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 to be stable, as it should be
  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   // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
  53   // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
  54   // are few moves e.g. the possible captures.
  55   inline Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  56   {
  57       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  58       return *begin;
  59   }
  60
  61 } // namespace
  62
  63
  64 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  65 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  66 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  67 /// search captures, promotions and some checks) and how important good move
  68 /// ordering is at the current node.
  69
  70 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h, const CounterMovesHistoryStats& cmh,
  71                        Move* cm, Move* fm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh), depth(d) {
  72
  73   assert(d > DEPTH_ZERO);
  74
  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   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
  88 }
  89
  90 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h, const CounterMovesHistoryStats& cmh,
  91                        Square s) : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh) {
  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   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
 113 }
 114
 115 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, const CounterMovesHistoryStats& cmh, PieceType pt)
 116                        : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh) {
 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   endMoves += (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   for (auto& m : *this)
 152       if (type_of(m) == ENPASSANT)
 153           m.value = PieceValue[MG][PAWN] - Value(PAWN);
 154
 155       else if (type_of(m) == PROMOTION)
 156           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))] - Value(PAWN)
 157                    + PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 158       else
 159           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 160                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
 161 }
 162
 163 template<>
 164 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 165
 166   Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
 167   const HistoryStats& cmh = counterMovesHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
 168
 169   for (auto& m : *this)
 170       m.value =  history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 171                + cmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 172 }
 173
 174 template<>
 175 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 176   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 177   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 178   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE value.
 179   Value see;
 180
 181   for (auto& m : *this)
 182       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 183           m.value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
 184
 185       else if (pos.capture(m))
 186           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 187                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 188       else
 189           m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 190 }
 191
 192
 193 /// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 194 /// when there are no more moves to try for the current stage.
 195
 196 void MovePicker::generate_next_stage() {
 197
 198   cur = moves;
 199
 200   switch (++stage) {
 201
 202   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 203       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 204       score<CAPTURES>();
 205       break;
 206
 207   case KILLERS_S1:
 208       cur = killers;
 209       endMoves = cur + 2;
 210
 211       killers[0] = ss->killers[0];
 212       killers[1] = ss->killers[1];
 213       killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
 214       killers[4].move = killers[5].move = MOVE_NONE;
 215
 216       // In SMP case countermoves[] and followupmoves[] could have duplicated entries
 217       // in rare cases (less than 1 out of a million). This is harmless.
 218
 219       // Be sure countermoves and followupmoves are different from killers
 220       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 221           if (   countermoves[i] != killers[0]
 222               && countermoves[i] != killers[1])
 223               *endMoves++ = countermoves[i];
 224
 225       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 226           if (   followupmoves[i] != killers[0]
 227               && followupmoves[i] != killers[1]
 228               && followupmoves[i] != killers[2]
 229               && followupmoves[i] != killers[3])
 230               *endMoves++ = followupmoves[i];
 231       break;
 232
 233   case QUIETS_1_S1:
 234       endQuiets = endMoves = generate<QUIETS>(pos, moves);
 235       score<QUIETS>();
 236       endMoves = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m) { return m.value > VALUE_ZERO; });
 237       insertion_sort(cur, endMoves);
 238       break;
 239
 240   case QUIETS_2_S1:
 241       cur = endMoves;
 242       endMoves = endQuiets;
 243       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 244           insertion_sort(cur, endMoves);
 245       break;
 246
 247   case BAD_CAPTURES_S1:
 248       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 249       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 250       endMoves = endBadCaptures;
 251       break;
 252
 253   case EVASIONS_S2:
 254       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 255       if (endMoves - moves > 1)
 256           score<EVASIONS>();
 257       break;
 258
 259   case QUIET_CHECKS_S3:
 260       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 261       break;
 262
 263   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 264       stage = STOP;
 265       /* Fall through */
 266
 267   case STOP:
 268       endMoves = cur + 1; // Avoid another generate_next_stage() call
 269       break;
 270
 271   default:
 272       assert(false);
 273   }
 274 }
 275
 276
 277 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 278 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 279 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 280 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 281 template<>
 282 Move MovePicker::next_move<false>() {
 283
 284   Move move;
 285
 286   while (true)
 287   {
 288       while (cur == endMoves)
 289           generate_next_stage();
 290
 291       switch (stage) {
 292
 293       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 294           ++cur;
 295           return ttMove;
 296
 297       case CAPTURES_S1:
 298           move = pick_best(cur++, endMoves);
 299           if (move != ttMove)
 300           {
 301               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 302                   return move;
 303
 304               // Losing capture, move it to the tail of the array
 305               *endBadCaptures-- = move;
 306           }
 307           break;
 308
 309       case KILLERS_S1:
 310           move = *cur++;
 311           if (    move != MOVE_NONE
 312               &&  move != ttMove
 313               &&  pos.pseudo_legal(move)
 314               && !pos.capture(move))
 315               return move;
 316           break;
 317
 318       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 319           move = *cur++;
 320           if (   move != ttMove
 321               && move != killers[0]
 322               && move != killers[1]
 323               && move != killers[2]
 324               && move != killers[3]
 325               && move != killers[4]
 326               && move != killers[5])
 327               return move;
 328           break;
 329
 330       case BAD_CAPTURES_S1:
 331           return *cur--;
 332
 333       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 334           move = pick_best(cur++, endMoves);
 335           if (move != ttMove)
 336               return move;
 337           break;
 338
 339       case CAPTURES_S5:
 340            move = pick_best(cur++, endMoves);
 341            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 342                return move;
 343            break;
 344
 345       case CAPTURES_S6:
 346           move = pick_best(cur++, endMoves);
 347           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 348               return move;
 349           break;
 350
 351       case QUIET_CHECKS_S3:
 352           move = *cur++;
 353           if (move != ttMove)
 354               return move;
 355           break;
 356
 357       case STOP:
 358           return MOVE_NONE;
 359
 360       default:
 361           assert(false);
 362       }
 363   }
 364 }
 365
 366
 367 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 368 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 369 /// safe so must be lock protected by the caller.
 370 template<>
 371 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }