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 Sequencer {
  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(MoveStack* begin, MoveStack* end)
  40   {
  41     MoveStack 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 MoveStack& 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 MoveStack* pick_best(MoveStack* begin, MoveStack* 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, const CountermovesStats& cm,
  74                        Search::Stack* s, Value beta) : pos(p), history(h), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   captureThreshold = 0;
  79   cur = end = moves;
  80   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  81   ss = s;
  82
  83   if (p.checkers())
  84       phase = EVASION;
  85
  86   else
  87   {
  88       phase = MAIN_SEARCH;
  89
  90       killers[0].move = ss->killers[0];
  91       killers[1].move = ss->killers[1];
  92       Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
  93       killers[2].move = cm[pos.piece_on(prevSq)][prevSq].first;
  94       killers[3].move = cm[pos.piece_on(prevSq)][prevSq].second;
  95
  96       // Consider sligtly negative captures as good if at low depth and far from beta
  97       if (ss && ss->staticEval < beta - PawnValueMg && d < 3 * ONE_PLY)
  98           captureThreshold = -PawnValueMg;
  99
 100       // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
 101       else if (ss && ss->staticEval > beta)
 102           captureThreshold = beta - ss->staticEval;
 103   }
 104
 105   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 106   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 107 }
 108
 109 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
 110                        Square sq) : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
 111
 112   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 113
 114   if (p.checkers())
 115       phase = EVASION;
 116
 117   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 118       phase = QSEARCH_0;
 119
 120   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 121   {
 122       phase = QSEARCH_1;
 123
 124       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 125       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 126       // when TT table is full.
 127       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 128           ttm = MOVE_NONE;
 129   }
 130   else
 131   {
 132       phase = RECAPTURE;
 133       recaptureSquare = sq;
 134       ttm = MOVE_NONE;
 135   }
 136
 137   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 138   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 139 }
 140
 141 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
 142                        : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
 143
 144   assert(!pos.checkers());
 145
 146   phase = PROBCUT;
 147
 148   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 149   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 150   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 151
 152   if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 153       ttMove = MOVE_NONE;
 154
 155   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 156 }
 157
 158
 159 /// score() assign a numerical move ordering score to each move in a move list.
 160 /// The moves with highest scores will be picked first.
 161 template<>
 162 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 163   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 164   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 165   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 166   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 167   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 168   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 169   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 170   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 171   // the subtree size.
 172   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 173   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 174   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 175   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 176   Move m;
 177
 178   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 179   {
 180       m = it->move;
 181       it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 182                  - type_of(pos.piece_moved(m));
 183
 184       if (type_of(m) == PROMOTION)
 185           it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 186
 187       else if (type_of(m) == ENPASSANT)
 188           it->score += PieceValue[MG][PAWN];
 189   }
 190 }
 191
 192 template<>
 193 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 194
 195   Move m;
 196
 197   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 198   {
 199       m = it->move;
 200       it->score = history[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 201   }
 202 }
 203
 204 template<>
 205 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 206   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 207   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 208   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 209   Move m;
 210   int seeScore;
 211
 212   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 213   {
 214       m = it->move;
 215       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 216           it->score = seeScore - HistoryStats::Max; // At the bottom
 217
 218       else if (pos.is_capture(m))
 219           it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 220                      - type_of(pos.piece_moved(m)) + HistoryStats::Max;
 221       else
 222           it->score = history[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 223   }
 224 }
 225
 226
 227 /// generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves, when
 228 /// there are no more moves to try for the current phase.
 229
 230 void MovePicker::generate_next() {
 231
 232   cur = moves;
 233
 234   switch (++phase) {
 235
 236   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 237       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 238       score<CAPTURES>();
 239       return;
 240
 241   case KILLERS_S1:
 242       cur = killers;
 243       end = cur + 2;
 244
 245       if ((cur+3)->move && (cur+3)->move == (cur+2)->move) // Due to a SMP race
 246           (cur+3)->move = MOVE_NONE;
 247
 248       // Be sure countermoves are different from killers
 249       if ((cur+2)->move != cur->move && (cur+2)->move != (cur+1)->move)
 250           end++;
 251
 252       if ((cur+3)->move != cur->move && (cur+3)->move != (cur+1)->move)
 253           (end++)->move = (cur+3)->move;
 254       return;
 255
 256   case QUIETS_1_S1:
 257       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 258       score<QUIETS>();
 259       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 260       insertion_sort(cur, end);
 261       return;
 262
 263   case QUIETS_2_S1:
 264       cur = end;
 265       end = endQuiets;
 266       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 267           insertion_sort(cur, end);
 268       return;
 269
 270   case BAD_CAPTURES_S1:
 271       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 272       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 273       end = endBadCaptures;
 274       return;
 275
 276   case EVASIONS_S2:
 277       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 278       if (end > moves + 1)
 279           score<EVASIONS>();
 280       return;
 281
 282   case QUIET_CHECKS_S3:
 283       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 284       return;
 285
 286   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 287       phase = STOP;
 288   case STOP:
 289       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 290       return;
 291
 292   default:
 293       assert(false);
 294   }
 295 }
 296
 297
 298 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 299 /// a new pseudo legal move every time is called, until there are no more moves
 300 /// left. It picks the move with the biggest score from a list of generated moves
 301 /// taking care not returning the ttMove if has already been searched previously.
 302 template<>
 303 Move MovePicker::next_move<false>() {
 304
 305   Move move;
 306
 307   while (true)
 308   {
 309       while (cur == end)
 310           generate_next();
 311
 312       switch (phase) {
 313
 314       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 315           cur++;
 316           return ttMove;
 317
 318       case CAPTURES_S1:
 319           move = pick_best(cur++, end)->move;
 320           if (move != ttMove)
 321           {
 322               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
 323
 324               if (pos.see_sign(move) >= captureThreshold)
 325                   return move;
 326
 327               // Losing capture, move it to the tail of the array
 328               (endBadCaptures--)->move = move;
 329           }
 330           break;
 331
 332       case KILLERS_S1:
 333           move = (cur++)->move;
 334           if (    move != MOVE_NONE
 335               &&  pos.is_pseudo_legal(move)
 336               &&  move != ttMove
 337               && !pos.is_capture(move))
 338               return move;
 339           break;
 340
 341       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 342           move = (cur++)->move;
 343           if (   move != ttMove
 344               && move != killers[0].move
 345               && move != killers[1].move
 346               && move != killers[2].move
 347               && move != killers[3].move)
 348               return move;
 349           break;
 350
 351       case BAD_CAPTURES_S1:
 352           return (cur--)->move;
 353
 354       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 355           move = pick_best(cur++, end)->move;
 356           if (move != ttMove)
 357               return move;
 358           break;
 359
 360       case CAPTURES_S5:
 361            move = pick_best(cur++, end)->move;
 362            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 363                return move;
 364            break;
 365
 366       case CAPTURES_S6:
 367           move = pick_best(cur++, end)->move;
 368           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 369               return move;
 370           break;
 371
 372       case QUIET_CHECKS_S3:
 373           move = (cur++)->move;
 374           if (move != ttMove)
 375               return move;
 376           break;
 377
 378       case STOP:
 379           return MOVE_NONE;
 380
 381       default:
 382           assert(false);
 383       }
 384   }
 385 }
 386
 387
 388 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 389 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 390 /// safe so must be lock protected by the caller.
 391 template<>
 392 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }