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 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, bool pv, Move ttm,
  67                        const SearchStack& ss, Depth d) : pos(p) {
  68   pvNode = pv;
  69   ttMove = ttm;
  70   mateKiller = (ss.mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss.mateKiller;
  71   killer1 = ss.killers[0];
  72   killer2 = ss.killers[1];
  73   depth = d;
  74   movesPicked = 0;
  75   numOfMoves = 0;
  76   numOfBadCaptures = 0;
  77
  78   if (p.is_check())
  79       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  80   else if (depth > Depth(0))
  81       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  82   else if (depth == Depth(0))
  83       phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  84   else
  85       phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  86
  87   Color us = pos.side_to_move();
  88
  89   dc = p.discovered_check_candidates(us);
  90   pinned = p.pinned_pieces(us);
  91
  92   finished = false;
  93 }
  94
  95
  96 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  97 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  98 /// are no more moves left of the types we are interested in.
  99
 100 Move MovePicker::get_next_move() {
 101
 102   Move move;
 103
 104   while (true)
 105   {
 106     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 107     // the list, and return it.
 108     move = pick_move_from_list();
 109     if (move != MOVE_NONE)
 110     {
 111         assert(move_is_ok(move));
 112         return move;
 113     }
 114
 115     // Next phase
 116     phaseIndex++;
 117     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 118
 119     case PH_TT_MOVE:
 120         if (ttMove != MOVE_NONE)
 121         {
 122             assert(move_is_ok(ttMove));
 123             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 124                 return ttMove;
 125         }
 126         break;
 127
 128     case PH_MATE_KILLER:
 129         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 130         {
 131             assert(move_is_ok(mateKiller));
 132             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 133                 return mateKiller;
 134         }
 135         break;
 136
 137     case PH_GOOD_CAPTURES:
 138         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 139         score_captures();
 140         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 141         movesPicked = 0;
 142         break;
 143
 144     case PH_BAD_CAPTURES:
 145         // It's probably a good idea to use SEE move ordering here. FIXME
 146         movesPicked = 0;
 147         break;
 148
 149     case PH_NONCAPTURES:
 150         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 151         score_noncaptures();
 152         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 153         movesPicked = 0;
 154         break;
 155
 156     case PH_EVASIONS:
 157         assert(pos.is_check());
 158         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves, pinned);
 159         score_evasions();
 160         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 161         movesPicked = 0;
 162         break;
 163
 164     case PH_QCAPTURES:
 165         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 166         score_qcaptures();
 167         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 168         movesPicked = 0;
 169         break;
 170
 171     case PH_QCHECKS:
 172         // Perhaps we should order moves move here?  FIXME
 173         numOfMoves = generate_non_capture_checks(pos, moves, dc);
 174         movesPicked = 0;
 175         break;
 176
 177     case PH_STOP:
 178         return MOVE_NONE;
 179
 180     default:
 181         assert(false);
 182         return MOVE_NONE;
 183     }
 184   }
 185 }
 186
 187
 188 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 189 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 190
 191 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 192
 193    lock_grab(&lock);
 194    if (finished)
 195    {
 196        lock_release(&lock);
 197        return MOVE_NONE;
 198    }
 199    Move m = get_next_move();
 200    if (m == MOVE_NONE)
 201        finished = true;
 202
 203    lock_release(&lock);
 204    return m;
 205 }
 206
 207
 208 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 209 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 210 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 211 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 212
 213 void MovePicker::score_captures() {
 214   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 215   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 216   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 217   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 218   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 219   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 220   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 221   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 222   // the subtree size.
 223   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 224   // to the badCaptures[] array.
 225   Move m;
 226   int seeValue;
 227
 228   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 229   {
 230       m = moves[i].move;
 231       seeValue = pos.see(m);
 232       if (seeValue >= 0)
 233       {
 234           if (move_promotion(m))
 235               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 236           else
 237               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 238                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 239       }
 240       else
 241       {
 242           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 243           assert(numOfBadCaptures < 63);
 244           moves[i].score = seeValue;
 245           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 246           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 247       }
 248   }
 249 }
 250
 251 void MovePicker::score_noncaptures() {
 252   // First score by history, when no history is available then use
 253   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 254   // random choice when we don't have an history for any move.
 255   Move m;
 256   int hs;
 257
 258   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 259   {
 260       m = moves[i].move;
 261
 262       if (m == killer1)
 263           hs = HistoryMax + 2;
 264       else if (m == killer2)
 265           hs = HistoryMax + 1;
 266       else
 267           hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 268
 269       // Ensure history is always preferred to pst
 270       if (hs > 0)
 271           hs += 1000;
 272
 273       // pst based scoring
 274       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 275   }
 276 }
 277
 278 void MovePicker::score_evasions() {
 279
 280   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 281   {
 282       Move m = moves[i].move;
 283       if (m == ttMove)
 284           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 285       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 286       {
 287           int seeScore = pos.see(m);
 288           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 289       } else
 290           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 291   }
 292 }
 293
 294 void MovePicker::score_qcaptures() {
 295
 296   // Use MVV/LVA ordering
 297   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 298   {
 299       Move m = moves[i].move;
 300       if (move_promotion(m))
 301           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 302       else
 303           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 304                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 305   }
 306 }
 307
 308
 309 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 310 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 311 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 312 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 313
 314 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 315
 316   assert(movesPicked >= 0);
 317   assert(!pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] == PH_EVASIONS || PhaseTable[phaseIndex] == PH_STOP);
 318   assert( pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] != PH_EVASIONS);
 319
 320   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 321
 322   case PH_GOOD_CAPTURES:
 323   case PH_NONCAPTURES:
 324       while (movesPicked < numOfMoves)
 325       {
 326           Move move = moves[movesPicked++].move;
 327           if (   move != ttMove
 328               && move != mateKiller
 329               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 330               return move;
 331       }
 332       break;
 333
 334   case PH_EVASIONS:
 335       if (movesPicked < numOfMoves)
 336           return moves[movesPicked++].move;
 337
 338       break;
 339
 340   case PH_BAD_CAPTURES:
 341       while (movesPicked < numOfBadCaptures)
 342       {
 343           Move move = badCaptures[movesPicked++].move;
 344           if (   move != ttMove
 345               && move != mateKiller
 346               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 347               return move;
 348       }
 349       break;
 350
 351   case PH_QCAPTURES:
 352   case PH_QCHECKS:
 353       while (movesPicked < numOfMoves)
 354       {
 355           Move move = moves[movesPicked++].move;
 356           // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
 357           if (   move != ttMove
 358               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 359               return move;
 360       }
 361       break;
 362
 363   default:
 364       break;
 365   }
 366   return MOVE_NONE;
 367 }
 368
 369
 370 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 371 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 372 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex. It is only called once during
 373 /// program startup, and never again while the program is running.
 374
 375 void MovePicker::init_phase_table() {
 376
 377   int i = 0;
 378
 379   // Main search
 380   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 381   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 382   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 383   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 384   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 385   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 386   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 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 }