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
 230   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 231   {
 232       Move m = moves[i].move;
 233       if (m == killer1)
 234           moves[i].score = HistoryMax + 2;
 235       else if (m == killer2)
 236           moves[i].score = HistoryMax + 1;
 237       else
 238          moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 239   }
 240 }
 241
 242 void MovePicker::score_evasions() {
 243
 244   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 245   {
 246       Move m = moves[i].move;
 247       if (m == ttMove)
 248           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 249       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 250       {
 251           int seeScore = pos.see(m);
 252           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 253       } else
 254           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 255   }
 256   // FIXME try psqt also here
 257 }
 258
 259 void MovePicker::score_qcaptures() {
 260
 261   // Use MVV/LVA ordering
 262   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 263   {
 264       Move m = moves[i].move;
 265       if (move_promotion(m))
 266           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 267       else
 268           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 269                           -int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))) / 64;
 270   }
 271 }
 272
 273
 274 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of
 275 /// the highest scored one.
 276
 277 int MovePicker::find_best_index() {
 278
 279   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;
 280
 281   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 282       if (moves[i].score > bestScore)
 283       {
 284           bestIndex = i;
 285           bestScore = moves[i].score;
 286       }
 287   return bestIndex;
 288 }
 289
 290
 291 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 292 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 293 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 294 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 295 /// While picking captures in the PH_GOOD_CAPTURES phase (i.e. while picking
 296 /// non-losing captures in the main search), it moves all captures with
 297 /// negative SEE values to the badCaptures[] array.
 298
 299 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 300
 301   int bestIndex;
 302   Move move;
 303
 304   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 305   case PH_GOOD_CAPTURES:
 306       assert(!pos.is_check());
 307       assert(movesPicked >= 0);
 308
 309       while (movesPicked < numOfMoves)
 310       {
 311           int bestScore = -10000000;
 312           bestIndex = -1;
 313           for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 314           {
 315               if (moves[i].score < 0)
 316               {
 317                   // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 318                   assert(numOfBadCaptures < 63);
 319                   badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 320                   moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 321               }
 322               else if (moves[i].score > bestScore)
 323               {
 324                   bestIndex = i;
 325                   bestScore = moves[i].score;
 326               }
 327           }
 328           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 329           {
 330               move = moves[bestIndex].move;
 331               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 332               if (   move != ttMove
 333                   && move != mateKiller
 334                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 335                   return move;
 336           }
 337       }
 338       break;
 339
 340   case PH_NONCAPTURES:
 341       assert(!pos.is_check());
 342       assert(movesPicked >= 0);
 343
 344       while (movesPicked < numOfMoves)
 345       {
 346           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 347           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 348           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 349           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 350           bestIndex = (pvNode || movesPicked < 12) ? find_best_index() : movesPicked;
 351
 352           if (bestIndex != -1)
 353           {
 354               move = moves[bestIndex].move;
 355               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 356               if (   move != ttMove
 357                   && move != mateKiller
 358                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 359                   return move;
 360           }
 361       }
 362       break;
 363
 364   case PH_EVASIONS:
 365       assert(pos.is_check());
 366       assert(movesPicked >= 0);
 367
 368       while (movesPicked < numOfMoves)
 369       {
 370           bestIndex = find_best_index();
 371
 372           if (bestIndex != -1)
 373           {
 374               move = moves[bestIndex].move;
 375               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 376               return move;
 377           }
 378     }
 379     break;
 380
 381   case PH_BAD_CAPTURES:
 382       assert(!pos.is_check());
 383       assert(badCapturesPicked >= 0);
 384       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 385       // of just picking the first move.  FIXME
 386       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 387       {
 388           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 389           if (   move != ttMove
 390               && move != mateKiller
 391               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 392               return move;
 393       }
 394       break;
 395
 396   case PH_QCAPTURES:
 397       assert(!pos.is_check());
 398       assert(movesPicked >= 0);
 399       while (movesPicked < numOfMoves)
 400       {
 401           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 402
 403           if (bestIndex != -1)
 404           {
 405               move = moves[bestIndex].move;
 406               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 407               // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 408               // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 409               if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 410                   return move;
 411           }
 412       }
 413       break;
 414
 415   case PH_QCHECKS:
 416       assert(!pos.is_check());
 417       assert(movesPicked >= 0);
 418       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 419       // move here?  FIXME
 420       while (movesPicked < numOfMoves)
 421       {
 422           move = moves[movesPicked++].move;
 423           // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 424           if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 425               return move;
 426       }
 427       break;
 428
 429   default:
 430       break;
 431   }
 432   return MOVE_NONE;
 433 }
 434
 435
 436 /// MovePicker::current_move_type() returns the type of the just
 437 /// picked next move. It can be used in search to further differentiate
 438 /// according to the current move type: capture, non capture, escape, etc.
 439 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 440
 441   return PhaseTable[phaseIndex];
 442 }
 443
 444
 445 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 446 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 447 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex variables. It is only called once
 448 /// during program startup, and never again while the program is running.
 449
 450 void MovePicker::init_phase_table() {
 451
 452   int i = 0;
 453
 454   // Main search
 455   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 456   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 457   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 458   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 459   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 460   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 461   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 462   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 463   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 464   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 465
 466   // Check evasions
 467   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 468   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 469   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 470
 471   // Quiescence search with checks
 472   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 473   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 474   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 475   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 476
 477   // Quiescence search without checks
 478   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 479   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 480   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 481 }