]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/movepick.cpp
Use consistent variable names for counterMoveStats (#949)
[stockfish] / src / movepick.cpp
index aa6f7c19bc9ac9aa45b5368133d7010f155f32ee..34d295626b80732930dfbf2100ada837d475530f 100644 (file)
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 /*
   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
+  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2016 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
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
 #include <cassert>
 
-#include "history.h"
-#include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
-#include "search.h"
-#include "value.h"
-
-
-////
-//// Local definitions
-////
+#include "thread.h"
 
 namespace {
 
-  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
+  enum Stages {
+    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
   };
 
-  CACHE_LINE_ALIGNMENT
-  const uint8_t MainSearchPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP};
-  const uint8_t EvasionsPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_EVASIONS, PH_STOP};
-  const uint8_t QsearchWithChecksPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP};
-  const uint8_t QsearchWithoutChecksPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_STOP};
-}
+  // 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;
+  }
 
-////
-//// Functions
-////
+} // namespace
 
 
-/// Constructor for the MovePicker class. Apart from the position for which
-/// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
-/// to help it to return the presumably good moves first, to decide which
+/// 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 about how important good
-/// move ordering is at the current node.
+/// 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 History& h,
-                       SearchStack* ss, Value beta) : pos(p), H(h) {
-  int searchTT = ttm;
-  ttMoves[0].move = ttm;
-  badCaptureThreshold = 0;
-  badCaptures = moves + MOVES_MAX;
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, Search::Stack* s)
+           : pos(p), ss(s), depth(d) {
 
-  pinned = p.pinned_pieces(pos.side_to_move());
+  assert(d > DEPTH_ZERO);
 
-  if (ss && !p.is_check())
-  {
-      ttMoves[1].move = (ss->mateKiller == ttm) ? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
-      searchTT |= ttMoves[1].move;
-      killers[0].move = ss->killers[0];
-      killers[1].move = ss->killers[1];
-  } else
-      ttMoves[1].move = killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
-
-  if (p.is_check())
-      phasePtr = EvasionsPhaseTable;
-  else if (d > DEPTH_ZERO)
-  {
-      // 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 = MainSearchPhaseTable;
-  }
-  else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
-      phasePtr = QsearchWithChecksPhaseTable;
-  else
-  {
-      phasePtr = QsearchWithoutChecksPhaseTable;
+  Square prevSq = to_sq((ss-1)->currentMove);
+  countermove = pos.this_thread()->counterMoves[pos.piece_on(prevSq)][prevSq];
 
-      // 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_or_promotion(ttm))
-          searchTT = ttMoves[0].move = MOVE_NONE;
-  }
-
-  phasePtr += int(!searchTT) - 1;
-  go_next_phase();
+  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, Square s)
+           : pos(p) {
 
-/// 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.
+  assert(d <= DEPTH_ZERO);
 
-void MovePicker::go_next_phase() {
+  if (pos.checkers())
+      stage = EVASION;
 
-  curMove = moves;
-  phase = *(++phasePtr);
-  switch (phase) {
+  else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
+      stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
 
-  case PH_TT_MOVES:
-      curMove = ttMoves;
-      lastMove = curMove + 2;
-      return;
-
-  case PH_GOOD_CAPTURES:
-      lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
-      score_captures();
-      return;
+  else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
+      stage = QSEARCH_NO_CHECKS;
 
-  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);
+  else
+  {
+      stage = QSEARCH_RECAPTURES;
+      recaptureSquare = s;
       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 + MOVES_MAX;
-      return;
+  ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
+  stage += (ttMove == MOVE_NONE);
+}
 
-  case PH_EVASIONS:
-      assert(pos.is_check());
-      lastMove = generate<MV_EVASION>(pos, moves);
-      score_evasions();
-      return;
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th)
+           : pos(p), threshold(th) {
 
-  case PH_QCAPTURES:
-      lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
-      score_captures();
-      return;
+  assert(!pos.checkers());
 
-  case PH_QCHECKS:
-      lastMove = generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, moves);
-      return;
+  stage = PROBCUT;
 
-  case PH_STOP:
-      lastMove = curMove + 1; // Avoids another go_next_phase() call
-      return;
+  // 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;
 
-  default:
-      assert(false);
-      return;
-  }
+  stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
 
-/// 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.
-  // 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
-  // badCaptures[] array, but instead of doing it now we delay till when
-  // the move has been picked up in pick_move_from_list(), this way we save
-  // some SEE calls in case we get a cutoff (idea from Pablo Vazquez).
-  Move m;
-
-  // Use MVV/LVA ordering
-  for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
-  {
-      m = cur->move;
-      if (move_is_promotion(m))
-          cur->score = QueenValueMidgame;
-      else
-          cur->score =  pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m))
-                      - pos.type_of_piece_on(move_from(m));
-  }
+/// 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 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)
+      m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
+               - Value(200 * relative_rank(pos.side_to_move(), to_sq(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.
-  Move m;
-  Piece piece;
-  Square from, to;
+template<>
+void MovePicker::score<QUIETS>() {
 
-  for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
-  {
-      m = cur->move;
-      from = move_from(m);
-      to = move_to(m);
-      piece = pos.piece_on(from);
-      cur->score = H.value(piece, to) + H.gain(piece, to);
-  }
-}
+  const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
+  const FromToStats& fromTo = pos.this_thread()->fromTo;
 
-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;
+  const CounterMoveStats* cmh = (ss-1)->counterMoves;
+  const CounterMoveStats* fmh = (ss-2)->counterMoves;
+  const CounterMoveStats* fmh2 = (ss-4)->counterMoves;
 
