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
   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, which is guaranteed (and also needed) to be stable
  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   // Picks the best move in the range (begin, end) and moves it to the front.
  53   // It's faster than sorting all the moves in advance when there are few
  54   // moves e.g. possible captures.
  55   inline ExtMove* pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  56   {
  57       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  58       return begin;
  59   }
  60 } // namespace
  61
  62
  63 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  64 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  65 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  66 /// search captures, promotions and some checks) and how important good move
  67 /// ordering is at the current node.
  68
  69 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  70                        Move* cm, Move* fm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), depth(d) {
  71
  72   assert(d > DEPTH_ZERO);
  73
  74   cur = end = moves;
  75   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  76   countermoves = cm;
  77   followupmoves = fm;
  78   ss = s;
  79
  80   if (pos.checkers())
  81       stage = EVASION;
  82
  83   else
  84       stage = MAIN_SEARCH;
  85
  86   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  87   end += (ttMove != MOVE_NONE);
  88 }
  89
  90 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  91                        Square s) : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
  92
  93   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  94
  95   if (pos.checkers())
  96       stage = EVASION;
  97
  98   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  99       stage = QSEARCH_0;
 100
 101   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 102       stage = QSEARCH_1;
 103
 104   else
 105   {
 106       stage = RECAPTURE;
 107       recaptureSquare = s;
 108       ttm = MOVE_NONE;
 109   }
 110
 111   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 112   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 113 }
 114
 115 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
 116                        : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
 117
 118   assert(!pos.checkers());
 119
 120   stage = PROBCUT;
 121
 122   // In ProbCut we generate only captures that are better than the parent's
 123   // captured piece.
 124   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 125   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 126
 127   if (ttMove && (!pos.capture(ttMove) || pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 128       ttMove = MOVE_NONE;
 129
 130   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 131 }
 132
 133
 134 /// score() assign a numerical value to each move in a move list. The moves with
 135 /// highest values will be picked first.
 136 template<>
 137 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 138   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 139   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 140   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 141   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 142   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 143   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 144   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 145   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 146   // the subtree size.
 147   // In main search we want to push captures with negative SEE values to the
 148   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 149   // has been picked up in pick_move_from_list(). This way we save some SEE
 150   // calls in case we get a cutoff.
 151   Move m;
 152
 153   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 154   {
 155       m = it->move;
 156       it->value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 157                  - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
 158
 159       if (type_of(m) == ENPASSANT)
 160           it->value += PieceValue[MG][PAWN];
 161
 162       else if (type_of(m) == PROMOTION)
 163           it->value += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 164   }
 165 }
 166
 167 template<>
 168 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 169
 170   Move m;
 171
 172   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 173   {
 174       m = it->move;
 175       it->value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 176   }
 177 }
 178
 179 template<>
 180 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 181   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 182   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 183   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE value.
 184   Move m;
 185   Value see;
 186
 187   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 188   {
 189       m = it->move;
 190       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 191           it->value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
 192
 193       else if (pos.capture(m))
 194           it->value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 195                      - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 196       else
 197           it->value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 198   }
 199 }
 200
 201
 202 /// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 203 /// when there are no more moves to try for the current stage.
 204
 205 void MovePicker::generate_next_stage() {
 206
 207   cur = moves;
 208
 209   switch (++stage) {
 210
 211   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 212       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 213       score<CAPTURES>();
 214       return;
 215
 216   case KILLERS_S1:
 217       cur = killers;
 218       end = cur + 2;
 219
 220       killers[0].move = ss->killers[0];
 221       killers[1].move = ss->killers[1];
 222       killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
 223       killers[4].move = killers[5].move = MOVE_NONE;
 224
 225       // Please note that following code is racy and could yield to rare (less
 226       // than 1 out of a million) duplicated entries in SMP case. This is harmless.
 227
 228       // Be sure countermoves are different from killers
 229       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 230           if (   countermoves[i] != (cur+0)->move
 231               && countermoves[i] != (cur+1)->move)
 232               (end++)->move = countermoves[i];
 233
 234       // Be sure followupmoves are different from killers and countermoves
 235       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 236           if (   followupmoves[i] != (cur+0)->move
 237               && followupmoves[i] != (cur+1)->move
 238               && followupmoves[i] != (cur+2)->move
 239               && followupmoves[i] != (cur+3)->move)
 240               (end++)->move = followupmoves[i];
 241       return;
 242
 243   case QUIETS_1_S1:
 244       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 245       score<QUIETS>();
 246       end = std::partition(cur, end, [](const ExtMove& m) { return m.value > VALUE_ZERO; });
 247       insertion_sort(cur, end);
 248       return;
 249
 250   case QUIETS_2_S1:
 251       cur = end;
 252       end = endQuiets;
 253       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 254           insertion_sort(cur, end);
 255       return;
 256
 257   case BAD_CAPTURES_S1:
 258       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 259       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 260       end = endBadCaptures;
 261       return;
 262
 263   case EVASIONS_S2:
 264       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 265       if (end > moves + 1)
 266           score<EVASIONS>();
 267       return;
 268
 269   case QUIET_CHECKS_S3:
 270       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 271       return;
 272
 273   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 274       stage = STOP;
 275       /* Fall through */
 276
 277   case STOP:
 278       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 279       return;
 280
 281   default:
 282       assert(false);
 283   }
 284 }
 285
 286
 287 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 288 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 289 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 290 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 291 template<>
 292 Move MovePicker::next_move<false>() {
 293
 294   Move move;
 295
 296   while (true)
 297   {
 298       while (cur == end)
 299           generate_next_stage();
 300
 301       switch (stage) {
 302
 303       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 304           ++cur;
 305           return ttMove;
 306
 307       case CAPTURES_S1:
 308           move = pick_best(cur++, end)->move;
 309           if (move != ttMove)
 310           {
 311               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 312                   return move;
 313
 314               // Losing capture, move it to the tail of the array
 315               (endBadCaptures--)->move = move;
 316           }
 317           break;
 318
 319       case KILLERS_S1:
 320           move = (cur++)->move;
 321           if (    move != MOVE_NONE
 322               &&  move != ttMove
 323               &&  pos.pseudo_legal(move)
 324               && !pos.capture(move))
 325               return move;
 326           break;
 327
 328       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 329           move = (cur++)->move;
 330           if (   move != ttMove
 331               && move != killers[0].move
 332               && move != killers[1].move
 333               && move != killers[2].move
 334               && move != killers[3].move
 335               && move != killers[4].move
 336               && move != killers[5].move)
 337               return move;
 338           break;
 339
 340       case BAD_CAPTURES_S1:
 341           return (cur--)->move;
 342
 343       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 344           move = pick_best(cur++, end)->move;
 345           if (move != ttMove)
 346               return move;
 347           break;
 348
 349       case CAPTURES_S5:
 350            move = pick_best(cur++, end)->move;
 351            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 352                return move;
 353            break;
 354
 355       case CAPTURES_S6:
 356           move = pick_best(cur++, end)->move;
 357           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 358               return move;
 359           break;
 360
 361       case QUIET_CHECKS_S3:
 362           move = (cur++)->move;
 363           if (move != ttMove)
 364               return move;
 365           break;
 366
 367       case STOP:
 368           return MOVE_NONE;
 369
 370       default:
 371           assert(false);
 372       }
 373   }
 374 }
 375
 376
 377 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 378 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 379 /// safe so must be lock protected by the caller.
 380 template<>
 381 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }