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) 2008-2010 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 "movegen.h"
  24 #include "movepick.h"
  25 #include "search.h"
  26 #include "types.h"
  27
  28 namespace {
  29
  30   enum MovegenPhase {
  31     PH_TT_MOVE,       // Transposition table move
  32     PH_GOOD_CAPTURES, // Queen promotions and captures with SEE values >= captureThreshold (captureThreshold <= 0)
  33     PH_GOOD_PROBCUT,  // Queen promotions and captures with SEE values > captureThreshold (captureThreshold >= 0)
  34     PH_KILLERS,       // Killer moves from the current ply
  35     PH_NONCAPTURES,   // Non-captures and underpromotions
  36     PH_BAD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values < captureThreshold (captureThreshold <= 0)
  37     PH_EVASIONS,      // Check evasions
  38     PH_QCAPTURES,     // Captures in quiescence search
  39     PH_QCHECKS,       // Non-capture checks in quiescence search
  40     PH_STOP
  41   };
  42
  43   CACHE_LINE_ALIGNMENT
  44   const uint8_t MainSearchTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP };
  45   const uint8_t EvasionTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_EVASIONS, PH_STOP };
  46   const uint8_t QsearchWithChecksTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP };
  47   const uint8_t QsearchWithoutChecksTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_QCAPTURES, PH_STOP };
  48   const uint8_t ProbCutTable[] = { PH_TT_MOVE, PH_GOOD_PROBCUT, PH_STOP };
  49 }
  50
  51 /// Constructors for the MovePicker class. As arguments we pass information
  52 /// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
  53 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
  54 /// search captures, promotions and some checks) and about how important good
  55 /// move ordering is at the current node.
  56
  57 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
  58                        SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h) {
  59   captureThreshold = 0;
  60   badCaptures = moves + MAX_MOVES;
  61
  62   assert(d > DEPTH_ZERO);
  63
  64   if (p.in_check())
  65   {
  66       killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
  67       phasePtr = EvasionTable;
  68   }
  69   else
  70   {
  71       killers[0].move = ss->killers[0];
  72       killers[1].move = ss->killers[1];
  73
  74       // Consider sligtly negative captures as good if at low
  75       // depth and far from beta.
  76       if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
  77           captureThreshold = -PawnValueMidgame;
  78
  79       phasePtr = MainSearchTable;
  80   }
  81
  82   ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
  83   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
  84   go_next_phase();
  85 }
  86
  87 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h)
  88                       : pos(p), H(h) {
  89
  90   assert(d <= DEPTH_ZERO);
  91
  92   if (p.in_check())
  93       phasePtr = EvasionTable;
  94   else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
  95       phasePtr = QsearchWithChecksTable;
  96   else
  97   {
  98       phasePtr = QsearchWithoutChecksTable;
  99
 100       // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids
 101       // qsearch tree explosion due to a possible perpetual check or
 102       // similar rare cases when TT table is full.
 103       if (ttm != MOVE_NONE && !pos.move_is_capture(ttm) && !move_is_promotion(ttm))
 104           ttm = MOVE_NONE;
 105   }
 106
 107   ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 108   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
 109   go_next_phase();
 110 }
 111
 112 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, int parentCapture)
 113                        : pos(p), H(h) {
 114
 115   assert (!pos.in_check());
 116
 117   // In ProbCut we consider only captures better than parent's move
 118   captureThreshold = parentCapture;
 119   phasePtr = ProbCutTable;
 120
 121   if (   ttm != MOVE_NONE
 122       && (!pos.move_is_capture(ttm) ||  pos.see(ttm) <= captureThreshold))
 123       ttm = MOVE_NONE;
 124
 125   ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 126   phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
 127   go_next_phase();
 128 }
 129
 130
 131 /// MovePicker::go_next_phase() generates, scores and sorts the next bunch
 132 /// of moves when there are no more moves to try for the current phase.
 133
 134 void MovePicker::go_next_phase() {
 135
 136   curMove = moves;
 137   phase = *(++phasePtr);
 138   switch (phase) {
 139
 140   case PH_TT_MOVE:
 141       lastMove = curMove + 1;
 142       return;
 143
 144   case PH_GOOD_CAPTURES:
 145   case PH_GOOD_PROBCUT:
 146       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 147       score_captures();
 148       return;
 149
 150   case PH_KILLERS:
 151       curMove = killers;
 152       lastMove = curMove + 2;
 153       return;
 154
 155   case PH_NONCAPTURES:
 156       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE>(pos, moves);
 157       score_noncaptures();
 158       sort_moves(moves, lastMove, &lastGoodNonCapture);
 159       return;
 160
 161   case PH_BAD_CAPTURES:
 162       // Bad captures SEE value is already calculated so just pick
 163       // them in order to get SEE move ordering.
 164       curMove = badCaptures;
 165       lastMove = moves + MAX_MOVES;
 166       return;
 167
 168   case PH_EVASIONS:
 169       assert(pos.in_check());
 170       lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
 171       score_evasions();
 172       return;
 173
 174   case PH_QCAPTURES:
 175       lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
 176       score_captures();
 177       return;
 178
 179   case PH_QCHECKS:
 180       lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, moves);
 181       return;
 182
 183   case PH_STOP:
 184       lastMove = curMove + 1; // Avoid another go_next_phase() call
 185       return;
 186
 187   default:
 188       assert(false);
 189       return;
 190   }
 191 }
 192
 193
 194 /// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
 195 /// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
 196 /// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
 197 /// picked first by get_next_move().
 198
 199 void MovePicker::score_captures() {
 200   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
 201   // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
 202   // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
 203   // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
 204   // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
 205   // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
 206   // where it is possible to recapture with the hanging piece). Exchanging
 207   // big pieces before capturing a hanging piece probably helps to reduce
 208   // the subtree size.
 209   // In main search we want to push captures with negative SEE values to
 210   // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
 211   // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
 212   // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
 213   Move m;
 214
 215   // Use MVV/LVA ordering
 216   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 217   {
 218       m = cur->move;
 219       if (move_is_promotion(m))
 220           cur->score = QueenValueMidgame;
 221       else
 222           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 223                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
 224   }
 225 }
 226
 227 void MovePicker::score_noncaptures() {
 228
 229   Move m;
 230   Square from;
 231
 232   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 233   {
 234       m = cur->move;
 235       from = move_from(m);
 236       cur->score = H.value(pos.piece_on(from), move_to(m));
 237   }
 238 }
 239
 240 void MovePicker::score_evasions() {
 241   // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
 242   // destination square is not under attack, ordered by history
 243   // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
 244   // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
 245   Move m;
 246   int seeScore;
 247
 248   // Skip if we don't have at least two moves to order
 249   if (lastMove < moves + 2)
 250       return;
 251
 252   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
 253   {
 254       m = cur->move;
 255       if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
 256           cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
 257       else if (pos.move_is_capture(m))
 258           cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
 259                       - pos.type_of_piece_on(move_from(m)) + History::MaxValue;
 260       else
 261           cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
 262   }
 263 }
 264
 265 /// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
 266 /// class. It returns a new pseudo legal move every time it is called, until there
 267 /// are no more moves left. It picks the move with the biggest score from a list
 268 /// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
 269 /// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
 270 /// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 271
 272 Move MovePicker::get_next_move() {
 273
 274   Move move;
 275
 276   while (true)
 277   {
 278       while (curMove == lastMove)
 279           go_next_phase();
 280
 281       switch (phase) {
 282
 283       case PH_TT_MOVE:
 284           curMove++;
 285           return ttMove;
 286           break;
 287
 288       case PH_GOOD_CAPTURES:
 289           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 290           if (move != ttMove)
 291           {
 292               assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we must use see instead of see_sign
 293
 294               // Check for a non negative SEE now
 295               int seeValue = pos.see_sign(move);
 296               if (seeValue >= captureThreshold)
 297                   return move;
 298
 299               // Losing capture, move it to the tail of the array, note
 300               // that move has now been already checked for pseudo legality.
 301               (--badCaptures)->move = move;
 302               badCaptures->score = seeValue;
 303           }
 304           break;
 305
 306      case PH_GOOD_PROBCUT:
 307           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 308           if (   move != ttMove
 309               && pos.see(move) > captureThreshold)
 310               return move;
 311           break;
 312
 313       case PH_KILLERS:
 314           move = (curMove++)->move;
 315           if (   move != MOVE_NONE
 316               && pos.move_is_pl(move)
 317               && move != ttMove
 318               && !pos.move_is_capture(move))
 319               return move;
 320           break;
 321
 322       case PH_NONCAPTURES:
 323           // Sort negative scored moves only when we get there
 324           if (curMove == lastGoodNonCapture)
 325               insertion_sort<MoveStack>(lastGoodNonCapture, lastMove);
 326
 327           move = (curMove++)->move;
 328           if (   move != ttMove
 329               && move != killers[0].move
 330               && move != killers[1].move)
 331               return move;
 332           break;
 333
 334       case PH_BAD_CAPTURES:
 335           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 336           return move;
 337
 338       case PH_EVASIONS:
 339       case PH_QCAPTURES:
 340           move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
 341           if (move != ttMove)
 342               return move;
 343           break;
 344
 345       case PH_QCHECKS:
 346           move = (curMove++)->move;
 347           if (move != ttMove)
 348               return move;
 349           break;
 350
 351       case PH_STOP:
 352           return MOVE_NONE;
 353
 354       default:
 355           assert(false);
 356           break;
 357       }
 358   }
 359 }