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) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
   4
   5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8   (at your option) any later version.
   9
  10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13   GNU General Public License for more details.
  14
  15   You should have received a copy of the GNU General Public License
  16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17 */
  18
  19 #include <cassert>
  20
  21 #include "bitboard.h"
  22 #include "movepick.h"
  23
  24 namespace Stockfish {
  25
  26 namespace {
  27
  28   enum Stages {
  29     MAIN_TT, CAPTURE_INIT, GOOD_CAPTURE, REFUTATION, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURE,
  30     EVASION_TT, EVASION_INIT, EVASION,
  31     PROBCUT_TT, PROBCUT_INIT, PROBCUT,
  32     QSEARCH_TT, QCAPTURE_INIT, QCAPTURE, QCHECK_INIT, QCHECK
  33   };
  34
  35   // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
  36   // a given limit. The order of moves smaller than the limit is left unspecified.
  37   void partial_insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end, int limit) {
  38
  39     for (ExtMove *sortedEnd = begin, *p = begin + 1; p < end; ++p)
  40         if (p->value >= limit)
  41         {
  42             ExtMove tmp = *p, *q;
  43             *p = *++sortedEnd;
  44             for (q = sortedEnd; q != begin && *(q - 1) < tmp; --q)
  45                 *q = *(q - 1);
  46             *q = tmp;
  47         }
  48   }
  49
  50 } // namespace
  51
  52
  53 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  54 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  55 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  56 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
  57 /// ordering is at the current node.
  58
  59 /// MovePicker constructor for the main search
  60 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  61                                                              const CapturePieceToHistory* cph,
  62                                                              const PieceToHistory** ch,
  63                                                              Move cm,
  64                                                              const Move* killers)
  65            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch),
  66              ttMove(ttm), refutations{{killers[0], 0}, {killers[1], 0}, {cm, 0}}, depth(d)
  67 {
  68   assert(d > 0);
  69
  70   stage = (pos.checkers() ? EVASION_TT : MAIN_TT) +
  71           !(ttm && pos.pseudo_legal(ttm));
  72 }
  73
  74 /// MovePicker constructor for quiescence search
  75 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  76                                                              const CapturePieceToHistory* cph,
  77                                                              const PieceToHistory** ch,
  78                                                              Square rs)
  79            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch), ttMove(ttm), recaptureSquare(rs), depth(d)
  80 {
  81   assert(d <= 0);
  82
  83   stage = (pos.checkers() ? EVASION_TT : QSEARCH_TT) +
  84           !(   ttm
  85             && pos.pseudo_legal(ttm));
  86 }
  87
  88 /// MovePicker constructor for ProbCut: we generate captures with SEE greater
  89 /// than or equal to the given threshold.
  90 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th, const CapturePieceToHistory* cph)
  91            : pos(p), captureHistory(cph), ttMove(ttm), threshold(th)
  92 {
  93   assert(!pos.checkers());
  94
  95   stage = PROBCUT_TT + !(ttm && pos.capture_stage(ttm)
  96                              && pos.pseudo_legal(ttm)
  97                              && pos.see_ge(ttm, threshold));
  98 }
  99
 100 /// MovePicker::score() assigns a numerical value to each move in a list, used
 101 /// for sorting. Captures are ordered by Most Valuable Victim (MVV), preferring
 102 /// captures with a good history. Quiets moves are ordered using the history tables.
 103 template<GenType Type>
 104 void MovePicker::score() {
 105
 106   static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == EVASIONS, "Wrong type");
 107
 108   [[maybe_unused]] Bitboard threatenedByPawn, threatenedByMinor, threatenedByRook, threatenedPieces;
 109   if constexpr (Type == QUIETS)
 110   {
 111       Color us = pos.side_to_move();
 112
 113       threatenedByPawn  = pos.attacks_by<PAWN>(~us);
 114       threatenedByMinor = pos.attacks_by<KNIGHT>(~us) | pos.attacks_by<BISHOP>(~us) | threatenedByPawn;
 115       threatenedByRook  = pos.attacks_by<ROOK>(~us) | threatenedByMinor;
 116
 117       // Pieces threatened by pieces of lesser material value
 118       threatenedPieces = (pos.pieces(us, QUEEN) & threatenedByRook)
 119                        | (pos.pieces(us, ROOK)  & threatenedByMinor)
 120                        | (pos.pieces(us, KNIGHT, BISHOP) & threatenedByPawn);
 121   }
 122
 123   for (auto& m : *this)
 124       if constexpr (Type == CAPTURES)
 125           m.value =  (7 * int(PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))])
 126                    + (*captureHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)][type_of(pos.piece_on(to_sq(m)))]) / 16;
 127
 128       else if constexpr (Type == QUIETS)
 129       {
 130           Piece     pc   = pos.moved_piece(m);
 131           PieceType pt   = type_of(pos.moved_piece(m));
 132           Square    from = from_sq(m);
 133           Square    to   = to_sq(m);
 134
 135           // histories
 136           m.value =  2 * (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)];
 137           m.value += 2 * (*continuationHistory[0])[pc][to];
 138           m.value +=     (*continuationHistory[1])[pc][to];
 139           m.value +=     (*continuationHistory[3])[pc][to];
 140           m.value +=     (*continuationHistory[5])[pc][to];
 141
 142           // bonus for checks
 143           m.value += bool(pos.check_squares(pt) & to) * 16384;
 144
 145           // bonus for escaping from capture
 146           m.value += threatenedPieces & from ?
 147                        (pt == QUEEN && !(to & threatenedByRook)  ? 50000
 148                       : pt == ROOK  && !(to & threatenedByMinor) ? 25000
 149                       :                !(to & threatenedByPawn)  ? 15000
 150                       :                                            0 )
 151                       :                                            0 ;
 152
 153           // malus for putting piece en prise
 154           m.value -= !(threatenedPieces & from) ?
 155                         (pt == QUEEN ?   bool(to & threatenedByRook)  * 50000
 156                                        + bool(to & threatenedByMinor) * 10000
 157                                        + bool(to & threatenedByPawn)  * 20000
 158                        : pt == ROOK  ?   bool(to & threatenedByMinor) * 25000
 159                                        + bool(to & threatenedByPawn)  * 10000
 160                        : pt != PAWN ?    bool(to & threatenedByPawn)  * 15000
 161                        :                                                0 )
 162                        :                                                0 ;
 163       }
 164
 165       else // Type == EVASIONS
 166       {
 167           if (pos.capture_stage(m))
 168               m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 169                        - Value(type_of(pos.moved_piece(m)))
 170                        + (1 << 28);
 171           else
 172               m.value =  (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 173                        + (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 174       }
 175 }
 176
 177 /// MovePicker::select() returns the next move satisfying a predicate function.
 178 /// It never returns the TT move.
 179 template<MovePicker::PickType T, typename Pred>
 180 Move MovePicker::select(Pred filter) {
 181
 182   while (cur < endMoves)
 183   {
 184       if constexpr (T == Best)
 185           std::swap(*cur, *std::max_element(cur, endMoves));
 186
 187       if (*cur != ttMove && filter())
 188           return *cur++;
 189
 190       cur++;
 191   }
 192   return MOVE_NONE;
 193 }
 194
 195 /// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class. It
 196 /// returns a new pseudo-legal move every time it is called until there are no more
 197 /// moves left, picking the move with the highest score from a list of generated moves.
 198 Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 199
 200 top:
 201   switch (stage) {
 202
 203   case MAIN_TT:
 204   case EVASION_TT:
 205   case QSEARCH_TT:
 206   case PROBCUT_TT:
 207       ++stage;
 208       return ttMove;
 209
 210   case CAPTURE_INIT:
 211   case PROBCUT_INIT:
 212   case QCAPTURE_INIT:
 213       cur = endBadCaptures = moves;
 214       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 215
 216       score<CAPTURES>();
 217       partial_insertion_sort(cur, endMoves, std::numeric_limits<int>::min());
 218       ++stage;
 219       goto top;
 220
 221   case GOOD_CAPTURE:
 222       if (select<Next>([&](){
 223                        return pos.see_ge(*cur, Value(-cur->value)) ?
 224                               // Move losing capture to endBadCaptures to be tried later
 225                               true : (*endBadCaptures++ = *cur, false); }))
 226           return *(cur - 1);
 227
 228       // Prepare the pointers to loop over the refutations array
 229       cur = std::begin(refutations);
 230       endMoves = std::end(refutations);
 231
 232       // If the countermove is the same as a killer, skip it
 233       if (   refutations[0].move == refutations[2].move
 234           || refutations[1].move == refutations[2].move)
 235           --endMoves;
 236
 237       ++stage;
 238       [[fallthrough]];
 239
 240   case REFUTATION:
 241       if (select<Next>([&](){ return    *cur != MOVE_NONE
 242                                     && !pos.capture_stage(*cur)
 243                                     &&  pos.pseudo_legal(*cur); }))
 244           return *(cur - 1);
 245       ++stage;
 246       [[fallthrough]];
 247
 248   case QUIET_INIT:
 249       if (!skipQuiets)
 250       {
 251           cur = endBadCaptures;
 252           endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 253
 254           score<QUIETS>();
 255           partial_insertion_sort(cur, endMoves, -3000 * depth);
 256       }
 257
 258       ++stage;
 259       [[fallthrough]];
 260
 261   case QUIET:
 262       if (   !skipQuiets
 263           && select<Next>([&](){return   *cur != refutations[0].move
 264                                       && *cur != refutations[1].move
 265                                       && *cur != refutations[2].move;}))
 266           return *(cur - 1);
 267
 268       // Prepare the pointers to loop over the bad captures
 269       cur = moves;
 270       endMoves = endBadCaptures;
 271
 272       ++stage;
 273       [[fallthrough]];
 274
 275   case BAD_CAPTURE:
 276       return select<Next>([](){ return true; });
 277
 278   case EVASION_INIT:
 279       cur = moves;
 280       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 281
 282       score<EVASIONS>();
 283       ++stage;
 284       [[fallthrough]];
 285
 286   case EVASION:
 287       return select<Best>([](){ return true; });
 288
 289   case PROBCUT:
 290       return select<Next>([&](){ return pos.see_ge(*cur, threshold); });
 291
 292   case QCAPTURE:
 293       if (select<Next>([&](){ return   depth > DEPTH_QS_RECAPTURES
 294                                     || to_sq(*cur) == recaptureSquare; }))
 295           return *(cur - 1);
 296
 297       // If we did not find any move and we do not try checks, we have finished
 298       if (depth != DEPTH_QS_CHECKS)
 299           return MOVE_NONE;
 300
 301       ++stage;
 302       [[fallthrough]];
 303
 304   case QCHECK_INIT:
 305       cur = moves;
 306       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 307
 308       ++stage;
 309       [[fallthrough]];
 310
 311   case QCHECK:
 312       return select<Next>([](){ return true; });
 313   }
 314
 315   assert(false);
 316   return MOVE_NONE; // Silence warning
 317 }
 318
 319 } // namespace Stockfish