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 <cassert>
  27
  28 #include "history.h"
  29 #include "evaluate.h"
  30 #include "movegen.h"
  31 #include "movepick.h"
  32 #include "search.h"
  33 #include "value.h"
  34
  35
  36 ////
  37 //// Local definitions
  38 ////
  39
  40 namespace {
  41
  42   /// Variables
  43
  44   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  45   int MainSearchPhaseIndex;
  46   int EvasionsPhaseIndex;
  47   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  48   int QsearchNoCapturesPhaseIndex;
  49   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  50   int NoMovesPhaseIndex;
  51
  52 }
  53
  54
  55
  56 ////
  57 //// Functions
  58 ////
  59
  60
  61 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  62 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  63 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  64 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  65 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  66 /// move ordering is at the current node.
  67
  68 MovePicker::MovePicker(const Position& p, bool pv, Move ttm,
  69                        const SearchStack& ss, Depth d, EvalInfo* ei) : pos(p) {
  70   pvNode = pv;
  71   ttMove = ttm;
  72   mateKiller = (ss.mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss.mateKiller;
  73   killer1 = ss.killers[0];
  74   killer2 = ss.killers[1];
  75   threatMove = ss.threatMove;
  76   depth = d;
  77   movesPicked = 0;
  78   numOfMoves = 0;
  79   numOfBadCaptures = 0;
  80
  81   // With EvalInfo we are able to know how many captures are possible before
  82   // generating them. So avoid generating in case we know are zero.
  83   Color us = pos.side_to_move();
  84   Color them = opposite_color(us);
  85   bool noCaptures =    ei
  86                    && (ei->attackedBy[us][0] & pos.pieces_of_color(them)) == 0
  87                    && !ei->mi->specialized_eval_exists()
  88                    && (pos.ep_square() == SQ_NONE)
  89                    && !pos.has_pawn_on_7th(us);
  90
  91   if (p.is_check())
  92       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  93   else if (depth > Depth(0))
  94       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  95   else if (depth == Depth(0))
  96       phaseIndex = (noCaptures ? QsearchNoCapturesPhaseIndex : QsearchWithChecksPhaseIndex);
  97   else
  98       phaseIndex = (noCaptures ? NoMovesPhaseIndex : QsearchWithoutChecksPhaseIndex);
  99
 100   dc = p.discovered_check_candidates(us);
 101   pinned = p.pinned_pieces(p.side_to_move());
 102
 103   finished = false;
 104 }
 105
 106
 107 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 108 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
 109 /// are no more moves left of the types we are interested in.
 110
 111 Move MovePicker::get_next_move() {
 112
 113   Move move;
 114
 115   while (true)
 116   {
 117     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 118     // the list, and return it.
 119     move = pick_move_from_list();
 120     if (move != MOVE_NONE)
 121     {
 122         assert(move_is_ok(move));
 123         return move;
 124     }
 125
 126     // Next phase
 127     phaseIndex++;
 128     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 129
 130     case PH_TT_MOVE:
 131         if (ttMove != MOVE_NONE)
 132         {
 133             assert(move_is_ok(ttMove));
 134             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 135                 return ttMove;
 136         }
 137         break;
 138
 139     case PH_MATE_KILLER:
 140         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 141         {
 142             assert(move_is_ok(mateKiller));
 143             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 144                 return mateKiller;
 145        }
 146        break;
 147
 148     case PH_GOOD_CAPTURES:
 149         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 150         score_captures();
 151         movesPicked = 0;
 152         break;
 153
 154     case PH_BAD_CAPTURES:
 155         badCapturesPicked = 0;
 156         break;
 157
 158     case PH_NONCAPTURES:
 159         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 160         score_noncaptures();
 161         movesPicked = 0;
 162         break;
 163
 164     case PH_EVASIONS:
 165         assert(pos.is_check());
 166         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves);
 167         score_evasions();
 168         movesPicked = 0;
 169         break;
 170
 171     case PH_QCAPTURES:
 172         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 173         score_qcaptures();
 174         movesPicked = 0;
 175         break;
 176
 177     case PH_QCHECKS:
 178         numOfMoves = generate_checks(pos, moves, dc);
 179         movesPicked = 0;
 180         break;
 181
 182     case PH_STOP:
 183         return MOVE_NONE;
 184
 185     default:
 186         assert(false);
 187         return MOVE_NONE;
 188     }
 189   }
 190 }
 191
 192
 193 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 194 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 195
 196 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 197
 198    lock_grab(&lock);
 199    if (finished)
 200    {
 201        lock_release(&lock);
 202        return MOVE_NONE;
 203    }
 204    Move m = get_next_move();
 205    if (m == MOVE_NONE)
 206        finished = true;
 207
 208    lock_release(&lock);
 209    return m;
 210 }
 211
 212
 213 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 214 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 215 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 216 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 217
 218 void MovePicker::score_captures() {
 219   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 220   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 221   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 222   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 223   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 224   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 225   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 226   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 227   // the subtree size.
 228   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 229   // to the badCaptures[] array.
 230   Move m;
 231   int seeValue;
 232
 233   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 234   {
 235       m = moves[i].move;
 236       seeValue = pos.see(m);
 237       if (seeValue >= 0)
 238       {
 239           if (move_promotion(m))
 240               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 241           else
 242               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 243                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 244       }
 245       else
 246       {
 247           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 248           assert(numOfBadCaptures < 63);
 249           moves[i].score = seeValue;
 250           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 251           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 252       }
 253   }
 254 }
 255
 256 void MovePicker::score_noncaptures() {
 257   // First score by history, when no history is available then use
 258   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 259   // random choice when we don't have an history for any move.
 260   Move m;
 261   int hs;
 262
 263   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 264   {
 265       m = moves[i].move;
 266
 267       if (m == killer1)
 268           hs = HistoryMax + 2;
 269       else if (m == killer2)
 270           hs = HistoryMax + 1;
 271       else
 272           hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 273
 274       // If the null move was refuted by a capture then give a
 275       // bonus if we move away the captured piece.
 276       if (threatMove != MOVE_NONE && move_from(m) == move_to(threatMove))
 277           hs *= 3;
 278
 279       // Ensure history is always preferred to pst
 280       if (hs > 0)
 281           hs += 1000;
 282
 283       // pst based scoring
 284       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 285   }
 286 }
 287
 288 void MovePicker::score_evasions() {
 289
 290   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 291   {
 292       Move m = moves[i].move;
 293       if (m == ttMove)
 294           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 295       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 296       {
 297           int seeScore = pos.see(m);
 298           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 299       } else
 300           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 301   }
 302 }
 303
 304 void MovePicker::score_qcaptures() {
 305
 306   // Use MVV/LVA ordering
 307   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 308   {
 309       Move m = moves[i].move;
 310       if (move_promotion(m))
 311           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 312       else
 313           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 314                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 315   }
 316 }
 317
 318
 319 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of\r
 320 /// the highest scored one. There is also a second version that\r
 321 /// lowers the priority of moves that attack the same square,\r
 322 /// so that if the best move that attack a square fails the next\r
 323 /// move picked attacks a different square if any, not the same one.
 324
 325 int MovePicker::find_best_index() {
 326
 327   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;
 328
 329   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 330       if (moves[i].score > bestScore)
 331       {
 332           bestIndex = i;
 333           bestScore = moves[i].score;
 334       }
 335   return bestIndex;
 336 }
 337
 338 int MovePicker::find_best_index(Bitboard* squares, int values[]) {\r
 339 \r
 340   int hs;\r
 341   Move m;\r
 342   Square to;\r
 343   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;\r
 344 \r
 345   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)\r
 346   {\r
 347       m = moves[i].move;\r
 348       to = move_to(m);\r
 349       \r
 350       if (!bit_is_set(*squares, to))\r
 351       {\r
 352           // Init at first use\r
 353           set_bit(squares, to);\r
 354           values[to] = 0;\r
 355       }\r
 356 \r
 357       hs = moves[i].score - values[to];\r
 358       if (hs > bestScore)\r
 359       {\r
 360           bestIndex = i;\r
 361           bestScore = hs;\r
 362       }\r
 363   }\r
 364 \r
 365   if (bestIndex != -1)\r
 366   {\r
 367       // Raise value of the picked square, so next attack\r
 368       // to the same square will get low priority.\r
 369       to = move_to(moves[bestIndex].move);\r
 370       values[to] += 0xB00;\r
 371   }\r
 372   return bestIndex;\r
 373 }
 374
 375
 376 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 377 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 378 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 379 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 380
 381 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 382
 383   int bestIndex;
 384   Move move;
 385
 386   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 387   case PH_GOOD_CAPTURES:
 388       assert(!pos.is_check());
 389       assert(movesPicked >= 0);
 390
 391       while (movesPicked < numOfMoves)
 392       {
 393           bestIndex = find_best_index();
 394
 395           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 396           {
 397               move = moves[bestIndex].move;
 398               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 399               if (   move != ttMove
 400                   && move != mateKiller
 401                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 402                   return move;
 403           }
 404       }
 405       break;
 406
 407   case PH_NONCAPTURES:
 408       assert(!pos.is_check());
 409       assert(movesPicked >= 0);
 410
 411       while (movesPicked < numOfMoves)
 412       {
 413           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 414           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 415           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 416           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 417           bestIndex = (pvNode || movesPicked < 12) ? find_best_index() : movesPicked;
 418
 419           if (bestIndex != -1)
 420           {
 421               move = moves[bestIndex].move;
 422               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 423               if (   move != ttMove
 424                   && move != mateKiller
 425                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 426                   return move;
 427           }
 428       }
 429       break;
 430
 431   case PH_EVASIONS:
 432       assert(pos.is_check());
 433       assert(movesPicked >= 0);
 434
 435       while (movesPicked < numOfMoves)
 436       {
 437           bestIndex = find_best_index();
 438
 439           if (bestIndex != -1)
 440           {
 441               move = moves[bestIndex].move;
 442               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 443               return move;
 444           }
 445     }
 446     break;
 447
 448   case PH_BAD_CAPTURES:
 449       assert(!pos.is_check());
 450       assert(badCapturesPicked >= 0);
 451       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 452       // of just picking the first move.  FIXME
 453       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 454       {
 455           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 456           if (   move != ttMove
 457               && move != mateKiller
 458               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 459               return move;
 460       }
 461       break;
 462
 463   case PH_QCAPTURES:
 464       assert(!pos.is_check());
 465       assert(movesPicked >= 0);
 466       while (movesPicked < numOfMoves)
 467       {
 468           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 469
 470           if (bestIndex != -1)
 471           {
 472               move = moves[bestIndex].move;
 473               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 474               // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 475               // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 476               if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 477                   return move;
 478           }
 479       }
 480       break;
 481
 482   case PH_QCHECKS:
 483       assert(!pos.is_check());
 484       assert(movesPicked >= 0);
 485       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 486       // move here?  FIXME
 487       while (movesPicked < numOfMoves)
 488       {
 489           move = moves[movesPicked++].move;
 490           // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 491           if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 492               return move;
 493       }
 494       break;
 495
 496   default:
 497       break;
 498   }
 499   return MOVE_NONE;
 500 }
 501
 502
 503 /// MovePicker::current_move_type() returns the type of the just
 504 /// picked next move. It can be used in search to further differentiate
 505 /// according to the current move type: capture, non capture, escape, etc.
 506 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 507
 508   return PhaseTable[phaseIndex];
 509 }
 510
 511
 512 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 513 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 514 /// QsearchNoCapturesPhaseIndex, QsearchWithoutChecksPhaseIndex and
 515 /// NoMovesPhaseIndex variables. It is only called once during program
 516 /// startup, and never again while the program is running.
 517
 518 void MovePicker::init_phase_table() {
 519
 520   int i = 0;
 521
 522   // Main search
 523   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 524   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 525   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 526   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 527   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 528   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 529   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 530   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 531   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 532   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 533
 534   // Check evasions
 535   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 536   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 537   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 538
 539   // Quiescence search with checks
 540   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 541   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 542   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 543   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 544
 545   // Quiescence search with checks only and no captures
 546   QsearchNoCapturesPhaseIndex = i - 1;
 547   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 548   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 549
 550   // Quiescence search without checks
 551   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 552   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 553   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 554
 555   // Do not generate any move
 556   NoMovesPhaseIndex = i - 1;
 557   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 558 }