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