]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/book.cpp
Rename MOVES_MAX in MAX_MOVES
[stockfish] / src / book.cpp
index bd2f48186492c87f7bbc9cef96a45c68fdc08295..8c7cd52c5ca39c482101d87f245bafcca9ef944e 100644 (file)
@@ -1,17 +1,18 @@
 /*
-  Glaurung, a UCI chess playing engine.
-  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad
+  Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
+  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
+  Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
 
-  Glaurung is free software: you can redistribute it and/or modify
+  Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   (at your option) any later version.
-  
-  Glaurung is distributed in the hope that it will be useful,
+
+  Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
   GNU General Public License for more details.
-  
+
   You should have received a copy of the GNU General Public License
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
 /*
   The code in this file is based on the opening book code in PolyGlot
-  by Fabien Letouzey.  PolyGlot is available under the GNU General
+  by Fabien Letouzey. PolyGlot is available under the GNU General
   Public License, and can be downloaded from http://wbec-ridderkerk.nl
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
 #include <cassert>
-#include <cstdio>
+#include <iostream>
 
 #include "book.h"
-#include "mersenne.h"
 #include "movegen.h"
 
-
-////
-//// Global variables
-////
-
-Book OpeningBook;
-
-
-////
-//// Local definitions
-////
+using namespace std;
 
 namespace {
 
-  /// Random numbers from PolyGlot, used to compute book hash keys.
-
+  // Random numbers from PolyGlot, used to compute book hash keys
   const uint64_t Random64[781] = {
     0x9D39247E33776D41ULL, 0x2AF7398005AAA5C7ULL, 0x44DB015024623547ULL,
     0x9C15F73E62A76AE2ULL, 0x75834465489C0C89ULL, 0x3290AC3A203001BFULL,
@@ -315,264 +299,227 @@ namespace {
     0xF8D626AAAF278509ULL
   };
 
+  // Indices to the Random64[] array
+  const int PieceIdx     = 0;
+  const int CastleIdx    = 768;
+  const int EnPassantIdx = 772;
+  const int TurnIdx      = 780;
 
-  /// Indices to the Random64[] array
-  
-  const int RandomPiece = 0;
-  const int RandomCastle = 768;
-  const int RandomEnPassant = 772;
-  const int RandomTurn = 780;
+  // book_key() builds up a PolyGlot hash key out of a position
+  uint64_t book_key(const Position& pos) {
 
-  
-  /// Convert pieces to the range 0..1
-  
-  const int PieceTo12[] = {
-    0, 0, 2, 4, 6, 8, 10, 0, 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11
-  };
+    // Piece offset is calculated as (64 * PolyPieceType + square), where
+    // PolyPieceType is: BP = 0, WP = 1, BN = 2, WN = 3 .... BK = 10, WK = 11
+    static const int PieceToPoly[] = { 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 0, 0, 0, 2, 4, 6, 8, 10 };
 
+    uint64_t result = 0;
+    Bitboard b = pos.occupied_squares();
 
-  /// Prototypes
-  
-  uint64_t book_key(const Position &pos);
-  uint64_t book_piece_key(Piece p, Square s);
-  uint64_t book_castle_key(const Position &pos);
-  uint64_t book_ep_key(const Position &pos);
-  uint64_t book_color_key(const Position &pos);
+    while (b)
+    {
+        Square s = pop_1st_bit(&b);
+        int p = PieceToPoly[int(pos.piece_on(s))];
+        result ^= Random64[PieceIdx + 64 * p + int(s)];
+    }
 
-  uint64_t read_integer(FILE *file, int size);
+    if (pos.can_castle_kingside(WHITE))
+        result ^= Random64[CastleIdx + 0];
 
-}
+    if (pos.can_castle_queenside(WHITE))
+        result ^= Random64[CastleIdx + 1];
+
+    if (pos.can_castle_kingside(BLACK))
+        result ^= Random64[CastleIdx + 2];
 
+    if (pos.can_castle_queenside(BLACK))
+        result ^= Random64[CastleIdx + 3];
 
-////
-//// Functions
-////
+    if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
+        result ^= Random64[EnPassantIdx + square_file(pos.ep_square())];
 
+    if (pos.side_to_move() == WHITE)
+        result ^= Random64[TurnIdx];
 
-/// Constructor
+    return result;
+  }
 
+}
+
+
+/// Book c'tor. Make random number generation less deterministic, for book moves
 Book::Book() {
-  bookFile = NULL;
-  bookSize = 0;
+
+  for (int i = abs(get_system_time() % 10000); i > 0; i--)
+      RKiss.rand<unsigned>();
 }
 
 
-/// Book::open() opens a book file with a given file name.
+/// Book destructor. Be sure file is closed before we leave.
 
-void Book::open(const std::string &fName) {
-  fileName = fName;
-  bookFile = fopen(fileName.c_str(), "rb");
-  if(bookFile != NULL) {
-    if(fseek(bookFile, 0, SEEK_END) == -1) {
-      std::cerr << "Failed to open book file " << fileName << std::endl;
-      exit(EXIT_FAILURE);
-    }
-    bookSize = ftell(bookFile) / 16;
-    if(bookSize == -1) {
-      std::cerr << "Failed to open book file " << fileName << std::endl;
-      exit(EXIT_FAILURE);
-    }
-  }
+Book::~Book() {
+
+  close();
 }
 
 
-/// Book::close() closes the currently open book file.
+/// Book::close() closes the file only if it is open, otherwise
+/// we can end up in a little mess due to how std::ifstream works.
 
 void Book::close() {
-  if(bookFile != NULL && fclose(bookFile) == EOF) {
-    std::cerr << "Failed to close book file" << std::endl;
-    exit(EXIT_FAILURE);
-  }
+
+  if (bookFile.is_open())
+      bookFile.close();
+
+  bookName = "";
 }
 
 
-/// Book::is_open() tests whether a book file has been opened.
+/// Book::open() opens a book file with a given file name
 
-bool Book::is_open() const {
-  return bookFile != NULL && bookSize != 0;
-}
+void Book::open(const string& fileName) {
 
+  // Close old file before opening the new
+  close();
 
-/// Book::file_name() returns the file name of the currently active book,
-/// or the empty string if no book is open.
+  bookFile.open(fileName.c_str(), ifstream::in | ifstream::binary);
 
-const std::string Book::file_name() const {
-  return this->is_open()? fileName : "";
-}
-  
-
-/// Book::get_move() gets a book move for a given position.  Returns
-/// MOVE_NONE if no book move is found.
-
-Move Book::get_move(const Position &pos) const {
-  if(this->is_open()) {
-    int bestMove = 0, bestScore = 0, move, score;
-    uint64_t key = book_key(pos);
-    BookEntry entry;
-
-    for(int i = this->find_key(key); i < bookSize; i++) {
-      this->read_entry(entry, i);
-      if(entry.key != key)
-        break;
-      move = entry.move;
-      score = entry.count;
-      assert(score > 0);
+  // Silently return when asked to open a non-exsistent file
+  if (!bookFile.is_open())
+      return;
 
-      bestScore += score;
-      if(int(genrand_int32() % bestScore) < score)
-        bestMove = move;
-    }
+  // Get the book size in number of entries
+  bookFile.seekg(0, ios::end);
+  bookSize = long(bookFile.tellg()) / sizeof(BookEntry);
 
-    if(bestMove != 0) {
-      MoveStack moves[256];
-      int n, j;
-      n = generate_legal_moves(pos, moves);
-      for(j = 0; j < n; j++)
-        if((int(moves[j].move) & 07777) == bestMove)
-          return moves[j].move;
-    }
+  if (!bookFile.good())
+  {
+      cerr << "Failed to open book file " << fileName << endl;
+      exit(EXIT_FAILURE);
   }
-  return MOVE_NONE;
+
+  // Set only if successful
+  bookName = fileName;
 }
 
 
-/// Book::find_key() takes a book key as input, and does a binary search
-/// through the book file for the given key.  The index to the first book
-/// entry with the same key as the input is returned.  When the key is not
-/// found in the book file, bookSize is returned.
+/// Book::get_move() gets a book move for a given position. Returns
+/// MOVE_NONE if no book move is found. If findBestMove is true then
+/// return always the highest rated book move.
 
-int Book::find_key(uint64_t key) const {
-  int left, right, mid;
-  BookEntry entry;
+Move Book::get_move(const Position& pos, bool findBestMove) {
 
-  // Binary search (finds the leftmost entry)
-  left = 0;
-  right = bookSize - 1;
+  if (!bookFile.is_open() || bookSize == 0)
+      return MOVE_NONE;
 
-  assert(left <= right);
+  BookEntry entry;
+  int bookMove = MOVE_NONE;
+  unsigned score, scoresSum = 0, bestScore = 0;
+  uint64_t key = book_key(pos);
 
-  while(left < right) {
-    mid = (left + right) / 2;
-    assert(mid >= left && mid < right);
+  // Choose a book move among the possible moves for the given position
+  for (int idx = find_entry(key); idx < bookSize; idx++)
+  {
+      entry = read_entry(idx);
 
-    this->read_entry(entry, mid);
+      if (entry.key != key)
+          break;
 
-    if(key <= entry.key)
-      right = mid;
-    else
-      left = mid + 1;
-  }
+      score = entry.count;
 
-  assert(left == right);
+      if (!findBestMove)
+      {
+          // Choose book move according to its score. If a move has a very
+          // high score it has more probability to be choosen then a one with
+          // lower score. Note that first entry is always chosen.
+          scoresSum += score;
+          if (RKiss.rand<unsigned>() % scoresSum < score)
+              bookMove = entry.move;
+      }
+      else if (score > bestScore)
+      {
+          bestScore = score;
+          bookMove = entry.move;
+      }
+  }
 
-  this->read_entry(entry, left);
+  // A PolyGlot book move is encoded as follows:
+  //
+  // bit  0- 5: destination square (from 0 to 63)
+  // bit  6-11: origin square (from 0 to 63)
+  // bit 12-13-14: promotion piece (from KNIGHT == 1 to QUEEN == 4)
+  //
+  // Castling moves follow "king captures rook" representation. So in case
+  // book move is a promotion we have to convert to our representation, in
+  // all other cases we can directly compare with a Move after having
+  // masked out special Move's flags that are not supported by PolyGlot.
+  int p = (bookMove >> 12) & 7;
+
+  if (p)
+      bookMove = int(make_promotion_move(move_from(Move(bookMove)),
+                 move_to(Move(bookMove)), PieceType(p + 1)));
+
+  // Verify the book move (if any) is legal
+  MoveStack mlist[MAX_MOVES];
+  MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
+  for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
+      if ((int(cur->move) & ~(3 << 14)) == bookMove) // Mask out special flags
+          return cur->move;
 
-  return (entry.key == key)? left : bookSize;
+  return MOVE_NONE;
 }
 
 
-/// Book::read_entry() takes a BookEntry reference and an integer index as
-/// input, and looks up the opening book entry at the given index in the book
-/// file.  The book entry is copied to the first input parameter.
+/// Book::find_entry() takes a book key as input, and does a binary search
+/// through the book file for the given key. The index to the first book
+/// entry with the same key as the input is returned. When the key is not
+/// found in the book file, bookSize is returned.
 
-void Book::read_entry(BookEntry& entry, int n) const {
-  assert(n >= 0 && n < bookSize);
-  assert(bookFile != NULL);
+int Book::find_entry(uint64_t key) {
 
-  if(fseek(bookFile, n*16, SEEK_SET) == -1) {
-    std::cerr << "Failed to read book entry at index " << n << std::endl;
-    exit(EXIT_FAILURE);
-  }
+  int left, right, mid;
 
-  entry.key = read_integer(bookFile, 8);
-  entry.move = read_integer(bookFile, 2);
-  entry.count = read_integer(bookFile, 2);
-  entry.n = read_integer(bookFile, 2);
-  entry.sum = read_integer(bookFile, 2);
-}
+  // Binary search (finds the leftmost entry)
+  left = 0;
+  right = bookSize - 1;
 
+  assert(left <= right);
 
-////
-//// Local definitions
-////
+  while (left < right)
+  {
+      mid = (left + right) / 2;
 
-namespace {
+      assert(mid >= left && mid < right);
 
-  uint64_t book_key(const Position &pos) {
-    uint64_t result = 0ULL;
+      if (key <= read_entry(mid).key)
+          right = mid;
+      else
+          left = mid + 1;
+  }
 
-    for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++) {
-      Bitboard b = pos.pieces_of_color(c);
-      Square s;
-      Piece p;
-      while(b != EmptyBoardBB) {
-        s = pop_1st_bit(&b);
-        p = pos.piece_on(s);
-        assert(piece_is_ok(p));
-        assert(color_of_piece(p) == c);
+  assert(left == right);
 
-        result ^= book_piece_key(p, s);
-      }
-    }
+  return read_entry(left).key == key ? left : bookSize;
+}
 
-    result ^= book_castle_key(pos);
-    result ^= book_ep_key(pos);
-    result ^= book_color_key(pos);
 
-    return result;
-  }
-        
+/// Book::read_entry() takes an integer index, and returns the BookEntry
+/// at the given index in the book file.
 
-  uint64_t book_piece_key(Piece p, Square s) {
-    return Random64[RandomPiece + (PieceTo12[int(p)]^1)*64 + int(s)];
-  }
+BookEntry Book::read_entry(int idx) {
 
+  assert(idx >= 0 && idx < bookSize);
+  assert(bookFile.is_open());
 
-  uint64_t book_castle_key(const Position &pos) {
-    uint64_t result = 0ULL;
+  BookEntry e;
 
-    if(pos.can_castle_kingside(WHITE))
-      result ^= Random64[RandomCastle+0];
-    if(pos.can_castle_queenside(WHITE))
-      result ^= Random64[RandomCastle+1];
-    if(pos.can_castle_kingside(BLACK))
-      result ^= Random64[RandomCastle+2];
-    if(pos.can_castle_queenside(BLACK))
-      result ^= Random64[RandomCastle+3];
-    return result;
-  }
+  bookFile.seekg(idx * sizeof(BookEntry), ios_base::beg);
 
-  
-  uint64_t book_ep_key(const Position &pos) {
-    return (pos.ep_square() == SQ_NONE)?
-      0ULL : Random64[RandomEnPassant + square_file(pos.ep_square())];
-  }
+  *this >> e.key >> e.move >> e.count >> e.learn;
 
-  
-  uint64_t book_color_key(const Position &pos) {
-    return (pos.side_to_move() == WHITE)? Random64[RandomTurn] : 0ULL;
-  }
-  
-
-  uint64_t read_integer(FILE *file, int size) {
-    uint64_t n = 0ULL;;
-    int i;
-    int b;
-
-    assert(file != NULL);
-    assert(size > 0 && size <= 8);
-
-    for(i = 0; i < size; i++) {
-      b = fgetc(file);
-      if(b == EOF) {
-        std::cerr << "Failed to read " << size << " bytes from book file"
-                  << std::endl;
-        exit(EXIT_FAILURE);
-      }
-      assert(b >= 0 && b < 256);
-      n = (n << 8) | b;
-    }
-    return n;
+  if (!bookFile.good())
+  {
+      cerr << "Failed to read book entry at index " << idx << endl;
+      exit(EXIT_FAILURE);
   }
-
+  return e;
 }