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) 2008-2012 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 <algorithm>
  22 #include <cassert>
  23
  24 #include "movegen.h"
  25 #include "movepick.h"
  26
  27 namespace {
  28
  29   enum Sequencer {
  30     MAIN_SEARCH,         TT_MOVE_S1, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1,
  31                          QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1, STOP_S1,
  32     EVASIONS,            TT_MOVE_S2, EVASIONS_S2, STOP_S2,
  33     CAPTURES_AND_CHECKS, TT_MOVE_S3, CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3, STOP_S3,
  34     CAPTURES,            TT_MOVE_S4, CAPTURES_S4, STOP_S4,
  35     PROBCUT,             TT_MOVE_S5, CAPTURES_S5, STOP_S5,
  36     RECAPTURES,          CAPTURES_S6, STOP_S6
  37   };
  38
  39   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  40   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  41   inline bool has_positive_score(const MoveStack& move) { return move.score > 0; }
  42
  43   // Picks and moves to the front the best move in the range [firstMove, lastMove),
  44   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  45   // normally are the possible captures.
  46   inline MoveStack* pick_best(MoveStack* firstMove, MoveStack* lastMove)
  47   {
  48       std::swap(*firstMove, *std::max_element(firstMove, lastMove));
  49       return firstMove;
  50   }
  51 }
  52
  53
  54 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  55 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  56 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  57 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  58 /// move ordering is at the current node.
  59
  60 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  61                        Search::Stack* ss, Value beta) : pos(p), H(h), depth(d) {
  62
  63   assert(d > DEPTH_ZERO);
  64
  65   captureThreshold = 0;
  66   curMove = lastMove = 0;
  67   badCaptures = moves + MAX_MOVES;
  68
  69   if (p.in_check())
  70       phase = EVASIONS;
  71
  72   else
  73   {
  74       killers[0].move = ss->killers[0];
  75       killers[1].move = ss->killers[1];
  76
  77       // Consider sligtly negative captures as good if at low depth and far from beta
  78       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  79           captureThreshold = -PawnValueMidgame;
  80
  81       // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
  82       else if (ss && ss->eval > beta)
  83           captureThreshold = beta - ss->eval;
  84
  85       phase = MAIN_SEARCH;
  86   }
  87
  88   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  89   phase += (ttMove == MOVE_NONE);
  90 }
  91
  92 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  93                        Square sq) : pos(p), H(h), curMove(0), lastMove(0) {
  94
  95   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  96
  97   if (p.in_check())
  98       phase = EVASIONS;
  99
 100   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 101       phase = CAPTURES_AND_CHECKS;
 102
 103   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 104   {
 105       phase = CAPTURES;
 106
 107       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 108       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 109       // when TT table is full.
 110       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 111           ttm = MOVE_NONE;
 112   }
 113   else
 114   {
 115       phase = RECAPTURES - 1;
 116       recaptureSquare = sq;
 117       ttm = MOVE_NONE;
 118   }
 119
 120   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 121   phase += (ttMove == MOVE_NONE);
 122 }
 123
 124 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h,
 125                        PieceType pt) : pos(p), H(h), curMove(0), lastMove(0) {
 126
 127   assert(!pos.in_check());
 128
 129   phase = PROBCUT;
 130
 131   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 132   captureThreshold = PieceValueMidgame[pt];
 133
 134   if (ttm && (!pos.is_capture(ttm) ||  pos.see(ttm) <= captureThreshold))
 135       ttm = MOVE_NONE;
 136
 137   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 138   phase += (ttMove == MOVE_NONE);
 139 }
 140
 141
 142 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 143 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 144 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 145 /// picked first by next_move().
 146
 147 void MovePicker::score_captures() {
 148   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 149   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 150   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 151   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 152   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 153   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 154   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 155   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 156   // the subtree size.
 157   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 158   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 159   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 160   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 161   Move m;
 162
 163   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 164   {
 165       m = cur->move;
 166       cur->score =  PieceValueMidgame[pos.piece_on(to_sq(m))]
 167                   - type_of(pos.piece_moved(m));
 168
 169       if (is_promotion(m))
 170           cur->score += PieceValueMidgame[promotion_piece_type(m)];
 171   }
 172 }
 173
 174 void MovePicker::score_noncaptures() {
 175
 176   Move m;
 177   Square from;
 178
 179   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 180   {
 181       m = cur->move;
 182       from = from_sq(m);
 183       cur->score = H.value(pos.piece_on(from), to_sq(m));
 184   }
 185 }
 186
 187 void MovePicker::score_evasions() {
 188   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 189   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 190   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 191   Move m;
 192   int seeScore;
 193
 194   if (lastMove < moves + 2)
 195       return;
 196
 197   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 198   {
 199       m = cur->move;
 200       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 201           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 202       else if (pos.is_capture(m))
 203           cur->score =  PieceValueMidgame[pos.piece_on(to_sq(m))]
 204                       - type_of(pos.piece_moved(m)) + History::MaxValue;
 205       else
 206           cur->score = H.value(pos.piece_moved(m), to_sq(m));
 207   }
 208 }
 209
 210
 211 /// MovePicker::next_phase() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 212 /// when there are no more moves to try for the current phase.
