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