]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/movepick.cpp
History code rewrite (#1122)
[stockfish] / src / movepick.cpp
index 3d44721b687059b9f8a284759112f7299732a0f4..55c685476dcdd481c898b32104a76e0f8c29044b 100644 (file)
@@ -2,13 +2,13 @@
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2017 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, 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
   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   (at your option) any later version.
 
-
   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
 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_SEARCH, CAPTURES_INIT, GOOD_CAPTURES, KILLERS, COUNTERMOVE, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURES,
+    EVASION, EVASIONS_INIT, ALL_EVASIONS,
+    PROBCUT, PROBCUT_INIT, PROBCUT_CAPTURES,
+    QSEARCH_WITH_CHECKS, QCAPTURES_1_INIT, QCAPTURES_1, QCHECKS,
+    QSEARCH_NO_CHECKS, QCAPTURES_2_INIT, QCAPTURES_2,
+    QSEARCH_RECAPTURES, QRECAPTURES
   };
 
-  // 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;
-    }
+  // 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;
+        }
   }
 
   // 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;
+  // 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;
   }
 
 } // namespace
@@ -64,23 +64,26 @@ 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 CounterMovesHistoryStats& cmh, Move cm, Search::Stack* s)
-           : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh), ss(s), countermove(cm), depth(d) {
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Search::Stack* s)
+           : pos(p), ss(s), depth(d) {
 
   assert(d > DEPTH_ZERO);
 
+  Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
+  countermove = pos.this_thread()->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
+  killers[0] = ss->killers[0];
+  killers[1] = ss->killers[1];
+
   stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
-  endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
+  stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats& h,
-                       const CounterMovesHistoryStats& cmh, Square s)
-           : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh) {
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Square s)
+           : pos(p) {
 
   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 
@@ -91,34 +94,33 @@ MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats&
       stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
 
   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
-      stage = QSEARCH_WITHOUT_CHECKS;
+      stage = QSEARCH_NO_CHECKS;
 
   else
   {
-      stage = RECAPTURE;
+      stage = QSEARCH_RECAPTURES;
       recaptureSquare = s;
-      ttm = MOVE_NONE;
+      return;
   }
 
   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
-  endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
+  stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h,
-                       const CounterMovesHistoryStats& cmh, Value th)
-           : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh), threshold(th) {
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th)
+           : pos(p), threshold(th) {
 
   assert(!pos.checkers());
 
   stage = PROBCUT;
 
-  // In ProbCut we generate captures with SEE higher than the given threshold
+  // In ProbCut we generate captures with SEE higher than or equal to the given threshold
   ttMove =   ttm
           && pos.pseudo_legal(ttm)
           && pos.capture(ttm)
-          && pos.see(ttm) > threshold ? ttm : MOVE_NONE;
+          && pos.see_ge(ttm, threshold) ? ttm : MOVE_NONE;
 
-  endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
+  stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
 
@@ -127,10 +129,10 @@ MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h,
 template<>
 void MovePicker::score<CAPTURES>() {
   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV, preferring
-  // captures near our home rank. Suprisingly, this appears to perform slightly
-  // better than SEE based move ordering: exchanging big pieces before capturing
+  // 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
+  // In the 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)
@@ -141,96 +143,33 @@ void MovePicker::score<CAPTURES>() {
 template<>
 void MovePicker::score<QUIETS>() {
 
-  Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
-  const HistoryStats& cmh = counterMovesHistory[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
+  const ButterflyHistory& history = pos.this_thread()->history;
+
+  const PieceToHistory& cmh = *(ss-1)->history;
+  const PieceToHistory& fmh = *(ss-2)->history;
+  const PieceToHistory& fm2 = *(ss-4)->history;
+
+  Color c = pos.side_to_move();
 
   for (auto& m : *this)
-      m.value =  history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
-               + cmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] * 3;
+      m.value =  cmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+               + fmh[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+               + fm2[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+               + history[c][from_to(m)];
 }
 
 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;
+  // Try captures ordered by MVV/LVA, then non-captures ordered by stats heuristics
+  const ButterflyHistory& history = pos.this_thread()->history;
+  Color c = pos.side_to_move();
 
   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))
+      if (pos.capture(m))
           m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
-                   - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
+                   - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + (1 << 28);
       else
-          m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
-}
-
-
-/// generate_next_stage() generates, scores and sorts the next bunch of moves,
-/// when there are no more moves to try for the current stage.
-
-void MovePicker::generate_next_stage() {
-
-  assert(stage != STOP);
-
-  cur = moves;
-
-  switch (++stage) {
-
-  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;
-      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;
-
-  case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS: case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS:
-  case PROBCUT: case RECAPTURE: case STOP:
-      stage = STOP;
-      break;
-
-  default:
-      assert(false);
-  }
+          m.value = history[c][from_to(m)];
 }
 
