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
  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
  22 ////
  23 //// Includes
  24 ////
  25
  26 #include <cassert>
  27
  28 #include "history.h"
  29 #include "evaluate.h"
  30 #include "movegen.h"
  31 #include "movepick.h"
  32 #include "search.h"
  33 #include "value.h"
  34
  35
  36 ////
  37 //// Local definitions
  38 ////
  39
  40 namespace {
  41
  42   /// Variables
  43
  44   MovePicker::MovegenPhase PhaseTable[32];
  45   int MainSearchPhaseIndex;
  46   int EvasionsPhaseIndex;
  47   int QsearchWithChecksPhaseIndex;
  48   int QsearchNoCapturesPhaseIndex;
  49   int QsearchWithoutChecksPhaseIndex;
  50   int NoMovesPhaseIndex;
  51
  52 }
  53
  54
  55
  56 ////
  57 //// Functions
  58 ////
  59
  60
  61 /// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
  62 /// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
  63 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  64 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  65 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  66 /// move ordering is at the current node.
  67
  68 MovePicker::MovePicker(const Position& p, bool pv, Move ttm,
  69                        Move mk, Move k1, Move k2, Depth d, EvalInfo* ei) : pos(p) {
  70   pvNode = pv;
  71   ttMove = ttm;
  72   mateKiller = (mk == ttm)? MOVE_NONE : mk;
  73   killer1 = k1;
  74   killer2 = k2;
  75   depth = d;
  76   movesPicked = 0;
  77   numOfMoves = 0;
  78   numOfBadCaptures = 0;
  79
  80   // With EvalInfo we are able to know how many captures are possible before
  81   // generating them. So avoid generating them in case we know are zero.
  82   Color us = pos.side_to_move();
  83   Color them = opposite_color(us);
  84   bool noAttacks = ei && (ei->attackedBy[us][0] & pos.pieces_of_color(them)) == 0;
  85   bool noCaptures = noAttacks && (pos.ep_square() == SQ_NONE) && !pos.has_pawn_on_7th(us);
  86
  87   if (p.is_check())
  88       phaseIndex = EvasionsPhaseIndex;
  89   else if (depth > Depth(0))
  90       phaseIndex = MainSearchPhaseIndex;
  91   else if (depth == Depth(0))
  92       phaseIndex = (noCaptures ? QsearchNoCapturesPhaseIndex : QsearchWithChecksPhaseIndex);
  93   else
  94       phaseIndex = (noCaptures ? NoMovesPhaseIndex : QsearchWithoutChecksPhaseIndex);
  95
  96
  97   dc = p.discovered_check_candidates(us);
  98   pinned = p.pinned_pieces(p.side_to_move());
  99
 100   finished = false;
 101 }
 102
 103
 104 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 105 /// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
 106 /// are no more moves left of the types we are interested in.
 107
 108 Move MovePicker::get_next_move() {
 109
 110   Move move;
 111
 112   while (true)
 113   {
 114     // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
 115     // the list, and return it.
 116     move = pick_move_from_list();
 117     if (move != MOVE_NONE)
 118     {
 119         assert(move_is_ok(move));
 120         return move;
 121     }
 122
 123     // Next phase
 124     phaseIndex++;
 125     switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 126
 127     case PH_TT_MOVE:
 128         if (ttMove != MOVE_NONE)
 129         {
 130             assert(move_is_ok(ttMove));
 131             if (move_is_legal(pos, ttMove, pinned))
 132                 return ttMove;
 133         }
 134         break;
 135
 136     case PH_MATE_KILLER:
 137         if (mateKiller != MOVE_NONE)
 138         {
 139             assert(move_is_ok(mateKiller));
 140             if (move_is_legal(pos, mateKiller, pinned))
 141                 return mateKiller;
 142        }
 143        break;
 144
 145     case PH_GOOD_CAPTURES:
 146         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 147         score_captures();
 148         movesPicked = 0;
 149         break;
 150
 151     case PH_BAD_CAPTURES:
 152         badCapturesPicked = 0;
 153         break;
 154
 155     case PH_NONCAPTURES:
 156         numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
 157         score_noncaptures();
 158         movesPicked = 0;
 159         break;
 160
 161     case PH_EVASIONS:
 162         assert(pos.is_check());
 163         numOfMoves = generate_evasions(pos, moves);
 164         score_evasions();
 165         movesPicked = 0;
 166         break;
 167
 168     case PH_QCAPTURES:
 169         numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
 170         score_qcaptures();
 171         movesPicked = 0;
 172         break;
 173
 174     case PH_QCHECKS:
 175         numOfMoves = generate_checks(pos, moves, dc);
 176         movesPicked = 0;
 177         break;
 178
 179     case PH_STOP:
 180         return MOVE_NONE;
 181
 182     default:
 183         assert(false);
 184         return MOVE_NONE;
 185     }
 186   }
 187 }
 188
 189
 190 /// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
 191 /// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 192
 193 Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
 194
 195    lock_grab(&lock);
 196    if (finished)
 197    {
 198        lock_release(&lock);
 199        return MOVE_NONE;
 200    }
 201    Move m = get_next_move();
 202    if (m == MOVE_NONE)
 203        finished = true;
 204
 205    lock_release(&lock);
 206    return m;
 207 }
 208
 209
 210 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
 211 /// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
 212 /// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
 213 /// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
 214
 215 void MovePicker::score_captures() {
 216   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 217   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 218   // move ordering.  The reason is probably that in a position with a winning
 219   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 220   // first usually doesn't hurt.  The opponent will have to recapture, and
 221   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 222   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 223   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 224   // the subtree size.
 225   // While scoring captures it moves all captures with negative SEE values
 226   // to the badCaptures[] array.
 227   Move m;
 228   int seeValue;
 229
 230   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 231   {
 232       m = moves[i].move;
 233       seeValue = pos.see(m);
 234       if (seeValue >= 0)
 235       {
 236           if (move_promotion(m))
 237               moves[i].score = QueenValueMidgame;
 238           else
 239               moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 240                               -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 241       }
 242       else
 243       {
 244           // Losing capture, move it to the badCaptures[] array
 245           assert(numOfBadCaptures < 63);
 246           moves[i].score = seeValue;
 247           badCaptures[numOfBadCaptures++] = moves[i];
 248           moves[i--] = moves[--numOfMoves];
 249       }
 250   }
 251 }
 252
 253 void MovePicker::score_noncaptures() {
 254   // First score by history, when no history is available then use
 255   // piece/square tables values. This seems to be better then a
 256   // random choice when we don't have an history for any move.
 257   Move m;
 258   int hs;
 259
 260   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 261   {
 262       m = moves[i].move;
 263
 264       if (m == killer1)
 265           hs = HistoryMax + 2;
 266       else if (m == killer2)
 267           hs = HistoryMax + 1;
 268       else
 269           hs = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 270
 271       // Ensure moves in history are always sorted as first
 272       if (hs > 0)
 273           hs += 1000;
 274
 275       moves[i].score = hs + pos.mg_pst_delta(m);
 276   }
 277 }
 278
 279 void MovePicker::score_evasions() {
 280
 281   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 282   {
 283       Move m = moves[i].move;
 284       if (m == ttMove)
 285           moves[i].score = 2*HistoryMax;
 286       else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
 287       {
 288           int seeScore = pos.see(m);
 289           moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
 290       } else
 291           moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), m);
 292   }
 293   // FIXME try psqt also here
 294 }
 295
 296 void MovePicker::score_qcaptures() {
 297
 298   // Use MVV/LVA ordering
 299   for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
 300   {
 301       Move m = moves[i].move;
 302       if (move_promotion(m))
 303           moves[i].score = QueenValueMidgame;
 304       else
 305           moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
 306                           -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
 307   }
 308 }
 309
 310
 311 /// find_best_index() loops across the moves and returns index of\r
 312 /// the highest scored one. There is also a second version that\r
 313 /// lowers the priority of moves that attack the same square,\r
 314 /// so that if the best move that attack a square fails the next\r
 315 /// move picked attacks a different square if any, not the same one.
