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) 2008-2013 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 "movepick.h"
  24 #include "thread.h"
  25
  26 namespace {
  27
  28   enum Stages {
  29     MAIN_SEARCH, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
  30     EVASION,     EVASIONS_S2,
  31     QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
  32     QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
  33     PROBCUT,     CAPTURES_S5,
  34     RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
  35     STOP
  36   };
  37
  38   // Our insertion sort, guaranteed to be stable, as is needed
  39   void insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  40   {
  41     ExtMove tmp, *p, *q;
  42
  43     for (p = begin + 1; p < end; ++p)
  44     {
  45         tmp = *p;
  46         for (q = p; q != begin && *(q-1) < tmp; --q)
  47             *q = *(q-1);
  48         *q = tmp;
  49     }
  50   }
  51
  52   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  53   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  54   inline bool has_positive_score(const ExtMove& ms) { return ms.score > 0; }
  55
  56   // Picks and moves to the front the best move in the range [begin, end),
  57   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  58   // normally are the possible captures.
  59   inline ExtMove* pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  60   {
  61       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  62       return begin;
  63   }
  64 }
  65
  66
  67 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  68 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  69 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  70 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  71 /// move ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  74                        Move* cm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   cur = end = moves;
  79   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  80   countermoves = cm;
  81   ss = s;
  82
  83   if (p.checkers())
  84       stage = EVASION;
  85
  86   else
  87       stage = MAIN_SEARCH;
  88
  89   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  90   end += (ttMove != MOVE_NONE);
  91 }
  92
  93 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
  94                        Square sq) : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
  95
  96   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  97
  98   if (p.checkers())
  99       stage = EVASION;
 100
 101   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 102       stage = QSEARCH_0;
 103
 104   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 105   {
 106       stage = QSEARCH_1;
 107
 108       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 109       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 110       // when TT table is full.
 111       if (ttm && !pos.capture_or_promotion(ttm))
 112           ttm = MOVE_NONE;
 113   }
 114   else
 115   {
 116       stage = RECAPTURE;
 117       recaptureSquare = sq;
 118       ttm = MOVE_NONE;
 119   }
 120
 121   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 122   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 123 }
 124
 125 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
 126                        : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
 127
 128   assert(!pos.checkers());
 129
 130   stage = PROBCUT;
 131
 132   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 133   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 134   ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 135
 136   if (ttMove && (!pos.capture(ttMove) || pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 137       ttMove = MOVE_NONE;
 138
 139   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 140 }
 141
 142
 143 /// quiet_moves() returns a pointer to the beginning of moves array. It
 144 /// is used to access already tried quiet moves when updating history.
 145
 146 const ExtMove* MovePicker::quiet_moves() const {
 147   return  stage == KILLERS_S1 ? killers
 148         : stage == QUIETS_1_S1 || stage == QUIETS_2_S1 ? moves : NULL;
 149 }
 150
 151
 152 /// score() assign a numerical move ordering score to each move in a move list.
 153 /// The moves with highest scores will be picked first.
 154 template<>
 155 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 156   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 157   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 158   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 159   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 160   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 161   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 162   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 163   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 164   // the subtree size.
 165   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 166   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 167   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 168   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 169   Move m;
 170
 171   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 172   {
 173       m = it->move;
 174       it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 175                  - type_of(pos.moved_piece(m));
 176
 177       if (type_of(m) == PROMOTION)
 178           it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 179
 180       else if (type_of(m) == ENPASSANT)
 181           it->score += PieceValue[MG][PAWN];
 182   }
 183 }
 184
 185 template<>
 186 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 187
 188   Move m;
 189
 190   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 191   {
 192       m = it->move;
 193       it->score = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 194   }
 195 }
 196
 197 template<>
 198 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 199   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 200   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 201   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 202   Move m;
 203   int seeScore;
 204
 205   for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
 206   {
 207       m = it->move;
 208       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 209           it->score = seeScore - HistoryStats::Max; // At the bottom
 210
 211       else if (pos.capture(m))
 212           it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 213                      - type_of(pos.moved_piece(m)) + HistoryStats::Max;
 214       else
 215           it->score = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 216   }
 217 }
 218
 219
 220 /// generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves, when
 221 /// there are no more moves to try for the current phase.
