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, GOOD_CAPTURES_INIT, GOOD_CAPTURES, KILLERS, KILLERS_2,
  30     QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURES,
  31     EVASION, ALL_EVASIONS,
  32     QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_CHECKS_INIT, QCAPTURES_CHECKS, CHECKS,
  33     QSEARCH_WITHOUT_CHECKS, QCAPTURES_NO_CHECKS, REMAINING,
  34     RECAPTURE, RECAPTURES,
  35     PROBCUT, PROBCUT_INIT, PROBCUT_CAPTURES
  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, Search::Stack* s)
  71            : pos(p), ss(s), depth(d) {
  72
  73   assert(d > DEPTH_ZERO);
  74
  75   Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
  76   countermove = pos.this_thread()->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
  77
  78   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  79   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  80   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
  81 }
  82
  83 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Square s)
  84            : pos(p) {
  85
  86   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  87
  88   if (pos.checkers())
  89       stage = EVASION;
  90
  91   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  92       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
  93
  94   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  95       stage = QSEARCH_WITHOUT_CHECKS;
  96
  97   else
  98   {
  99       stage = RECAPTURE;
 100       recaptureSquare = s;
 101       return;
 102   }
 103
 104   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 105   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 106 }
 107
 108 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th)
 109            : pos(p), threshold(th) {
 110
 111   assert(!pos.checkers());
 112
 113   stage = PROBCUT;
 114
 115   // In ProbCut we generate captures with SEE higher than the given threshold
 116   ttMove =   ttm
 117           && pos.pseudo_legal(ttm)
 118           && pos.capture(ttm)
 119           && pos.see(ttm) > threshold ? ttm : MOVE_NONE;
 120
 121   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 122 }
 123
 124
 125 /// score() assigns a numerical value to each move in a move list. The moves with
 126 /// highest values will be picked first.
 127 template<>
 128 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 129   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV, preferring
 130   // captures near our home rank. Surprisingly, this appears to perform slightly
 131   // better than SEE-based move ordering: exchanging big pieces before capturing
 132   // a hanging piece probably helps to reduce the subtree size.
 133   // In the main search we want to push captures with negative SEE values to the
 134   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 135   // has been picked up, saving some SEE calls in case we get a cutoff.
 136   for (auto& m : *this)
 137       m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 138                - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m)));
 139 }
 140
 141 template<>
 142 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 143
 144   const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
 145   const FromToStats& fromTo = pos.this_thread()->fromTo;
 146
 147   const CounterMoveStats* cm = (ss-1)->counterMoves;
 148   const CounterMoveStats* fm = (ss-2)->counterMoves;
 149   const CounterMoveStats* f2 = (ss-4)->counterMoves;
 150
 151   Color c = pos.side_to_move();
 152
 153   for (auto& m : *this)
 154       m.value =      history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 155                + (cm ? (*cm)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
 156                + (fm ? (*fm)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
 157                + (f2 ? (*f2)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
 158                + fromTo.get(c, m);
 159 }
 160
 161 template<>
 162 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 163   // Try winning and equal captures ordered by MVV/LVA, then non-captures ordered
 164   // by history value, then bad captures and quiet moves with a negative SEE ordered
 165   // by SEE value.
 166   const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
 167   const FromToStats& fromTo = pos.this_thread()->fromTo;
 168   Color c = pos.side_to_move();
 169   Value see;
 170
 171   for (auto& m : *this)
 172       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 173           m.value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
 174
 175       else if (pos.capture(m))
 176           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 177                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 178       else
 179           m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] + fromTo.get(c, m);
 180 }
 181
 182 int MovePicker::see_sign() const
 183 {
 184   return  stage == GOOD_CAPTURES ?  1
 185         : stage == BAD_CAPTURES  ? -1 : 0;
 186 }
 187
 188 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 189 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 190 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 191 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 192
 193 Move MovePicker::next_move() {
 194
 195   Move move;
 196
 197   switch (stage) {
 198
 199   case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
 200   case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS: case PROBCUT:
 201       ++stage;
 202       return ttMove;
 203
 204   case GOOD_CAPTURES_INIT:
 205       endBadCaptures = cur = moves;
 206       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 207       score<CAPTURES>();
 208       ++stage;
 209
 210   case GOOD_CAPTURES:
 211       while (cur < endMoves)
 212       {
 213           move = pick_best(cur++, endMoves);
 214           if (move != ttMove)
 215           {
 216               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 217                   return move;
 218
 219               // Losing capture, move it to the beginning of the array
 220               *endBadCaptures++ = move;
 221           }
 222       }
 223       ++stage;
 224
 225       // First killer move
 226       move = ss->killers[0];
 227       if (    move != MOVE_NONE
 228           &&  move != ttMove
 229           &&  pos.pseudo_legal(move)
 230           && !pos.capture(move))
 231           return move;
 232
 233   case KILLERS:
 234       ++stage;
 235       move = ss->killers[1]; // Second killer move
 236       if (    move != MOVE_NONE
 237           &&  move != ttMove
 238           &&  pos.pseudo_legal(move)
 239           && !pos.capture(move))
 240           return move;
 241
 242   case KILLERS_2:
 243       ++stage;
 244       move = countermove;
 245       if (    move != MOVE_NONE
 246           &&  move != ttMove
 247           &&  move != ss->killers[0]
 248           &&  move != ss->killers[1]
 249           &&  pos.pseudo_legal(move)
 250           && !pos.capture(move))
 251           return move;
 252
 253   case QUIET_INIT:
 254       cur = endBadCaptures;
 255       endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 256       score<QUIETS>();
 257       if (depth < 3 * ONE_PLY)
 258       {
 259           ExtMove* goodQuiet = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m)
 260                                              { return m.value > VALUE_ZERO; });
 261           insertion_sort(cur, goodQuiet);
 262       } else
 263           insertion_sort(cur, endMoves);
 264       ++stage;
 265
 266   case QUIET:
 267       while (cur < endMoves)
 268       {
 269           move = *cur++;
 270           if (   move != ttMove
 271               && move != ss->killers[0]
 272               && move != ss->killers[1]
 273               && move != countermove)
 274               return move;
 275       }
 276       ++stage;
 277       cur = moves; // Point to beginning of bad captures
 278
 279   case BAD_CAPTURES:
 280       if (cur < endBadCaptures)
 281           return *cur++;
 282       break;
 283
 284   case ALL_EVASIONS:
 285       cur = moves;
 286       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 287       if (endMoves - cur > 1)
 288           score<EVASIONS>();
 289       stage = REMAINING;
 290       goto remaining;
 291
 292   case QCAPTURES_CHECKS_INIT:
 293   case QCAPTURES_NO_CHECKS:
 294       cur = moves;
 295       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 296       score<CAPTURES>();
 297       ++stage;
 298
 299 remaining:
 300   case QCAPTURES_CHECKS:
 301   case REMAINING:
 302       while (cur < endMoves)
 303       {
 304           move = pick_best(cur++, endMoves);
 305           if (move != ttMove)
 306               return move;
 307       }
 308       if (stage == REMAINING)
 309           break;
 310       cur = moves;
 311       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 312       ++stage;
 313
 314   case CHECKS:
 315       while (cur < endMoves)
 316       {
 317           move = cur++->move;
 318           if (move != ttMove)
 319               return move;
 320       }
 321       break;
 322
 323   case RECAPTURE:
 324       cur = moves;
 325       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 326       score<CAPTURES>();
 327       ++stage;
 328
 329   case RECAPTURES:
 330       while (cur < endMoves)
 331       {
 332           move = pick_best(cur++, endMoves);
 333           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 334               return move;
 335       }
 336       break;
 337
 338   case PROBCUT_INIT:
 339       cur = moves;
 340       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 341       score<CAPTURES>();
 342       ++stage;
 343
 344   case PROBCUT_CAPTURES:
 345       while (cur < endMoves)
 346       {
 347           move = pick_best(cur++, endMoves);
 348           if (   move != ttMove
 349               && pos.see(move) > threshold)
 350               return move;
 351       }
 352       break;
 353
 354   default:
 355       assert(false);
 356   }
 357
 358   return MOVE_NONE;
 359 }