 213
 214 void MovePicker::next_phase() {
 215
 216   curMove = moves;
 217
 218   switch (++phase) {
 219
 220   case TT_MOVE_S1: case TT_MOVE_S2: case TT_MOVE_S3: case TT_MOVE_S4: case TT_MOVE_S5:
 221       lastMove = curMove + 1;
 222       return;
 223
 224   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 225       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 226       score_captures();
 227       return;
 228
 229   case KILLERS_S1:
 230       curMove = killers;
 231       lastMove = curMove + 2;
 232       return;
 233
 234   case QUIETS_1_S1:
 235       lastQuiet = lastMove = generate<MV_QUIET>(pos, moves);
 236       score_noncaptures();
 237       lastMove = std::partition(curMove, lastMove, has_positive_score);
 238       sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 239       return;
 240
 241   case QUIETS_2_S1:
 242       curMove = lastMove;
 243       lastMove = lastQuiet;
 244       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 245           sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 246       return;
 247
 248   case BAD_CAPTURES_S1:
 249       // Bad captures SEE value is already calculated so just pick them in order
 250       // to get SEE move ordering.
 251       curMove = badCaptures;
 252       lastMove = moves + MAX_MOVES;
 253       return;
 254
 255   case EVASIONS_S2:
 256       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 257       score_evasions();
 258       return;
 259
 260   case QUIET_CHECKS_S3:
 261       lastMove = generate<MV_QUIET_CHECK>(pos, moves);
 262       return;
 263
 264   case STOP_S1: case STOP_S2: case STOP_S3: case STOP_S4: case STOP_S5: case STOP_S6:
 265       lastMove = curMove + 1; // Avoid another next_phase() call
 266       return;
 267
 268   default:
 269       assert(false);
 270   }
 271 }
 272
 273
 274 /// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class.
 275 /// It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 276 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 277 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 278 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 279 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 280
 281 Move MovePicker::next_move() {
 282
 283   Move move;
 284
 285   while (true)
 286   {
 287       while (curMove == lastMove)
 288           next_phase();
 289
 290       switch (phase) {
 291
 292       case TT_MOVE_S1: case TT_MOVE_S2: case TT_MOVE_S3: case TT_MOVE_S4: case TT_MOVE_S5:
 293           curMove++;
 294           return ttMove;
 295
 296       case CAPTURES_S1:
 297           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 298           if (move != ttMove)
 299           {
 300               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
 301
 302               int seeScore = pos.see_sign(move);
 303               if (seeScore >= captureThreshold)
 304                   return move;
 305
 306               // Losing capture, move it to the tail of the array
 307               (--badCaptures)->move = move;
 308               badCaptures->score = seeScore;
 309           }
 310           break;
 311
 312       case KILLERS_S1:
 313           move = (curMove++)->move;
 314           if (   move != MOVE_NONE
 315               && pos.is_pseudo_legal(move)
 316               && move != ttMove
 317               && !pos.is_capture(move))
 318               return move;
 319           break;
 320
 321       case QUIETS_1_S1:
 322       case QUIETS_2_S1:
 323           move = (curMove++)->move;
 324           if (   move != ttMove
 325               && move != killers[0].move
 326               && move != killers[1].move)
 327               return move;
 328           break;
 329
 330       case BAD_CAPTURES_S1:
 331           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 332           return move;
 333
 334       case EVASIONS_S2:
 335       case CAPTURES_S3:
 336       case CAPTURES_S4:
 337           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 338           if (move != ttMove)
 339               return move;
 340           break;
 341
 342       case CAPTURES_S5:
 343            move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 344            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 345                return move;
 346            break;
 347
 348       case CAPTURES_S6:
 349           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 350           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 351               return move;
 352           break;
 353
 354       case QUIET_CHECKS_S3:
 355           move = (curMove++)->move;
 356           if (move != ttMove)
 357               return move;
 358           break;
 359
 360       case STOP_S1: case STOP_S2: case STOP_S3: case STOP_S4: case STOP_S5: case STOP_S6:
 361           return MOVE_NONE;
 362
 363       default:
 364           assert(false);
 365       }
 366   }
 367 }