]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/movepick.cpp
History code rewrite (#1122)
[stockfish] / src / movepick.cpp
index d6a40d70af4c7d2d37305fe1f60dde62d6f51791..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, CAPTURES_S1, KILLERS_S1, QUIETS_1_S1, QUIETS_2_S1, BAD_CAPTURES_S1,
-    EVASION,     EVASIONS_S2,
-    QSEARCH_0,   CAPTURES_S3, QUIET_CHECKS_S3,
-    QSEARCH_1,   CAPTURES_S4,
-    PROBCUT,     CAPTURES_S5,
-    RECAPTURE,   CAPTURES_S6,
-    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.
-  inline 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
@@ -64,31 +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, Move* fm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh), depth(d) {
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Search::Stack* s)
+           : pos(p), ss(s), depth(d) {
 
   assert(d > DEPTH_ZERO);
 
-  endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
-  countermoves = cm;
-  followupmoves = fm;
-  ss = s;
-
-  if (pos.checkers())
-      stage = EVASION;
-
-  else
-      stage = MAIN_SEARCH;
+  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];
 
-  ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
-  endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
+  stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
+  ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : 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);
 
@@ -96,181 +91,85 @@ MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const HistoryStats&
       stage = EVASION;
 
   else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
-      stage = QSEARCH_0;
+      stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
 
   else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
-      stage = QSEARCH_1;
+      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);
+  ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
+  stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, const CounterMovesHistoryStats& cmh, PieceType pt)
-                       : pos(p), history(h), counterMovesHistory(cmh) {
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th)
+           : pos(p), threshold(th) {
 
   assert(!pos.checkers());
 
   stage = PROBCUT;
 
-  // In ProbCut we generate only captures that are better than the parent's
-  // captured piece.
-  captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
-  ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
+  // 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_ge(ttm, threshold) ? ttm : MOVE_NONE;
 
-  if (ttMove && (!pos.capture(ttMove) || pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
-      ttMove = MOVE_NONE;
-
-  endMoves += (ttMove != MOVE_NONE);
+  stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
 
-/// score() assign a numerical value to each move in a move list. The moves with
+/// 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/LVA.
-  // Suprisingly, this appears to perform slightly better than SEE based
-  // move ordering. The reason is probably that in a position with a winning
-  // capture, capturing a more valuable (but sufficiently defended) piece
-  // first usually doesn't hurt. The opponent will have to recapture, and
-  // the hanging piece will still be hanging (except in the unusual cases
-  // where it is possible to recapture with the hanging piece). 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
+  // 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 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 in pick_move_from_list(). This way we save some SEE
-  // calls in case we get a cutoff.
+  // has been picked up, saving some SEE calls in case we get a cutoff.
   for (auto& m : *this)
-      if (type_of(m) == ENPASSANT)
-          m.value = PieceValue[MG][PAWN] - Value(PAWN);
-
-      else if (type_of(m) == PROMOTION)
-          m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))] - Value(PAWN)
-                   + PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
-      else
-          m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
-                   - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
+      m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
+               - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(m)));
 }
 
 template<>
 void MovePicker::score<QUIETS>() {
-  Square prevMoveSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
-  Piece prevMovePiece = pos.piece_on(prevMoveSq);
-  const HistoryStats &cmh = counterMovesHistory[prevMovePiece][prevMoveSq];
+
+  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)];
+      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 good captures ordered by MVV/LVA, then non-captures if destination square
-  // is not under attack, ordered by history value, then bad-captures and quiet
-  // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the 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() {
-
-  cur = moves;
-
-  switch (++stage) {
-
-  case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
-      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, moves);
-      score<CAPTURES>();
-      break;
-
-  case KILLERS_S1:
-      cur = killers;
-      endMoves = cur + 2;
-
-      killers[0] = ss->killers[0];
-      killers[1] = ss->killers[1];
-      killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
-      killers[4].move = killers[5].move = MOVE_NONE;
-
-      // In SMP case countermoves[] and followupmoves[] could have duplicated entries
-      // in rare cases (less than 1 out of a million). This is harmless.
-
-      // Be sure countermoves and followupmoves are different from killers
-      for (int i = 0; i < 2; ++i)
-          if (   countermoves[i] != killers[0]
-              && countermoves[i] != killers[1])
-              *endMoves++ = countermoves[i];
-
-      for (int i = 0; i < 2; ++i)
-          if (   followupmoves[i] != killers[0]
-              && followupmoves[i] != killers[1]
-              && followupmoves[i] != killers[2]
-              && followupmoves[i] != killers[3])
-              *endMoves++ = followupmoves[i];
-      break;
-
-  case QUIETS_1_S1:
-      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 QUIETS_2_S1:
-      cur = endMoves;
-      endMoves = endQuiets;
-      if (depth >= 3 * ONE_PLY)
-          insertion_sort(cur, endMoves);
-      break;
-
-  case BAD_CAPTURES_S1:
-      // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
-      cur = moves + MAX_MOVES - 1;
-      endMoves = endBadCaptures;
-      break;
-
-  case EVASIONS_S2:
-      endMoves = generate<EVASIONS>(pos, moves);
-      if (endMoves - moves > 1)
-          score<EVASIONS>();
-      break;
-
-  case QUIET_CHECKS_S3:
-      endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
-      break;
-
-  case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
-      stage = STOP;
-      /* Fall through */
-
-  case STOP:
-      endMoves = cur + 1; // Avoid another generate_next_stage() call
-      break;
-
-  default:
-      assert(false);
-  }
+          m.value = history[c][from_to(m)];
 }
 
 
@@ -278,94 +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)
-          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_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
-          ++cur;
-          return ttMove;
+  case CAPTURES_INIT:
+      endBadCaptures = cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
 
-      case CAPTURES_S1:
+  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_S1:
+      ++stage;
+      move = killers[0];  // First killer move
+      if (    move != MOVE_NONE
+          &&  move != ttMove
+          &&  pos.pseudo_legal(move)
+          && !pos.capture(move))
+          return move;
+      /* fallthrough */
+
+  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 != MOVE_NONE
-              &&  move != ttMove
-              &&  pos.pseudo_legal(move)
-              && !pos.capture(move))
-              return move;
-          break;
 
-      case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
-          move = *cur++;
           if (   move != ttMove
               && move != killers[0]
               && move != killers[1]
-              && move != killers[2]
-              && move != killers[3]
-              && move != killers[4]
-              && move != killers[5])
+              && move != countermove)
               return move;
-          break;
+      }
+      ++stage;
+      cur = moves; // Point to beginning of bad captures
+      /* fallthrough */
+
+  case BAD_CAPTURES:
+      if (cur < endBadCaptures)
+          return *cur++;
+      break;
 
-      case BAD_CAPTURES_S1:
-          return *cur--;
+  case EVASIONS_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
+      score<EVASIONS>();
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
 
-      case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
+  case ALL_EVASIONS:
+      while (cur < endMoves)
+      {
           move = pick_best(cur++, endMoves);
           if (move != ttMove)
               return move;
-          break;
+      }
+      break;
 
-      case CAPTURES_S5:
-           move = pick_best(cur++, endMoves);
-           if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
-               return move;
-           break;
+  case PROBCUT_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
 
-      case CAPTURES_S6:
+  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 QUIET_CHECKS_S3:
-          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;
+}