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) 2008-2013 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, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
  30     EVASION,     EVASIONS_S2,
  31     QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
  32     QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
  33     PROBCUT,     CAPTURES_S5,
  34     RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
  35     STOP
  36   };
  37
  38   // Our insertion sort, guaranteed to be stable, as is needed
  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   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  53   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  54   inline bool has_positive_score(const ExtMove& ms) { return ms.score > 0; }
  55
  56   // Picks and moves to the front the best move in the range [begin, end),
  57   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  58   // normally are the possible captures.
  59   inline ExtMove* pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  60   {
  61       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  62       return begin;
  63   }
  64 }
  65
  66
  67 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  68 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  69 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  70 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  71 /// move ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  74                        Move* cm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   cur = end = moves = pos.this_thread()->get_moves_array();
  79   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  80   countermoves = cm;
  81   ss = s;
  82
  83   if (p.checkers())
  84       stage = EVASION;
  85
  86   else
  87       stage = MAIN_SEARCH;
  88
  89   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  90   end += (ttMove != MOVE_NONE);
  91 }
  92
  93 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  94                        Square sq) : pos(p), history(h) {
  95
  96   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  97
  98   cur = end = moves = pos.this_thread()->get_moves_array();
  99   if (p.checkers())
 100       stage = EVASION;
 101
 102   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 103       stage = QSEARCH_0;
 104
 105   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 106   {
 107       stage = QSEARCH_1;
 108
 109       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 110       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 111       // when TT table is full.
 112       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 113           ttm = MOVE_NONE;
 114   }
 115   else
 116   {
 117       stage = RECAPTURE;
 118       recaptureSquare = sq;
 119       ttm = MOVE_NONE;
 120   }
 121
 122   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 123   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 124 }
 125
 126 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
 127                        : pos(p), history(h) {
 128
 129   assert(!pos.checkers());
 130
 131   cur = end = moves = pos.this_thread()->get_moves_array();
 132   stage = PROBCUT;
 133
 134   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 135   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 136   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 137
 138   if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 139       ttMove = MOVE_NONE;
 140
 141   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 142 }
 143
 144 MovePicker::~MovePicker() { pos.this_thread()->free_moves_array(); }
 145
 146 /// score() assign a numerical move ordering score to each move in a move list.
 147 /// The moves with highest scores will be picked first.
 148 template<>
 149 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 150   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 151   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 152   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 153   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 154   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 155   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 156   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 157   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 158   // the subtree size.
 159   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 160   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 161   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 162   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 163   Move m;
 164
 165   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 166   {
 167       m = it->move;
 168       it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 169                  - type_of(pos.piece_moved(m));
 170
 171       if (type_of(m) == PROMOTION)
 172           it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 173
 174       else if (type_of(m) == ENPASSANT)
 175           it->score += PieceValue[MG][PAWN];
 176   }
 177 }
 178
 179 template<>
 180 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 181
 182   Move m;
 183
 184   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 185   {
 186       m = it->move;
 187       it->score = history[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 188   }
 189 }
 190
 191 template<>
 192 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 193   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 194   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 195   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 196   Move m;
 197   int seeScore;
 198
 199   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 200   {
 201       m = it->move;
 202       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 203           it->score = seeScore - HistoryStats::Max; // At the bottom
 204
 205       else if (pos.is_capture(m))
 206           it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 207                      - type_of(pos.piece_moved(m)) + HistoryStats::Max;
 208       else
 209           it->score = history[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 210   }
 211 }
 212
 213
 214 /// generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves, when
 215 /// there are no more moves to try for the current phase.
 216
 217 void MovePicker::generate_next() {
 218
 219   cur = moves;
 220
 221   switch (++stage) {
 222
 223   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 224       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 225       score<CAPTURES>();
 226       return;
 227
 228   case KILLERS_S1:
 229       cur = killers;
 230       end = cur + 2;
 231
 232       killers[0].move = ss->killers[0];
 233       killers[1].move = ss->killers[1];
 234       killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
 235
 236       // Be sure countermoves are different from killers
 237       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 238           if (countermoves[i] != cur->move && countermoves[i] != (cur+1)->move)
 239               (end++)->move = countermoves[i];
 240
 241       if (countermoves[1] && countermoves[1] == countermoves[0]) // Due to SMP races
 242           killers[3].move = MOVE_NONE;
 243
 244       return;
 245
 246   case QUIETS_1_S1:
 247       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 248       score<QUIETS>();
 249       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 250       insertion_sort(cur, end);
 251       return;
 252
 253   case QUIETS_2_S1:
 254       cur = end;
 255       end = endQuiets;
 256       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 257           insertion_sort(cur, end);
 258       return;
 259
 260   case BAD_CAPTURES_S1:
 261       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 262       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 263       end = endBadCaptures;
 264       return;
 265
 266   case EVASIONS_S2:
 267       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 268       if (end > moves + 1)
 269           score<EVASIONS>();
 270       return;
 271
 272   case QUIET_CHECKS_S3:
 273       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 274       return;
 275
 276   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 277       stage = STOP;
 278   case STOP:
 279       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 280       return;
 281
 282   default:
 283       assert(false);
 284   }
 285 }
 286
 287
 288 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 289 /// a new pseudo legal move every time is called, until there are no more moves
 290 /// left. It picks the move with the biggest score from a list of generated moves
 291 /// taking care not returning the ttMove if has already been searched previously.
 292 template<>
 293 Move MovePicker::next_move<false>() {
 294
 295   Move move;
 296
 297   while (true)
 298   {
 299       while (cur == end)
 300           generate_next();
 301
 302       switch (stage) {
 303
 304       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 305           cur++;
 306           return ttMove;
 307
 308       case CAPTURES_S1:
 309           move = pick_best(cur++, end)->move;
 310           if (move != ttMove)
 311           {
 312               if (pos.see_sign(move) >= 0)
 313                   return move;
 314
 315               // Losing capture, move it to the tail of the array
 316               (endBadCaptures--)->move = move;
 317           }
 318           break;
 319
 320       case KILLERS_S1:
 321           move = (cur++)->move;
 322           if (    move != MOVE_NONE
 323               &&  pos.is_pseudo_legal(move)
 324               &&  move != ttMove
 325               && !pos.is_capture(move))
 326               return move;
 327           break;
 328
 329       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 330           move = (cur++)->move;
 331           if (   move != ttMove
 332               && move != killers[0].move
 333               && move != killers[1].move
 334               && move != killers[2].move
 335               && move != killers[3].move)
 336               return move;
 337           break;
 338
 339       case BAD_CAPTURES_S1:
 340           return (cur--)->move;
 341
 342       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 343           move = pick_best(cur++, end)->move;
 344           if (move != ttMove)
 345               return move;
 346           break;
 347
 348       case CAPTURES_S5:
 349            move = pick_best(cur++, end)->move;
 350            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 351                return move;
 352            break;
 353
 354       case CAPTURES_S6:
 355           move = pick_best(cur++, end)->move;
 356           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 357               return move;
 358           break;
 359
 360       case QUIET_CHECKS_S3:
 361           move = (cur++)->move;
 362           if (move != ttMove)
 363               return move;
 364           break;
 365
 366       case STOP:
 367           return MOVE_NONE;
 368
 369       default:
 370           assert(false);
 371       }
 372   }
 373 }
 374
 375
 376 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 377 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 378 /// safe so must be lock protected by the caller.
 379 template<>
 380 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }