git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/movepick.cpp

   1 /*
   2   Glaurung, a UCI chess playing engine.
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad
   4
   5   Glaurung is free software: you can redistribute it and/or modify
   6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8   (at your option) any later version.
   9
  10   Glaurung is distributed in the hope that it will be useful,
  11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13   GNU General Public License for more details.
  14
  15   You should have received a copy of the GNU General Public License
  16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17 */
  18
  19
  20 ////
  21 //// Includes
  22 ////
  23
  24 #include <cassert>
  25
  26 #include "history.h"
  27 #include "movegen.h"
  28 #include "movepick.h"
  29 #include "search.h"
  30 #include "value.h"
  31
  32
  33 ////
  34 //// Local definitions
  35 ////
  36
  37 namespace {
  38
  39   /// Variables
  40
  41   int MainSearchPhaseIndex;
  42   int EvasionsPhaseIndex;
  43   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  44   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  45
  46 }
  47
  48 // Static array definition
  49 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::PhaseTable[32];
  50
  51
  52 ////
  53 //// Functions
  54 ////
  55
  56
  57 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  58 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  59 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  60 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  61 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  62 /// move ordering is at the current node.
  63
  64 MovePicker::MovePicker(Position &p, bool pvnode, Move ttm, Move mk,
  65                        Move k1, Move k2, Depth dpth) {
  66   pos = &p;
  67   pvNode = pvnode;
  68   ttMove = ttm;
  69   mateKiller = (mk == ttm)? MOVE_NONE : mk;
  70   killer1 = k1;
  71   killer2 = k2;
  72   depth = dpth;
  73   movesPicked = 0;
  74   numOfMoves = 0;
  75   numOfBadCaptures = 0;
  76   dc = p.discovered_check_candidates(p.side_to_move());
  77
  78   if(p.is_check())
  79     phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  80   else if(depth > Depth(0))
  81     phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  82   else if(depth == Depth(0))
  83     phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  84   else
  85     phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  86
  87   pinned = p.pinned_pieces(p.side_to_move());
  88
  89   finished = false;
  90 }
  91
  92
  93 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  94 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  95 /// are no more moves left of the types we are interested in.
  96
  97 Move MovePicker::get_next_move() {
  98   Move move;
  99
 100   while(true) {
 101     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 102     // the list, and return it:
 103     move = this->pick_move_from_list();
 104     if(move != MOVE_NONE) {
 105       assert(move_is_ok(move));
 106       return move;
 107     }
 108
 109     // Next phase:
 110     phaseIndex++;
 111     switch(PhaseTable[phaseIndex]) {
 112
 113     case PH_TT_MOVE:
 114       if(ttMove != MOVE_NONE) {
 115         assert(move_is_ok(ttMove));
 116         Move m = generate_move_if_legal(*pos, ttMove, pinned);
 117         if(m != MOVE_NONE) {
 118           assert(m == ttMove);
 119           return m;
 120         }
 121       }
 122       break;
 123
 124     case PH_MATE_KILLER:
 125       if(mateKiller != MOVE_NONE) {
 126         assert(move_is_ok(mateKiller));
 127         Move m = generate_move_if_legal(*pos, mateKiller, pinned);
 128         if(m != MOVE_NONE) {
 129           assert(m == mateKiller);
 130           return m;
 131         }
 132       }
 133       break;
 134
 135     case PH_GOOD_CAPTURES:
 136       // pinned = pos->pinned_pieces(pos->side_to_move());
 137       numOfMoves = generate_captures(*pos, moves);
 138       this->score_captures();
 139       movesPicked = 0;
 140       break;
 141
 142     case PH_BAD_CAPTURES:
 143       badCapturesPicked = 0;
 144       break;
 145
 146     case PH_NONCAPTURES:
 147       numOfMoves = generate_noncaptures(*pos, moves);
 148       this->score_noncaptures();
 149       movesPicked = 0;
 150       break;
 151
 152     case PH_EVASIONS:
 153       assert(pos->is_check());
 154       // pinned = pos->pinned_pieces(pos->side_to_move());
 155       numOfMoves = generate_evasions(*pos, moves);
 156       this->score_evasions();
 157       movesPicked = 0;
 158       break;
 159
 160     case PH_QCAPTURES:
 161       // pinned = pos->pinned_pieces(pos->side_to_move());
 162       numOfMoves = generate_captures(*pos, moves);
 163       this->score_qcaptures();
 164       movesPicked = 0;
 165       break;
 166
 167     case PH_QCHECKS:
 168       numOfMoves = generate_checks(*pos, moves, dc);
 169       movesPicked = 0;
 170       break;
 171
 172     case PH_STOP:
 173       return MOVE_NONE;
 174
 175     default:
 176       assert(false);
 177       return MOVE_NONE;
 178     }
 179   }
 180
 181   assert(false);
 182
 183   return MOVE_NONE;
 184 }
 185
 186
 187 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 188 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 189
 190 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 191    Move m;
 192
 193    lock_grab(&lock);
 194    if(finished) {
 195      lock_release(&lock);
 196      return MOVE_NONE;
 197    }
 198    m = this->get_next_move();
 199    if(m == MOVE_NONE)
 200      finished = true;
 201    lock_release(&lock);
 202
 203    return m;
 204 }
 205
 206
 207 /// MovePicker::number_of_moves() simply returns the numOfMoves member
 208 /// variable.  It is intended to be used in positions where the side to move
 209 /// is in check, for detecting checkmates or situations where there is only
 210 /// a single reply to check.
