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 }
  73
  74 /// MovePicker constructor for quiescence search
  75 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
  76                                                              const CapturePieceToHistory* cph,
  77                                                              const PieceToHistory** ch,
  78                                                              Square rs)
  79            : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch), ttMove(ttm), recaptureSquare(rs), depth(d)
  80 {
  81   assert(d <= 0);
  82
  83   stage = (pos.checkers() ? EVASION_TT : QSEARCH_TT) +
  84           !(   ttm
  85             && (pos.checkers() || depth > DEPTH_QS_RECAPTURES || to_sq(ttm) == recaptureSquare)
  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, Depth d, const CapturePieceToHistory* cph)
  92            : pos(p), captureHistory(cph), ttMove(ttm), threshold(th), depth(d)
  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 threatened, threatenedByPawn, threatenedByMinor, threatenedByRook;
 110   if constexpr (Type == QUIETS)
 111   {
 112       Color us = pos.side_to_move();
 113       // squares threatened by pawns
 114       threatenedByPawn  = pos.attacks_by<PAWN>(~us);
 115       // squares threatened by minors or pawns
 116       threatenedByMinor = pos.attacks_by<KNIGHT>(~us) | pos.attacks_by<BISHOP>(~us) | threatenedByPawn;
 117       // squares threatened by rooks, minors or pawns
 118       threatenedByRook  = pos.attacks_by<ROOK>(~us) | threatenedByMinor;
 119
 120       // pieces threatened by pieces of lesser material value
 121       threatened =  (pos.pieces(us, QUEEN) & threatenedByRook)
 122                   | (pos.pieces(us, ROOK)  & threatenedByMinor)
 123                   | (pos.pieces(us, KNIGHT, BISHOP) & threatenedByPawn);
 124   }
 125
 126   for (auto& m : *this)
 127       if constexpr (Type == CAPTURES)
 128           m.value =  6 * int(PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))])
 129                    +     (*captureHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)][type_of(pos.piece_on(to_sq(m)))];
 130
 131       else if constexpr (Type == QUIETS)
 132           m.value =  2 * (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 133                    + 2 * (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 134                    +     (*continuationHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 135                    +     (*continuationHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 136                    +     (*continuationHistory[5])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 137                    +     (threatened & from_sq(m) ?
 138                            (type_of(pos.moved_piece(m)) == QUEEN && !(to_sq(m) & threatenedByRook)  ? 50000
 139                           : type_of(pos.moved_piece(m)) == ROOK  && !(to_sq(m) & threatenedByMinor) ? 25000
 140                           :                                         !(to_sq(m) & threatenedByPawn)  ? 15000
 141                           :                                                                           0)
 142                           :                                                                           0)
 143                    +     bool(pos.check_squares(type_of(pos.moved_piece(m))) & to_sq(m)) * 16384;
 144       else // Type == EVASIONS
 145       {
 146           if (pos.capture(m))
 147               m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
 148                        - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
 149           else
 150               m.value =  2 * (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
 151                        + 2 * (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
 152                        - (1 << 28);
 153       }
 154 }
 155
 156 /// MovePicker::select() returns the next move satisfying a predicate function.
 157 /// It never returns the TT move.
 158 template<MovePicker::PickType T, typename Pred>
 159 Move MovePicker::select(Pred filter) {
 160
 161   while (cur < endMoves)
 162   {
 163       if (T == Best)
 164           std::swap(*cur, *std::max_element(cur, endMoves));
 165
 166       if (*cur != ttMove && filter())
 167           return *cur++;
 168
 169       cur++;
 170   }
 171   return MOVE_NONE;
 172 }
 173
 174 /// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class. It
 175 /// returns a new pseudo-legal move every time it is called until there are no more
 176 /// moves left, picking the move with the highest score from a list of generated moves.
 177 Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 178
 179 top:
 180   switch (stage) {
 181
 182   case MAIN_TT:
 183   case EVASION_TT:
 184   case QSEARCH_TT:
 185   case PROBCUT_TT:
 186       ++stage;
 187       return ttMove;
 188
 189   case CAPTURE_INIT:
 190   case PROBCUT_INIT:
 191   case QCAPTURE_INIT:
 192       cur = endBadCaptures = moves;
 193       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 194
 195       score<CAPTURES>();
 196       partial_insertion_sort(cur, endMoves, -3000 * depth);
 197       ++stage;
 198       goto top;
 199
 200   case GOOD_CAPTURE:
 201       if (select<Next>([&](){
 202                        return pos.see_ge(*cur, Value(-69 * cur->value / 1024)) ?
 203                               // Move losing capture to endBadCaptures to be tried later
 204                               true : (*endBadCaptures++ = *cur, false); }))
 205           return *(cur - 1);
 206
 207       // Prepare the pointers to loop over the refutations array
 208       cur = std::begin(refutations);
 209       endMoves = std::end(refutations);
 210
 211       // If the countermove is the same as a killer, skip it
 212       if (   refutations[0].move == refutations[2].move
 213           || refutations[1].move == refutations[2].move)
 214           --endMoves;
 215
 216       ++stage;
 217       [[fallthrough]];
 218
 219   case REFUTATION:
 220       if (select<Next>([&](){ return    *cur != MOVE_NONE
 221                                     && !pos.capture(*cur)
 222                                     &&  pos.pseudo_legal(*cur); }))
 223           return *(cur - 1);
 224       ++stage;
 225       [[fallthrough]];
 226
 227   case QUIET_INIT:
 228       if (!skipQuiets)
 229       {
 230           cur = endBadCaptures;
 231           endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
 232
 233           score<QUIETS>();
 234           partial_insertion_sort(cur, endMoves, -3000 * depth);
 235       }
 236
 237       ++stage;
 238       [[fallthrough]];
 239
 240   case QUIET:
 241       if (   !skipQuiets
 242           && select<Next>([&](){return   *cur != refutations[0].move
 243                                       && *cur != refutations[1].move
 244                                       && *cur != refutations[2].move;}))
 245           return *(cur - 1);
 246
 247       // Prepare the pointers to loop over the bad captures
 248       cur = moves;
 249       endMoves = endBadCaptures;
 250
 251       ++stage;
 252       [[fallthrough]];
 253
 254   case BAD_CAPTURE:
 255       return select<Next>([](){ return true; });
 256
 257   case EVASION_INIT:
 258       cur = moves;
 259       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 260
 261       score<EVASIONS>();
 262       ++stage;
 263       [[fallthrough]];
 264
 265   case EVASION:
 266       return select<Best>([](){ return true; });
 267
 268   case PROBCUT:
 269       return select<Next>([&](){ return pos.see_ge(*cur, threshold); });
 270
 271   case QCAPTURE:
 272       if (select<Next>([&](){ return   depth > DEPTH_QS_RECAPTURES
 273                                     || to_sq(*cur) == recaptureSquare; }))
 274           return *(cur - 1);
 275
 276       // If we did not find any move and we do not try checks, we have finished
 277       if (depth != DEPTH_QS_CHECKS)
 278           return MOVE_NONE;
 279
 280       ++stage;
 281       [[fallthrough]];
 282
 283   case QCHECK_INIT:
 284       cur = moves;
 285       endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
 286
 287       ++stage;
 288       [[fallthrough]];
 289
 290   case QCHECK:
 291       return select<Next>([](){ return true; });
 292   }
 293
 294   assert(false);
 295   return MOVE_NONE; // Silence warning
 296 }
 297
 298 } // namespace Stockfish