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) 2015-2018 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
  25 namespace {
  26
  27   enum Stages {
  28     MAIN_SEARCH, CAPTURES_INIT, GOOD_CAPTURES, KILLER0, KILLER1, COUNTERMOVE, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURES,
  29     EVASION, EVASIONS_INIT, ALL_EVASIONS,
  30     PROBCUT, PROBCUT_CAPTURES_INIT, PROBCUT_CAPTURES,
  31     QSEARCH, QCAPTURES_INIT, QCAPTURES, QCHECKS, QSEARCH_RECAPTURES, QRECAPTURES
  32   };
  33
  34   // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
  35   // a given limit. The order of moves smaller than the limit is left unspecified.
  36   void partial_insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end, int limit) {
  37
  38     for (ExtMove *sortedEnd = begin, *p = begin + 1; p < end; ++p)
  39         if (p->value >= limit)
  40         {
  41             ExtMove tmp = *p, *q;
  42             *p = *++sortedEnd;
  43             for (q = sortedEnd; q != begin && *(q - 1) < tmp; --q)
  44                 *q = *(q - 1);
  45             *q = tmp;
  46         }
  47   }
  48
  49   // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
  50   // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
  51   // are few moves, e.g., the possible captures.
  52   Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end) {
  53
  54     std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  55     return *begin;
  56   }
  57
  58 } // namespace
  59
  60
  61 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  62 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  63 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  64 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
  65 /// ordering is at the current node.
  66
  67 /// MovePicker constructor for the main search
  68 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  69                        const CapturePieceToHistory* cph, const PieceToHistory** ch, Move cm, Move* killers_p)
  70            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), contHistory(ch), countermove(cm),
  71              killers{killers_p[0], killers_p[1]}, depth(d){
  72
  73   assert(d > DEPTH_ZERO);
  74
  75   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  76   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  77   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
  78 }
  79
  80 /// MovePicker constructor for quiescence search
  81 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,  const CapturePieceToHistory* cph, Square s)
  82            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), depth(d) {
  83
  84   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  85
  86   if (pos.checkers())
  87       stage = EVASION;
  88
  89   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  90       stage = QSEARCH;
  91
  92   else
  93   {
  94       stage = QSEARCH_RECAPTURES;
  95       recaptureSquare = s;
  96       return;
  97   }
  98
  99   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 100   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 101 }
 102
 103 /// MovePicker constructor for ProbCut: we generate captures with SEE higher
 104 /// than or equal to the given threshold.
 105 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th, const CapturePieceToHistory* cph)
 106            : pos(p), captureHistory(cph), threshold(th) {
 107
 108   assert(!pos.checkers());
 109
 110   stage = PROBCUT;
 111   ttMove =   ttm
 112           && pos.pseudo_legal(ttm)
 113           && pos.capture(ttm)
 114           && pos.see_ge(ttm, threshold) ? ttm : MOVE_NONE;
 115
 116   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 117 }
 118
 119 /// score() assigns a numerical value to each move in a list, used for sorting.
 120 /// Captures are ordered by Most Valuable Victim (MVV), preferring captures
 121 /// with a good history. Quiets are ordered using the histories.
 122 template<GenType Type>
 123 void MovePicker::score() {
 124
 125   static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == EVASIONS, "Wrong type");
 126
 127   for (auto& m : *this)
 128       if (Type == CAPTURES)
 129           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 130                    + (*captureHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)][type_of(pos.piece_on(to_sq(m)))];
 131
 132       else if (Type == QUIETS)
 133           m.value =  (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 134                    + (*contHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 135                    + (*contHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 136                    + (*contHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 137
 138       else // Type == EVASIONS
 139       {
 140           if (pos.capture(m))
 141               m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 142                        - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
 143           else
 144               m.value = (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)] - (1 << 28);
 145       }
 146 }
 147
 148 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 149 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 150 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 151 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 152
 153 Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 154
 155   Move move;
 156
 157   switch (stage) {
 158
 159   case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH: case PROBCUT:
 160       ++stage;
 161       return ttMove;
 162
 163   case CAPTURES_INIT:
 164   case PROBCUT_CAPTURES_INIT:
 165   case QCAPTURES_INIT:
 166   case QSEARCH_RECAPTURES:
 167       endBadCaptures = cur = moves;
 168       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 169       score<CAPTURES>();
 170       ++stage;
 171
 172       // Rebranch at the top of the switch via a recursive call
 173       return next_move(skipQuiets);
 174
 175   case GOOD_CAPTURES:
 176       while (cur < endMoves)
 177       {
 178           move = pick_best(cur++, endMoves);
 179           if (move != ttMove)
 180           {
 181               if (pos.see_ge(move, Value(-55 * (cur-1)->value / 1024)))
 182                   return move;
 183
 184               // Losing capture, move it to the beginning of the array
 185               *endBadCaptures++ = move;
 186           }
 187       }
 188       ++stage;
 189       /* fallthrough */
 190
 191   case KILLER0:
 192   case KILLER1:
 193       do
 194       {
 195           move = killers[++stage - KILLER1];
 196           if (    move != MOVE_NONE
 197               &&  move != ttMove
 198               &&  pos.pseudo_legal(move)
 199               && !pos.capture(move))
 200               return move;
 201       } while (stage <= KILLER1);
 202       /* fallthrough */
 203
 204   case COUNTERMOVE:
 205       ++stage;
 206       move = countermove;
 207       if (    move != MOVE_NONE
 208           &&  move != ttMove
 209           &&  move != killers[0]
 210           &&  move != killers[1]
 211           &&  pos.pseudo_legal(move)
 212           && !pos.capture(move))
 213           return move;
 214       /* fallthrough */
 215
 216   case QUIET_INIT:
 217       cur = endBadCaptures;
 218       endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 219       score<QUIETS>();
 220       partial_insertion_sort(cur, endMoves, -4000 * depth / ONE_PLY);
 221       ++stage;
 222       /* fallthrough */
 223
 224   case QUIET:
 225       if (!skipQuiets)
 226          while (cur < endMoves)
 227          {
 228              move = *cur++;
 229
 230              if (   move != ttMove
 231                  && move != killers[0]
 232                  && move != killers[1]
 233                  && move != countermove)
 234                  return move;
 235          }
 236       ++stage;
 237       cur = moves; // Point to beginning of bad captures
 238       /* fallthrough */
 239
 240   case BAD_CAPTURES:
 241       if (cur < endBadCaptures)
 242           return *cur++;
 243       break;
 244
 245   case EVASIONS_INIT:
 246       cur = moves;
 247       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 248       score<EVASIONS>();
 249       ++stage;
 250       /* fallthrough */
 251
 252   case ALL_EVASIONS:
 253       while (cur < endMoves)
 254       {
 255           move = pick_best(cur++, endMoves);
 256           if (move != ttMove)
 257               return move;
 258       }
 259       break;
 260
 261   case PROBCUT_CAPTURES:
 262       while (cur < endMoves)
 263       {
 264           move = pick_best(cur++, endMoves);
 265           if (   move != ttMove
 266               && pos.see_ge(move, threshold))
 267               return move;
 268       }
 269       break;
 270
 271   case QCAPTURES:
 272       while (cur < endMoves)
 273       {
 274           move = pick_best(cur++, endMoves);
 275           if (move != ttMove)
 276               return move;
 277       }
 278       if (depth <= DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 279           break;
 280       cur = moves;
 281       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 282       ++stage;
 283       /* fallthrough */
 284
 285   case QCHECKS:
 286       while (cur < endMoves)
 287       {
 288           move = cur++->move;
 289           if (move != ttMove)
 290               return move;
 291       }
 292       break;
 293
 294   case QRECAPTURES:
 295       while (cur < endMoves)
 296       {
 297           move = *cur++;
 298           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 299               return move;
 300       }
 301       break;
 302
 303   default:
 304       assert(false);
 305   }
 306
 307   return MOVE_NONE;
 308 }