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