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 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, bool pv, Move ttm,
  67                        const SearchStack& ss, Depth d) : pos(p) {
  68   pvNode = pv;
  69   ttMove = ttm;
  70   mateKiller = (ss.mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss.mateKiller;
  71   killer1 = ss.killers[0];
  72   killer2 = ss.killers[1];
  73   depth = d;
  74   movesPicked = 0;
  75   numOfMoves = 0;
  76   numOfBadCaptures = 0;
  77
  78   if (p.is_check())
  79       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  80   else if (depth > Depth(0))
  81       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  82   else if (depth == Depth(0))
  83       phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  84   else
  85       phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  86
  87   Color us = pos.side_to_move();
  88
  89   dc = p.discovered_check_candidates(us);
  90   pinned = p.pinned_pieces(us);
  91
  92   finished = false;
  93 }
  94
  95
  96 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  97 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  98 /// are no more moves left of the types we are interested in.
  99
 100 Move MovePicker::get_next_move() {
 101
 102   Move move;
 103
 104   while (true)
 105   {
 106     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 107     // the list, and return it.
 108     move = pick_move_from_list();
 109     if (move != MOVE_NONE)
 110     {
 111         assert(move_is_ok(move));
 112         return move;
 113     }
 114
 115     // Next phase
 116     phaseIndex++;
 117     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 118
 119     case PH_TT_MOVE:
 120         if (ttMove != MOVE_NONE)
 121         {
 122             assert(move_is_ok(ttMove));
 123             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 124                 return ttMove;
 125         }
 126         break;
 127
 128     case PH_MATE_KILLER:
 129         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 130         {
 131             assert(move_is_ok(mateKiller));
 132             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 133                 return mateKiller;
 134         }
 135         break;
 136
 137     case PH_GOOD_CAPTURES:
 138         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 139         score_captures();
 140         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 141         movesPicked = 0;
 142         break;
 143
 144     case PH_BAD_CAPTURES:
 145         movesPicked = 0;
 146         break;
 147
 148     case PH_NONCAPTURES:
 149         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 150         score_noncaptures();
 151         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 152         movesPicked = 0;
 153         break;
 154
 155     case PH_EVASIONS:
 156         assert(pos.is_check());
 157         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves, pinned);
 158         score_evasions();
 159         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 160         movesPicked = 0;
 161         break;
 162
 163     case PH_QCAPTURES:
 164         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 165         score_qcaptures();
 166         std::sort(moves, moves + numOfMoves);
 167         movesPicked = 0;
 168         break;
 169
 170     case PH_QCHECKS:
 171         numOfMoves = generate_non_capture_checks(pos, moves, dc);
 172         movesPicked = 0;
 173         break;
 174
 175     case PH_STOP:
 176         return MOVE_NONE;
 177
 178     default:
 179         assert(false);
 180         return MOVE_NONE;
 181     }
 182   }
 183 }
 184
 185
 186 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 187 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 188
 189 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 190
 191    lock_grab(&lock);
 192    if (finished)
 193    {
 194        lock_release(&lock);
 195        return MOVE_NONE;
 196    }
 197    Move m = get_next_move();
 198    if (m == MOVE_NONE)
 199        finished = true;
 200
 201    lock_release(&lock);
 202    return m;
 203 }
 204
 205
 206 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 207 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 208 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 209 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 210
 211 void MovePicker::score_captures() {
 212   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 213   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 214   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 215   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 216   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 217   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 218   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 219   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 220   // the subtree size.
 221   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 222   // to the badCaptures[] array.
 223   Move m;
 224   int seeValue;
 225
 226   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 227   {
 228       m = moves[i].move;
 229       seeValue = pos.see(m);
 230       if (seeValue >= 0)
 231       {
 232           if (move_promotion(m))
 233               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 234           else
 235               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 236                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 237       }
 238       else
 239       {
 240           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 241           assert(numOfBadCaptures < 63);
 242           moves[i].score = seeValue;
 243           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 244           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 245       }
 246   }
 247 }
 248
 249 void MovePicker::score_noncaptures() {
 250   // First score by history, when no history is available then use
 251   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 252   // random choice when we don't have an history for any move.
 253   Move m;
 254   int hs;
 255
 256   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 257   {
 258       m = moves[i].move;
 259
 260       if (m == killer1)
 261           hs = HistoryMax + 2;
 262       else if (m == killer2)
 263           hs = HistoryMax + 1;
 264       else
 265           hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 266
 267       // Ensure history is always preferred to pst
 268       if (hs > 0)
 269           hs += 1000;
 270
 271       // pst based scoring
 272       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 273   }
 274 }
 275
 276 void MovePicker::score_evasions() {
 277
 278   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 279   {
 280       Move m = moves[i].move;
 281       if (m == ttMove)
 282           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 283       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 284       {
 285           int seeScore = pos.see(m);
 286           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 287       } else
 288           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 289   }
 290 }
 291
 292 void MovePicker::score_qcaptures() {
 293
 294   // Use MVV/LVA ordering
 295   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 296   {
 297       Move m = moves[i].move;
 298       if (move_promotion(m))
 299           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 300       else
 301           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 302                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 303   }
 304 }
 305
 306
 307 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 308 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 309 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 310 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 311
 312 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 313
 314   Move move;
 315
 316   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 317
 318   case PH_GOOD_CAPTURES:
 319       assert(!pos.is_check());
 320       assert(movesPicked >= 0);
 321
 322       while (movesPicked < numOfMoves)
 323       {
 324           move = moves[movesPicked++].move;
 325           if (   move != ttMove
 326               && move != mateKiller
 327               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 328               return move;
 329       }
 330       break;
 331
 332   case PH_NONCAPTURES:
 333       assert(!pos.is_check());
 334       assert(movesPicked >= 0);
 335
 336       while (movesPicked < numOfMoves)
 337       {
 338           move = moves[movesPicked++].move;
 339           if (   move != ttMove
 340               && move != mateKiller
 341               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 342               return move;
 343       }
 344       break;
 345
 346   case PH_EVASIONS:
 347       assert(pos.is_check());
 348       assert(movesPicked >= 0);
 349
 350       while (movesPicked < numOfMoves)
 351       {
 352           move = moves[movesPicked++].move;
 353           return move;
 354     }
 355     break;
 356
 357   case PH_BAD_CAPTURES:
 358       assert(!pos.is_check());
 359       assert(movesPicked >= 0);
 360       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 361       // of just picking the first move.  FIXME
 362       while (movesPicked < numOfBadCaptures)
 363       {
 364           move = badCaptures[movesPicked++].move;
 365           if (   move != ttMove
 366               && move != mateKiller
 367               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 368               return move;
 369       }
 370       break;
 371
 372   case PH_QCAPTURES:
 373       assert(!pos.is_check());
 374       assert(movesPicked >= 0);
 375
 376       while (movesPicked < numOfMoves)
 377       {
 378           move = moves[movesPicked++].move;
 379           // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
 380           if (   move != ttMove
 381               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 382               return move;
 383       }
 384       break;
 385
 386   case PH_QCHECKS:
 387       assert(!pos.is_check());
 388       assert(movesPicked >= 0);
 389       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 390       // move here?  FIXME
 391       while (movesPicked < numOfMoves)
 392       {
 393           move = moves[movesPicked++].move;
 394           if (   move != ttMove
 395               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 396               return move;
 397       }
 398       break;
 399
 400   default:
 401       break;
 402   }
 403   return MOVE_NONE;
 404 }
 405
 406
 407 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 408 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 409 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex. It is only called once during
 410 /// program startup, and never again while the program is running.
 411
 412 void MovePicker::init_phase_table() {
 413
 414   int i = 0;
 415
 416   // Main search
 417   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 418   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 419   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 420   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 421   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 422   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 423   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 424   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 425   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 426   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 427
 428   // Check evasions
 429   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 430   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 431   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 432
 433   // Quiescence search with checks
 434   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 435   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 436   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 437   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 438   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 439
 440   // Quiescence search without checks
 441   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 442   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 443   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 444   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 445 }