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) 2015-2017 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   // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
  38   // a given limit. The order of moves smaller than the limit is left unspecified.
  39   // To keep the implementation simple, *begin is always included in the sorted moves.
  40   void partial_insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end, int limit) {
  41
  42     for (ExtMove *sortedEnd = begin + 1, *p = begin + 1; p < end; ++p)
  43         if (p->value >= limit)
  44         {
  45             ExtMove tmp = *p, *q;
  46             *p = *sortedEnd;
  47             for (q = sortedEnd; q != begin && *(q-1) < tmp; --q)
  48                 *q = *(q-1);
  49             *q = tmp;
  50             ++sortedEnd;
  51         }
  52   }
  53
  54   // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
  55   // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
  56   // are few moves, e.g., the possible captures.
  57   Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end) {
  58
  59     std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  60     return *begin;
  61   }
  62
  63 } // namespace
  64
  65
  66 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  67 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  68 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  69 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
  70 /// ordering is at the current node.
  71
  72 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Search::Stack* s)
  73            : pos(p), ss(s), depth(d) {
  74
  75   assert(d > DEPTH_ZERO);
  76
  77   Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
  78   countermove = pos.this_thread()->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
  79   killers[0] = ss->killers[0];
  80   killers[1] = ss->killers[1];
  81
  82   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  83   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  84   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
  85 }
  86
  87 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Square s)
  88            : pos(p) {
  89
  90   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  91
  92   if (pos.checkers())
  93       stage = EVASION;
  94
  95   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  96       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
  97
  98   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  99       stage = QSEARCH_NO_CHECKS;
 100
 101   else
 102   {
 103       stage = QSEARCH_RECAPTURES;
 104       recaptureSquare = s;
 105       return;
 106   }
 107
 108   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 109   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 110 }
 111
 112 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th)
 113            : pos(p), threshold(th) {
 114
 115   assert(!pos.checkers());
 116
 117   stage = PROBCUT;
 118
 119   // In ProbCut we generate captures with SEE higher than or equal to the given threshold
 120   ttMove =   ttm
 121           && pos.pseudo_legal(ttm)
 122           && pos.capture(ttm)
 123           && pos.see_ge(ttm, threshold) ? ttm : MOVE_NONE;
 124
 125   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 126 }
 127
 128
 129 /// score() assigns a numerical value to each move in a move list. The moves with
 130 /// highest values will be picked first.
 131 template<>
 132 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 133   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV, preferring
 134   // captures near our home rank. Surprisingly, this appears to perform slightly
 135   // better than SEE-based move ordering: exchanging big pieces before capturing
 136   // a hanging piece probably helps to reduce the subtree size.
 137   // In the main search we want to push captures with negative SEE values to the
 138   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 139   // has been picked up, saving some SEE calls in case we get a cutoff.
 140   for (auto& m : *this)
 141       m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 142                - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m)));
 143 }
 144
 145 template<>
 146 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 147
 148   const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
 149
 150   const CounterMoveStats& cmh = *(ss-1)->counterMoves;
 151   const CounterMoveStats& fmh = *(ss-2)->counterMoves;
 152   const CounterMoveStats& fm2 = *(ss-4)->counterMoves;
 153
 154   Color c = pos.side_to_move();
 155
 156   for (auto& m : *this)
 157       m.value =  cmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 158                + fmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 159                + fm2[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 160                + history.get(c, m);
 161 }
 162
 163 template<>
 164 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 165   // Try captures ordered by MVV/LVA, then non-captures ordered by stats heuristics
 166   const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
 167   Color c = pos.side_to_move();
 168
 169   for (auto& m : *this)
 170       if (pos.capture(m))
 171           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 172                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 173       else
 174           m.value = history.get(c, m);
 175 }
 176
 177
 178 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 179 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 180 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 181 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 182
 183 Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 184
 185   Move move;
 186
 187   switch (stage) {
 188
 189   case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
 190   case QSEARCH_NO_CHECKS: case PROBCUT:
 191       ++stage;
 192       return ttMove;
 193
 194   case CAPTURES_INIT:
 195       endBadCaptures = cur = moves;
 196       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 197       score<CAPTURES>();
 198       ++stage;
 199       /* fallthrough */
 200
 201   case GOOD_CAPTURES:
 202       while (cur < endMoves)
 203       {
 204           move = pick_best(cur++, endMoves);
 205           if (move != ttMove)
 206           {
 207               if (pos.see_ge(move, VALUE_ZERO))
 208                   return move;
 209
 210               // Losing capture, move it to the beginning of the array
 211               *endBadCaptures++ = move;
 212           }
 213       }
 214
 215       ++stage;
 216       move = killers[0];  // First killer move
 217       if (    move != MOVE_NONE
 218           &&  move != ttMove
 219           &&  pos.pseudo_legal(move)
 220           && !pos.capture(move))
 221           return move;
 222       /* fallthrough */
 223
 224   case KILLERS:
 225       ++stage;
 226       move = killers[1]; // Second killer move
 227       if (    move != MOVE_NONE
 228           &&  move != ttMove
 229           &&  pos.pseudo_legal(move)
 230           && !pos.capture(move))
 231           return move;
 232       /* fallthrough */
 233
 234   case COUNTERMOVE:
 235       ++stage;
 236       move = countermove;
 237       if (    move != MOVE_NONE
 238           &&  move != ttMove
 239           &&  move != killers[0]
 240           &&  move != killers[1]
 241           &&  pos.pseudo_legal(move)
 242           && !pos.capture(move))
 243           return move;
 244       /* fallthrough */
 245
 246   case QUIET_INIT:
 247       cur = endBadCaptures;
 248       endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 249       score<QUIETS>();
 250       partial_insertion_sort(cur, endMoves, -4000 * depth / ONE_PLY);
 251       ++stage;
 252       /* fallthrough */
 253
 254   case QUIET:
 255       while (    cur < endMoves
 256              && (!skipQuiets || cur->value >= VALUE_ZERO))
 257       {
 258           move = *cur++;
 259
 260           if (   move != ttMove
 261               && move != killers[0]
 262               && move != killers[1]
 263               && move != countermove)
 264               return move;
 265       }
 266       ++stage;
 267       cur = moves; // Point to beginning of bad captures
 268       /* fallthrough */
 269
 270   case BAD_CAPTURES:
 271       if (cur < endBadCaptures)
 272           return *cur++;
 273       break;
 274
 275   case EVASIONS_INIT:
 276       cur = moves;
 277       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 278       score<EVASIONS>();
 279       ++stage;
 280       /* fallthrough */
 281
 282   case ALL_EVASIONS:
 283       while (cur < endMoves)
 284       {
 285           move = pick_best(cur++, endMoves);
 286           if (move != ttMove)
 287               return move;
 288       }
 289       break;
 290
 291   case PROBCUT_INIT:
 292       cur = moves;
 293       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 294       score<CAPTURES>();
 295       ++stage;
 296       /* fallthrough */
 297
 298   case PROBCUT_CAPTURES:
 299       while (cur < endMoves)
 300       {
 301           move = pick_best(cur++, endMoves);
 302           if (   move != ttMove
 303               && pos.see_ge(move, threshold))
 304               return move;
 305       }
 306       break;
 307
 308   case QCAPTURES_1_INIT: case QCAPTURES_2_INIT:
 309       cur = moves;
 310       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 311       score<CAPTURES>();
 312       ++stage;
 313       /* fallthrough */
 314
 315   case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 316       while (cur < endMoves)
 317       {
 318           move = pick_best(cur++, endMoves);
 319           if (move != ttMove)
 320               return move;
 321       }
 322       if (stage == QCAPTURES_2)
 323           break;
 324       cur = moves;
 325       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 326       ++stage;
 327       /* fallthrough */
 328
 329   case QCHECKS:
 330       while (cur < endMoves)
 331       {
 332           move = cur++->move;
 333           if (move != ttMove)
 334               return move;
 335       }
 336       break;
 337
 338   case QSEARCH_RECAPTURES:
 339       cur = moves;
 340       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 341       score<CAPTURES>();
 342       ++stage;
 343       /* fallthrough */
 344
 345   case QRECAPTURES:
 346       while (cur < endMoves)
 347       {
 348           move = pick_best(cur++, endMoves);
 349           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 350               return move;
 351       }
 352       break;
 353
 354   default:
 355       assert(false);
 356   }
 357
 358   return MOVE_NONE;
 359 }