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   Copyright (C) 2015-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
   6
   7   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10   (at your option) any later version.
  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, GOOD_CAPTURES, KILLERS, GOOD_QUIETS, BAD_QUIETS, BAD_CAPTURES,
  30     EVASION, ALL_EVASIONS,
  31     QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1, CHECKS,
  32     QSEARCH_WITHOUT_CHECKS, QCAPTURES_2,
  33     PROBCUT, PROBCUT_CAPTURES,
  34     RECAPTURE, RECAPTURES,
  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   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,
  71                        const CounterMoveStats& cmh, const CounterMoveStats& fmh,
  72                        Move cm, Search::Stack* s)
  73            : pos(p), history(h), counterMoveHistory(&cmh),
  74              followupMoveHistory(&fmh), ss(s), countermove(cm), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  79   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  80   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
  81 }
  82
  83 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d,
  84                        const HistoryStats& h, Square s)
  85            : pos(p), history(h) {
  86
  87   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  88
  89   if (pos.checkers())
  90       stage = EVASION;
  91
  92   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  93       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
  94
  95   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  96       stage = QSEARCH_WITHOUT_CHECKS;
  97
  98   else
  99   {
 100       stage = RECAPTURE;
 101       recaptureSquare = s;
 102       ttm = MOVE_NONE;
 103   }
 104
 105   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 106   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
 107 }
 108
 109 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, Value th)
 110            : pos(p), history(h), threshold(th) {
 111
 112   assert(!pos.checkers());
 113
 114   stage = PROBCUT;
 115
 116   // In ProbCut we generate captures with SEE higher than the given threshold
 117   ttMove =   ttm
 118           && pos.pseudo_legal(ttm)
 119           && pos.capture(ttm)
 120           && pos.see(ttm) > threshold ? ttm : MOVE_NONE;
 121
 122   endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
 123 }
 124
 125
 126 /// score() assigns a numerical value to each move in a move list. The moves with
 127 /// highest values will be picked first.
 128 template<>
 129 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 130   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV, preferring
 131   // captures near our home rank. Surprisingly, this appears to perform slightly
 132   // better than SEE-based move ordering: exchanging big pieces before capturing
 133   // a hanging piece probably helps to reduce the subtree size.
 134   // In the main search we want to push captures with negative SEE values to the
 135   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 136   // has been picked up, saving some SEE calls in case we get a cutoff.
 137   for (auto& m : *this)
 138       m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 139                - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m)));
 140 }
 141
 142 template<>
 143 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 144
 145   for (auto& m : *this)
 146       m.value =  history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 147                + (*counterMoveHistory )[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 148                + (*followupMoveHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 149 }
 150
 151 template<>
 152 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 153   // Try winning and equal captures ordered by MVV/LVA, then non-captures ordered
 154   // by history value, then bad captures and quiet moves with a negative SEE ordered
 155   // by SEE value.
 156   Value see;
 157
 158   for (auto& m : *this)
 159       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 160           m.value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
 161
 162       else if (pos.capture(m))
 163           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 164                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 165       else
 166           m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 167 }
 168
 169
 170 /// generate_next_stage() generates, scores, and sorts the next bunch of moves
 171 /// when there are no more moves to try for the current stage.
 172
 173 void MovePicker::generate_next_stage() {
 174
 175   assert(stage != STOP);
 176
 177   cur = moves;
 178
 179   switch (++stage) {
 180
 181   case GOOD_CAPTURES: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 182   case PROBCUT_CAPTURES: case RECAPTURES:
 183       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 184       score<CAPTURES>();
 185       break;
 186
 187   case KILLERS:
 188       killers[0] = ss->killers[0];
 189       killers[1] = ss->killers[1];
 190       killers[2] = countermove;
 191       cur = killers;
 192       endMoves = cur + 2 + (countermove != killers[0] && countermove != killers[1]);
 193       break;
 194
 195   case GOOD_QUIETS:
 196       endQuiets = endMoves = generate<QUIETS>(pos, moves);
 197       score<QUIETS>();
 198       endMoves = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m) { return m.value > VALUE_ZERO; });
 199       insertion_sort(cur, endMoves);
 200       break;
 201
 202   case BAD_QUIETS:
 203       cur = endMoves;
 204       endMoves = endQuiets;
 205       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 206           insertion_sort(cur, endMoves);
 207       break;
 208
 209   case BAD_CAPTURES:
 210       // Just pick them in reverse order to get correct ordering
 211       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 212       endMoves = endBadCaptures;
 213       break;
 214
 215   case ALL_EVASIONS:
 216       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 217       if (endMoves - moves > 1)
 218           score<EVASIONS>();
 219       break;
 220
 221   case CHECKS:
 222       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 223       break;
 224
 225   case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS: case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS:
 226   case PROBCUT: case RECAPTURE: case STOP:
 227       stage = STOP;
 228       break;
 229
 230   default:
 231       assert(false);
 232   }
 233 }
 234
 235
 236 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 237 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 238 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 239 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 240
 241 Move MovePicker::next_move() {
 242
 243   Move move;
 244
 245   while (true)
 246   {
 247       while (cur == endMoves && stage != STOP)
 248           generate_next_stage();
 249
 250       switch (stage) {
 251
 252       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
 253       case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS: case PROBCUT:
 254           ++cur;
 255           return ttMove;
 256
 257       case GOOD_CAPTURES:
 258           move = pick_best(cur++, endMoves);
 259           if (move != ttMove)
 260           {
 261               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 262                   return move;
 263
 264               // Losing capture, move it to the tail of the array
 265               *endBadCaptures-- = move;
 266           }
 267           break;
 268
 269       case KILLERS:
 270           move = *cur++;
 271           if (    move != MOVE_NONE
 272               &&  move != ttMove
 273               &&  pos.pseudo_legal(move)
 274               && !pos.capture(move))
 275               return move;
 276           break;
 277
 278       case GOOD_QUIETS: case BAD_QUIETS:
 279           move = *cur++;
 280           if (   move != ttMove
 281               && move != killers[0]
 282               && move != killers[1]
 283               && move != killers[2])
 284               return move;
 285           break;
 286
 287       case BAD_CAPTURES:
 288           return *cur--;
 289
 290       case ALL_EVASIONS: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 291           move = pick_best(cur++, endMoves);
 292           if (move != ttMove)
 293               return move;
 294           break;
 295
 296       case PROBCUT_CAPTURES:
 297            move = pick_best(cur++, endMoves);
 298            if (move != ttMove && pos.see(move) > threshold)
 299                return move;
 300            break;
 301
 302       case RECAPTURES:
 303           move = pick_best(cur++, endMoves);
 304           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 305               return move;
 306           break;
 307
 308       case CHECKS:
 309           move = *cur++;
 310           if (move != ttMove)
 311               return move;
 312           break;
 313
 314       case STOP:
 315           return MOVE_NONE;
 316
 317       default:
 318           assert(false);
 319       }
 320   }
 321 }