 211
 212 int MovePicker::number_of_moves() const {
 213   return numOfMoves;
 214 }
 215
 216
 217 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 218 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 219 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 220 /// with highest scores will be picked first by
 221 /// MovePicker::pick_move_from_list().
 222
 223 void MovePicker::score_captures() {
 224   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 225   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 226   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 227   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 228   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 229   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 230   // where it is possible to recapture with the hanging piece).  Exchanging
 231   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 232   // the subtree size.
 233   for(int i = 0; i < numOfMoves; i++) {
 234     int seeValue = pos->see(moves[i].move);
 235     if(seeValue >= 0) {
 236       if(move_promotion(moves[i].move))
 237         moves[i].score = QueenValueMidgame;
 238       else
 239         moves[i].score =
 240           int(pos->midgame_value_of_piece_on(move_to(moves[i].move))) -
 241           int(pos->type_of_piece_on(move_from(moves[i].move)));
 242     }
 243     else
 244       moves[i].score = seeValue;
 245
 246   }
 247 }
 248
 249 void MovePicker::score_noncaptures() {
 250   for(int i = 0; i < numOfMoves; i++) {
 251     Move m = moves[i].move;
 252     if(m == killer1)
 253       moves[i].score = HistoryMax + 2;
 254     else if(m == killer2)
 255       moves[i].score = HistoryMax + 1;
 256     else
 257       moves[i].score = H.move_ordering_score(pos->piece_on(move_from(m)), m);
 258   }
 259 }
 260
 261 void MovePicker::score_evasions() {
 262   for(int i = 0; i < numOfMoves; i++) {
 263     Move m = moves[i].move;
 264     if(m == ttMove)
 265       moves[i].score = 2*HistoryMax;
 266     else if(!pos->square_is_empty(move_to(m))) {
 267       int seeScore = pos->see(m);
 268       moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 269     }
 270     else
 271       moves[i].score = H.move_ordering_score(pos->piece_on(move_from(m)), m);
 272   }
 273 }
 274
 275 void MovePicker::score_qcaptures() {
 276   // Use MVV/LVA ordering.
 277   for(int i = 0; i < numOfMoves; i++) {
 278     Move m = moves[i].move;
 279     if(move_promotion(m))
 280       moves[i].score = QueenValueMidgame;
 281     else
 282       moves[i].score =
 283         int(pos->midgame_value_of_piece_on(move_to(m))) -
 284         int(pos->midgame_value_of_piece_on(move_to(m))) / 64;
 285   }
 286 }
 287
 288
 289 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 290 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 291 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 292 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 293 /// While picking captures in the PH_GOOD_CAPTURES phase (i.e. while picking
 294 /// non-losing captures in the main search), it moves all captures with
 295 /// negative SEE values to the badCaptures[] array.
 296
 297 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 298   int bestScore = -10000000;
 299   int bestIndex;
 300   Move move;
 301
 302   switch(PhaseTable[phaseIndex]) {
 303
 304   case PH_GOOD_CAPTURES:
 305     assert(!pos->is_check());
 306     assert(movesPicked >= 0);
 307     while(movesPicked < numOfMoves) {
 308       bestScore = -10000000;
 309       bestIndex = -1;
 310       for(int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++) {
 311         if(moves[i].score < 0) {
 312           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 313           assert(numOfBadCaptures < 63);
 314           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 315           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 316         }
 317         else if(moves[i].score > bestScore) {
 318           bestIndex = i;
 319           bestScore = moves[i].score;
 320         }
 321       }
 322       if(bestIndex != -1) { // Found a good capture
 323         move = moves[bestIndex].move;\r
 324         moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 325         if(move != ttMove && move != mateKiller &&
 326            pos->move_is_legal(move, pinned))
 327           return move;
 328       }
 329     }
 330     break;
 331
 332   case PH_NONCAPTURES:
 333     assert(!pos->is_check());
 334     assert(movesPicked >= 0);
 335     while(movesPicked < numOfMoves) {
 336       bestScore = -10000000;
 337
 338       // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 339       // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 340       // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 341       // anyway, so we just pick the first move from the list.
 342       if(pvNode || movesPicked < 12) {
 343         bestIndex = -1;
 344         for(int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 345           if(moves[i].score > bestScore) {
 346             bestIndex = i;
 347             bestScore = moves[i].score;
 348           }
 349       }
 350       else
 351         bestIndex = movesPicked;
 352
 353       if(bestIndex != -1) {
 354         move = moves[bestIndex].move;\r
 355         moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 356         if(move != ttMove && move != mateKiller &&
 357            pos->move_is_legal(move, pinned))
 358           return move;
 359       }
 360     }
 361     break;
 362
 363   case PH_EVASIONS:
 364     assert(pos->is_check());
 365     assert(movesPicked >= 0);
 366     while(movesPicked < numOfMoves) {
 367       bestScore = -10000000;
 368       bestIndex = -1;
 369       for(int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 370         if(moves[i].score > bestScore) {
 371           bestIndex = i;
 372           bestScore = moves[i].score;
 373         }
 374
 375       if(bestIndex != -1) {
 376         move = moves[bestIndex].move;\r
 377         moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 378         return move;
 379       }
 380     }
 381     break;
 382
 383   case PH_BAD_CAPTURES:
 384     assert(!pos->is_check());
 385     assert(badCapturesPicked >= 0);
 386     // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 387     // of just picking the first move.  FIXME
 388     while(badCapturesPicked < numOfBadCaptures) {
 389       move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 390       if(move != ttMove && move != mateKiller &&
 391          pos->move_is_legal(move, pinned))
 392         return move;
 393     }
 394     break;
 395
 396   case PH_QCAPTURES:
 397     assert(!pos->is_check());
 398     assert(movesPicked >= 0);
 399     while(movesPicked < numOfMoves) {
 400       bestScore = -10000000;
 401       if(movesPicked < 4) {
 402         bestIndex = -1;
 403         for(int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 404           if(moves[i].score > bestScore) {
 405             bestIndex = i;
 406             bestScore = moves[i].score;
 407           }
 408       }
 409       else
 410         bestIndex = movesPicked;
 411
 412       if(bestIndex != -1) {
 413         move = moves[bestIndex].move;\r
 414         moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 415         // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 416         // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 417         if(/* move != ttMove && */ pos->move_is_legal(move, pinned))
 418           return move;
 419       }
 420     }
 421     break;
 422
 423   case PH_QCHECKS:
 424     assert(!pos->is_check());
 425     assert(movesPicked >= 0);
 426     // Perhaps we should do something better than just picking the first
 427     // move here?  FIXME
 428     while(movesPicked < numOfMoves) {
 429       move = moves[movesPicked++].move;
 430       // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 431       if(/* move != ttMove && */ pos->move_is_legal(move, pinned))
 432         return move;
 433     }
 434     break;
 435
 436   default:
 437     break;
 438   }
 439
 440   return MOVE_NONE;
 441 }
 442
 443
 444 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 445 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 446 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex variables.  It is only called once
 447 /// during program startup, and never again while the program is running.
 448
 449 void MovePicker::init_phase_table() {
 450   int i = 0;
 451
 452   // Main search
 453   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 454   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 455   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 456   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 457   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 458   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 459   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 460   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 461   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 462   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 463
 464   // Check evasions
 465   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 466   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 467   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 468
 469   // Quiescence search with checks
 470   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 471   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 472   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 473   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 474
 475   // Quiescence search without checks
 476   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 477   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 478   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 479 }