git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/movepick.cpp

   1 /*
   2   Glaurung, a UCI chess playing engine.
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad
   4
   5   Glaurung 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   Glaurung 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
  20 ////
  21 //// Includes
  22 ////
  23
  24 #include <cassert>
  25
  26 #include "history.h"
  27 #include "movegen.h"
  28 #include "movepick.h"
  29 #include "search.h"
  30 #include "value.h"
  31
  32
  33 ////
  34 //// Local definitions
  35 ////
  36
  37 namespace {
  38
  39   /// Variables
  40
  41   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  42   int MainSearchPhaseIndex;
  43   int EvasionsPhaseIndex;
  44   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  45   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  46
  47 }
  48
  49
  50
  51 ////
  52 //// Functions
  53 ////
  54
  55
  56 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  57 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  58 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  59 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  60 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  61 /// move ordering is at the current node.
  62
  63 MovePicker::MovePicker(Position &p, bool pvnode, Move ttm, Move mk,
  64                        Move k1, Move k2, Depth dpth) {
  65   pos = &p;
  66   pvNode = pvnode;
  67   ttMove = ttm;
  68   mateKiller = (mk == ttm)? MOVE_NONE : mk;
  69   killer1 = k1;
  70   killer2 = k2;
  71   depth = dpth;
  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   Move move;
  98
  99   while(true) {
 100     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 101     // the list, and return it:
 102     move = this->pick_move_from_list();
 103     if(move != MOVE_NONE) {
 104       assert(move_is_ok(move));
 105       return move;
 106     }
 107
 108     // Next phase:
 109     phaseIndex++;
 110     switch(PhaseTable[phaseIndex]) {
 111
 112     case PH_TT_MOVE:
 113       if(ttMove != MOVE_NONE) {
 114         assert(move_is_ok(ttMove));
 115         Move m = generate_move_if_legal(*pos, ttMove, pinned);
 116         if(m != MOVE_NONE) {
 117           assert(m == ttMove);
 118           return m;
 119         }
 120       }
 121       break;
 122
 123     case PH_MATE_KILLER:
 124       if(mateKiller != MOVE_NONE) {
 125         assert(move_is_ok(mateKiller));
 126         Move m = generate_move_if_legal(*pos, mateKiller, pinned);
 127         if(m != MOVE_NONE) {
 128           assert(m == mateKiller);
 129           return m;
 130         }
 131       }
 132       break;
 133
 134     case PH_GOOD_CAPTURES:
 135       // pinned = pos->pinned_pieces(pos->side_to_move());
 136       numOfMoves = generate_captures(*pos, moves);
 137       this->score_captures();
 138       movesPicked = 0;
 139       break;
 140
 141     case PH_BAD_CAPTURES:
 142       badCapturesPicked = 0;
 143       break;
 144
 145     case PH_NONCAPTURES:
 146       numOfMoves = generate_noncaptures(*pos, moves);
 147       this->score_noncaptures();
 148       movesPicked = 0;
 149       break;
 150
 151     case PH_EVASIONS:
 152       assert(pos->is_check());
 153       // pinned = pos->pinned_pieces(pos->side_to_move());
 154       numOfMoves = generate_evasions(*pos, moves);
 155       this->score_evasions();
 156       movesPicked = 0;
 157       break;
 158
 159     case PH_QCAPTURES:
 160       // pinned = pos->pinned_pieces(pos->side_to_move());
 161       numOfMoves = generate_captures(*pos, moves);
 162       this->score_qcaptures();
 163       movesPicked = 0;
 164       break;
 165
 166     case PH_QCHECKS:
 167       numOfMoves = generate_checks(*pos, moves, dc);
 168       movesPicked = 0;
 169       break;
 170
 171     case PH_STOP:
 172       return MOVE_NONE;
 173
 174     default:
 175       assert(false);
 176       return MOVE_NONE;
 177     }
 178   }
 179
 180   assert(false);
 181
 182   return MOVE_NONE;
 183 }
 184
 185
 186 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 187 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 188
 189 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 190    Move m;
 191
 192    lock_grab(&lock);
 193    if(finished) {
 194      lock_release(&lock);
 195      return MOVE_NONE;
 196    }
 197    m = this->get_next_move();
 198    if(m == MOVE_NONE)
 199      finished = true;
 200    lock_release(&lock);
 201
 202    return m;
 203 }
 204
 205
 206 /// MovePicker::number_of_moves() simply returns the numOfMoves member
 207 /// variable.  It is intended to be used in positions where the side to move
 208 /// is in check, for detecting checkmates or situations where there is only
 209 /// a single reply to check.
 210
 211 int MovePicker::number_of_moves() const {
 212   return numOfMoves;
 213 }
 214
 215
 216 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 217 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 218 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 219 /// with highest scores will be picked first by
 220 /// MovePicker::pick_move_from_list().
 221
 222 void MovePicker::score_captures() {
 223   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 224   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 225   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 226   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 227   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 228   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 229   // where it is possible to recapture with the hanging piece).  Exchanging
 230   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 231   // the subtree size.
 232   for(int i = 0; i < numOfMoves; i++) {
 233     int seeValue = pos->see(moves[i].move);
 234     if(seeValue >= 0) {
 235       if(move_promotion(moves[i].move))
 236         moves[i].score = QueenValueMidgame;
 237       else
 238         moves[i].score =
 239           int(pos->midgame_value_of_piece_on(move_to(moves[i].move))) -
 240           int(pos->type_of_piece_on(move_from(moves[i].move)));
 241     }
 242     else
 243       moves[i].score = seeValue;
 244
 245   }
 246 }
 247
 248 void MovePicker::score_noncaptures() {
 249
 250   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 251   {
 252       Move m = moves[i].move;
 253       if (m == killer1)
 254           moves[i].score = HistoryMax + 2;
 255       else if (m == killer2)
 256           moves[i].score = HistoryMax + 1;
 257       else
 258           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos->piece_on(move_from(m)), m);
 259
 260       // Ensure moves in history are always sorted as first
 261       if (moves[i].score > 0)
 262           moves[i].score += 1000;
 263
 264       moves[i].score += pos->mg_pst_delta(moves[i].move);
 265   }
 266 }
 267
 268 void MovePicker::score_evasions() {
 269   for(int i = 0; i < numOfMoves; i++) {
 270     Move m = moves[i].move;
 271     if(m == ttMove)
 272       moves[i].score = 2*HistoryMax;
 273     else if(!pos->square_is_empty(move_to(m))) {
 274       int seeScore = pos->see(m);
 275       moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 276     }
 277     else
 278       moves[i].score = H.move_ordering_score(pos->piece_on(move_from(m)), m);
 279   }
 280 }
 281
 282 void MovePicker::score_qcaptures() {
 283   // Use MVV/LVA ordering.
 284   for(int i = 0; i < numOfMoves; i++) {
 285     Move m = moves[i].move;
 286     if(move_promotion(m))
 287       moves[i].score = QueenValueMidgame;
 288     else
 289       moves[i].score =
 290         int(pos->midgame_value_of_piece_on(move_to(m))) -
 291         int(pos->midgame_value_of_piece_on(move_to(m))) / 64;
 292   }
 293 }
 294
 295
 296 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 297 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 298 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 299 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 300 /// While picking captures in the PH_GOOD_CAPTURES phase (i.e. while picking
 301 /// non-losing captures in the main search), it moves all captures with
 302 /// negative SEE values to the badCaptures[] array.
 303
 304 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 305   int bestScore = -10000000;
 306   int bestIndex;
 307   Move move;
 308
 309   switch(PhaseTable[phaseIndex]) {
 310
 311   case PH_GOOD_CAPTURES:
 312     assert(!pos->is_check());
 313     assert(movesPicked >= 0);
 314     while(movesPicked < numOfMoves) {
 315       bestScore = -10000000;
 316       bestIndex = -1;
 317       for(int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++) {
 318         if(moves[i].score < 0) {
 319           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 320           assert(numOfBadCaptures < 63);
 321           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 322           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 323         }
 324         else if(moves[i].score > bestScore) {
 325           bestIndex = i;
 326           bestScore = moves[i].score;
 327         }
 328       }
 329       if(bestIndex != -1) { // Found a good capture
 330         move = moves[bestIndex].move;\r
 331         moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 332         if(move != ttMove && move != mateKiller &&
 333            pos->move_is_legal(move, pinned))
 334           return move;
 335       }
 336     }
 337     break;
 338
 339   case PH_NONCAPTURES:
 340     assert(!pos->is_check());
 341     assert(movesPicked >= 0);
 342     while(movesPicked < numOfMoves) {
 343       bestScore = -10000000;
 344
 345       // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 346       // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 347       // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 348       // anyway, so we just pick the first move from the list.
 349       if(pvNode || movesPicked < 12) {
 350         bestIndex = -1;
 351         for(int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 352           if(moves[i].score > bestScore) {
 353             bestIndex = i;
 354             bestScore = moves[i].score;
 355           }
 356       }
 357       else
 358         bestIndex = movesPicked;
 359
 360       if(bestIndex != -1) {
 361         move = moves[bestIndex].move;\r
 362         moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 363         if(move != ttMove && move != mateKiller &&
 364            pos->move_is_legal(move, pinned))
 365           return move;
 366       }
 367     }
 368     break;
 369
 370   case PH_EVASIONS:
 371     assert(pos->is_check());
 372     assert(movesPicked >= 0);
 373     while(movesPicked < numOfMoves) {
 374       bestScore = -10000000;
 375       bestIndex = -1;
 376       for(int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 377         if(moves[i].score > bestScore) {
 378           bestIndex = i;
 379           bestScore = moves[i].score;
 380         }
 381
 382       if(bestIndex != -1) {
 383         move = moves[bestIndex].move;\r
 384         moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 385         return move;
 386       }
 387     }
 388     break;
 389
 390   case PH_BAD_CAPTURES:
 391     assert(!pos->is_check());
 392     assert(badCapturesPicked >= 0);
 393     // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 394     // of just picking the first move.  FIXME
 395     while(badCapturesPicked < numOfBadCaptures) {
 396       move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 397       if(move != ttMove && move != mateKiller &&
 398          pos->move_is_legal(move, pinned))
 399         return move;
 400     }
 401     break;
 402
 403   case PH_QCAPTURES:
 404     assert(!pos->is_check());
 405     assert(movesPicked >= 0);
 406     while(movesPicked < numOfMoves) {
 407       bestScore = -10000000;
 408       if(movesPicked < 4) {
 409         bestIndex = -1;
 410         for(int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 411           if(moves[i].score > bestScore) {
 412             bestIndex = i;
 413             bestScore = moves[i].score;
 414           }
 415       }
 416       else
 417         bestIndex = movesPicked;
 418
 419       if(bestIndex != -1) {
 420         move = moves[bestIndex].move;\r
 421         moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 422         // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 423         // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 424         if(/* move != ttMove && */ pos->move_is_legal(move, pinned))
 425           return move;
 426       }
 427     }
 428     break;
 429
 430   case PH_QCHECKS:
 431     assert(!pos->is_check());
 432     assert(movesPicked >= 0);
 433     // Perhaps we should do something better than just picking the first
 434     // move here?  FIXME
 435     while(movesPicked < numOfMoves) {
 436       move = moves[movesPicked++].move;
 437       // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 438       if(/* move != ttMove && */ pos->move_is_legal(move, pinned))
 439         return move;
 440     }
 441     break;
 442
 443   default:
 444     break;
 445   }
 446
 447   return MOVE_NONE;
 448 }
 449
 450 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 451   return PhaseTable[phaseIndex];
 452 }
 453
 454 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 455 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 456 /// and QsearchWithoutChecksPhaseIndex variables.  It is only called once
 457 /// during program startup, and never again while the program is running.
 458
 459 void MovePicker::init_phase_table() {
 460   int i = 0;
 461
 462   // Main search
 463   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 464   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 465   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 466   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 467   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 468   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 469   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 470   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 471   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 472   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 473
 474   // Check evasions
 475   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 476   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 477   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 478
 479   // Quiescence search with checks
 480   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 481   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 482   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 483   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 484
 485   // Quiescence search without checks
 486   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 487   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 488   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 489 }