Simplify threats
[stockfish] / 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
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 "movepick.h"
24 #include "thread.h"
25
26 namespace {
27
28   enum Stages {
29     MAIN_SEARCH, GOOD_CAPTURES, KILLERS, GOOD_QUIETS, BAD_QUIETS, BAD_CAPTURES,
30     EVASION, ALL_EVASIONS,
31     QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1, CHECKS,
32     QSEARCH_WITHOUT_CHECKS, QCAPTURES_2,
33     PROBCUT, PROBCUT_CAPTURES,
34     RECAPTURE, RECAPTURES,
35     STOP
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, const HistoryStats& h,
71                        const CounterMovesHistoryStats& cmh, Move cm, Search::Stack* s)
72            : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh), ss(s), countermove(cm), depth(d) {
73
74   assert(d > DEPTH_ZERO);
75
76   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
77   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
78   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
79 }
80
81 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
82                        const CounterMovesHistoryStats& cmh, Square s)
83            : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh) {
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_WITHOUT_CHECKS;
95
96   else
97   {
98       stage = RECAPTURE;
99       recaptureSquare = s;
100       ttm = MOVE_NONE;
101   }
102
103   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
104   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
105 }
106
107 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h,
108                        const CounterMovesHistoryStats& cmh, Value th)
109            : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh), 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   endMoves += (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 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   Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
145   const HistoryStats& cmh = counterMovesHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
146
147   for (auto& m : *this)
148       m.value =  history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
149                + cmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
150 }
151
152 template<>
153 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
154   // Try winning and equal captures captures ordered by MVV/LVA, then non-captures
155   // ordered by history value, then bad-captures and quiet moves with a negative
156   // SEE ordered by SEE value.
157   Value see;
158
159   for (auto& m : *this)
160       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
161           m.value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
162
163       else if (pos.capture(m))
164           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
165                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
166       else
167           m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
168 }
169
170
171 /// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
172 /// when there are no more moves to try for the current stage.
173
174 void MovePicker::generate_next_stage() {
175
176   assert(stage != STOP);
177
178   cur = moves;
179
180   switch (++stage) {
181
182   case GOOD_CAPTURES: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
183   case PROBCUT_CAPTURES: case RECAPTURES:
184       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, moves);
185       score<CAPTURES>();
186       break;
187
188   case KILLERS:
189       killers[0] = ss->killers[0];
190       killers[1] = ss->killers[1];
191       killers[2] = countermove;
192       cur = killers;
193       endMoves = cur + 2 + (countermove != killers[0] && countermove != killers[1]);
194       break;
195
196   case GOOD_QUIETS:
197       endQuiets = endMoves = generate<QUIETS>(pos, moves);
198       score<QUIETS>();
199       endMoves = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m) { return m.value > VALUE_ZERO; });
200       insertion_sort(cur, endMoves);
201       break;
202
203   case BAD_QUIETS:
204       cur = endMoves;
205       endMoves = endQuiets;
206       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
207           insertion_sort(cur, endMoves);
208       break;
209
210   case BAD_CAPTURES:
211       // Just pick them in reverse order to get correct ordering
212       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
213       endMoves = endBadCaptures;
214       break;
215
216   case ALL_EVASIONS:
217       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, moves);
218       if (endMoves - moves > 1)
219           score<EVASIONS>();
220       break;
221
222   case CHECKS:
223       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
224       break;
225
226   case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS: case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS:
227   case PROBCUT: case RECAPTURE: case STOP:
228       stage = STOP;
229       break;
230
231   default:
232       assert(false);
233   }
234 }
235
236
237 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
238 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
239 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
240 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
241
242 Move MovePicker::next_move() {
243
244   Move move;
245
246   while (true)
247   {
248       while (cur == endMoves && stage != STOP)
249           generate_next_stage();
250
251       switch (stage) {
252
253       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
254       case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS: case PROBCUT:
255           ++cur;
256           return ttMove;
257
258       case GOOD_CAPTURES:
259           move = pick_best(cur++, endMoves);
260           if (move != ttMove)
261           {
262               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
263                   return move;
264
265               // Losing capture, move it to the tail of the array
266               *endBadCaptures-- = move;
267           }
268           break;
269
270       case KILLERS:
271           move = *cur++;
272           if (    move != MOVE_NONE
273               &&  move != ttMove
274               &&  pos.pseudo_legal(move)
275               && !pos.capture(move))
276               return move;
277           break;
278
279       case GOOD_QUIETS: case BAD_QUIETS:
280           move = *cur++;
281           if (   move != ttMove
282               && move != killers[0]
283               && move != killers[1]
284               && move != killers[2])
285               return move;
286           break;
287
288       case BAD_CAPTURES:
289           return *cur--;
290
291       case ALL_EVASIONS: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
292           move = pick_best(cur++, endMoves);
293           if (move != ttMove)
294               return move;
295           break;
296
297       case PROBCUT_CAPTURES:
298            move = pick_best(cur++, endMoves);
299            if (move != ttMove && pos.see(move) > threshold)
300                return move;
301            break;
302
303       case RECAPTURES:
304           move = pick_best(cur++, endMoves);
305           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
306               return move;
307           break;
308
309       case CHECKS:
310           move = *cur++;
311           if (move != ttMove)
312               return move;
313           break;
314
315       case STOP:
316           return MOVE_NONE;
317
318       default:
319           assert(false);
320       }
321   }
322 }