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Retire mateKiller
[stockfish] / src / movepick.cpp
index 8089345546a1f1c58c31a8f3365fe0f2cf388c24..12fffdccd1d5ab0399ccbbc16b3e94fc573041d6 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
-#include <algorithm>
 #include <cassert>
 
-#include "history.h"
-#include "evaluate.h"
 #include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
 #include "search.h"
-#include "value.h"
-
-
-////
-//// Local definitions
-////
+#include "types.h"
 
 namespace {
 
-  /// Variables
+  enum MovegenPhase {
+    PH_TT_MOVES,      // Transposition table move and mate killer
+    PH_GOOD_CAPTURES, // Queen promotions and captures with SEE values >= 0
+    PH_KILLERS,       // Killer moves from the current ply
+    PH_NONCAPTURES,   // Non-captures and underpromotions
+    PH_BAD_CAPTURES,  // Queen promotions and captures with SEE values < 0
+    PH_EVASIONS,      // Check evasions
+    PH_QCAPTURES,     // Captures in quiescence search
+    PH_QCHECKS,       // Non-capture checks in quiescence search
+    PH_STOP
+  };
 
   CACHE_LINE_ALIGNMENT
-  const MovegenPhaseT MainSearchPhaseTable[] = { PH_STOP, PH_NULL_MOVE, PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP};
-  const MovegenPhaseT MainSearchNoNullPhaseTable[] = { PH_STOP, PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP};
-  const MovegenPhaseT EvasionsPhaseTable[] = { PH_STOP, PH_EVASIONS, PH_STOP};
-  const MovegenPhaseT QsearchWithChecksPhaseTable[] = { PH_STOP, PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP};
-  const MovegenPhaseT QsearchWithoutChecksPhaseTable[] = { PH_STOP, PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_STOP};
+  const uint8_t MainSearchTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP };
+  const uint8_t EvasionTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_EVASIONS, PH_STOP };
+  const uint8_t QsearchWithChecksTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP };
+  const uint8_t QsearchWithoutChecksTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_STOP };
 }
 
+bool MovePicker::isBadCapture() const { return phase == PH_BAD_CAPTURES; }
 
-////
-//// Functions
-////
-
-
-/// Constructor for the MovePicker class.  Apart from the position for which
-/// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
+/// Constructor for 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 about how important good
 /// move ordering is at the current node.
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d,
-                       const History& h, SearchStack* ss, bool useNullMove) : pos(p), H(h) {
-  ttMoves[0] = ttm;
-  if (ss)
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
+                       SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h) {
+  badCaptureThreshold = 0;
+  badCaptures = moves + MAX_MOVES;
+
+  assert(d > DEPTH_ZERO);
+
+  if (p.in_check())
   {
-      ttMoves[1] = (ss->mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
-      killers[0] = ss->killers[0];
-      killers[1] = ss->killers[1];
-  } else
-      ttMoves[1] = killers[0] = killers[1] = MOVE_NONE;
-
-  movesPicked = numOfMoves = numOfBadCaptures = 0;
-  finished = false;
-
-  if (p.is_check())
-      phasePtr = EvasionsPhaseTable;
-  else if (d > Depth(0))
-      phasePtr = useNullMove ? MainSearchPhaseTable : MainSearchNoNullPhaseTable;
-  else if (d == Depth(0))
-      phasePtr = QsearchWithChecksPhaseTable;
+      killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
+      phasePtr = EvasionTable;
+  }
   else
-      phasePtr = QsearchWithoutChecksPhaseTable;
-
-  Color us = pos.side_to_move();
+  {
+      killers[0].move = ss->killers[0];
+      killers[1].move = ss->killers[1];
 
-  dc = p.discovered_check_candidates(us);
-  pinned = p.pinned_pieces(us);
-}
+      // Consider sligtly negative captures as good if at low
+      // depth and far from beta.
+      if (ss && ss->eval < beta - PawnValueMidgame && d < 3 * ONE_PLY)
+          badCaptureThreshold = -PawnValueMidgame;
 
+      phasePtr = MainSearchTable;
+  }
 
-/// MovePicker::get_next_move() is the most important method of the MovePicker
-/// class.  It returns a new legal move every time it is called, until there
-/// are no more moves left of the types we are interested in.
+  ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
+  phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
+  go_next_phase();
+}
 
-Move MovePicker::get_next_move() {
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h)
+                      : pos(p), H(h) {
 
-  Move move;
+  assert(d <= DEPTH_ZERO);
 
-  while (true)
+  if (p.in_check())
+      phasePtr = EvasionTable;
+  else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
+      phasePtr = QsearchWithChecksTable;
+  else
   {
-    // If we already have a list of generated moves, pick the best move from
-    // the list, and return it.
-    move = pick_move_from_list();
-    if (move != MOVE_NONE)
-    {
-        assert(move_is_ok(move));
-        return move;
-    }
-
-    // Next phase
-    phasePtr++;
-    switch (*phasePtr) {
-
-    case PH_NULL_MOVE:
-        return MOVE_NULL;
-
-    case PH_TT_MOVES:
-        movesPicked = 0; // This is used as index to ttMoves[]
-        break;
-
-    case PH_GOOD_CAPTURES:
-        numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
-        score_captures();
-        std::sort(moves, moves + numOfMoves);
-        movesPicked = 0;
-        break;
-
-    case PH_KILLERS:
-        movesPicked = 0; // This is used as index to killers[]
-        break;
-
-    case PH_NONCAPTURES:
-        numOfMoves = generate_noncaptures(pos, moves);
-        score_noncaptures();
-        std::sort(moves, moves + numOfMoves);
-        movesPicked = 0;
-        break;
-
-    case PH_BAD_CAPTURES:
-        // Bad captures SEE value is already calculated so just sort them
-        // to get SEE move ordering.
-        std::sort(badCaptures, badCaptures + numOfBadCaptures);
-        movesPicked = 0;
-        break;
-
-    case PH_EVASIONS:
-        assert(pos.is_check());
-        numOfMoves = generate_evasions(pos, moves, pinned);
-        score_evasions();
-        std::sort(moves, moves + numOfMoves);
-        movesPicked = 0;
-        break;
-
-    case PH_QCAPTURES:
-        numOfMoves = generate_captures(pos, moves);
-        score_captures();
-        std::sort(moves, moves + numOfMoves);
-        movesPicked = 0;
-        break;
-
-    case PH_QCHECKS:
-        // Perhaps we should order moves move here?  FIXME
-        numOfMoves = generate_non_capture_checks(pos, moves, dc);
-        movesPicked = 0;
-        break;
-
-    case PH_STOP:
-        return MOVE_NONE;
-
-    default:
-        assert(false);
-        return MOVE_NONE;
-    }
+      phasePtr = QsearchWithoutChecksTable;
+
+      // Skip TT move if is not a capture or a promotion, this avoids
+      // qsearch tree explosion due to a possible perpetual check or
+      // similar rare cases when TT table is full.
+      if (ttm != MOVE_NONE && !pos.move_is_capture(ttm) && !move_is_promotion(ttm))
+          ttm = MOVE_NONE;
   }
+
+  ttMove = (ttm && pos.move_is_pl(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
+  phasePtr += int(ttMove == MOVE_NONE) - 1;
+  go_next_phase();
 }
 
 
-/// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
-/// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
+/// MovePicker::go_next_phase() generates, scores and sorts the next bunch
+/// of moves when there are no more moves to try for the current phase.
 
-Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
+void MovePicker::go_next_phase() {
 
-   lock_grab(&lock);
-   if (finished)
-   {
-       lock_release(&lock);
-       return MOVE_NONE;
-   }
-   Move m = get_next_move();
-   if (m == MOVE_NONE)
-       finished = true;
+  curMove = moves;
+  phase = *(++phasePtr);
+  switch (phase) {
 
-   lock_release(&lock);
-   return m;
+  case PH_TT_MOVES:
+      lastMove = curMove + 1;
+      return;
+
+  case PH_GOOD_CAPTURES:
+      lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
+      score_captures();
+      return;
+
+  case PH_KILLERS:
+      curMove = killers;
+      lastMove = curMove + 2;
+      return;
+
+  case PH_NONCAPTURES:
+      lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE>(pos, moves);
+      score_noncaptures();
+      sort_moves(moves, lastMove, &lastGoodNonCapture);
+      return;
+
+  case PH_BAD_CAPTURES:
+      // Bad captures SEE value is already calculated so just pick
+      // them in order to get SEE move ordering.
+      curMove = badCaptures;
+      lastMove = moves + MAX_MOVES;
+      return;
+
+  case PH_EVASIONS:
+      assert(pos.in_check());
+      lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
+      score_evasions();
+      return;
+
+  case PH_QCAPTURES:
+      lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
+      score_captures();
+      return;
+
+  case PH_QCHECKS:
+      lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, moves);
+      return;
+
+  case PH_STOP:
+      lastMove = curMove + 1; // Avoid another go_next_phase() call
+      return;
+
+  default:
+      assert(false);
+      return;
+  }
 }
 
 
-/// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures(),
-/// MovePicker::score_evasions() and MovePicker::score_qcaptures() assign a
-/// numerical move ordering score to each move in a move list.  The moves
-/// with highest scores will be picked first by pick_move_from_list().
+/// MovePicker::score_captures(), MovePicker::score_noncaptures() and
+/// MovePicker::score_evasions() assign a numerical move ordering score
+/// to each move in a move list.  The moves with highest scores will be
+/// picked first by get_next_move().
 
 void MovePicker::score_captures() {
   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
@@ -222,151 +194,138 @@ void MovePicker::score_captures() {
   Move m;
 
   // Use MVV/LVA ordering
-  for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
+  for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
   {
-      m = moves[i].move;
+      m = cur->move;
       if (move_is_promotion(m))
-          moves[i].score = QueenValueMidgame;
+          cur->score = QueenValueMidgame;
       else
-          moves[i].score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
-                          -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
+          cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
+                      - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
   }
 }
 
 void MovePicker::score_noncaptures() {
-  // First score by history, when no history is available then use
-  // piece/square tables values. This seems to be better then a
-  // random choice when we don't have an history for any move.
-  Piece piece;
-  Square from, to;
-  int hs;
-
-  for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
-  {
-      from = move_from(moves[i].move);
-      to = move_to(moves[i].move);
-      piece = pos.piece_on(from);
-      hs = H.move_ordering_score(piece, to);
 
-      // Ensure history is always preferred to pst
-      if (hs > 0)
-          hs += 1000;
+  Move m;
+  Square from;
 
-      // pst based scoring
-      moves[i].score = hs + pos.pst_delta<Position::MidGame>(piece, from, to);
+  for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
+  {
+      m = cur->move;
+      from = move_from(m);
+      cur->score = H.value(pos.piece_on(from), move_to(m));
   }
 }
 
 void MovePicker::score_evasions() {
+  // Try good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if
+  // destination square is not under attack, ordered by history
+  // value, and at the end bad-captures and non-captures with a
+  // negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
+  Move m;
+  int seeScore;
+
+  // Skip if we don't have at least two moves to order
+  if (lastMove < moves + 2)
+      return;
 
-  for (int i = 0; i < numOfMoves; i++)
+  for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
   {
-      Move m = moves[i].move;
-      if (m == ttMoves[0])
-          moves[i].score = 2*HistoryMax;
-      else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
-      {
-          int seeScore = pos.see(m);
-          moves[i].score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
-      } else
-          moves[i].score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
+      m = cur->move;
+      if ((seeScore = pos.see_sign(m)) < 0)
+          cur->score = seeScore - History::MaxValue; // Be sure we are at the bottom
+      else if (pos.move_is_capture(m))
+          cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
+                      - pos.type_of_piece_on(move_from(m)) + History::MaxValue;
+      else
+          cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
   }
 }
 
+/// MovePicker::get_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 score from a list
+/// of generated moves taking care not to return the tt move if has already been
+/// searched previously. Note that this function is not thread safe so should be
+/// lock protected by caller when accessed through a shared MovePicker object.
 
-/// MovePicker::pick_move_from_list() picks the move with the biggest score
-/// from a list of generated moves (moves[] or badCaptures[], depending on
-/// the current move generation phase).  It takes care not to return the
-/// transposition table move if that has already been serched previously.
+Move MovePicker::get_next_move() {
 
-Move MovePicker::pick_move_from_list() {
+  Move move;
 
-  assert(movesPicked >= 0);
-  assert(!pos.is_check() || *phasePtr == PH_EVASIONS || *phasePtr == PH_STOP);
-  assert( pos.is_check() || *phasePtr != PH_EVASIONS);
+  while (true)
+  {
+      while (curMove == lastMove)
+          go_next_phase();
 
-  switch (*phasePtr) {
+      switch (phase) {
 
-  case PH_TT_MOVES:
-        while (movesPicked < 2) {
-            Move move = ttMoves[movesPicked++];
-            if (   move != MOVE_NONE
-                && move_is_legal(pos, move, pinned))
-                return move;
-        }
-        break;
+      case PH_TT_MOVES:
+          curMove++;
+          return ttMove;
+          break;
 
-  case PH_GOOD_CAPTURES:
-      while (movesPicked < numOfMoves)
-      {
-          Move move = moves[movesPicked++].move;
-          if (   move != ttMoves[0]
-              && move != ttMoves[1]
-              && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
+      case PH_GOOD_CAPTURES:
+          move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
+          if (move != ttMove)
           {
               // Check for a non negative SEE now
               int seeValue = pos.see_sign(move);
-              if (seeValue >= 0)
+              if (seeValue >= badCaptureThreshold)
                   return move;
 
-              // Losing capture, move it to the badCaptures[] array, note
-              // that move has now been already checked for legality.
-              assert(numOfBadCaptures < 63);
-              badCaptures[numOfBadCaptures].move = move;
-              badCaptures[numOfBadCaptures++].score = seeValue;
+              // Losing capture, move it to the tail of the array, note
+              // that move has now been already checked for pseudo legality.
+              (--badCaptures)->move = move;
+              badCaptures->score = seeValue;
           }
-      }
-      break;
+          break;
+
+      case PH_KILLERS:
+          move = (curMove++)->move;
+          if (   move != MOVE_NONE
+              && pos.move_is_pl(move)
+              && move != ttMove
+              && !pos.move_is_capture(move))
+              return move;
+          break;
 
-  case PH_KILLERS:
-        while (movesPicked < 2) {
-            Move move = killers[movesPicked++];
-            if (   move != MOVE_NONE
-                && move != ttMoves[0]
-                && move != ttMoves[1]
-                && move_is_legal(pos, move, pinned)
-                && !pos.move_is_capture(move))
-                return move;
-        }
-        break;
+      case PH_NONCAPTURES:
+          // Sort negative scored moves only when we get there
+          if (curMove == lastGoodNonCapture)
+              insertion_sort<MoveStack>(lastGoodNonCapture, lastMove);
 
-  case PH_NONCAPTURES:
-      while (movesPicked < numOfMoves)
-      {
-          Move move = moves[movesPicked++].move;
-          if (   move != ttMoves[0]
-              && move != ttMoves[1]
-              && move != killers[0]
-              && move != killers[1]
-              && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
+          move = (curMove++)->move;
+          if (   move != ttMove
+              && move != killers[0].move
+              && move != killers[1].move)
               return move;
-      }
-      break;
+          break;
 
-  case PH_EVASIONS:
-      if (movesPicked < numOfMoves)
-          return moves[movesPicked++].move;
-      break;
+      case PH_BAD_CAPTURES:
+          move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
+          return move;
 
-  case PH_BAD_CAPTURES:
-      if (movesPicked < numOfBadCaptures)
-          return badCaptures[movesPicked++].move;
-      break;
+      case PH_EVASIONS:
+      case PH_QCAPTURES:
+          move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
+          if (move != ttMove)
+              return move;
+          break;
 
-  case PH_QCAPTURES:
-  case PH_QCHECKS:
-      while (movesPicked < numOfMoves)
-      {
-          Move move = moves[movesPicked++].move;
-          // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
-          if (   move != ttMoves[0]
-              && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
+      case PH_QCHECKS:
+          move = (curMove++)->move;
+          if (move != ttMove)
               return move;
-      }
-      break;
+          break;
 
-  default:
-      break;
+      case PH_STOP:
+          return MOVE_NONE;
+
+      default:
+          assert(false);
+          break;
+      }
   }
-  return MOVE_NONE;
 }