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 Marco Costalba
   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
  22 ////
  23 //// Includes
  24 ////
  25
  26 #include <cassert>
  27
  28 #include "history.h"
  29 #include "evaluate.h"
  30 #include "movegen.h"
  31 #include "movepick.h"
  32 #include "search.h"
  33 #include "value.h"
  34
  35
  36 ////
  37 //// Local definitions
  38 ////
  39
  40 namespace {
  41
  42   /// Variables
  43
  44   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  45   int MainSearchPhaseIndex;
  46   int EvasionsPhaseIndex;
  47   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  48   int QsearchNoCapturesPhaseIndex;
  49   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  50   int NoMovesPhaseIndex;
  51
  52 }
  53
  54
  55
  56 ////
  57 //// Functions
  58 ////
  59
  60
  61 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  62 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  63 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  64 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  65 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  66 /// move ordering is at the current node.
  67
  68 MovePicker::MovePicker(const Position& p, bool pv, Move ttm,
  69                        const SearchStack& ss, Depth d, EvalInfo* ei) : pos(p) {
  70   pvNode = pv;
  71   ttMove = ttm;
  72   mateKiller = (ss.mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss.mateKiller;
  73   killer1 = ss.killers[0];
  74   killer2 = ss.killers[1];
  75   depth = d;
  76   movesPicked = 0;
  77   numOfMoves = 0;
  78   numOfBadCaptures = 0;
  79
  80   // With EvalInfo we are able to know how many captures are possible before
  81   // generating them. So avoid generating in case we know are zero.
  82   Color us = pos.side_to_move();
  83   Color them = opposite_color(us);
  84   bool noCaptures =    ei
  85                    && (ei->attackedBy[us][0] & pos.pieces_of_color(them)) == 0
  86                    && !ei->mi->specialized_eval_exists()
  87                    && (pos.ep_square() == SQ_NONE)
  88                    && !pos.has_pawn_on_7th(us);
  89
  90   if (p.is_check())
  91       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  92   else if (depth > Depth(0))
  93       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  94   else if (depth == Depth(0))
  95       phaseIndex = (noCaptures ? QsearchNoCapturesPhaseIndex : QsearchWithChecksPhaseIndex);
  96   else
  97       phaseIndex = (noCaptures ? NoMovesPhaseIndex : QsearchWithoutChecksPhaseIndex);
  98
  99   dc = p.discovered_check_candidates(us);
 100   pinned = p.pinned_pieces(p.side_to_move());
 101
 102   finished = false;
 103 }
 104
 105
 106 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 107 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
 108 /// are no more moves left of the types we are interested in.
 109
 110 Move MovePicker::get_next_move() {
 111
 112   Move move;
 113
 114   while (true)
 115   {
 116     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 117     // the list, and return it.
 118     move = pick_move_from_list();
 119     if (move != MOVE_NONE)
 120     {
 121         assert(move_is_ok(move));
 122         return move;
 123     }
 124
 125     // Next phase
 126     phaseIndex++;
 127     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 128
 129     case PH_TT_MOVE:
 130         if (ttMove != MOVE_NONE)
 131         {
 132             assert(move_is_ok(ttMove));
 133             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 134                 return ttMove;
 135         }
 136         break;
 137
 138     case PH_MATE_KILLER:
 139         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 140         {
 141             assert(move_is_ok(mateKiller));
 142             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 143                 return mateKiller;
 144        }
 145        break;
 146
 147     case PH_GOOD_CAPTURES:
 148         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 149         score_captures();
 150         movesPicked = 0;
 151         break;
 152
 153     case PH_BAD_CAPTURES:
 154         badCapturesPicked = 0;
 155         break;
 156
 157     case PH_NONCAPTURES:
 158         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 159         score_noncaptures();
 160         movesPicked = 0;
 161         break;
 162
 163     case PH_EVASIONS:
 164         assert(pos.is_check());
 165         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves);
 166         score_evasions();
 167         movesPicked = 0;
 168         break;
 169
 170     case PH_QCAPTURES:
 171         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 172         score_qcaptures();
 173         movesPicked = 0;
 174         break;
 175
 176     case PH_QCHECKS:
 177         numOfMoves = generate_checks(pos, moves, dc);
 178         movesPicked = 0;
 179         break;
 180
 181     case PH_STOP:
 182         return MOVE_NONE;
 183
 184     default:
 185         assert(false);
 186         return MOVE_NONE;
 187     }
 188   }
 189 }
 190
 191
 192 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 193 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 194
 195 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 196
 197    lock_grab(&lock);
 198    if (finished)
 199    {
 200        lock_release(&lock);
 201        return MOVE_NONE;
 202    }
 203    Move m = get_next_move();
 204    if (m == MOVE_NONE)
 205        finished = true;
 206
 207    lock_release(&lock);
 208    return m;
 209 }
 210
 211
 212 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 213 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 214 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 215 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 216
 217 void MovePicker::score_captures() {
 218   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 219   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 220   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 221   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 222   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 223   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 224   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 225   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 226   // the subtree size.
