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
   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, 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, which is guaranteed (and also needed) to be stable
  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   // Unary predicate used by std::partition to split positive values from remaining
  53   // ones so as to sort the two sets separately, with the second sort delayed.
  54   inline bool has_positive_value(const ExtMove& move) { return move.value > VALUE_ZERO; }
  55
  56   // Picks the best move in the range (begin, end) and moves it to the front.
  57   // It's faster than sorting all the moves in advance when there are few
  58   // moves e.g. possible captures.
  59   inline ExtMove* pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  60   {
  61       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  62       return begin;
  63   }
  64 } // namespace
  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 how important good move
  71 /// ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  74                        Move* cm, Move* fm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   cur = end = moves;
  79   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  80   countermoves = cm;
  81   followupmoves = fm;
  82   ss = s;
  83
  84   if (pos.checkers())
  85       stage = EVASION;
  86
  87   else
  88       stage = MAIN_SEARCH;
  89
  90   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  91   end += (ttMove != MOVE_NONE);
  92 }
  93
  94 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  95                        Square s) : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
  96
  97   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  98
  99   if (pos.checkers())
 100       stage = EVASION;
 101
 102   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 103       stage = QSEARCH_0;
 104
 105   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 106       stage = QSEARCH_1;
 107
 108   else
 109   {
 110       stage = RECAPTURE;
 111       recaptureSquare = s;
 112       ttm = MOVE_NONE;
 113   }
 114
 115   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 116   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 117 }
 118
 119 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
 120                        : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
 121
 122   assert(!pos.checkers());
 123
 124   stage = PROBCUT;
 125
 126   // In ProbCut we generate only captures that are better than the parent's
 127   // captured piece.
 128   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 129   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 130
 131   if (ttMove && (!pos.capture(ttMove) || pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 132       ttMove = MOVE_NONE;
 133
 134   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 135 }
 136
 137
 138 /// score() assign a numerical value to each move in a move list. The moves with
 139 /// highest values will be picked first.
 140 template<>
 141 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 142   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 143   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 144   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 145   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 146   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 147   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 148   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 149   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 150   // the subtree size.
 151   // In main search we want to push captures with negative SEE values to the
 152   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 153   // has been picked up in pick_move_from_list(). This way we save some SEE
 154   // calls in case we get a cutoff.
 155   Move m;
 156
 157   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 158   {
 159       m = it->move;
 160       it->value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 161                  - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
 162
 163       if (type_of(m) == ENPASSANT)
 164           it->value += PieceValue[MG][PAWN];
 165
 166       else if (type_of(m) == PROMOTION)
 167           it->value += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 168   }
 169 }
 170
 171 template<>
 172 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 173
 174   Move m;
 175
 176   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 177   {
 178       m = it->move;
 179       it->value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 180   }
 181 }
 182
 183 template<>
 184 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 185   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 186   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 187   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE value.
 188   Move m;
 189   Value see;
 190
 191   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 192   {
 193       m = it->move;
 194       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 195           it->value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
 196
 197       else if (pos.capture(m))
 198           it->value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 199                      - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 200       else
 201           it->value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 202   }
 203 }
 204
 205
 206 /// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 207 /// when there are no more moves to try for the current stage.
 208
 209 void MovePicker::generate_next_stage() {
 210
 211   cur = moves;
 212
 213   switch (++stage) {
 214
 215   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 216       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 217       score<CAPTURES>();
 218       return;
 219
 220   case KILLERS_S1:
 221       cur = killers;
 222       end = cur + 2;
 223
 224       killers[0].move = ss->killers[0];
 225       killers[1].move = ss->killers[1];
 226       killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
 227       killers[4].move = killers[5].move = MOVE_NONE;
 228
 229       // Please note that following code is racy and could yield to rare (less
 230       // than 1 out of a million) duplicated entries in SMP case. This is harmless.
 231
 232       // Be sure countermoves are different from killers
 233       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 234           if (   countermoves[i] != (cur+0)->move
 235               && countermoves[i] != (cur+1)->move)
 236               (end++)->move = countermoves[i];
 237
 238       // Be sure followupmoves are different from killers and countermoves
 239       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 240           if (   followupmoves[i] != (cur+0)->move
 241               && followupmoves[i] != (cur+1)->move
 242               && followupmoves[i] != (cur+2)->move
 243               && followupmoves[i] != (cur+3)->move)
 244               (end++)->move = followupmoves[i];
 245       return;
 246
 247   case QUIETS_1_S1:
 248       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 249       score<QUIETS>();
 250       end = std::partition(cur, end, has_positive_value);
 251       insertion_sort(cur, end);
 252       return;
 253
 254   case QUIETS_2_S1:
 255       cur = end;
 256       end = endQuiets;
 257       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 258           insertion_sort(cur, end);
 259       return;
 260
 261   case BAD_CAPTURES_S1:
 262       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 263       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 264       end = endBadCaptures;
 265       return;
 266
 267   case EVASIONS_S2:
 268       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 269       if (end > moves + 1)
 270           score<EVASIONS>();
 271       return;
 272
 273   case QUIET_CHECKS_S3:
 274       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 275       return;
 276
 277   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 278       stage = STOP;
 279       /* Fall through */
 280
 281   case STOP:
 282       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 283       return;
 284
 285   default:
 286       assert(false);
 287   }
 288 }
 289
 290
 291 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 292 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 293 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 294 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 295 template<>
 296 Move MovePicker::next_move<false>() {
 297
 298   Move move;
 299
 300   while (true)
 301   {
 302       while (cur == end)
 303           generate_next_stage();
 304
 305       switch (stage) {
 306
 307       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 308           ++cur;
 309           return ttMove;
 310
 311       case CAPTURES_S1:
 312           move = pick_best(cur++, end)->move;
 313           if (move != ttMove)
 314           {
 315               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 316                   return move;
 317
 318               // Losing capture, move it to the tail of the array
 319               (endBadCaptures--)->move = move;
 320           }
 321           break;
 322
 323       case KILLERS_S1:
 324           move = (cur++)->move;
 325           if (    move != MOVE_NONE
 326               &&  move != ttMove
 327               &&  pos.pseudo_legal(move)
 328               && !pos.capture(move))
 329               return move;
 330           break;
 331
 332       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 333           move = (cur++)->move;
 334           if (   move != ttMove
 335               && move != killers[0].move
 336               && move != killers[1].move
 337               && move != killers[2].move
 338               && move != killers[3].move
 339               && move != killers[4].move
 340               && move != killers[5].move)
 341               return move;
 342           break;
 343
 344       case BAD_CAPTURES_S1:
 345           return (cur--)->move;
 346
 347       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 348           move = pick_best(cur++, end)->move;
 349           if (move != ttMove)
 350               return move;
 351           break;
 352
 353       case CAPTURES_S5:
 354            move = pick_best(cur++, end)->move;
 355            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 356                return move;
 357            break;
 358
 359       case CAPTURES_S6:
 360           move = pick_best(cur++, end)->move;
 361           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 362               return move;
 363           break;
 364
 365       case QUIET_CHECKS_S3:
 366           move = (cur++)->move;
 367           if (move != ttMove)
 368               return move;
 369           break;
 370
 371       case STOP:
 372           return MOVE_NONE;
 373
 374       default:
 375           assert(false);
 376       }
 377   }
 378 }
 379
 380
 381 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 382 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 383 /// safe so must be lock protected by the caller.
 384 template<>
 385 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }