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) 2008-2013 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 Sequencer {
  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, guaranteed to be stable, as is needed
  39   void insertion_sort(MoveStack* begin, MoveStack* end)
  40   {
  41     MoveStack 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   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  53   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  54   inline bool has_positive_score(const MoveStack& ms) { return ms.score > 0; }
  55
  56   // Picks and moves to the front the best move in the range [begin, end),
  57   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  58   // normally are the possible captures.
  59   inline MoveStack* pick_best(MoveStack* begin, MoveStack* end)
  60   {
  61       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  62       return begin;
  63   }
  64 }
  65
  66
  67 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  68 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  69 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  70 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  71 /// move ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h, Move* cm,
  74                        Search::Stack* s, Value beta) : pos(p), history(h), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   captureThreshold = 0;
  79   cur = end = moves;
  80   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  81   countermoves = cm;
  82   ss = s;
  83
  84   if (p.checkers())
  85       phase = EVASION;
  86
  87   else
  88   {
  89       phase = MAIN_SEARCH;
  90
  91       // Consider sligtly negative captures as good if at low depth and far from beta
  92       if (ss->staticEval < beta - PawnValueMg && d < 3 * ONE_PLY)
  93           captureThreshold = -PawnValueMg;
  94
  95       // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
  96       else if (ss->staticEval > beta)
  97           captureThreshold = beta - ss->staticEval;
  98   }
  99
 100   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 101   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 102 }
 103
 104 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
 105                        Square sq) : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
 106
 107   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 108
 109   if (p.checkers())
 110       phase = EVASION;
 111
 112   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 113       phase = QSEARCH_0;
 114
 115   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 116   {
 117       phase = QSEARCH_1;
 118
 119       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 120       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 121       // when TT table is full.
 122       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 123           ttm = MOVE_NONE;
 124   }
 125   else
 126   {
 127       phase = RECAPTURE;
 128       recaptureSquare = sq;
 129       ttm = MOVE_NONE;
 130   }
 131
 132   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 133   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 134 }
 135
 136 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
 137                        : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
 138
 139   assert(!pos.checkers());
 140
 141   phase = PROBCUT;
 142
 143   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 144   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 145   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 146
 147   if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 148       ttMove = MOVE_NONE;
 149
 150   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 151 }
 152
 153
 154 /// score() assign a numerical move ordering score to each move in a move list.
 155 /// The moves with highest scores will be picked first.
 156 template<>
 157 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 158   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 159   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 160   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 161   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 162   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 163   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 164   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 165   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 166   // the subtree size.
 167   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 168   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 169   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 170   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 171   Move m;
 172
 173   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 174   {
 175       m = it->move;
 176       it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 177                  - type_of(pos.piece_moved(m));
 178
 179       if (type_of(m) == PROMOTION)
 180           it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 181
 182       else if (type_of(m) == ENPASSANT)
 183           it->score += PieceValue[MG][PAWN];
 184   }
 185 }
 186
 187 template<>
 188 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 189
 190   Move m;
 191
 192   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 193   {
 194       m = it->move;
 195       it->score = history[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 196   }
 197 }
 198
 199 template<>
 200 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 201   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 202   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 203   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 204   Move m;
 205   int seeScore;
 206
 207   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 208   {
 209       m = it->move;
 210       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 211           it->score = seeScore - HistoryStats::Max; // At the bottom
 212
 213       else if (pos.is_capture(m))
 214           it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 215                      - type_of(pos.piece_moved(m)) + HistoryStats::Max;
 216       else
 217           it->score = history[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 218   }
 219 }
 220
 221
 222 /// generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves, when
 223 /// there are no more moves to try for the current phase.
 224
 225 void MovePicker::generate_next() {
 226
 227   cur = moves;
 228
 229   switch (++phase) {
 230
 231   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 232       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 233       score<CAPTURES>();
 234       return;
 235
 236   case KILLERS_S1:
 237       cur = killers;
 238       end = cur + 2;
 239
 240       killers[0].move = ss->killers[0];
 241       killers[1].move = ss->killers[1];
 242       killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
 243
 244       // Be sure countermoves are different from killers
 245       for (int i = 0; i < 2; i++)
 246           if (countermoves[i] != cur->move && countermoves[i] != (cur+1)->move)
 247               (end++)->move = countermoves[i];
 248
 249       if (countermoves[1] && countermoves[1] == countermoves[0]) // Due to SMP races
 250           killers[3].move = MOVE_NONE;
 251
 252       return;
 253
 254   case QUIETS_1_S1:
 255       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 256       score<QUIETS>();
 257       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 258       insertion_sort(cur, end);
 259       return;
 260
 261   case QUIETS_2_S1:
 262       cur = end;
 263       end = endQuiets;
 264       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 265           insertion_sort(cur, end);
 266       return;
 267
 268   case BAD_CAPTURES_S1:
 269       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 270       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 271       end = endBadCaptures;
 272       return;
 273
 274   case EVASIONS_S2:
 275       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 276       if (end > moves + 1)
 277           score<EVASIONS>();
 278       return;
 279
 280   case QUIET_CHECKS_S3:
 281       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 282       return;
 283
 284   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 285       phase = STOP;
 286   case STOP:
 287       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 288       return;
 289
 290   default:
 291       assert(false);
 292   }
 293 }
 294
 295
 296 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 297 /// a new pseudo legal move every time is called, until there are no more moves
 298 /// left. It picks the move with the biggest score from a list of generated moves
 299 /// taking care not returning the ttMove if has already been searched previously.
 300 template<>
 301 Move MovePicker::next_move<false>() {
 302
 303   Move move;
 304
 305   while (true)
 306   {
 307       while (cur == end)
 308           generate_next();
 309
 310       switch (phase) {
 311
 312       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 313           cur++;
 314           return ttMove;
 315
 316       case CAPTURES_S1:
 317           move = pick_best(cur++, end)->move;
 318           if (move != ttMove)
 319           {
 320               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
 321
 322               if (pos.see_sign(move) >= captureThreshold)
 323                   return move;
 324
 325               // Losing capture, move it to the tail of the array
 326               (endBadCaptures--)->move = move;
 327           }
 328           break;
 329
 330       case KILLERS_S1:
 331           move = (cur++)->move;
 332           if (    move != MOVE_NONE
 333               &&  pos.is_pseudo_legal(move)
 334               &&  move != ttMove
 335               && !pos.is_capture(move))
 336               return move;
 337           break;
 338
 339       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 340           move = (cur++)->move;
 341           if (   move != ttMove
 342               && move != killers[0].move
 343               && move != killers[1].move
 344               && move != killers[2].move
 345               && move != killers[3].move)
 346               return move;
 347           break;
 348
 349       case BAD_CAPTURES_S1:
 350           return (cur--)->move;
 351
 352       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 353           move = pick_best(cur++, end)->move;
 354           if (move != ttMove)
 355               return move;
 356           break;
 357
 358       case CAPTURES_S5:
 359            move = pick_best(cur++, end)->move;
 360            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 361                return move;
 362            break;
 363
 364       case CAPTURES_S6:
 365           move = pick_best(cur++, end)->move;
 366           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 367               return move;
 368           break;
 369
 370       case QUIET_CHECKS_S3:
 371           move = (cur++)->move;
 372           if (move != ttMove)
 373               return move;
 374           break;
 375
 376       case STOP:
 377           return MOVE_NONE;
 378
 379       default:
 380           assert(false);
 381       }
 382   }
 383 }
 384
 385
 386 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 387 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 388 /// safe so must be lock protected by the caller.
 389 template<>
 390 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }