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) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   5   Copyright (C) 2015-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
   6
   7   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10   (at your option) any later version.
  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_INIT, GOOD_CAPTURES, KILLERS, COUNTERMOVE, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURES,
  30     EVASION, EVASIONS_INIT, ALL_EVASIONS,
  31     PROBCUT, PROBCUT_INIT, PROBCUT_CAPTURES,
  32     QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1_INIT, QCAPTURES_1, QCHECKS,
  33     QSEARCH_NO_CHECKS, QCAPTURES_2_INIT, QCAPTURES_2,
  34     QSEARCH_RECAPTURES, QRECAPTURES
  35   };
  36
  37   // Our insertion sort, which is guaranteed to be stable, as it should be
  38   void insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  39   {
  40     ExtMove tmp, *p, *q;
  41
  42     for (p = begin + 1; p < end; ++p)
  43     {
  44         tmp = *p;
  45         for (q = p; q != begin && *(q-1) < tmp; --q)
  46             *q = *(q-1);
  47         *q = tmp;
  48     }
  49   }
  50
  51   // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
  52   // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
  53   // are few moves, e.g., the possible captures.
  54   Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
  55   {
  56       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  57       return *begin;
  58   }
  59
  60 } // namespace
  61
  62
  63 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  64 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  65 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  66 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
  67 /// ordering is at the current node.
  68
  69 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Search::Stack* s)
  70            : pos(p), ss(s), depth(d) {
  71
  72   assert(d > DEPTH_ZERO);
  73
  74   Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
  75   countermove = pos.this_thread()->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
  76
  77   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
  78   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
  79   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
  80 }
  81
  82 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Square s)
  83            : pos(p) {
  84
  85   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  86
  87   if (pos.checkers())
  88       stage = EVASION;
  89
  90   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
  91       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
  92
  93   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
  94       stage = QSEARCH_NO_CHECKS;
  95
  96   else
  97   {
  98       stage = QSEARCH_RECAPTURES;
  99       recaptureSquare = s;
 100       return;
 101   }
 102
 103   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
 104   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 105 }
 106
 107 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th)
 108            : pos(p), threshold(th) {
 109
 110   assert(!pos.checkers());
 111
 112   stage = PROBCUT;
 113
 114   // In ProbCut we generate captures with SEE higher than the given threshold
 115   ttMove =   ttm
 116           && pos.pseudo_legal(ttm)
 117           && pos.capture(ttm)
 118           && pos.see(ttm) > threshold ? ttm : MOVE_NONE;
 119
 120   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 121 }
 122
 123
 124 /// score() assigns a numerical value to each move in a move list. The moves with
 125 /// highest values will be picked first.
 126 template<>
 127 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 128   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV, preferring
 129   // captures near our home rank. Surprisingly, this appears to perform slightly
 130   // better than SEE-based move ordering: exchanging big pieces before capturing
 131   // a hanging piece probably helps to reduce the subtree size.
 132   // In the main search we want to push captures with negative SEE values to the
 133   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
 134   // has been picked up, saving some SEE calls in case we get a cutoff.
 135   for (auto& m : *this)
 136       m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 137                - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m)));
 138 }
 139
 140 template<>
 141 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 142
 143   const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
 144   const FromToStats& fromTo = pos.this_thread()->fromTo;
 145
 146   const CounterMoveStats* cm = (ss-1)->counterMoves;
 147   const CounterMoveStats* fm = (ss-2)->counterMoves;
 148   const CounterMoveStats* f2 = (ss-4)->counterMoves;
 149
 150   Color c = pos.side_to_move();
 151
 152   for (auto& m : *this)
 153       m.value =      history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 154                + (cm ? (*cm)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
 155                + (fm ? (*fm)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
 156                + (f2 ? (*f2)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
 157                + fromTo.get(c, m);
 158 }
 159
 160 template<>
 161 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 162   // Try winning and equal captures ordered by MVV/LVA, then non-captures ordered
 163   // by history value, then bad captures and quiet moves with a negative SEE ordered
 164   // by SEE value.
 165   const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
 166   const FromToStats& fromTo = pos.this_thread()->fromTo;
 167   Color c = pos.side_to_move();
 168   Value see;
 169
 170   for (auto& m : *this)
 171       if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
 172           m.value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
 173
 174       else if (pos.capture(m))
 175           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 176                    - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
 177       else
 178           m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] + fromTo.get(c, m);
 179 }
 180
 181
 182 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 183 /// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
 184 /// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
 185 /// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
 186
 187 Move MovePicker::next_move() {
 188
 189   Move move;
 190
 191   switch (stage) {
 192
 193   case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
 194   case QSEARCH_NO_CHECKS: case PROBCUT:
 195       ++stage;
 196       return ttMove;
 197
 198   case CAPTURES_INIT:
 199       endBadCaptures = cur = moves;
 200       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 201       score<CAPTURES>();
 202       ++stage;
 203
 204   case GOOD_CAPTURES:
 205       while (cur < endMoves)
 206       {
 207           move = pick_best(cur++, endMoves);
 208           if (move != ttMove)
 209           {
 210               if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
 211                   return move;
 212
 213               // Losing capture, move it to the beginning of the array
 214               *endBadCaptures++ = move;
 215           }
 216       }
 217
 218       ++stage;
 219       move = ss->killers[0];  // First killer move
 220       if (    move != MOVE_NONE
 221           &&  move != ttMove
 222           &&  pos.pseudo_legal(move)
 223           && !pos.capture(move))
 224           return move;
 225
 226   case KILLERS:
 227       ++stage;
 228       move = ss->killers[1]; // Second killer move
 229       if (    move != MOVE_NONE
 230           &&  move != ttMove
 231           &&  pos.pseudo_legal(move)
 232           && !pos.capture(move))
 233           return move;
 234
 235   case COUNTERMOVE:
 236       ++stage;
 237       move = countermove;
 238       if (    move != MOVE_NONE
 239           &&  move != ttMove
 240           &&  move != ss->killers[0]
 241           &&  move != ss->killers[1]
 242           &&  pos.pseudo_legal(move)
 243           && !pos.capture(move))
 244           return move;
 245
 246   case QUIET_INIT:
 247       cur = endBadCaptures;
 248       endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 249       score<QUIETS>();
 250       if (depth < 3 * ONE_PLY)
 251       {
 252           ExtMove* goodQuiet = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m)
 253                                              { return m.value > VALUE_ZERO; });
 254           insertion_sort(cur, goodQuiet);
 255       } else
 256           insertion_sort(cur, endMoves);
 257       ++stage;
 258
 259   case QUIET:
 260       while (cur < endMoves)
 261       {
 262           move = *cur++;
 263           if (   move != ttMove
 264               && move != ss->killers[0]
 265               && move != ss->killers[1]
 266               && move != countermove)
 267               return move;
 268       }
 269       ++stage;
 270       cur = moves; // Point to beginning of bad captures
 271
 272   case BAD_CAPTURES:
 273       if (cur < endBadCaptures)
 274           return *cur++;
 275       break;
 276
 277   case EVASIONS_INIT:
 278       cur = moves;
 279       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 280       if (endMoves - cur > 1)
 281           score<EVASIONS>();
 282       ++stage;
 283
 284   case ALL_EVASIONS:
 285       while (cur < endMoves)
 286       {
 287           move = pick_best(cur++, endMoves);
 288           if (move != ttMove)
 289               return move;
 290       }
 291       break;
 292
 293   case PROBCUT_INIT:
 294       cur = moves;
 295       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 296       score<CAPTURES>();
 297       ++stage;
 298
 299   case PROBCUT_CAPTURES:
 300       while (cur < endMoves)
 301       {
 302           move = pick_best(cur++, endMoves);
 303           if (   move != ttMove
 304               && pos.see(move) > threshold)
 305               return move;
 306       }
 307       break;
 308
 309   case QCAPTURES_1_INIT: case QCAPTURES_2_INIT:
 310       cur = moves;
 311       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 312       score<CAPTURES>();
 313       ++stage;
 314
 315   case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
 316       while (cur < endMoves)
 317       {
 318           move = pick_best(cur++, endMoves);
 319           if (move != ttMove)
 320               return move;
 321       }
 322       if (stage == QCAPTURES_2)
 323           break;
 324       cur = moves;
 325       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 326       ++stage;
 327
 328   case QCHECKS:
 329       while (cur < endMoves)
 330       {
 331           move = cur++->move;
 332           if (move != ttMove)
 333               return move;
 334       }
 335       break;
 336
 337   case QSEARCH_RECAPTURES:
 338       cur = moves;
 339       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 340       score<CAPTURES>();
 341       ++stage;
 342
 343   case QRECAPTURES:
 344       while (cur < endMoves)
 345       {
 346           move = pick_best(cur++, endMoves);
 347           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 348               return move;
 349       }
 350       break;
 351
 352   default:
 353       assert(false);
 354   }
 355
 356   return MOVE_NONE;
 357 }