 316
 317 int MovePicker::find_best_index() {
 318
 319   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;
 320
 321   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)
 322       if (moves[i].score > bestScore)
 323       {
 324           bestIndex = i;
 325           bestScore = moves[i].score;
 326       }
 327   return bestIndex;
 328 }
 329
 330 int MovePicker::find_best_index(Bitboard* squares, int values[]) {\r
 331 \r
 332   int hs;\r
 333   Move m;\r
 334   Square to;\r
 335   int bestScore = -10000000, bestIndex = -1;\r
 336 \r
 337   for (int i = movesPicked; i < numOfMoves; i++)\r
 338   {\r
 339       m = moves[i].move;\r
 340       to = move_to(m);\r
 341       \r
 342       if (!bit_is_set(*squares, to))\r
 343       {\r
 344           // Init at first use\r
 345           set_bit(squares, to);\r
 346           values[to] = 0;\r
 347       }\r
 348 \r
 349       hs = moves[i].score - values[to];\r
 350       if (hs > bestScore)\r
 351       {\r
 352           bestIndex = i;\r
 353           bestScore = hs;\r
 354       }\r
 355   }\r
 356 \r
 357   if (bestIndex != -1)\r
 358   {\r
 359       // Raise value of the picked square, so next attack\r
 360       // to the same square will get low priority.\r
 361       to = move_to(moves[bestIndex].move);\r
 362       values[to] += 0xB00;\r
 363   }\r
 364   return bestIndex;\r
 365 }
 366
 367
 368 /// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
 369 /// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
 370 /// the current move generation phase).  It takes care not to return the
 371 /// transposition table move if that has already been serched previously.
 372
 373 Move MovePicker::pick_move_from_list() {
 374
 375   int bestIndex;
 376   Move move;
 377
 378   switch (PhaseTable[phaseIndex]) {
 379   case PH_GOOD_CAPTURES:
 380       assert(!pos.is_check());
 381       assert(movesPicked >= 0);
 382
 383       while (movesPicked < numOfMoves)
 384       {
 385           bestIndex = find_best_index();
 386
 387           if (bestIndex != -1) // Found a good capture
 388           {
 389               move = moves[bestIndex].move;
 390               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 391               if (   move != ttMove
 392                   && move != mateKiller
 393                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 394                   return move;
 395           }
 396       }
 397       break;
 398
 399   case PH_NONCAPTURES:
 400       assert(!pos.is_check());
 401       assert(movesPicked >= 0);
 402
 403       while (movesPicked < numOfMoves)
 404       {
 405           // If this is a PV node or we have only picked a few moves, scan
 406           // the entire move list for the best move.  If many moves have already
 407           // been searched and it is not a PV node, we are probably failing low
 408           // anyway, so we just pick the first move from the list.
 409           bestIndex = (pvNode || movesPicked < 12) ? find_best_index() : movesPicked;
 410
 411           if (bestIndex != -1)
 412           {
 413               move = moves[bestIndex].move;
 414               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 415               if (   move != ttMove
 416                   && move != mateKiller
 417                   && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 418                   return move;
 419           }
 420       }
 421       break;
 422
 423   case PH_EVASIONS:
 424       assert(pos.is_check());
 425       assert(movesPicked >= 0);
 426
 427       while (movesPicked < numOfMoves)
 428       {
 429           bestIndex = find_best_index();
 430
 431           if (bestIndex != -1)
 432           {
 433               move = moves[bestIndex].move;
 434               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 435               return move;
 436           }
 437     }
 438     break;
 439
 440   case PH_BAD_CAPTURES:
 441       assert(!pos.is_check());
 442       assert(badCapturesPicked >= 0);
 443       // It's probably a good idea to use SEE move ordering here, instead
 444       // of just picking the first move.  FIXME
 445       while (badCapturesPicked < numOfBadCaptures)
 446       {
 447           move = badCaptures[badCapturesPicked++].move;
 448           if (   move != ttMove
 449               && move != mateKiller
 450               && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 451               return move;
 452       }
 453       break;
 454
 455   case PH_QCAPTURES:
 456       assert(!pos.is_check());
 457       assert(movesPicked >= 0);
 458       while (movesPicked < numOfMoves)
 459       {
 460           bestIndex = (movesPicked < 4 ? find_best_index() : movesPicked);
 461
 462           if (bestIndex != -1)
 463           {
 464               move = moves[bestIndex].move;
 465               moves[bestIndex] = moves[movesPicked++];
 466               // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 467               // Maybe also postpone the legality check until after futility pruning?
 468               if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 469                   return move;
 470           }
 471       }
 472       break;
 473
 474   case PH_QCHECKS:
 475       assert(!pos.is_check());
 476       assert(movesPicked >= 0);
 477       // Perhaps we should do something better than just picking the first
 478       // move here?  FIXME
 479       while (movesPicked < numOfMoves)
 480       {
 481           move = moves[movesPicked++].move;
 482           // Remember to change the line below if we decide to hash the qsearch!
 483           if (/* move != ttMove && */ pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
 484               return move;
 485       }
 486       break;
 487
 488   default:
 489       break;
 490   }
 491   return MOVE_NONE;
 492 }
 493
 494
 495 /// MovePicker::current_move_type() returns the type of the just
 496 /// picked next move. It can be used in search to further differentiate
 497 /// according to the current move type: capture, non capture, escape, etc.
 498 MovePicker::MovegenPhase MovePicker::current_move_type() const {
 499
 500   return PhaseTable[phaseIndex];
 501 }
 502
 503
 504 /// MovePicker::init_phase_table() initializes the PhaseTable[],
 505 /// MainSearchPhaseIndex, EvasionPhaseIndex, QsearchWithChecksPhaseIndex
 506 /// QsearchNoCapturesPhaseIndex, QsearchWithoutChecksPhaseIndex and
 507 /// NoMovesPhaseIndex variables. It is only called once during program
 508 /// startup, and never again while the program is running.
 509
 510 void MovePicker::init_phase_table() {
 511
 512   int i = 0;
 513
 514   // Main search
 515   MainSearchPhaseIndex = i - 1;
 516   PhaseTable[i++] = PH_TT_MOVE;
 517   PhaseTable[i++] = PH_MATE_KILLER;
 518   PhaseTable[i++] = PH_GOOD_CAPTURES;
 519   // PH_KILLER_1 and PH_KILLER_2 are not yet used.
 520   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_1;
 521   // PhaseTable[i++] = PH_KILLER_2;
 522   PhaseTable[i++] = PH_NONCAPTURES;
 523   PhaseTable[i++] = PH_BAD_CAPTURES;
 524   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 525
 526   // Check evasions
 527   EvasionsPhaseIndex = i - 1;
 528   PhaseTable[i++] = PH_EVASIONS;
 529   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 530
 531   // Quiescence search with checks
 532   QsearchWithChecksPhaseIndex = i - 1;
 533   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 534   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 535   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 536
 537   // Quiescence search with checks only and no captures
 538   QsearchNoCapturesPhaseIndex = i - 1;
 539   PhaseTable[i++] = PH_QCHECKS;
 540   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 541
 542   // Quiescence search without checks
 543   QsearchWithoutChecksPhaseIndex = i - 1;
 544   PhaseTable[i++] = PH_QCAPTURES;
 545   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 546
 547   // Do not generate any move
 548   NoMovesPhaseIndex = i - 1;
 549   PhaseTable[i++] = PH_STOP;
 550 }