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) 2008-2013 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   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 #include <cassert>
  22
  23 #include "movepick.h"
  24 #include "thread.h"
  25
  26 namespace {
  27
  28   enum Sequencer {
  29     MAIN_SEARCH, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
  30     EVASION,     EVASIONS_S2,
  31     QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
  32     QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
  33     PROBCUT,     CAPTURES_S5,
  34     RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
  35     STOP
  36   };
  37
  38   // Our insertion sort, guaranteed to be stable, as is needed
  39   void insertion_sort(MoveStack* begin, MoveStack* end)
  40   {
  41     MoveStack tmp, *p, *q;
  42
  43     for (p = begin + 1; p < end; ++p)
  44     {
  45         tmp = *p;
  46         for (q = p; q != begin && *(q-1) < tmp; --q)
  47             *q = *(q-1);
  48         *q = tmp;
  49     }
  50   }
  51
  52   // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
  53   // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
  54   inline bool has_positive_score(const MoveStack& ms) { return ms.score > 0; }
  55
  56   // Picks and moves to the front the best move in the range [begin, end),
  57   // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
  58   // normally are the possible captures.
  59   inline MoveStack* pick_best(MoveStack* begin, MoveStack* end)
  60   {
  61       std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
  62       return begin;
  63   }
  64 }
  65
  66
  67 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
  68 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  69 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  70 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  71 /// move ordering is at the current node.
  72
  73 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  74                        Search::Stack* s, Move refutationMove, Value beta) : pos(p), Hist(h), depth(d) {
  75
  76   assert(d > DEPTH_ZERO);
  77
  78   captureThreshold = 0;
  79   cur = end = moves;
  80   endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
  81   ss = s;
  82
  83   if (p.checkers())
  84       phase = EVASION;
  85
  86   else
  87   {
  88       phase = MAIN_SEARCH;
  89
  90       killers[0].move = ss->killers[0];
  91       killers[1].move = ss->killers[1];
  92       killers[2].move = refutationMove;
  93
  94       // Consider sligtly negative captures as good if at low depth and far from beta
  95       if (ss && ss->staticEval < beta - PawnValueMg && d < 3 * ONE_PLY)
  96           captureThreshold = -PawnValueMg;
  97
  98       // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
  99       else if (ss && ss->staticEval > beta)
 100           captureThreshold = beta - ss->staticEval;
 101   }
 102
 103   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 104   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 105 }
 106
 107 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
 108                        Square sq) : pos(p), Hist(h), cur(moves), end(moves) {
 109
 110   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 111
 112   if (p.checkers())
 113       phase = EVASION;
 114
 115   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
 116       phase = QSEARCH_0;
 117
 118   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
 119   {
 120       phase = QSEARCH_1;
 121
 122       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids qsearch
 123       // tree explosion due to a possible perpetual check or similar rare cases
 124       // when TT table is full.
 125       if (ttm && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
 126           ttm = MOVE_NONE;
 127   }
 128   else
 129   {
 130       phase = RECAPTURE;
 131       recaptureSquare = sq;
 132       ttm = MOVE_NONE;
 133   }
 134
 135   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 136   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 137 }
 138
 139 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, PieceType pt)
 140                        : pos(p), Hist(h), cur(moves), end(moves) {
 141
 142   assert(!pos.checkers());
 143
 144   phase = PROBCUT;
 145
 146   // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
 147   captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
 148   ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 149
 150   if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
 151       ttMove = MOVE_NONE;
 152
 153   end += (ttMove != MOVE_NONE);
 154 }
 155
 156
 157 /// score() assign a numerical move ordering score to each move in a move list.
 158 /// The moves with highest scores will be picked first.
 159 template<>
 160 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 161   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 162   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 163   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 164   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 165   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 166   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 167   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 168   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 169   // the subtree size.
 170   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 171   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 172   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 173   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 174   Move m;
 175
 176   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 177   {
 178       m = it->move;
 179       it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 180                  - type_of(pos.piece_moved(m));
 181
 182       if (type_of(m) == PROMOTION)
 183           it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
 184
 185       else if (type_of(m) == ENPASSANT)
 186           it->score += PieceValue[MG][PAWN];
 187   }
 188 }
 189
 190 template<>
 191 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 192
 193   Move m;
 194
 195   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 196   {
 197       m = it->move;
 198       it->score = Hist[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 199   }
 200 }
 201
 202 template<>
 203 void MovePicker::score<EVASIONS>() {
 204   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
 205   // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
 206   // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 207   Move m;
 208   int seeScore;
 209
 210   for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
 211   {
 212       m = it->move;
 213       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 214           it->score = seeScore - History::Max; // At the bottom
 215
 216       else if (pos.is_capture(m))
 217           it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 218                      - type_of(pos.piece_moved(m)) + History::Max;
 219       else
 220           it->score = Hist[pos.piece_moved(m)][to_sq(m)];
 221   }
 222 }
 223
 224
 225 /// generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves, when
 226 /// there are no more moves to try for the current phase.
 227
 228 void MovePicker::generate_next() {
 229
 230   cur = moves;
 231
 232   switch (++phase) {
 233
 234   case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
 235       end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
 236       score<CAPTURES>();
 237       return;
 238
 239   case KILLERS_S1:
 240       cur = killers;
 241       end = cur + 3;
 242       return;
 243
 244   case QUIETS_1_S1:
 245       endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
 246       score<QUIETS>();
 247       end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
 248       insertion_sort(cur, end);
 249       return;
 250
 251   case QUIETS_2_S1:
 252       cur = end;
 253       end = endQuiets;
 254       if (depth >= 3 * ONE_PLY)
 255           insertion_sort(cur, end);
 256       return;
 257
 258   case BAD_CAPTURES_S1:
 259       // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
 260       cur = moves + MAX_MOVES - 1;
 261       end = endBadCaptures;
 262       return;
 263
 264   case EVASIONS_S2:
 265       end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
 266       if (end > moves + 1)
 267           score<EVASIONS>();
 268       return;
 269
 270   case QUIET_CHECKS_S3:
 271       end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
 272       return;
 273
 274   case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
 275       phase = STOP;
 276   case STOP:
 277       end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
 278       return;
 279
 280   default:
 281       assert(false);
 282   }
 283 }
 284
 285
 286 /// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
 287 /// a new pseudo legal move every time is called, until there are no more moves
 288 /// left. It picks the move with the biggest score from a list of generated moves
 289 /// taking care not returning the ttMove if has already been searched previously.
 290 template<>
 291 Move MovePicker::next_move<false>() {
 292
 293   Move move;
 294
 295   while (true)
 296   {
 297       while (cur == end)
 298           generate_next();
 299
 300       switch (phase) {
 301
 302       case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
 303           cur++;
 304           return ttMove;
 305
 306       case CAPTURES_S1:
 307           move = pick_best(cur++, end)->move;
 308           if (move != ttMove)
 309           {
 310               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
 311
 312               if (pos.see_sign(move) >= captureThreshold)
 313                   return move;
 314
 315               // Losing capture, move it to the tail of the array
 316               (endBadCaptures--)->move = move;
 317           }
 318           break;
 319
 320       case KILLERS_S1:
 321           move = (cur++)->move;
 322           if (    move != MOVE_NONE
 323               &&  pos.is_pseudo_legal(move)
 324               &&  move != ttMove
 325               && !pos.is_capture(move))
 326               return move;
 327           break;
 328
 329       case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
 330           move = (cur++)->move;
 331           if (   move != ttMove
 332               && move != killers[0].move
 333               && move != killers[1].move
 334               && move != killers[2].move)
 335               return move;
 336           break;
 337
 338       case BAD_CAPTURES_S1:
 339           return (cur--)->move;
 340
 341       case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
 342           move = pick_best(cur++, end)->move;
 343           if (move != ttMove)
 344               return move;
 345           break;
 346
 347       case CAPTURES_S5:
 348            move = pick_best(cur++, end)->move;
 349            if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
 350                return move;
 351            break;
 352
 353       case CAPTURES_S6:
 354           move = pick_best(cur++, end)->move;
 355           if (to_sq(move) == recaptureSquare)
 356               return move;
 357           break;
 358
 359       case QUIET_CHECKS_S3:
 360           move = (cur++)->move;
 361           if (move != ttMove)
 362               return move;
 363           break;
 364
 365       case STOP:
 366           return MOVE_NONE;
 367
 368       default:
 369           assert(false);
 370       }
 371   }
 372 }
 373
 374
 375 /// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
 376 /// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
 377 /// safe so must be lock protected by the caller.
 378 template<>
 379 Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }