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) 2008-2009 Marco Costalba
   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
  22 ////
  23 //// Includes
  24 ////
  25
  26 #include <algorithm>
  27 #include <cassert>
  28
  29 #include "history.h"
  30 #include "evaluate.h"
  31 #include "movegen.h"
  32 #include "movepick.h"
  33 #include "search.h"
  34 #include "value.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   /// Variables
  44
  45   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  46   int MainSearchPhaseIndex;
  47   int EvasionsPhaseIndex;
  48   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  49   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  50
  51 }
  52
  53
  54 ////
  55 //// Functions
  56 ////
  57
  58
  59 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  60 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  61 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  62 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  63 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  64 /// move ordering is at the current node.
  65
  66 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d,
  67                        const History& h, SearchStack* ss) : pos(p), H(h) {
  68   ttMove = ttm;
  69   if (ss)
  70   {
  71       mateKiller = (ss->mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
  72       killer1 = ss->killers[0];
  73       killer2 = ss->killers[1];
  74   } else
  75       mateKiller = killer1 = killer2 = MOVE_NONE;
  76
  77   movesPicked = numOfMoves = numOfBadCaptures = 0;
  78   checkKillers = checkLegal = finished = false;
  79
  80   if (p.is_check())
  81       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  82   else if (d > Depth(0))
  83       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  84   else if (d == Depth(0))
  85       phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  86   else
  87       phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  88
  89   Color us = pos.side_to_move();
  90
  91   dc = p.discovered_check_candidates(us);
  92   pinned = p.pinned_pieces(us);
  93
  94   finished = false;
  95 }
  96
  97
  98 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  99 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
 100 /// are no more moves left of the types we are interested in.
 101
 102 Move MovePicker::get_next_move() {
 103
 104   Move move;
 105
 106   while (true)
 107   {
 108     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 109     // the list, and return it.
 110     move = pick_move_from_list();
 111     if (move != MOVE_NONE)
 112     {
 113         assert(move_is_ok(move));
 114         return move;
 115     }
 116
 117     // Next phase
 118     phaseIndex++;
 119     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 120
 121     case PH_TT_MOVE:
 122         if (ttMove != MOVE_NONE)
 123         {
 124             assert(move_is_ok(ttMove));
 125             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 126                 return ttMove;
 127         }
 128         break;
 129
 130     case PH_MATE_KILLER:
 131         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 132         {
 133             assert(move_is_ok(mateKiller));
 134             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 135                 return mateKiller;
 136         }
 137         break;
 138
 139     case PH_GOOD_CAPTURES:
 140         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 141         score_captures();
 142         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 143         movesPicked = 0;
 144         checkLegal = true;
 145         break;
 146
 147     case PH_KILLERS:
 148         movesPicked = numOfMoves = 0;
 149         checkLegal = false;
 150         if (killer1 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer1, pinned) && !pos.move_is_capture(killer1))
 151             moves[numOfMoves++].move = killer1;
 152         if (killer2 != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, killer2, pinned) && !pos.move_is_capture(killer2) )
 153             moves[numOfMoves++].move = killer2;
 154         break;
 155
 156     case PH_NONCAPTURES:
 157         checkKillers = (numOfMoves != 0); // previous phase is PH_KILLERS
 158         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 159         score_noncaptures();
 160         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 161         movesPicked = 0;
 162         checkLegal = true;
 163         break;
 164
 165     case PH_BAD_CAPTURES:
 166         // Bad captures SEE value is already calculated by score_captures()
 167         // so just sort them to get SEE move ordering.
 168         std::sort(badCaptures, badCaptures + numOfBadCaptures);
 169         movesPicked = 0;
 170         break;
 171
 172     case PH_EVASIONS:
 173         assert(pos.is_check());
 174         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves, pinned);
 175         score_evasions();
 176         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 177         movesPicked = 0;
 178         break;
 179
 180     case PH_QCAPTURES:
 181         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 182         score_qcaptures();
 183         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 184         movesPicked = 0;
 185         break;
 186
 187     case PH_QCHECKS:
 188         // Perhaps we should order moves move here?  FIXME
 189         numOfMoves = generate_non_capture_checks(pos, moves, dc);
 190         movesPicked = 0;
 191         break;
 192
 193     case PH_STOP:
 194         return MOVE_NONE;
 195
 196     default:
 197         assert(false);
 198         return MOVE_NONE;
 199     }
 200   }
 201 }
 202
 203
 204 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 205 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 206
 207 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 208
 209    lock_grab(&lock);
 210    if (finished)
 211    {
 212        lock_release(&lock);
 213        return MOVE_NONE;
 214    }
 215    Move m = get_next_move();
 216    if (m == MOVE_NONE)
 217        finished = true;
 218
 219    lock_release(&lock);
 220    return m;
 221 }
 222
 223
 224 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 225 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 226 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 227 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 228
 229 void MovePicker::score_captures() {
 230   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 231   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 232   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 233   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 234   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 235   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 236   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 237   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 238   // the subtree size.
 239   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 240   // to the badCaptures[] array.
 241   Move m;
 242   int seeValue;
 243
 244   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 245   {
 246       m = moves[i].move;
 247       seeValue = pos.see(m);
 248       if (seeValue >= 0)
 249       {
 250           if (move_promotion(m))
 251               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 252           else
 253               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 254                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 255       }
 256       else
 257       {
 258           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 259           assert(numOfBadCaptures < 63);
 260           moves[i].score = seeValue;
 261           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 262           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 263       }
 264   }
 265 }
 266
 267 void MovePicker::score_noncaptures() {
 268   // First score by history, when no history is available then use
 269   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 270   // random choice when we don't have an history for any move.
 271   Move m;
 272   int hs;
 273
 274   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 275   {
 276       m = moves[i].move;
 277       hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 278
 279       // Ensure history is always preferred to pst
 280       if (hs > 0)
 281           hs += 1000;
 282
 283       // pst based scoring
 284       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 285   }
 286 }
 287
 288 void MovePicker::score_evasions() {
 289
 290   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 291   {
 292       Move m = moves[i].move;
 293       if (m == ttMove)
 294           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 295       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 296       {
 297           int seeScore = pos.see(m);
 298           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 299       } else
 300           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 301   }
 302 }
 303
 304 void MovePicker::score_qcaptures() {
 305
 306   // Use MVV/LVA ordering
 307   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 308   {
 309       Move m = moves[i].move;
 310       if (move_promotion(m))
 311           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 312       else
 313           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 314                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 315   }
 316 }
 317
 318
 319 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 320 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 321 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 322 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 323
 324 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 325
 326   assert(movesPicked >= 0);
 327   assert(!pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] == PH_EVASIONS || PhaseTable[phaseIndex] == PH_STOP);
 328   assert( pos.is_check() || PhaseTable[phaseIndex] != PH_EVASIONS);
 329
 330   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 331
 332   case PH_GOOD_CAPTURES:
 333   case PH_KILLERS:
 334   case PH_NONCAPTURES:
 335       while (movesPicked < numOfMoves)
 336       {
 337           Move move = moves[movesPicked++].move;
 338           if (   move != ttMove
 339               && move != mateKiller
 340               && (!checkKillers || (move != killer1 && move != killer2))
 341               && (!checkLegal || pos.pl_move_is_legal(move, pinned)))
 342               return move;
 343       }
 344       break;
 345
 346   case PH_EVASIONS:
 347       if (movesPicked < numOfMoves)
 348           return moves[movesPicked++].move;
 349
 350       break;
 351
 352   case PH_BAD_CAPTURES:
 353       while (movesPicked < numOfBadCaptures)
 354       {
 355           Move move = badCaptures[movesPicked++].move;
 356           if (   move != ttMove
 357               && move != mateKiller
 358               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 359               return move;
 360       }
 361       break;
 362
 363   case PH_QCAPTURES:
 364   case PH_QCHECKS:
 365       while (movesPicked < numOfMoves)
 366       {
 367           Move move = moves[movesPicked++].move;
 368           // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
 369           if (   move != ttMove
 370               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 371               return move;
 372       }
 373       break;
 374
 375   default:
 376       break;
 377   }
 378   return MOVE_NONE;
 379 }
 380
 381
 382 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 383 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 384 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex. It is only called once during
 385 /// program startup, and never again while the program is running.
 386
 387 void MovePicker::init_phase_table() {
 388
 389   int i = 0;
 390
 391   // Main search
 392   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 393   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 394   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 395   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 396   PhaseTable[i++] = PH_KILLERS;
 397   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 398   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 399   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 400
 401   // Check evasions
 402   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 403   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 404   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 405
 406   // Quiescence search with checks
 407   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 408   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 409   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 410   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 411   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 412
 413   // Quiescence search without checks
 414   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 415   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 416   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 417   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 418 }