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   Copyright (C) 2015-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
   6
   7   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10   (at your option) any later version.
  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_INIT, GOOD_CAPTURES, KILLERS, COUNTERMOVE, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURES,
  30     EVASION, EVASIONS_INIT, ALL_EVASIONS,
  31     PROBCUT, PROBCUT_INIT, PROBCUT_CAPTURES,
  32     QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1_INIT, QCAPTURES_1, QCHECKS,
  33     QSEARCH_NO_CHECKS, QCAPTURES_2_INIT, QCAPTURES_2,
  34     QSEARCH_RECAPTURES, QRECAPTURES
  35   };
  36
  37   // Our insertion sort, which is guaranteed to be stable, as it should be
  38   void insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  39   {
  40     ExtMove tmp, *p, *q;
  41
  42     for (p = begin + 1; p < end; ++p)
  43     {
  44         tmp = *p;
  45         for (q = p; q != begin && *(q-1) < tmp; --q)
  46             *q = *(q-1);
  47         *q = tmp;
  48     }
  49   }
  50
  51   // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
  52   // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
  53   // are few moves, e.g., the possible captures.
  54   Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  55   {
  56       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  57       return *begin;
  58   }
  59
  60 } // namespace
  61
  62
  63 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  64 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  65 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  66 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
  67 /// ordering is at the current node.
  68
  69 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Search::Stack* s)
  70            : pos(p), ss(s), depth(d) {
  71
  72   assert(d > DEPTH_ZERO);
  73
  74   Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
  75   countermove = pos.this_thread()->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
  76
  77   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  78   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  79   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
  80 }
  81
  82 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Square s)
  83            : pos(p) {
  84
  85   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  86
  87   if (pos.checkers())
  88       stage = EVASION;
  89
  90   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  91       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
  92
  93   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  94       stage = QSEARCH_NO_CHECKS;
  95
  96   else
  97   {
  98       stage = QSEARCH_RECAPTURES;
  99       recaptureSquare = s;
 100       return;
 101   }
 102
 103   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 104   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 105 }
 106
 107 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th)
 108            : pos(p), threshold(th) {
 109
 110   assert(!pos.checkers());
 111
 112   stage = PROBCUT;
 113
 114   // In ProbCut we generate captures with SEE higher than the given threshold
 115   ttMove =   ttm
 116           && pos.pseudo_legal(ttm)
 117           && pos.capture(ttm)
 118           && pos.see_ge(ttm, threshold + 1)? ttm : MOVE_NONE;
 119
 120   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 121 }
 122
 123
 124 /// score() assigns a numerical value to each move in a move list. The moves with
 125 /// highest values will be picked first.
 126 template<>
 127 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 128   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV, preferring
 129   // captures near our home rank. Surprisingly, this appears to perform slightly
 130   // better than SEE-based move ordering: exchanging big pieces before capturing
 131   // a hanging piece probably helps to reduce the subtree size.
 132   // In the main search we want to push captures with negative SEE values to the
 133   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 134   // has been picked up, saving some SEE calls in case we get a cutoff.
 135   for (auto& m : *this)
 136       m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 137                - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m)));
 138 }
 139
 140 template<>
 141 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 142
 143   const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
 144   const FromToStats& fromTo = pos.this_thread()->fromTo;
 145
 146   const CounterMoveStats* cm = (ss-1)->counterMoves;
 147   const CounterMoveStats* fm = (ss-2)->counterMoves;
 148   const CounterMoveStats* f2 = (ss-4)->counterMoves;
 149
 150   Color c = pos.side_to_move();
 151
 152   for (auto& m : *this)
 153       m.value =      history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 154                + (cm ? (*cm)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
 155                + (fm ? (*fm)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
 156                + (f2 ? (*f2)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
 157                + fromTo.get(c, m);
 158 }
 159
 160 template<>
 161 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 162   // Try captures ordered by MVV/LVA, then non-captures ordered by history value
 163   const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
 164   const FromToStats& fromTo = pos.this_thread()->fromTo;
 165   Color c = pos.side_to_move();
