183
 184
 185 /// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 186 /// when there are no more moves to try for the current stage.
 187
 188 void MovePicker::generate_next_stage() {
 189
 190   cur = moves;
 191
 192   switch (++stage) {
 193
 194   case GOOD_CAPTURES: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 195   case PROBCUT_CAPTURES: case RECAPTURES:
 196       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 197       score<CAPTURES>();
 198       break;
 199
 200   case KILLERS:
 201       cur = killers;
 202       endMoves = cur + 2;
 203
 204       killers[0] = ss->killers[0];
 205       killers[1] = ss->killers[1];
 206       killers[2].move = MOVE_NONE;
 207
 208       // Be sure countermoves are different from killers
 209       if (   countermove != killers[0]
 210           && countermove != killers[1])
 211           *endMoves++ = countermove;
 212       break;
 213
 214   case GOOD_QUIETS:
 215       endQuiets = endMoves = generate<QUIETS>(pos, moves);
 216       score<QUIETS>();
 217       endMoves = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m) { return m.value > VALUE_ZERO; });
 218       insertion_sort(cur, endMoves);
 219       break;
 220
 221   case BAD_QUIETS:
 222       cur = endMoves;
 223       endMoves = endQuiets;
 224       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 225           insertion_sort(cur, endMoves);
 226       break;
 227
 228   case BAD_CAPTURES:
 229       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 230       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 231       endMoves = endBadCaptures;
 232       break;
 233
 234   case ALL_EVASIONS:
 235       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 236       if (endMoves - moves > 1)
 237           score<EVASIONS>();
 238       break;
 239
 240   case CHECKS:
 241       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 242       break;
 243
 244   case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS: case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS:
 245   case PROBCUT: case RECAPTURE:
 246       stage = STOP;
 247       /* Fall through */
 248
 249   case STOP:
 250       endMoves = cur + 1; // Avoid another generate_next_stage() call
 251       break;
 252
 253   default:
 254       assert(false);
 255   }
 256 }
 257
 258
 259 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 260 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 261 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 262 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 263 template<>
 264 Move MovePicker::next_move<false>() {
 265
 266   Move move;
 267
 268   while (true)
 269   {
 270       while (cur == endMoves)
 271           generate_next_stage();
 272
 273       switch (stage) {
 274
 275       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
 276       case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS: case PROBCUT:
 277           ++cur;
 278           return ttMove;
 279
 280       case GOOD_CAPTURES:
 281           move = pick_best(cur++, endMoves);
 282           if (move != ttMove)
 283           {
 284               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 285                   return move;
 286
 287               // Losing capture, move it to the tail of the array
 288               *endBadCaptures-- = move;
 289           }
 290           break;
 291
 292       case KILLERS:
 293           move = *cur++;
 294           if (    move != MOVE_NONE
 295               &&  move != ttMove
 296               &&  pos.pseudo_legal(move)
 297               && !pos.capture(move))
 298               return move;
 299           break;
 300
 301       case GOOD_QUIETS: case BAD_QUIETS:
 302           move = *cur++;
 303           if (   move != ttMove
 304               && move != killers[0]
 305               && move != killers[1]
 306               && move != killers[2])
 307               return move;
 308           break;
 309
 310       case BAD_CAPTURES:
 311           return *cur--;
 312
 313       case ALL_EVASIONS: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 314           move = pick_best(cur++, endMoves);
 315           if (move != ttMove)
 316               return move;
 317           break;
 318
 319       case PROBCUT_CAPTURES:
 320            move = pick_best(cur++, endMoves);
 321            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 322                return move;
 323            break;
 324
 325       case RECAPTURES:
 326           move = pick_best(cur++, endMoves);
 327           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 328               return move;
 329           break;
 330
 331       case CHECKS:
 332           move = *cur++;
 333           if (move != ttMove)
 334               return move;
 335           break;
 336
 337       case STOP:
 338           return MOVE_NONE;
 339
 340       default:
 341           assert(false);
 342       }
 343   }
 344 }
 345
 346
 347 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 348 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 349 /// safe so must be lock protected by the caller.
 350 template<>
 351 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }