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   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26
  27 #include "history.h"
  28 #include "movegen.h"
  29 #include "movepick.h"
  30 #include "search.h"
  31 #include "value.h"
  32
  33
  34 ////
  35 //// Local definitions
  36 ////
  37
  38 namespace {
  39
  40   /// Variables
  41
  42   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  43   int MainSearchPhaseIndex;
  44   int EvasionsPhaseIndex;
  45   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  46   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  47
  48 }
  49
  50
  51
  52 ////
  53 //// Functions
  54 ////
  55
  56
  57 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  58 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  59 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  60 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  61 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  62 /// move ordering is at the current node.
  63
  64 MovePicker::MovePicker(const Position& p, bool pvnode, Move ttm, Move mk,
  65                        Move k1, Move k2, Depth d) : pos(p) {
  66   pvNode = pvnode;
  67   ttMove = ttm;
  68   mateKiller = (mk == ttm)? MOVE_NONE : mk;
  69   killer1 = k1;
  70   killer2 = k2;
  71   depth = d;
  72   movesPicked = 0;
  73   numOfMoves = 0;
  74   numOfBadCaptures = 0;
  75   dc = p.discovered_check_candidates(p.side_to_move());
  76
  77   if (p.is_check())
  78     phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  79   else if (depth > Depth(0))
  80     phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  81   else if (depth == Depth(0))
  82     phaseIndex = QsearchWithChecksPhaseIndex;
  83   else
  84     phaseIndex = QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  85
  86   pinned = p.pinned_pieces(p.side_to_move());
  87
  88   finished = false;
  89 }
  90
  91
  92 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
  93 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
  94 /// are no more moves left of the types we are interested in.
  95
  96 Move MovePicker::get_next_move() {
  97
  98   Move move;
  99
 100   while (true)
 101   {
 102     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 103     // the list, and return it.
 104     move = pick_move_from_list();
 105     if (move != MOVE_NONE)
 106     {
 107         assert(move_is_ok(move));
 108         return move;
 109     }
 110
 111     // Next phase
 112     phaseIndex++;
 113     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 114
 115     case PH_TT_MOVE:
 116         if (ttMove != MOVE_NONE)
 117         {
 118             assert(move_is_ok(ttMove));
 119             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 120                 return ttMove;
 121         }
 122         break;
 123
 124     case PH_MATE_KILLER:
 125         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 126         {
 127             assert(move_is_ok(mateKiller));
 128             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 129                 return mateKiller;
 130        }
 131        break;
 132
 133     case PH_GOOD_CAPTURES:
 134         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 135         score_captures();
 136         movesPicked = 0;
 137         break;
 138
 139     case PH_BAD_CAPTURES:
 140         badCapturesPicked = 0;
 141         break;
 142
 143     case PH_NONCAPTURES:
 144         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 145         score_noncaptures();
 146         movesPicked = 0;
 147         break;
 148
 149     case PH_EVASIONS:
 150         assert(pos.is_check());
 151         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves);
 152         score_evasions();
 153         movesPicked = 0;
 154         break;
 155
 156     case PH_QCAPTURES:
 157         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 158         score_qcaptures();
 159         movesPicked = 0;
 160         break;
 161
 162     case PH_QCHECKS:
 163         numOfMoves = generate_checks(pos, moves, dc);
 164         movesPicked = 0;
 165         break;
 166
 167     case PH_STOP:
 168         return MOVE_NONE;
 169
 170     default:
 171         assert(false);
 172         return MOVE_NONE;
 173     }
 174   }
 175 }
 176
 177
 178 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 179 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 180
 181 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 182
 183    lock_grab(&lock);
 184    if (finished)
 185    {
 186        lock_release(&lock);
 187        return MOVE_NONE;
 188    }
 189    Move m = get_next_move();
 190    if (m == MOVE_NONE)
 191        finished = true;
 192
 193    lock_release(&lock);
 194    return m;
 195 }
 196
 197
 198 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 199 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 200 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 201 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 202
 203 void MovePicker::score_captures() {
 204   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 205   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 206   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 207   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 208   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 209   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 210   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 211   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 212   // the subtree size.
 213   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 214   {
 215       int seeValue = pos.see(moves[i].move);
 216       if (seeValue >= 0)
 217       {
 218           if (move_promotion(moves[i].move))
 219               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 220           else
 221               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(moves[i].move)))
 222                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(moves[i].move)));
 223       } else
 224           moves[i].score = seeValue;
 225   }
 226 }
 227
 228 void MovePicker::score_noncaptures() {
 229   // First score by history, when no history is available then use
 230   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 231   // random choice when we don't have an history for any move.
 232   Move m;\r
 233   int hs;\r
 234 \r
 235   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)\r
 236   {\r
 237       m = moves[i].move;\r
 238 \r
 239       if (m == killer1)\r
 240           hs = HistoryMax + 2;\r
 241       else if (m == killer2)\r
 242           hs = HistoryMax + 1;\r
 243       else\r
 244           hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);\r
 245 \r
 246       // Ensure moves in history are always sorted as first\r
 247       if (hs > 0)\r
 248           hs += 1000;\r
 249 \r
 250       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);\r
 251   }
 252 }
 253
 254 void MovePicker::score_evasions() {
 255
 256   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 257   {
 258       Move m = moves[i].move;
 259       if (m == ttMove)
 260           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 261       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 262       {
 263           int seeScore = pos.see(m);
 264           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 265       } else
 266           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 267   }
 268   // FIXME try psqt also here
 269 }
 270
 271 void MovePicker::score_qcaptures() {
 272
 273   // Use MVV/LVA ordering
 274   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 275   {
 276       Move m = moves[i].move;
 277       if (move_promotion(m))
 278           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 279       else
 280           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 281                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 282   }
 283 }
 284
 285
 286 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of
 287 /// the highest scored one.
 288
 289 int MovePicker::find_best_index() {
 290
 291   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;
 292
 293   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 294       if (moves[i].score > bestScore)
 295       {
 296           bestIndex = i;
 297           bestScore = moves[i].score;
 298       }
 299   return bestIndex;
 300 }
 301
 302
 303 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 304 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 305 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 306 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 307 /// While picking captures in the PH_GOOD_CAPTURES phase (i.e. while picking
 308 /// non-losing captures in the main search), it moves all captures with
 309 /// negative SEE values to the badCaptures[] array.
 310
 311 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 312
 313   int bestIndex;
 314   Move move;
 315
 316   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 317   case PH_GOOD_CAPTURES:
 318       assert(!pos.is_check());
 319       assert(movesPicked >= 0);
 320
 321       while (movesPicked < numOfMoves)
 322       {
 323           int bestScore = -10000000;
 324           bestIndex = -1;
 325           for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 326           {
 327               if (moves[i].score < 0)
 328               {
 329                   // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 330                   assert(numOfBadCaptures < 63);
 331                   badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 332                   moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 333               }
 334               else if (moves[i].score > bestScore)
 335               {
 336                   bestIndex = i;
 337                   bestScore = moves[i].score;
 338               }
 339           }
 340           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 341           {
 342               move = moves[bestIndex].move;
 343               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 344               if (   move != ttMove
 345                   && move != mateKiller
 346                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 347                   return move;
 348           }
 349       }
 350       break;
 351
 352   case PH_NONCAPTURES:
 353       assert(!pos.is_check());
 354       assert(movesPicked >= 0);
 355
 356       while (movesPicked < numOfMoves)
 357       {
 358           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 359           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 360           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 361           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 362           bestIndex = (pvNode || movesPicked < 12) ? find_best_index() : movesPicked;
 363
 364           if (bestIndex != -1)
 365           {
 366               move = moves[bestIndex].move;
 367               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 368               if (   move != ttMove
 369                   && move != mateKiller
 370                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 371                   return move;
 372           }
 373       }
 374       break;
 375
 376   case PH_EVASIONS:
 377       assert(pos.is_check());
 378       assert(movesPicked >= 0);
 379
 380       while (movesPicked < numOfMoves)
 381       {
 382           bestIndex = find_best_index();
 383
 384           if (bestIndex != -1)
 385           {
 386               move = moves[bestIndex].move;
 387               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 388               return move;
 389           }
 390     }
 391     break;
 392
 393   case PH_BAD_CAPTURES:
 394       assert(!pos.is_check());
 395       assert(badCapturesPicked >= 0);
 396       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 397       // of just picking the first move.  FIXME
 398       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 399       {
 400           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 401           if (   move != ttMove
 402               && move != mateKiller
 403               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 404               return move;
 405       }
 406       break;
 407
 408   case PH_QCAPTURES:
 409       assert(!pos.is_check());
 410       assert(movesPicked >= 0);
 411       while (movesPicked < numOfMoves)
 412       {
 413           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 414
 415           if (bestIndex != -1)
 416           {
 417               move = moves[bestIndex].move;
 418               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 419               // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 420               // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 421               if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 422                   return move;
 423           }
 424       }
 425       break;
 426
 427   case PH_QCHECKS:
 428       assert(!pos.is_check());
 429       assert(movesPicked >= 0);
 430       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 431       // move here?  FIXME
 432       while (movesPicked < numOfMoves)
 433       {
 434           move = moves[movesPicked++].move;
 435           // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 436           if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 437               return move;
 438       }
 439       break;
 440
 441   default:
 442       break;
 443   }
 444   return MOVE_NONE;
 445 }
 446
 447
 448 /// MovePicker::current_move_type() returns the type of the just
 449 /// picked next move. It can be used in search to further differentiate
 450 /// according to the current move type: capture, non capture, escape, etc.
 451 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 452
 453   return PhaseTable[phaseIndex];
 454 }
 455
 456
 457 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 458 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 459 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex variables. It is only called once
 460 /// during program startup, and never again while the program is running.
 461
 462 void MovePicker::init_phase_table() {
 463
 464   int i = 0;
 465
 466   // Main search
 467   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 468   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 469   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 470   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 471   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 472   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 473   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 474   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 475   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 476   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 477
 478   // Check evasions
 479   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 480   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 481   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 482
 483   // Quiescence search with checks
 484   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 485   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 486   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 487   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 488
 489   // Quiescence search without checks
 490   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 491   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 492   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 493 }