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 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 }