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) 2008-2010 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 "movegen.h"
  24 #include "movepick.h"
  25 #include "search.h"
  26 #include "types.h"
  27
  28 namespace {
  29
  30   enum MovegenPhase {
  31     PH_TT_MOVES,      // Transposition table move and mate killer
  32     PH_GOOD_CAPTURES, // Queen promotions and captures with SEE values >= 0
  33     PH_KILLERS,       // Killer moves from the current ply
  34     PH_NONCAPTURES,   // Non-captures and underpromotions
  35     PH_BAD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values < 0
  36     PH_EVASIONS,      // Check evasions
  37     PH_QCAPTURES,     // Captures in quiescence search
  38     PH_QCHECKS,       // Non-capture checks in quiescence search
  39     PH_STOP
  40   };
  41
  42   CACHE_LINE_ALIGNMENT
  43   const uint8_t MainSearchTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP };
  44   const uint8_t EvasionTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_EVASIONS, PH_STOP };
  45   const uint8_t QsearchWithChecksTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP };
  46   const uint8_t QsearchWithoutChecksTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_STOP };
  47 }
  48
  49
  50 /// Constructor for the MovePicker class. Apart from the position for which
  51 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  52 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  53 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  54 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  55 /// move ordering is at the current node.
  56
  57 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  58                        SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h) {
  59   int searchTT = ttm;
  60   ttMoves[0].move = ttm;
  61   badCaptureThreshold = 0;
  62   badCaptures = moves + MOVES_MAX;
  63
  64   assert(d > DEPTH_ZERO);
  65
  66   pinned = p.pinned_pieces(pos.side_to_move());
  67
  68   if (p.is_check())
  69   {
  70       ttMoves[1].move = killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
  71       phasePtr = EvasionTable;
  72   }
  73   else
  74   {
  75       ttMoves[1].move = (ss->mateKiller == ttm) ? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
  76       searchTT |= ttMoves[1].move;
  77       killers[0].move = ss->killers[0];
  78       killers[1].move = ss->killers[1];
  79
  80       // Consider sligtly negative captures as good if at low
  81       // depth and far from beta.
  82       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  83           badCaptureThreshold = -PawnValueMidgame;
  84
  85       phasePtr = MainSearchTable;
  86   }
  87
  88   phasePtr += int(!searchTT) - 1;
  89   go_next_phase();
  90 }
  91
  92 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h)
  93                       : pos(p), H(h) {
  94   int searchTT = ttm;
  95   ttMoves[0].move = ttm;
  96   ttMoves[1].move = MOVE_NONE;
  97
  98   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  99
 100   pinned = p.pinned_pieces(pos.side_to_move());
 101
 102   if (p.is_check())
 103       phasePtr = EvasionTable;
 104   else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
 105       phasePtr = QsearchWithChecksTable;
 106   else
 107   {
 108       phasePtr = QsearchWithoutChecksTable;
 109
 110       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids
 111       // qsearch tree explosion due to a possible perpetual check or
 112       // similar rare cases when TT table is full.
 113       if (ttm != MOVE_NONE && !pos.move_is_capture_or_promotion(ttm))
 114           searchTT = ttMoves[0].move = MOVE_NONE;
 115   }
 116
 117   phasePtr += int(!searchTT) - 1;
 118   go_next_phase();
 119 }
 120
 121
 122 /// MovePicker::go_next_phase() generates, scores and sorts the next bunch
 123 /// of moves when there are no more moves to try for the current phase.
 124
 125 void MovePicker::go_next_phase() {
 126
 127   curMove = moves;
 128   phase = *(++phasePtr);
 129   switch (phase) {
 130
 131   case PH_TT_MOVES:
 132       curMove = ttMoves;
 133       lastMove = curMove + 2;
 134       return;
 135
 136   case PH_GOOD_CAPTURES:
 137       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 138       score_captures();
 139       return;
 140
 141   case PH_KILLERS:
 142       curMove = killers;
 143       lastMove = curMove + 2;
 144       return;
 145
 146   case PH_NONCAPTURES:
 147       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE>(pos, moves);
 148       score_noncaptures();
 149       sort_moves(moves, lastMove, &lastGoodNonCapture);
 150       return;
 151
 152   case PH_BAD_CAPTURES:
 153       // Bad captures SEE value is already calculated so just pick
 154       // them in order to get SEE move ordering.
 155       curMove = badCaptures;
 156       lastMove = moves + MOVES_MAX;
 157       return;
 158
 159   case PH_EVASIONS:
 160       assert(pos.is_check());
 161       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 162       score_evasions();
 163       return;
 164
 165   case PH_QCAPTURES:
 166       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 167       score_captures();
 168       return;
 169
 170   case PH_QCHECKS:
 171       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, moves);
 172       return;
 173
 174   case PH_STOP:
 175       lastMove = curMove + 1; // Avoid another go_next_phase() call
 176       return;
 177
 178   default:
 179       assert(false);
 180       return;
 181   }
 182 }
 183
 184
 185 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 186 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 187 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 188 /// picked first by get_next_move().
 189
 190 void MovePicker::score_captures() {
 191   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 192   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 193   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 194   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 195   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 196   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 197   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 198   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 199   // the subtree size.
 200   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 201   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 202   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 203   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 204   Move m;
 205
 206   // Use MVV/LVA ordering
 207   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 208   {
 209       m = cur->move;
 210       if (move_is_promotion(m))
 211           cur->score = QueenValueMidgame;
 212       else
 213           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 214                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
 215   }
 216 }
 217
 218 void MovePicker::score_noncaptures() {
 219   // Score by history and max gain for the move.
 220   Move m;
 221   Piece piece;
 222   Square from, to;
 223
 224   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 225   {
 226       m = cur->move;
 227       from = move_from(m);
 228       to = move_to(m);
 229       piece = pos.piece_on(from);
 230       cur->score = H.value(piece, to) + H.gain(piece, to);
 231   }
 232 }
 233
 234 void MovePicker::score_evasions() {
 235   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
 236   // destination square is not under attack, ordered by history
 237   // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
 238   // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 239   Move m;
 240   int seeScore;
 241
 242   // Skip if we don't have at least two moves to order
 243   if (lastMove < moves + 2)
 244       return;
 245
 246   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 247   {
 248       m = cur->move;
 249       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 250           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 251       else if (pos.move_is_capture(m))
 252           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 253                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m)) + History::MaxValue;
 254       else
 255           cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 256   }
 257 }
 258
 259 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 260 /// class. It returns a new legal move every time it is called, until there
 261 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 262 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 263 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 264 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 265
 266 Move MovePicker::get_next_move() {
 267
 268   Move move;
 269
 270   while (true)
 271   {
 272       while (curMove == lastMove)
 273           go_next_phase();
 274
 275       switch (phase) {
 276
 277       case PH_TT_MOVES:
 278           move = (curMove++)->move;
 279           if (   move != MOVE_NONE
 280               && pos.move_is_legal(move, pinned))
 281               return move;
 282           break;
 283
 284       case PH_GOOD_CAPTURES:
 285           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 286           if (   move != ttMoves[0].move
 287               && move != ttMoves[1].move
 288               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 289           {
 290               // Check for a non negative SEE now
 291               int seeValue = pos.see_sign(move);
 292               if (seeValue >= badCaptureThreshold)
 293                   return move;
 294
 295               // Losing capture, move it to the tail of the array, note
 296               // that move has now been already checked for legality.
 297               (--badCaptures)->move = move;
 298               badCaptures->score = seeValue;
 299           }
 300           break;
 301
 302       case PH_KILLERS:
 303           move = (curMove++)->move;
 304           if (   move != MOVE_NONE
 305               && pos.move_is_legal(move, pinned)
 306               && move != ttMoves[0].move
 307               && move != ttMoves[1].move
 308               && !pos.move_is_capture(move))
 309               return move;
 310           break;
 311
 312       case PH_NONCAPTURES:
 313           // Sort negative scored moves only when we get there
 314           if (curMove == lastGoodNonCapture)
 315               insertion_sort<MoveStack>(lastGoodNonCapture, lastMove);
 316
 317           move = (curMove++)->move;
 318           if (   move != ttMoves[0].move
 319               && move != ttMoves[1].move
 320               && move != killers[0].move
 321               && move != killers[1].move
 322               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 323               return move;
 324           break;
 325
 326       case PH_BAD_CAPTURES:
 327           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 328           return move;
 329
 330       case PH_EVASIONS:
 331       case PH_QCAPTURES:
 332           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 333           if (   move != ttMoves[0].move
 334               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 335               return move;
 336           break;
 337
 338       case PH_QCHECKS:
 339           move = (curMove++)->move;
 340           if (   move != ttMoves[0].move
 341               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 342               return move;
 343           break;
 344
 345       case PH_STOP:
 346           return MOVE_NONE;
 347
 348       default:
 349           assert(false);
 350           break;
 351       }
 352   }
 353 }