 222
 223 void MovePicker::generate_next() {
 224
 225   cur = moves;
 226
 227   switch (++stage) {
 228
 229   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 230       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 231       score<CAPTURES>();
 232       return;
 233
 234   case KILLERS_S1:
 235       cur = killers;
 236       end = cur + 2;
 237
 238       killers[0].move = ss->killers[0];
 239       killers[1].move = ss->killers[1];
 240       killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
 241
 242       // Be sure countermoves are different from killers
 243       for (int i = 0; i < 2; ++i)
 244           if (countermoves[i] != cur->move && countermoves[i] != (cur+1)->move)
 245               (end++)->move = countermoves[i];
 246
 247       if (countermoves[1] && countermoves[1] == countermoves[0]) // Due to SMP races
 248           killers[3].move = MOVE_NONE;
 249
 250       return;
 251
 252   case QUIETS_1_S1:
 253       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 254       score<QUIETS>();
 255       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 256       insertion_sort(cur, end);
 257       return;
 258
 259   case QUIETS_2_S1:
 260       cur = end;
 261       end = endQuiets;
 262       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 263           insertion_sort(cur, end);
 264       return;
 265
 266   case BAD_CAPTURES_S1:
 267       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 268       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 269       end = endBadCaptures;
 270       return;
 271
 272   case EVASIONS_S2:
 273       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 274       if (end > moves + 1)
 275           score<EVASIONS>();
 276       return;
 277
 278   case QUIET_CHECKS_S3:
 279       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 280       return;
 281
 282   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 283       stage = STOP;
 284   case STOP:
 285       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 286       return;
 287
 288   default:
 289       assert(false);
 290   }
 291 }
 292
 293
 294 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 295 /// a new pseudo legal move every time is called, until there are no more moves
 296 /// left. It picks the move with the biggest score from a list of generated moves
 297 /// taking care not returning the ttMove if has already been searched previously.
 298 template<>
 299 Move MovePicker::next_move<false>() {
 300
 301   Move move;
 302
 303   while (true)
 304   {
 305       while (cur == end)
 306           generate_next();
 307
 308       switch (stage) {
 309
 310       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 311           ++cur;
 312           return ttMove;
 313
 314       case CAPTURES_S1:
 315           move = pick_best(cur++, end)->move;
 316           if (move != ttMove)
 317           {
 318               if (pos.see_sign(move) >= 0)
 319                   return move;
 320
 321               // Losing capture, move it to the tail of the array
 322               (endBadCaptures--)->move = move;
 323           }
 324           break;
 325
 326       case KILLERS_S1:
 327           move = (cur++)->move;
 328           if (    move != MOVE_NONE
 329               &&  pos.pseudo_legal(move)
 330               &&  move != ttMove
 331               && !pos.capture(move))
 332               return move;
 333           break;
 334
 335       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 336           move = (cur++)->move;
 337           if (   move != ttMove
 338               && move != killers[0].move
 339               && move != killers[1].move
 340               && move != killers[2].move
 341               && move != killers[3].move)
 342               return move;
 343           break;
 344
 345       case BAD_CAPTURES_S1:
 346           return (cur--)->move;
 347
 348       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 349           move = pick_best(cur++, end)->move;
 350           if (move != ttMove)
 351               return move;
 352           break;
 353
 354       case CAPTURES_S5:
 355            move = pick_best(cur++, end)->move;
 356            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 357                return move;
 358            break;
 359
 360       case CAPTURES_S6:
 361           move = pick_best(cur++, end)->move;
 362           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 363               return move;
 364           break;
 365
 366       case QUIET_CHECKS_S3:
 367           move = (cur++)->move;
 368           if (move != ttMove)
 369               return move;
 370           break;
 371
 372       case STOP:
 373           return MOVE_NONE;
 374
 375       default:
 376           assert(false);
 377       }
 378   }
 379 }
 380
 381
 382 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 383 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 384 /// safe so must be lock protected by the caller.
 385 template<>
 386 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }