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
  27 namespace {
  28
  29   enum Sequencer {
  30     MAIN_SEARCH,         TT_MOVE_S1, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1,
  31                          QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1, STOP_S1,
  32     EVASIONS,            TT_MOVE_S2, EVASIONS_S2, STOP_S2,
  33     CAPTURES_AND_CHECKS, TT_MOVE_S3, CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3, STOP_S3,
  34     CAPTURES,            TT_MOVE_S4, CAPTURES_S4, STOP_S4,
  35     PROBCUT,             TT_MOVE_S5, CAPTURES_S5, STOP_S5,
  36     RECAPTURES,          CAPTURES_S6, STOP_S6
  37   };
  38
  39   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  40   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  41   inline bool has_positive_score(const MoveStack& move) { return move.score > 0; }
  42
  43   // Picks and moves to the front the best move in the range [firstMove, lastMove),
  44   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  45   // normally are the possible captures.
  46   inline MoveStack* pick_best(MoveStack* firstMove, MoveStack* lastMove)
  47   {
  48       std::swap(*firstMove, *std::max_element(firstMove, lastMove));
  49       return firstMove;
  50   }
  51 }
  52
  53
  54 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  55 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  56 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  57 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  58 /// move ordering is at the current node.
  59
  60 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  61                        Search::Stack* ss, Value beta) : pos(p), H(h), depth(d) {
  62
  63   assert(d > DEPTH_ZERO);
  64
  65   captureThreshold = 0;
  66   curMove = lastMove = 0;
  67   badCaptures = moves + MAX_MOVES;
  68
  69   if (p.in_check())
  70       phase = EVASIONS;
  71
  72   else
  73   {
  74       killers[0].move = ss->killers[0];
  75       killers[1].move = ss->killers[1];
  76
  77       // Consider sligtly negative captures as good if at low depth and far from beta
  78       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  79           captureThreshold = -PawnValueMidgame;
  80
  81       // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
  82       else if (ss && ss->eval > beta)
  83           captureThreshold = beta - ss->eval;
  84
  85       phase = MAIN_SEARCH;
  86   }
  87
  88   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  89   phase += (ttMove == MOVE_NONE);
  90 }
  91
  92 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  93                        Square sq) : pos(p), H(h), curMove(0), lastMove(0) {
  94
  95   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  96
  97   if (p.in_check())
  98       phase = EVASIONS;
  99
 100   else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
 101       phase = CAPTURES_AND_CHECKS;
 102
 103   else if (d >= DEPTH_QS_RECAPTURES)
 104   {
 105       phase = CAPTURES;
 106
 107       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 108       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 109       // when TT table is full.
 110       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 111           ttm = MOVE_NONE;
 112   }
 113   else
 114   {
 115       phase = RECAPTURES - 1;
 116       recaptureSquare = sq;
 117       ttm = MOVE_NONE;
 118   }
 119
 120   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 121   phase += (ttMove == MOVE_NONE);
 122 }
 123
 124 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h,
 125                        PieceType parentCapture) : pos(p), H(h) {
 126
 127   assert (!pos.in_check());
 128
 129   // In ProbCut we consider only captures better than parent's move
 130   captureThreshold = PieceValueMidgame[Piece(parentCapture)];
 131   curMove = lastMove = 0;
 132   phase = PROBCUT;
 133
 134   if (   ttm != MOVE_NONE
 135       && (!pos.is_capture(ttm) ||  pos.see(ttm) <= captureThreshold))
 136       ttm = MOVE_NONE;
 137
 138   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 139   phase += (ttMove == MOVE_NONE);
 140 }
 141
 142
 143 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 144 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 145 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 146 /// picked first by next_move().
 147
 148 void MovePicker::score_captures() {
 149   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 150   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 151   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 152   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 153   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 154   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 155   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 156   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 157   // the subtree size.
 158   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 159   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 160   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 161   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 162   Move m;
 163
 164   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 165   {
 166       m = cur->move;
 167       cur->score =  PieceValueMidgame[pos.piece_on(to_sq(m))]
 168                   - type_of(pos.piece_moved(m));
 169
 170       if (is_promotion(m))
 171           cur->score += PieceValueMidgame[Piece(promotion_piece_type(m))];
 172   }
 173 }
 174
 175 void MovePicker::score_noncaptures() {
 176
 177   Move m;
 178   Square from;
 179
 180   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 181   {
 182       m = cur->move;
 183       from = from_sq(m);
 184       cur->score = H.value(pos.piece_on(from), to_sq(m));
 185   }
 186 }
 187
 188 void MovePicker::score_evasions() {
 189   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 190   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 191   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 192   Move m;
 193   int seeScore;
 194
 195   if (lastMove < moves + 2)
 196       return;
 197
 198   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 199   {
 200       m = cur->move;
 201       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 202           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 203       else if (pos.is_capture(m))
 204           cur->score =  PieceValueMidgame[pos.piece_on(to_sq(m))]
 205                       - type_of(pos.piece_moved(m)) + History::MaxValue;
 206       else
 207           cur->score = H.value(pos.piece_moved(m), to_sq(m));
 208   }
 209 }
 210
 211
 212 /// MovePicker::next_phase() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
 213 /// when there are no more moves to try for the current phase.
 214
 215 void MovePicker::next_phase() {
 216
 217   curMove = moves;
 218
 219   switch (++phase) {
 220
 221   case TT_MOVE_S1: case TT_MOVE_S2: case TT_MOVE_S3: case TT_MOVE_S4: case TT_MOVE_S5:
 222       lastMove = curMove + 1;
 223       return;
 224
 225   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 226   case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 227       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 228       score_captures();
 229       return;
 230
 231   case KILLERS_S1:
 232       curMove = killers;
 233       lastMove = curMove + 2;
 234       return;
 235
 236   case QUIETS_1_S1:
 237       lastQuiet = lastMove = generate<MV_QUIET>(pos, moves);
 238       score_noncaptures();
 239       lastMove = std::partition(curMove, lastMove, has_positive_score);
 240       sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 241       return;
 242
 243   case QUIETS_2_S1:
 244       curMove = lastMove;
 245       lastMove = lastQuiet;
 246       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 247           sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
 248       return;
 249
 250   case BAD_CAPTURES_S1:
 251       // Bad captures SEE value is already calculated so just pick them in order
 252       // to get SEE move ordering.
 253       curMove = badCaptures;
 254       lastMove = moves + MAX_MOVES;
 255       return;
 256
 257   case EVASIONS_S2:
 258       assert(pos.in_check());
 259       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 260       score_evasions();
 261       return;
 262
 263   case QUIET_CHECKS_S3:
 264       lastMove = generate<MV_QUIET_CHECK>(pos, moves);
 265       return;
 266
 267   case STOP_S1: case STOP_S2: case STOP_S3: case STOP_S4: case STOP_S5: case STOP_S6:
 268       lastMove = curMove + 1; // Avoid another next_phase() call
 269       return;
 270
 271   default:
 272       assert(false);
 273   }
 274 }
 275
 276
 277 /// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class.
 278 /// It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 279 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 280 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 281 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 282 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 283
 284 Move MovePicker::next_move() {
 285
 286   Move move;
 287
 288   while (true)
 289   {
 290       while (curMove == lastMove)
 291           next_phase();
 292
 293       switch (phase) {
 294
 295       case TT_MOVE_S1: case TT_MOVE_S2: case TT_MOVE_S3: case TT_MOVE_S4: case TT_MOVE_S5:
 296           curMove++;
 297           return ttMove;
 298           break;
 299
 300       case CAPTURES_S1:
 301           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 302           if (move != ttMove)
 303           {
 304               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
 305
 306               int seeScore = pos.see_sign(move);
 307               if (seeScore >= captureThreshold)
 308                   return move;
 309
 310               // Losing capture, move it to the tail of the array
 311               (--badCaptures)->move = move;
 312               badCaptures->score = seeScore;
 313           }
 314           break;
 315
 316       case KILLERS_S1:
 317           move = (curMove++)->move;
 318           if (   move != MOVE_NONE
 319               && pos.is_pseudo_legal(move)
 320               && move != ttMove
 321               && !pos.is_capture(move))
 322               return move;
 323           break;
 324
 325       case QUIETS_1_S1:
 326       case QUIETS_2_S1:
 327           move = (curMove++)->move;
 328           if (   move != ttMove
 329               && move != killers[0].move
 330               && move != killers[1].move)
 331               return move;
 332           break;
 333
 334       case BAD_CAPTURES_S1:
 335           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 336           return move;
 337
 338       case EVASIONS_S2:
 339       case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 340           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 341           if (move != ttMove)
 342               return move;
 343           break;
 344
 345       case CAPTURES_S5:
 346            move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
 347            if (   move != ttMove
 348                && pos.see(move) > captureThreshold)
 349                return move;
 350            break;
 351
 352       case CAPTURES_S6:
 353           move = (curMove++)->move;
 354           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 355               return move;
 356           break;
 357
 358       case QUIET_CHECKS_S3:
 359           move = (curMove++)->move;
 360           if (move != ttMove)
 361               return move;
 362           break;
 363
 364       case STOP_S1: case STOP_S2: case STOP_S3: case STOP_S4: case STOP_S5: case STOP_S6:
 365           return MOVE_NONE;
 366
 367       default:
 368           assert(false);
 369       }
 370   }
 371 }