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) 2008-2009 Marco Costalba
   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
  22 ////
  23 //// Includes
  24 ////
  25
  26 #include <algorithm>
  27 #include <cassert>
  28
  29 #include "history.h"
  30 #include "evaluate.h"
  31 #include "movegen.h"
  32 #include "movepick.h"
  33 #include "search.h"
  34 #include "value.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   /// Variables
  44
  45   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  46   int MainSearchPhaseIndex;
  47   int EvasionsPhaseIndex;
  48   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  49   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  50
  51 }
  52
  53
  54 ////
  55 //// Functions
  56 ////
  57
  58
  59 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  60 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  61 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  62 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  63 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  64 /// move ordering is at the current node.
  65
  66 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d,
  67                        const History& h, SearchStack* ss) : pos(p), H(h) {
  68   ttMove = ttm;
  69   if (ss)
  70   {
  71       mateKiller = (ss->mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
  72       killer1 = ss->killers[0];
  73       killer2 = ss->killers[1];
  74   } else
  75       mateKiller = killer1 = killer2 = MOVE_NONE;
  76
  77   movesPicked = numOfMoves = numOfBadCaptures = 0;
  78   checkKillers = checkLegal = finished = false;
  79
  80   if (p.is_check())
  81       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  82   else if (d > Depth(0))
  83       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  84   else if (d == Depth(0))
  85       phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  86   else
  87       phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  88
  89   Color us = pos.side_to_move();
  90
  91   dc = p.discovered_check_candidates(us);
  92   pinned = p.pinned_pieces(us);
  93
  94   finished = false;
  95 }
  96
  97
  98 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  99 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
 100 /// are no more moves left of the types we are interested in.
 101
 102 Move MovePicker::get_next_move() {
 103
 104   Move move;
 105
 106   while (true)
 107   {
 108     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 109     // the list, and return it.
 110     move = pick_move_from_list();
 111     if (move != MOVE_NONE)
 112     {
 113         assert(move_is_ok(move));
 114         return move;
 115     }
 116
 117     // Next phase
 118     phaseIndex++;
 119     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 120
 121     case PH_TT_MOVE:
 122         if (ttMove != MOVE_NONE)
 123         {
 124             assert(move_is_ok(ttMove));
 125             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 126                 return ttMove;
 127         }
 128         break;
 129
 130     case PH_MATE_KILLER:
 131         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 132         {
 133             assert(move_is_ok(mateKiller));
 134             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 135                 return mateKiller;
 136         }
 137         break;
 138
 139     case PH_GOOD_CAPTURES:
 140         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 141         score_captures();
 142         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 143         movesPicked = 0;
 144         break;
 145
 146     case PH_KILLERS:
 147         movesPicked = numOfMoves = 0;
 148         if (killer1 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer1, pinned) && !pos.move_is_capture(killer1))
 149             moves[numOfMoves++].move = killer1;
 150         if (killer2 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer2, pinned) && !pos.move_is_capture(killer2) )
 151             moves[numOfMoves++].move = killer2;
 152         break;
 153
 154     case PH_NONCAPTURES:
 155         checkKillers = (numOfMoves != 0); // previous phase is PH_KILLERS
 156         checkLegal = true;
 157         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 158         score_noncaptures();
 159         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 160         movesPicked = 0;
 161         break;
 162
 163     case PH_BAD_CAPTURES:
 164         // Bad captures SEE value is already calculated so just sort them
 165         // to get SEE move ordering.
 166         std::sort(badCaptures, badCaptures + numOfBadCaptures);
 167         movesPicked = 0;
 168         break;
 169
 170     case PH_EVASIONS:
 171         assert(pos.is_check());
 172         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves, pinned);
 173         score_evasions();
 174         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 175         movesPicked = 0;
 176         break;
 177
 178     case PH_QCAPTURES:
 179         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 180         score_captures();
 181         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 182         movesPicked = 0;
 183         break;
 184
 185     case PH_QCHECKS:
 186         // Perhaps we should order moves move here?  FIXME
 187         numOfMoves = generate_non_capture_checks(pos, moves, dc);
 188         movesPicked = 0;
 189         break;
 190
 191     case PH_STOP:
 192         return MOVE_NONE;
 193
 194     default:
 195         assert(false);
 196         return MOVE_NONE;
 197     }
 198   }
 199 }
 200
 201
 202 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 203 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 204
 205 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 206
 207    lock_grab(&lock);
 208    if (finished)
 209    {
 210        lock_release(&lock);
 211        return MOVE_NONE;
 212    }
 213    Move m = get_next_move();
 214    if (m == MOVE_NONE)
 215        finished = true;
 216
 217    lock_release(&lock);
 218    return m;
 219 }
 220
 221
 222 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 223 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 224 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 225 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 226
 227 void MovePicker::score_captures() {
 228   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 229   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 230   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 231   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 232   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 233   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 234   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 235   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 236   // the subtree size.
 237   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 238   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 239   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 240   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 241   Move m;
 242
 243   // Use MVV/LVA ordering
 244   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 245   {
 246       m = moves[i].move;
 247       if (move_is_promotion(m))
 248           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 249       else
 250           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 251                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 252   }
 253 }
 254
 255 void MovePicker::score_noncaptures() {
 256   // First score by history, when no history is available then use
 257   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 258   // random choice when we don't have an history for any move.
 259   Piece piece;
 260   Square from, to;
 261   int hs;
 262
 263   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 264   {
 265       from = move_from(moves[i].move);
 266       to = move_to(moves[i].move);
 267       piece = pos.piece_on(from);
 268       hs = H.move_ordering_score(piece, to);
 269
 270       // Ensure history is always preferred to pst
 271       if (hs > 0)
 272           hs += 1000;
 273
 274       // pst based scoring
 275       moves[i].score = hs + pos.pst_delta<Position::MidGame>(piece, from, to);
 276   }
 277 }
 278
 279 void MovePicker::score_evasions() {
 280
 281   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 282   {
 283       Move m = moves[i].move;
 284       if (m == ttMove)
 285           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 286       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 287       {
 288           int seeScore = pos.see(m);
 289           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 290       } else
 291           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 292   }
 293 }
 294
 295
 296 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 297 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 298 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 299 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 300
 301 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 302
 303   assert(movesPicked >= 0);
 304   assert(!pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] == PH_EVASIONS || PhaseTable[phaseIndex] == PH_STOP);
 305   assert( pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] != PH_EVASIONS);
 306
 307   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 308
 309   case PH_GOOD_CAPTURES:
 310       while (movesPicked < numOfMoves)
 311       {
 312           Move move = moves[movesPicked++].move;
 313           if (   move != ttMove
 314               && move != mateKiller
 315               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 316           {
 317               // Check for a non negative SEE now
 318               int seeValue = pos.see_sign(move);
 319               if (seeValue >= 0)
 320                   return move;
 321
 322               // Losing capture, move it to the badCaptures[] array, note
 323               // that move has now been already checked for legality.
 324               assert(numOfBadCaptures < 63);
 325               badCaptures[numOfBadCaptures].move = move;
 326               badCaptures[numOfBadCaptures++].score = seeValue;
 327           }
 328       }
 329       break;
 330   case PH_KILLERS:
 331   case PH_NONCAPTURES:
 332       while (movesPicked < numOfMoves)
 333       {
 334           Move move = moves[movesPicked++].move;
 335           if (   move != ttMove
 336               && move != mateKiller
 337               && (!checkKillers || (move != killer1 && move != killer2))
 338               && (!checkLegal || pos.pl_move_is_legal(move, pinned)))
 339               return move;
 340       }
 341       break;
 342
 343   case PH_EVASIONS:
 344       if (movesPicked < numOfMoves)
 345           return moves[movesPicked++].move;
 346       break;
 347
 348   case PH_BAD_CAPTURES:
 349       if (movesPicked < numOfBadCaptures)
 350           return badCaptures[movesPicked++].move;
 351       break;
 352
 353   case PH_QCAPTURES:
 354   case PH_QCHECKS:
 355       while (movesPicked < numOfMoves)
 356       {
 357           Move move = moves[movesPicked++].move;
 358           // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
 359           if (   move != ttMove
 360               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 361               return move;
 362       }
 363       break;
 364
 365   default:
 366       break;
 367   }
 368   return MOVE_NONE;
 369 }
 370
 371
 372 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 373 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 374 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex. It is only called once during
 375 /// program startup, and never again while the program is running.
 376
 377 void MovePicker::init_phase_table() {
 378
 379   int i = 0;
 380
 381   // Main search
 382   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 383   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 384   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 385   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 386   PhaseTable[i++] = PH_KILLERS;
 387   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 388   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 389   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 390
 391   // Check evasions
 392   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 393   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 394   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 395
 396   // Quiescence search with checks
 397   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 398   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 399   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 400   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 401   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 402
 403   // Quiescence search without checks
 404   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 405   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 406   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 407   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 408 }