 
@@ -238,92 +177,181 @@ void MovePicker::generate_next_stage() {
 /// 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.
-template<>
-Move MovePicker::next_move<false>() {
+
+Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 
   Move move;
 
-  while (true)
-  {
-      while (cur == endMoves && stage != STOP)
-          generate_next_stage();
+  switch (stage) {
 
-      switch (stage) {
+  case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
+  case QSEARCH_NO_CHECKS: case PROBCUT:
+      ++stage;
+      return ttMove;
 
-      case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
-      case QSEARCH_WITHOUT_CHECKS: case PROBCUT:
-          ++cur;
-          return ttMove;
+  case CAPTURES_INIT:
+      endBadCaptures = cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
 
-      case GOOD_CAPTURES:
+  case GOOD_CAPTURES:
+      while (cur < endMoves)
+      {
           move = pick_best(cur++, endMoves);
           if (move != ttMove)
           {
-              if (pos.see_sign(move) >= VALUE_ZERO)
+              if (pos.see_ge(move))
                   return move;
 
-              // Losing capture, move it to the tail of the array
-              *endBadCaptures-- = move;
+              // Losing capture, move it to the beginning 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;
+      ++stage;
+      move = killers[0];  // First killer move
+      if (    move != MOVE_NONE
+          &&  move != ttMove
+          &&  pos.pseudo_legal(move)
+          && !pos.capture(move))
+          return move;
+      /* fallthrough */
 
-      case GOOD_QUIETS: case BAD_QUIETS:
+  case KILLERS:
+      ++stage;
+      move = killers[1]; // Second killer move
+      if (    move != MOVE_NONE
+          &&  move != ttMove
+          &&  pos.pseudo_legal(move)
+          && !pos.capture(move))
+          return move;
+      /* fallthrough */
+
+  case COUNTERMOVE:
+      ++stage;
+      move = countermove;
+      if (    move != MOVE_NONE
+          &&  move != ttMove
+          &&  move != killers[0]
+          &&  move != killers[1]
+          &&  pos.pseudo_legal(move)
+          && !pos.capture(move))
+          return move;
+      /* fallthrough */
+
+  case QUIET_INIT:
+      cur = endBadCaptures;
+      endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
+      score<QUIETS>();
+      partial_insertion_sort(cur, endMoves, -4000 * depth / ONE_PLY);
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
+
+  case QUIET:
+      while (    cur < endMoves
+             && (!skipQuiets || cur->value >= VALUE_ZERO))
+      {
           move = *cur++;
+
           if (   move != ttMove
               && move != killers[0]
               && move != killers[1]
-              && move != killers[2])
+              && move != countermove)
               return move;
-          break;
+      }
+      ++stage;
+      cur = moves; // Point to beginning of bad captures
+      /* fallthrough */
 
-      case BAD_CAPTURES:
-          return *cur--;
+  case BAD_CAPTURES:
+      if (cur < endBadCaptures)
+          return *cur++;
+      break;
+
+  case EVASIONS_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
+      score<EVASIONS>();
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
 
-      case ALL_EVASIONS: case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
+  case ALL_EVASIONS:
+      while (cur < endMoves)
+      {
           move = pick_best(cur++, endMoves);
           if (move != ttMove)
               return move;
-          break;
+      }
+      break;
 
-      case PROBCUT_CAPTURES:
-           move = pick_best(cur++, endMoves);
-           if (move != ttMove && pos.see(move) > threshold)
-               return move;
-           break;
+  case PROBCUT_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
 
-      case RECAPTURES:
+  case PROBCUT_CAPTURES:
+      while (cur < endMoves)
+      {
           move = pick_best(cur++, endMoves);
-          if (to_sq(move) == recaptureSquare)
+          if (   move != ttMove
+              && pos.see_ge(move, threshold))
               return move;
-          break;
+      }
+      break;
 
-      case CHECKS:
-          move = *cur++;
+  case QCAPTURES_1_INIT: case QCAPTURES_2_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
+
+  case QCAPTURES_1: case QCAPTURES_2:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = pick_best(cur++, endMoves);
           if (move != ttMove)
               return move;
+      }
+      if (stage == QCAPTURES_2)
           break;
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
+
+  case QCHECKS:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = cur++->move;
+          if (move != ttMove)
+              return move;
+      }
+      break;
 
-      case STOP:
-          return MOVE_NONE;
+  case QSEARCH_RECAPTURES:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
 
-      default:
-          assert(false);
+  case QRECAPTURES:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = pick_best(cur++, endMoves);
+          if (to_sq(move) == recaptureSquare)
+              return move;
       }
-  }
-}
+      break;
 
+  default:
+      assert(false);
+  }
 
-/// Version of next_move() to use at split point nodes where the move is grabbed
-/// from the split point's shared MovePicker object. This function is not thread
-/// safe so must be lock protected by the caller.
-template<>
-Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->splitPoint->movePicker->next_move<false>(); }
+  return MOVE_NONE;
+}