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