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) 2008-2012 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 <algorithm>
  22 #include <cassert>
  23
  24 #include "movegen.h"
  25 #include "movepick.h"
  26 #include "thread.h"
  27
  28 namespace {
  29
  30   enum Sequencer {
  31     MAIN_SEARCH, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
  32     EVASION,     EVASIONS_S2,
  33     QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
  34     QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
  35     PROBCUT,     CAPTURES_S5,
  36     RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
  37     STOP
  38   };
  39
  40   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  41   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  42   inline bool has_positive_score(const MoveStack& ms) { return ms.score > 0; }
  43
  44   // Picks and moves to the front the best move in the range [begin, end),
  45   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  46   // normally are the possible captures.
  47   inline MoveStack* pick_best(MoveStack* begin, MoveStack* end)
  48   {
  49       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  50       return begin;
  51   }
  52 }
  53
  54
  55 /// History class method definitions
  56
  57 void History::clear() {
  58   memset(history, 0, sizeof(history));
  59   memset(gains, 0, sizeof(gains));
  60 }
  61
  62 void History::update(Piece p, Square to, Value bonus) {
  63   if (abs(history[p][to] + bonus) < History::Max)
  64       history[p][to] += bonus;
  65 }
  66
  67 void History::update_gain(Piece p, Square to, Value gain) {
  68   gains[p][to] = std::max(gain, gains[p][to] - 1);
  69 }
  70
  71
  72 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  73 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  74 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  75 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  76 /// move ordering is at the current node.
  77
  78 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  79                        Search::Stack* s, Value beta) : pos(p), H(h), depth(d) {
  80
  81   assert(d > DEPTH_ZERO);
  82
  83   captureThreshold = 0;
  84   cur = end = moves;
  85   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  86   ss = s;
  87
  88   if (p.checkers())
  89       phase = EVASION;
  90
  91   else
  92   {
  93       phase = MAIN_SEARCH;
  94
  95       killers[0].move = ss->killers[0];
  96       killers[1].move = ss->killers[1];
  97
  98       // Consider sligtly negative captures as good if at low depth and far from beta
  99       if (ss && ss->staticEval < beta - PawnValueMg && d < 3 * ONE_PLY)
 100           captureThreshold = -PawnValueMg;
 101
 102       // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
 103       else if (ss && ss->staticEval > beta)
 104           captureThreshold = beta - ss->staticEval;
 105   }
 106
 107   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 108   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 109 }
 110
 111 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
 112                        Square sq) : pos(p), H(h), cur(moves), end(moves) {
 113
 114   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 115
 116   if (p.checkers())
 117       phase = EVASION;
 118
 119   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 120       phase = QSEARCH_0;
 121
 122   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 123   {
 124       phase = QSEARCH_1;
 125
 126       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 127       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 128       // when TT table is full.
 129       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 130           ttm = MOVE_NONE;
 131   }
 132   else
 133   {
 134       phase = RECAPTURE;
 135       recaptureSquare = sq;
 136       ttm = MOVE_NONE;
 137   }
 138
 139   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 140   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 141 }
 142
 143 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, PieceType pt)
 144                        : pos(p), H(h), cur(moves), end(moves) {
 145
 146   assert(!pos.checkers());
 147
 148   phase = PROBCUT;
 149
 150   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 151   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 152   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 153
 154   if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 155       ttMove = MOVE_NONE;
 156
 157   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 158 }
 159
 160
 161 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 162 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 163 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 164 /// picked first by next_move().
 165
 166 void MovePicker::score_captures() {
 167   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 168   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 169   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 170   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 171   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 172   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 173   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 174   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 175   // the subtree size.
 176   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 177   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 178   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 179   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 180   Move m;
 181
 182   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 183   {
 184       m = it->move;
 185       it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 186                  - type_of(pos.piece_moved(m));
 187
 188       if (type_of(m) == PROMOTION)
 189           it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)];
 190   }
 191 }
 192
 193 void MovePicker::score_noncaptures() {
 194
 195   Move m;
 196
 197   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 198   {
 199       m = it->move;
 200       it->score = H[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 201   }
 202 }
 203
 204 void MovePicker::score_evasions() {
 205   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 206   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 207   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 208   Move m;
 209   int seeScore;
 210
 211   if (end < moves + 2)
 212       return;
 213
 214   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 215   {
 216       m = it->move;
 217       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 218           it->score = seeScore - History::Max; // Be sure we are at the bottom
 219       else if (pos.is_capture(m))
 220           it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 221                      - type_of(pos.piece_moved(m)) + History::Max;
 222       else
 223           it->score = H[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 224   }
 225 }
 226
 227
 228 /// MovePicker::generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 229 /// when there are no more moves to try for the current phase.
 230
 231 void MovePicker::generate_next() {
 232
 233   cur = moves;
 234
 235   switch (++phase) {
 236
 237   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 238       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 239       score_captures();
 240       return;
 241
 242   case KILLERS_S1:
 243       cur = killers;
 244       end = cur + 2;
 245       return;
 246
 247   case QUIETS_1_S1:
 248       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 249       score_noncaptures();
 250       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 251       sort<MoveStack>(cur, end);
 252       return;
 253
 254   case QUIETS_2_S1:
 255       cur = end;
 256       end = endQuiets;
 257       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 258           sort<MoveStack>(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       score_evasions();
 270       return;
 271
 272   case QUIET_CHECKS_S3:
 273       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 274       return;
 275
 276   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 277       phase = STOP;
 278   case STOP:
 279       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 280       return;
 281
 282   default:
 283       assert(false);
 284   }
 285 }
 286
 287
 288 /// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class.
 289 /// It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 290 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 291 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 292 /// searched previously.
 293 template<>
 294 Move MovePicker::next_move<false>() {
 295
 296   Move move;
 297
 298   while (true)
 299   {
 300       while (cur == end)
 301           generate_next();
 302
 303       switch (phase) {
 304
 305       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 306           cur++;
 307           return ttMove;
 308
 309       case CAPTURES_S1:
 310           move = pick_best(cur++, end)->move;
 311           if (move != ttMove)
 312           {
 313               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
 314
 315               if (pos.see_sign(move) >= captureThreshold)
 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               &&  pos.is_pseudo_legal(move)
 327               &&  move != ttMove
 328               && !pos.is_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               return move;
 338           break;
 339
 340       case BAD_CAPTURES_S1:
 341           return (cur--)->move;
 342
 343       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 344           move = pick_best(cur++, end)->move;
 345           if (move != ttMove)
 346               return move;
 347           break;
 348
 349       case CAPTURES_S5:
 350            move = pick_best(cur++, end)->move;
 351            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 352                return move;
 353            break;
 354
 355       case CAPTURES_S6:
 356           move = pick_best(cur++, end)->move;
 357           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 358               return move;
 359           break;
 360
 361       case QUIET_CHECKS_S3:
 362           move = (cur++)->move;
 363           if (move != ttMove)
 364               return move;
 365           break;
 366
 367       case STOP:
 368           return MOVE_NONE;
 369
 370       default:
 371           assert(false);
 372       }
 373   }
 374 }
 375
 376
 377 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 378 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 379 /// safe so should be lock protected by the caller.
 380 template<>
 381 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->sp->mp->next_move<false>(); }