 227   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 228   // to the badCaptures[] array.
 229   Move m;
 230   int seeValue;
 231   Square from, to;
 232
 233   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 234   {
 235       m = moves[i].move;
 236       from = move_from(m);
 237       to = move_to(m);
 238
 239       bool hxl = ( int(pos.midgame_value_of_piece_on(from))
 240                   -int(pos.midgame_value_of_piece_on(to)) > 0)
 241                 || pos.type_of_piece_on(from) == KING;
 242
 243       // Avoid calling see() for LxH and equal captures because
 244       // SEE is always >= 0 and we order for MVV/LVA anyway.
 245       seeValue = (hxl ? pos.see(m) : 0);
 246
 247       if (seeValue >= 0)
 248       {
 249           if (move_promotion(m))
 250               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 251           else
 252               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(to))
 253                               -int(pos.type_of_piece_on(from));
 254       }
 255       else
 256       {
 257           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 258           assert(numOfBadCaptures < 63);
 259           moves[i].score = seeValue;
 260           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 261           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 262       }
 263   }
 264 }
 265
 266 void MovePicker::score_noncaptures() {
 267   // First score by history, when no history is available then use
 268   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 269   // random choice when we don't have an history for any move.
 270   Move m;
 271   int hs;
 272
 273   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 274   {
 275       m = moves[i].move;
 276
 277       if (m == killer1)
 278           hs = HistoryMax + 2;
 279       else if (m == killer2)
 280           hs = HistoryMax + 1;
 281       else
 282           hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 283
 284       // Ensure history is always preferred to pst
 285       if (hs > 0)
 286           hs += 1000;
 287
 288       // pst based scoring
 289       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 290   }
 291 }
 292
 293 void MovePicker::score_evasions() {
 294
 295   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 296   {
 297       Move m = moves[i].move;
 298       if (m == ttMove)
 299           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 300       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 301       {
 302           int seeScore = pos.see(m);
 303           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 304       } else
 305           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 306   }
 307 }
 308
 309 void MovePicker::score_qcaptures() {
 310
 311   // Use MVV/LVA ordering
 312   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 313   {
 314       Move m = moves[i].move;
 315       if (move_promotion(m))
 316           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 317       else
 318           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 319                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 320   }
 321 }
 322
 323
 324 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of\r
 325 /// the highest scored one. There is also a second version that\r
 326 /// lowers the priority of moves that attack the same square,\r
 327 /// so that if the best move that attack a square fails the next\r
 328 /// move picked attacks a different square if any, not the same one.
 329
 330 int MovePicker::find_best_index() {
 331
 332   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;
 333
 334   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 335       if (moves[i].score > bestScore)
 336       {
 337           bestIndex = i;
 338           bestScore = moves[i].score;
 339       }
 340   return bestIndex;
 341 }
 342
 343 int MovePicker::find_best_index(Bitboard* squares, int values[]) {\r
 344 \r
 345   int hs;\r
 346   Move m;\r
 347   Square to;\r
 348   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;\r
 349 \r
 350   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)\r
 351   {\r
 352       m = moves[i].move;\r
 353       to = move_to(m);\r
 354       \r
 355       if (!bit_is_set(*squares, to))\r
 356       {\r
 357           // Init at first use\r
 358           set_bit(squares, to);\r
 359           values[to] = 0;\r
 360       }\r
 361 \r
 362       hs = moves[i].score - values[to];\r
 363       if (hs > bestScore)\r
 364       {\r
 365           bestIndex = i;\r
 366           bestScore = hs;\r
 367       }\r
 368   }\r
 369 \r
 370   if (bestIndex != -1)\r
 371   {\r
 372       // Raise value of the picked square, so next attack\r
 373       // to the same square will get low priority.\r
 374       to = move_to(moves[bestIndex].move);\r
 375       values[to] += 0xB00;\r
 376   }\r
 377   return bestIndex;\r
 378 }
 379
 380
 381 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 382 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 383 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 384 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 385
 386 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 387
 388   int bestIndex;
 389   Move move;
 390
 391   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 392   case PH_GOOD_CAPTURES:
 393       assert(!pos.is_check());
 394       assert(movesPicked >= 0);
 395
 396       while (movesPicked < numOfMoves)
 397       {
 398           bestIndex = find_best_index();
 399
 400           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 401           {
 402               move = moves[bestIndex].move;
 403               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 404               if (   move != ttMove
 405                   && move != mateKiller
 406                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 407                   return move;
 408           }
 409       }
 410       break;
 411
 412   case PH_NONCAPTURES:
 413       assert(!pos.is_check());
 414       assert(movesPicked >= 0);
 415
 416       while (movesPicked < numOfMoves)
 417       {
 418           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 419           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 420           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 421           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 422           bestIndex = (pvNode || movesPicked < 12) ? find_best_index() : movesPicked;
 423
 424           if (bestIndex != -1)
 425           {
 426               move = moves[bestIndex].move;
 427               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 428               if (   move != ttMove
 429                   && move != mateKiller
 430                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 431                   return move;
 432           }
 433       }
 434       break;
 435
 436   case PH_EVASIONS:
 437       assert(pos.is_check());
 438       assert(movesPicked >= 0);
 439
 440       while (movesPicked < numOfMoves)
 441       {
 442           bestIndex = find_best_index();
 443
 444           if (bestIndex != -1)
 445           {
 446               move = moves[bestIndex].move;
 447               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 448               return move;
 449           }
 450     }
 451     break;
 452
 453   case PH_BAD_CAPTURES:
 454       assert(!pos.is_check());
 455       assert(badCapturesPicked >= 0);
 456       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 457       // of just picking the first move.  FIXME
 458       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 459       {
 460           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 461           if (   move != ttMove
 462               && move != mateKiller
 463               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 464               return move;
 465       }
 466       break;
 467
 468   case PH_QCAPTURES:
 469       assert(!pos.is_check());
 470       assert(movesPicked >= 0);
 471       while (movesPicked < numOfMoves)
 472       {
 473           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 474
 475           if (bestIndex != -1)
 476           {
 477               move = moves[bestIndex].move;
 478               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 479               // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 480               // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 481               if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 482                   return move;
 483           }
 484       }
 485       break;
 486
 487   case PH_QCHECKS:
 488       assert(!pos.is_check());
 489       assert(movesPicked >= 0);
 490       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 491       // move here?  FIXME
 492       while (movesPicked < numOfMoves)
 493       {
 494           move = moves[movesPicked++].move;
 495           // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 496           if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 497               return move;
 498       }
 499       break;
 500
 501   default:
 502       break;
 503   }
 504   return MOVE_NONE;
 505 }
 506
 507
 508 /// MovePicker::current_move_type() returns the type of the just
 509 /// picked next move. It can be used in search to further differentiate
 510 /// according to the current move type: capture, non capture, escape, etc.
 511 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 512
 513   return PhaseTable[phaseIndex];
 514 }
 515
 516
 517 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 518 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 519 /// QsearchNoCapturesPhaseIndex, QsearchWithoutChecksPhaseIndex and
 520 /// NoMovesPhaseIndex variables. It is only called once during program
 521 /// startup, and never again while the program is running.
 522
 523 void MovePicker::init_phase_table() {
 524
 525   int i = 0;
 526
 527   // Main search
 528   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 529   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 530   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 531   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 532   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 533   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 534   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 535   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 536   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 537   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 538
 539   // Check evasions
 540   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 541   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 542   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 543
 544   // Quiescence search with checks
 545   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 546   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 547   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 548   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 549
 550   // Quiescence search with checks only and no captures
 551   QsearchNoCapturesPhaseIndex = i - 1;
 552   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 553   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 554
 555   // Quiescence search without checks
 556   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 557   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 558   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 559
 560   // Do not generate any move
 561   NoMovesPhaseIndex = i - 1;
 562   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 563 }