 166
 167   for (auto& m : *this)
 168       if (pos.capture(m))
 169           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 170                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 171       else
 172           m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] + fromTo.get(c, m);
 173 }
 174
 175
 176 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 177 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 178 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 179 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 180
 181 Move MovePicker::next_move() {
 182
 183   Move move;
 184
 185   switch (stage) {
 186
 187   case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
 188   case QSEARCH_NO_CHECKS: case PROBCUT:
 189       ++stage;
 190       return ttMove;
 191
 192   case CAPTURES_INIT:
 193       endBadCaptures = cur = moves;
 194       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 195       score<CAPTURES>();
 196       ++stage;
 197
 198   case GOOD_CAPTURES:
 199       while (cur < endMoves)
 200       {
 201           move = pick_best(cur++, endMoves);
 202           if (move != ttMove)
 203           {
 204               if (pos.see_ge(move, VALUE_ZERO))
 205                   return move;
 206
 207               // Losing capture, move it to the beginning of the array
 208               *endBadCaptures++ = move;
 209           }
 210       }
 211
 212       ++stage;
 213       move = ss->killers[0];  // First killer move
 214       if (    move != MOVE_NONE
 215           &&  move != ttMove
 216           &&  pos.pseudo_legal(move)
 217           && !pos.capture(move))
 218           return move;
 219
 220   case KILLERS:
 221       ++stage;
 222       move = ss->killers[1]; // Second killer move
 223       if (    move != MOVE_NONE
 224           &&  move != ttMove
 225           &&  pos.pseudo_legal(move)
 226           && !pos.capture(move))
 227           return move;
 228
 229   case COUNTERMOVE:
 230       ++stage;
 231       move = countermove;
 232       if (    move != MOVE_NONE
 233           &&  move != ttMove
 234           &&  move != ss->killers[0]
 235           &&  move != ss->killers[1]
 236           &&  pos.pseudo_legal(move)
 237           && !pos.capture(move))
 238           return move;
 239
 240   case QUIET_INIT:
 241       cur = endBadCaptures;
 242       endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 243       score<QUIETS>();
 244       if (depth < 3 * ONE_PLY)
 245       {
 246           ExtMove* goodQuiet = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m)
 247                                              { return m.value > VALUE_ZERO; });
 248           insertion_sort(cur, goodQuiet);
 249       } else
 250           insertion_sort(cur, endMoves);
 251       ++stage;
 252
 253   case QUIET:
 254       while (cur < endMoves)
 255       {
 256           move = *cur++;
 257           if (   move != ttMove
 258               && move != ss->killers[0]
 259               && move != ss->killers[1]
 260               && move != countermove)
 261               return move;
 262       }
 263       ++stage;
 264       cur = moves; // Point to beginning of bad captures
 265
 266   case BAD_CAPTURES:
 267       if (cur < endBadCaptures)
 268           return *cur++;
 269       break;
 270
 271   case EVASIONS_INIT:
 272       cur = moves;
 273       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 274       if (endMoves - cur - (ttMove != MOVE_NONE) > 1)
 275           score<EVASIONS>();
 276       ++stage;
 277
 278   case ALL_EVASIONS:
 279       while (cur < endMoves)
 280       {
 281           move = pick_best(cur++, endMoves);
 282           if (move != ttMove)
 283               return move;
 284       }
 285       break;
 286
 287   case PROBCUT_INIT:
 288       cur = moves;
 289       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 290       score<CAPTURES>();
 291       ++stage;
 292
 293   case PROBCUT_CAPTURES:
 294       while (cur < endMoves)
 295       {
 296           move = pick_best(cur++, endMoves);
 297           if (   move != ttMove
 298               && pos.see_ge(move, threshold + 1))
 299               return move;
 300       }
 301       break;
 302
 303   case QCAPTURES_1_INIT: case QCAPTURES_2_INIT:
 304       cur = moves;
 305       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 306       score<CAPTURES>();
 307       ++stage;
 308
 309   case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 310       while (cur < endMoves)
 311       {
 312           move = pick_best(cur++, endMoves);
 313           if (move != ttMove)
 314               return move;
 315       }
 316       if (stage == QCAPTURES_2)
 317           break;
 318       cur = moves;
 319       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 320       ++stage;
 321
 322   case QCHECKS:
 323       while (cur < endMoves)
 324       {
 325           move = cur++->move;
 326           if (move != ttMove)
 327               return move;
 328       }
 329       break;
 330
 331   case QSEARCH_RECAPTURES:
 332       cur = moves;
 333       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 334       score<CAPTURES>();
 335       ++stage;
 336
 337   case QRECAPTURES:
 338       while (cur < endMoves)
 339       {
 340           move = pick_best(cur++, endMoves);
 341           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 342               return move;
 343       }
 344       break;
 345
 346   default:
 347       assert(false);
 348   }
 349
 350   return MOVE_NONE;
 351 }