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Small trivial clean-ups, February 2021
[stockfish] / src / movepick.cpp
index 133d939de6cbd45a1c12e163b240a8c7773d1d02..0ceeb8eaf60794bfc2df804468955131ef2a9a76 100644 (file)
@@ -1,14 +1,12 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
-  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
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-
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   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 #include <cassert>
 
 #include "movepick.h"
-#include "thread.h"
 
 namespace {
 
   enum Stages {
-    MAIN_SEARCH, GOOD_CAPTURES, KILLERS, GOOD_QUIETS, BAD_QUIETS, BAD_CAPTURES,
-    EVASION, ALL_EVASIONS,
-    QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1, CHECKS,
-    QSEARCH_WITHOUT_CHECKS, QCAPTURES_2,
-    PROBCUT, PROBCUT_CAPTURES,
-    RECAPTURE, RECAPTURES,
-    STOP
+    MAIN_TT, CAPTURE_INIT, GOOD_CAPTURE, REFUTATION, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURE,
+    EVASION_TT, EVASION_INIT, EVASION,
+    PROBCUT_TT, PROBCUT_INIT, PROBCUT,
+    QSEARCH_TT, QCAPTURE_INIT, QCAPTURE, QCHECK_INIT, QCHECK
   };
 
-  // Our insertion sort, which is guaranteed to be stable, as it should be
-  void insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end)
-  {
-    ExtMove tmp, *p, *q;
-
-    for (p = begin + 1; p < end; ++p)
-    {
-        tmp = *p;
-        for (q = p; q != begin && *(q-1) < tmp; --q)
-            *q = *(q-1);
-        *q = tmp;
-    }
-  }
-
-  // pick_best() finds the best move in the range (begin, end) and moves it to
-  // the front. It's faster than sorting all the moves in advance when there
-  // are few moves e.g. the possible captures.
-  Move pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
-  {
-      std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
-      return *begin;
+  // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
+  // a given limit. The order of moves smaller than the limit is left unspecified.
+  void partial_insertion_sort(ExtMove* begin, ExtMove* end, int limit) {
+
+    for (ExtMove *sortedEnd = begin, *p = begin + 1; p < end; ++p)
+        if (p->value >= limit)
+        {
+            ExtMove tmp = *p, *q;
+            *p = *++sortedEnd;
+            for (q = sortedEnd; q != begin && *(q - 1) < tmp; --q)
+                *q = *(q - 1);
+            *q = tmp;
+        }
   }
 
 } // namespace
@@ -64,255 +50,216 @@ namespace {
 /// Constructors of the MovePicker class. As arguments we pass information
 /// to help it to return the (presumably) good moves first, to decide which
 /// moves to return (in the quiescence search, for instance, we only want to
-/// search captures, promotions and some checks) and how important good move
+/// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
 /// ordering is at the current node.
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
-                       const CounterMovesStats& cmh, Move cm, Search::Stack* s)
-           : pos(p), history(h), counterMovesHistory(&cmh), ss(s), countermove(cm), depth(d) {
+/// MovePicker constructor for the main search
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh, const LowPlyHistory* lp,
+                       const CapturePieceToHistory* cph, const PieceToHistory** ch, Move cm, const Move* killers, int pl)
+           : pos(p), mainHistory(mh), lowPlyHistory(lp), captureHistory(cph), continuationHistory(ch),
+             ttMove(ttm), refutations{{killers[0], 0}, {killers[1], 0}, {cm, 0}}, depth(d), ply(pl) {
 
-  assert(d > DEPTH_ZERO);
+  assert(d > 0);
 
-  stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
-  ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
-  endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
+  stage = (pos.checkers() ? EVASION_TT : MAIN_TT) +
+          !(ttm && pos.pseudo_legal(ttm));
 }
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d,
-                       const HistoryStats& h, Square s)
-           : pos(p), history(h), counterMovesHistory(nullptr) {
+/// MovePicker constructor for quiescence search
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
+                       const CapturePieceToHistory* cph, const PieceToHistory** ch, Square rs)
+           : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch), ttMove(ttm), recaptureSquare(rs), depth(d) {
 
-  assert(d <= DEPTH_ZERO);
+  assert(d <= 0);
 
-  if (pos.checkers())
-      stage = EVASION;
-
-  else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
-      stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
-
-  else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
-      stage = QSEARCH_WITHOUT_CHECKS;
-
-  else
-  {
-      stage = RECAPTURE;
-      recaptureSquare = s;
-      ttm = MOVE_NONE;
-  }
-
-  ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
-  endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
+  stage = (pos.checkers() ? EVASION_TT : QSEARCH_TT) +
+          !(   ttm
+            && (pos.checkers() || depth > DEPTH_QS_RECAPTURES || to_sq(ttm) == recaptureSquare)
+            && pos.pseudo_legal(ttm));
 }
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, Value th)
-           : pos(p), history(h), counterMovesHistory(nullptr), threshold(th) {
+/// MovePicker constructor for ProbCut: we generate captures with SEE greater
+/// than or equal to the given threshold.
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th, const CapturePieceToHistory* cph)
+           : pos(p), captureHistory(cph), ttMove(ttm), threshold(th) {
 
   assert(!pos.checkers());
 
-  stage = PROBCUT;
-
-  // In ProbCut we generate captures with SEE higher than the given threshold
-  ttMove =   ttm
-          && pos.pseudo_legal(ttm)
-          && pos.capture(ttm)
-          && pos.see(ttm) > threshold ? ttm : MOVE_NONE;
-
-  endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
+  stage = PROBCUT_TT + !(ttm && pos.capture(ttm)
+                             && pos.pseudo_legal(ttm)
+                             && pos.see_ge(ttm, threshold));
 }
 
+/// MovePicker::score() assigns a numerical value to each move in a list, used
+/// for sorting. Captures are ordered by Most Valuable Victim (MVV), preferring
+/// captures with a good history. Quiets moves are ordered using the histories.
+template<GenType Type>
+void MovePicker::score() {
+
+  static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == EVASIONS, "Wrong type");
 
-/// score() assigns a numerical value to each move in a move list. The moves with
-/// highest values will be picked first.
-template<>
-void MovePicker::score<CAPTURES>() {
-  // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV, preferring
-  // captures near our home rank. Surprisingly, this appears to perform slightly
-  // better than SEE based move ordering: exchanging big pieces before capturing
-  // a hanging piece probably helps to reduce the subtree size.
-  // In main search we want to push captures with negative SEE values to the
-  // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay until the move
-  // has been picked up, saving some SEE calls in case we get a cutoff.
   for (auto& m : *this)
-      m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
-               - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m)));
+      if constexpr (Type == CAPTURES)
+          m.value =  int(PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]) * 6
+                   + (*captureHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)][type_of(pos.piece_on(to_sq(m)))];
+
+      else if constexpr (Type == QUIETS)
+          m.value =      (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
+                   + 2 * (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+                   +     (*continuationHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+                   +     (*continuationHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+                   +     (*continuationHistory[5])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+                   + (ply < MAX_LPH ? std::min(4, depth / 3) * (*lowPlyHistory)[ply][from_to(m)] : 0);
+
+      else // Type == EVASIONS
+      {
+          if (pos.capture(m))
+              m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
+                       - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
+          else
+              m.value =      (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
+                       + 2 * (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+                       - (1 << 28);
+      }
 }
 
-template<>
-void MovePicker::score<QUIETS>() {
+/// MovePicker::select() returns the next move satisfying a predicate function.
+/// It never returns the TT move.
+template<MovePicker::PickType T, typename Pred>
+Move MovePicker::select(Pred filter) {
 
-  for (auto& m : *this)
-      m.value =  history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
-               + (*counterMovesHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
-}
+  while (cur < endMoves)
+  {
+      if (T == Best)
+          std::swap(*cur, *std::max_element(cur, endMoves));
 
-template<>
-void MovePicker::score<EVASIONS>() {
-  // Try winning and equal captures captures ordered by MVV/LVA, then non-captures
-  // ordered by history value, then bad-captures and quiet moves with a negative
-  // SEE ordered by SEE value.
-  Value see;
+      if (*cur != ttMove && filter())
+          return *cur++;
 
-  for (auto& m : *this)
-      if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
-          m.value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
-
-      else if (pos.capture(m))
-          m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
-                   - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
-      else
-          m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
+      cur++;
+  }
+  return MOVE_NONE;
 }
 
+/// MovePicker::next_move() is the most important method of the MovePicker class. It
+/// returns a new pseudo-legal move every time it is called until there are no more
+/// moves left, picking the move with the highest score from a list of generated moves.
+Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
+
+top:
+  switch (stage) {
 
-/// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
-/// when there are no more moves to try for the current stage.
+  case MAIN_TT:
+  case EVASION_TT:
+  case QSEARCH_TT:
+  case PROBCUT_TT:
+      ++stage;
+      return ttMove;
 
-void MovePicker::generate_next_stage() {
+  case CAPTURE_INIT:
+  case PROBCUT_INIT:
+  case QCAPTURE_INIT:
+      cur = endBadCaptures = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
 
-  assert(stage != STOP);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
+      goto top;
+
+  case GOOD_CAPTURE:
+      if (select<Best>([&](){
+                       return pos.see_ge(*cur, Value(-69 * cur->value / 1024)) ?
+                              // Move losing capture to endBadCaptures to be tried later
+                              true : (*endBadCaptures++ = *cur, false); }))
+          return *(cur - 1);
+
+      // Prepare the pointers to loop over the refutations array
+      cur = std::begin(refutations);
+      endMoves = std::end(refutations);
+
+      // If the countermove is the same as a killer, skip it
+      if (   refutations[0].move == refutations[2].move
+          || refutations[1].move == refutations[2].move)
+          --endMoves;
+
+      ++stage;
+      [[fallthrough]];
+
+  case REFUTATION:
+      if (select<Next>([&](){ return    *cur != MOVE_NONE
+                                    && !pos.capture(*cur)
+                                    &&  pos.pseudo_legal(*cur); }))
+          return *(cur - 1);
+      ++stage;
+      [[fallthrough]];
+
+  case QUIET_INIT:
+      if (!skipQuiets)
+      {
+          cur = endBadCaptures;
+          endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
+
+          score<QUIETS>();
+          partial_insertion_sort(cur, endMoves, -3000 * depth);
+      }
 
-  cur = moves;
+      ++stage;
+      [[fallthrough]];
 
-  switch (++stage) {
+  case QUIET:
+      if (   !skipQuiets
+          && select<Next>([&](){return   *cur != refutations[0].move
+                                      && *cur != refutations[1].move
+                                      && *cur != refutations[2].move;}))
+          return *(cur - 1);
 
-  case GOOD_CAPTURES: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
-  case PROBCUT_CAPTURES: case RECAPTURES:
-      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, moves);
-      score<CAPTURES>();
-      break;
-
-  case KILLERS:
-      killers[0] = ss->killers[0];
-      killers[1] = ss->killers[1];
-      killers[2] = countermove;
-      cur = killers;
-      endMoves = cur + 2 + (countermove != killers[0] && countermove != killers[1]);
-      break;
-
-  case GOOD_QUIETS:
-      endQuiets = endMoves = generate<QUIETS>(pos, moves);
-      score<QUIETS>();
-      endMoves = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m) { return m.value > VALUE_ZERO; });
-      insertion_sort(cur, endMoves);
-      break;
-
-  case BAD_QUIETS:
-      cur = endMoves;
-      endMoves = endQuiets;
-      if (depth >= 3 * ONE_PLY)
-          insertion_sort(cur, endMoves);
-      break;
-
-  case BAD_CAPTURES:
-      // Just pick them in reverse order to get correct ordering
-      cur = moves + MAX_MOVES - 1;
+      // Prepare the pointers to loop over the bad captures
+      cur = moves;
       endMoves = endBadCaptures;
-      break;
-
-  case ALL_EVASIONS:
-      endMoves = generate<EVASIONS>(pos, moves);
-      if (endMoves - moves > 1)
-          score<EVASIONS>();
-      break;
 
-  case CHECKS:
-      endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
-      break;
+      ++stage;
+      [[fallthrough]];
 
-  case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS: case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS:
-  case PROBCUT: case RECAPTURE: case STOP:
-      stage = STOP;
-      break;
+  case BAD_CAPTURE:
+      return select<Next>([](){ return true; });
 
-  default:
-      assert(false);
-  }
-}
+  case EVASION_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
 
+      score<EVASIONS>();
+      ++stage;
+      [[fallthrough]];
 
-/// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
-/// a new pseudo legal move every time it is called, until there are no more moves
-/// left. It picks the move with the biggest value from a list of generated moves
-/// taking care not to return the ttMove if it has already been searched.
+  case EVASION:
+      return select<Best>([](){ return true; });
 
-Move MovePicker::next_move() {
+  case PROBCUT:
+      return select<Best>([&](){ return pos.see_ge(*cur, threshold); });
 
-  Move move;
+  case QCAPTURE:
+      if (select<Best>([&](){ return   depth > DEPTH_QS_RECAPTURES
+                                    || to_sq(*cur) == recaptureSquare; }))
+          return *(cur - 1);
 
-  while (true)
-  {
-      while (cur == endMoves && stage != STOP)
-          generate_next_stage();
-
-      switch (stage) {
-
-      case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
-      case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS: case PROBCUT:
-          ++cur;
-          return ttMove;
-
-      case GOOD_CAPTURES:
-          move = pick_best(cur++, endMoves);
-          if (move != ttMove)
-          {
-              if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
-                  return move;
-
-              // Losing capture, move it to the tail of the array
-              *endBadCaptures-- = move;
-          }
-          break;
-
-      case KILLERS:
-          move = *cur++;
-          if (    move != MOVE_NONE
-              &&  move != ttMove
-              &&  pos.pseudo_legal(move)
-              && !pos.capture(move))
-              return move;
-          break;
-
-      case GOOD_QUIETS: case BAD_QUIETS:
-          move = *cur++;
-          if (   move != ttMove
-              && move != killers[0]
-              && move != killers[1]
-              && move != killers[2])
-              return move;
-          break;
-
-      case BAD_CAPTURES:
-          return *cur--;
-
-      case ALL_EVASIONS: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
-          move = pick_best(cur++, endMoves);
-          if (move != ttMove)
-              return move;
-          break;
-
-      case PROBCUT_CAPTURES:
-           move = pick_best(cur++, endMoves);
-           if (move != ttMove && pos.see(move) > threshold)
-               return move;
-           break;
-
-      case RECAPTURES:
-          move = pick_best(cur++, endMoves);
-          if (to_sq(move) == recaptureSquare)
-              return move;
-          break;
-
-      case CHECKS:
-          move = *cur++;
-          if (move != ttMove)
-              return move;
-          break;
-
-      case STOP:
+      // If we did not find any move and we do not try checks, we have finished
+      if (depth != DEPTH_QS_CHECKS)
           return MOVE_NONE;
 
-      default:
-          assert(false);
-      }
+      ++stage;
+      [[fallthrough]];
+
+  case QCHECK_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
+
+      ++stage;
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+  return MOVE_NONE; // Silence warning
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