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) 2004-2022 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
   4
   5   Stockfish 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   Stockfish 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 #include <cassert>
  20
  21 #include "bitboard.h"
  22 #include "movepick.h"
  23
  24 namespace Stockfish {
  25
  26 namespace {
  27
  28   enum Stages {
  29     MAIN_TT, CAPTURE_INIT, GOOD_CAPTURE, REFUTATION, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURE,
  30     EVASION_TT, EVASION_INIT, EVASION,
  31     PROBCUT_TT, PROBCUT_INIT, PROBCUT,
  32     QSEARCH_TT, QCAPTURE_INIT, QCAPTURE, QCHECK_INIT, QCHECK
  33   };
  34
  35   // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
  36   // a given limit. The order of moves smaller than the limit is left unspecified.
  37   void partial_insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end, int limit) {
  38
  39     for (ExtMove *sortedEnd = begin, *p = begin + 1; p < end; ++p)
  40         if (p->value >= limit)
  41         {
  42             ExtMove tmp = *p, *q;
  43             *p = *++sortedEnd;
  44             for (q = sortedEnd; q != begin && *(q - 1) < tmp; --q)
  45                 *q = *(q - 1);
  46             *q = tmp;
  47         }
  48   }
  49
  50 } // namespace
  51
  52
  53 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  54 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
  55 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  56 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
  57 /// ordering is at the current node.
  58
  59 /// MovePicker constructor for the main search
  60 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  61                                                              const CapturePieceToHistory* cph,
  62                                                              const PieceToHistory** ch,
  63                                                              Move cm,
  64                                                              const Move* killers)
  65            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch),
  66              ttMove(ttm), refutations{{killers[0], 0}, {killers[1], 0}, {cm, 0}}, depth(d)
  67 {
  68   assert(d > 0);
  69
  70   stage = (pos.checkers() ? EVASION_TT : MAIN_TT) +
  71           !(ttm && pos.pseudo_legal(ttm));
  72   threatenedPieces = 0;
  73 }
  74
  75 /// MovePicker constructor for quiescence search
  76 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  77                                                              const CapturePieceToHistory* cph,
  78                                                              const PieceToHistory** ch,
  79                                                              Square rs)
  80            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch), ttMove(ttm), recaptureSquare(rs), depth(d)
  81 {
  82   assert(d <= 0);
  83
  84   stage = (pos.checkers() ? EVASION_TT : QSEARCH_TT) +
  85           !(   ttm
  86             && pos.pseudo_legal(ttm));
  87 }
  88
  89 /// MovePicker constructor for ProbCut: we generate captures with SEE greater
  90 /// than or equal to the given threshold.
  91 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th, const CapturePieceToHistory* cph)
  92            : pos(p), captureHistory(cph), ttMove(ttm), threshold(th)
  93 {
  94   assert(!pos.checkers());
  95
  96   stage = PROBCUT_TT + !(ttm && pos.capture(ttm)
  97                              && pos.pseudo_legal(ttm)
  98                              && pos.see_ge(ttm, threshold));
  99 }
 100
 101 /// MovePicker::score() assigns a numerical value to each move in a list, used
 102 /// for sorting. Captures are ordered by Most Valuable Victim (MVV), preferring
 103 /// captures with a good history. Quiets moves are ordered using the histories.
 104 template<GenType Type>
 105 void MovePicker::score() {
 106
 107   static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == EVASIONS, "Wrong type");
 108
 109   [[maybe_unused]] Bitboard threatenedByPawn, threatenedByMinor, threatenedByRook;
 110   if constexpr (Type == QUIETS)
 111   {
 112       Color us = pos.side_to_move();
 113
 114       threatenedByPawn  = pos.attacks_by<PAWN>(~us);
 115       threatenedByMinor = pos.attacks_by<KNIGHT>(~us) | pos.attacks_by<BISHOP>(~us) | threatenedByPawn;
 116       threatenedByRook  = pos.attacks_by<ROOK>(~us) | threatenedByMinor;
 117
 118       // Pieces threatened by pieces of lesser material value
 119       threatenedPieces = (pos.pieces(us, QUEEN) & threatenedByRook)
 120                        | (pos.pieces(us, ROOK)  & threatenedByMinor)
 121                        | (pos.pieces(us, KNIGHT, BISHOP) & threatenedByPawn);
 122   }
 123
 124   for (auto& m : *this)
 125       if constexpr (Type == CAPTURES)
 126           m.value =  6 * int(PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))])
 127                    +     (*captureHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)][type_of(pos.piece_on(to_sq(m)))];
 128
 129       else if constexpr (Type == QUIETS)
 130           m.value =  2 * (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 131                    + 2 * (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 132                    +     (*continuationHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 133                    +     (*continuationHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 134                    +     (*continuationHistory[5])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 135                    +     (threatenedPieces & from_sq(m) ?
 136                            (type_of(pos.moved_piece(m)) == QUEEN && !(to_sq(m) & threatenedByRook)  ? 50000
 137                           : type_of(pos.moved_piece(m)) == ROOK  && !(to_sq(m) & threatenedByMinor) ? 25000
 138                           :                                         !(to_sq(m) & threatenedByPawn)  ? 15000
 139                           :                                                                           0)
 140                           :                                                                           0)
 141                    +     bool(pos.check_squares(type_of(pos.moved_piece(m))) & to_sq(m)) * 16384;
 142       else // Type == EVASIONS
 143       {
 144           if (pos.capture(m))
 145               m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 146                        - Value(type_of(pos.moved_piece(m)))
 147                        + (1 << 28);
 148           else
 149               m.value =  (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 150                        + (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
 151       }
 152 }
 153
 154 /// MovePicker::select() returns the next move satisfying a predicate function.
 155 /// It never returns the TT move.
 156 template<MovePicker::PickType T, typename Pred>
 157 Move MovePicker::select(Pred filter) {
 158
 159   while (cur < endMoves)
 160   {
 161       if (T == Best)
 162           std::swap(*cur, *std::max_element(cur, endMoves));
 163
 164       if (*cur != ttMove && filter())
 165           return *cur++;
 166
 167       cur++;
 168   }
 169   return MOVE_NONE;
 170 }
 171
 172 /// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class. It
 173 /// returns a new pseudo-legal move every time it is called until there are no more
 174 /// moves left, picking the move with the highest score from a list of generated moves.
 175 Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 176
 177 top:
 178   switch (stage) {
 179
 180   case MAIN_TT:
 181   case EVASION_TT:
 182   case QSEARCH_TT:
 183   case PROBCUT_TT:
 184       ++stage;
 185       return ttMove;
 186
 187   case CAPTURE_INIT:
 188   case PROBCUT_INIT:
 189   case QCAPTURE_INIT:
 190       cur = endBadCaptures = moves;
 191       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 192
 193       score<CAPTURES>();
 194       partial_insertion_sort(cur, endMoves, std::numeric_limits<int>::min());
 195       ++stage;
 196       goto top;
 197
 198   case GOOD_CAPTURE:
 199       if (select<Next>([&](){
 200                        return pos.see_ge(*cur, Value(-69 * cur->value / 1024)) ?
 201                               // Move losing capture to endBadCaptures to be tried later
 202                               true : (*endBadCaptures++ = *cur, false); }))
 203           return *(cur - 1);
 204
 205       // Prepare the pointers to loop over the refutations array
 206       cur = std::begin(refutations);
 207       endMoves = std::end(refutations);
 208
 209       // If the countermove is the same as a killer, skip it
 210       if (   refutations[0].move == refutations[2].move
 211           || refutations[1].move == refutations[2].move)
 212           --endMoves;
 213
 214       ++stage;
 215       [[fallthrough]];
 216
 217   case REFUTATION:
 218       if (select<Next>([&](){ return    *cur != MOVE_NONE
 219                                     && !pos.capture(*cur)
 220                                     &&  pos.pseudo_legal(*cur); }))
 221           return *(cur - 1);
 222       ++stage;
 223       [[fallthrough]];
 224
 225   case QUIET_INIT:
 226       if (!skipQuiets)
 227       {
 228           cur = endBadCaptures;
 229           endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 230
 231           score<QUIETS>();
 232           partial_insertion_sort(cur, endMoves, -3000 * depth);
 233       }
 234
 235       ++stage;
 236       [[fallthrough]];
 237
 238   case QUIET:
 239       if (   !skipQuiets
 240           && select<Next>([&](){return   *cur != refutations[0].move
 241                                       && *cur != refutations[1].move
 242                                       && *cur != refutations[2].move;}))
 243           return *(cur - 1);
 244
 245       // Prepare the pointers to loop over the bad captures
 246       cur = moves;
 247       endMoves = endBadCaptures;
 248
 249       ++stage;
 250       [[fallthrough]];
 251
 252   case BAD_CAPTURE:
 253       return select<Next>([](){ return true; });
 254
 255   case EVASION_INIT:
 256       cur = moves;
 257       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 258
 259       score<EVASIONS>();
 260       ++stage;
 261       [[fallthrough]];
 262
 263   case EVASION:
 264       return select<Best>([](){ return true; });
 265
 266   case PROBCUT:
 267       return select<Next>([&](){ return pos.see_ge(*cur, threshold); });
 268
 269   case QCAPTURE:
 270       if (select<Next>([&](){ return   depth > DEPTH_QS_RECAPTURES
 271                                     || to_sq(*cur) == recaptureSquare; }))
 272           return *(cur - 1);
 273
 274       // If we did not find any move and we do not try checks, we have finished
 275       if (depth != DEPTH_QS_CHECKS)
 276           return MOVE_NONE;
 277
 278       ++stage;
 279       [[fallthrough]];
 280
 281   case QCHECK_INIT:
 282       cur = moves;
 283       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 284
 285       ++stage;
 286       [[fallthrough]];
 287
 288   case QCHECK:
 289       return select<Next>([](){ return true; });
 290   }
 291
 292   assert(false);
 293   return MOVE_NONE; // Silence warning
 294 }
 295
 296 } // namespace Stockfish