-  // Skip if we don't have at least two moves to order
-  if (lastMove < moves + 2)
-      return;
+  Color c = pos.side_to_move();
 
-  for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
-  {
-      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;
+  for (auto& m : *this)
+      m.value =          history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+               + (cmh  ?  (*cmh)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
+               + (fmh  ?  (*fmh)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
+               + (fmh2 ? (*fmh2)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] : VALUE_ZERO)
+               + fromTo.get(c, m);
+}
+
+template<>
+void MovePicker::score<EVASIONS>() {
+  // Try captures ordered by MVV/LVA, then non-captures ordered by history value
+  const HistoryStats& history = pos.this_thread()->history;
+  const FromToStats& fromTo = pos.this_thread()->fromTo;
+  Color c = pos.side_to_move();
+
+  for (auto& m : *this)
+      if (pos.capture(m))
+          m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
+                   - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
       else
-          cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
-  }
+          m.value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] + fromTo.get(c, m);
 }
 
-/// 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.
-/// 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.
 
-Move MovePicker::get_next_move() {
+/// 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.
+
+Move MovePicker::next_move() {
 
   Move move;
 
-  while (true)
-  {
-      while (curMove != lastMove)
-      {
-          switch (phase) {
+  switch (stage) {
 
-          case PH_TT_MOVES:
-              move = (curMove++)->move;
-              if (   move != MOVE_NONE
-                  && move_is_legal(pos, move, pinned))
-                  return move;
-              break;
-
-          case PH_GOOD_CAPTURES:
-              move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
-              if (   move != ttMoves[0].move
-                  && move != ttMoves[1].move
-                  && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
-              {
-                  // Check for a non negative SEE now
-                  int seeValue = pos.see_sign(move);
-                  if (seeValue >= badCaptureThreshold)
-                      return move;
-
-                  // Losing capture, move it to the tail of the array, note
-                  // that move has now been already checked for legality.
-                  (--badCaptures)->move = move;
-                  badCaptures->score = seeValue;
-              }
-              break;
-
-          case PH_KILLERS:
-              move = (curMove++)->move;
-              if (   move != MOVE_NONE
-                  && move_is_legal(pos, move, pinned)
-                  && move != ttMoves[0].move
-                  && move != ttMoves[1].move
-                  && !pos.move_is_capture(move))
+  case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
+  case QSEARCH_NO_CHECKS: case PROBCUT:
+      ++stage;
+      return ttMove;
+
+  case CAPTURES_INIT:
+      endBadCaptures = cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
+
+  case GOOD_CAPTURES:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = pick_best(cur++, endMoves);
+          if (move != ttMove)
+          {
+              if (pos.see_ge(move, VALUE_ZERO))
                   return move;
-              break;
 
-          case PH_NONCAPTURES:
+              // Losing capture, move it to the beginning of the array
+              *endBadCaptures++ = move;
+          }
+      }
 
-              // Sort negative scored moves only when we get there
-              if (curMove == lastGoodNonCapture)
-                  insertion_sort<MoveStack>(lastGoodNonCapture, lastMove);
+      ++stage;
+      move = ss->killers[0];  // First killer move
+      if (    move != MOVE_NONE
+          &&  move != ttMove
+          &&  pos.pseudo_legal(move)
+          && !pos.capture(move))
+          return move;
+
+  case KILLERS:
+      ++stage;
+      move = ss->killers[1]; // Second killer move
+      if (    move != MOVE_NONE
+          &&  move != ttMove
+          &&  pos.pseudo_legal(move)
+          && !pos.capture(move))
+          return move;
+
+  case COUNTERMOVE:
+      ++stage;
+      move = countermove;
+      if (    move != MOVE_NONE
+          &&  move != ttMove
+          &&  move != ss->killers[0]
+          &&  move != ss->killers[1]
+          &&  pos.pseudo_legal(move)
+          && !pos.capture(move))
+          return move;
+
+  case QUIET_INIT:
+      cur = endBadCaptures;
+      endMoves = generate<QUIETS>(pos, cur);
+      score<QUIETS>();
+      if (depth < 3 * ONE_PLY)
+      {
+          ExtMove* goodQuiet = std::partition(cur, endMoves, [](const ExtMove& m)
+                                             { return m.value > VALUE_ZERO; });
+          insertion_sort(cur, goodQuiet);
+      } else
+          insertion_sort(cur, endMoves);
+      ++stage;
+
+  case QUIET:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = *cur++;
+          if (   move != ttMove
+              && move != ss->killers[0]
+              && move != ss->killers[1]
+              && move != countermove)
+              return move;
+      }
+      ++stage;
+      cur = moves; // Point to beginning of bad captures
+
+  case BAD_CAPTURES:
+      if (cur < endBadCaptures)
+          return *cur++;
+      break;
+
+  case EVASIONS_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
+      score<EVASIONS>();
+      ++stage;
+
+  case ALL_EVASIONS:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = pick_best(cur++, endMoves);
+          if (move != ttMove)
+              return move;
+      }
+      break;
 
-              move = (curMove++)->move;
-              if (   move != ttMoves[0].move
-                  && move != ttMoves[1].move
-                  && move != killers[0].move
-                  && move != killers[1].move
-                  && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
-                  return move;
-              break;
+  case PROBCUT_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
 
-          case PH_BAD_CAPTURES:
-              move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
+  case PROBCUT_CAPTURES:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = pick_best(cur++, endMoves);
+          if (   move != ttMove
+              && pos.see_ge(move, threshold))
               return move;
+      }
+      break;
 
-          case PH_EVASIONS:
-          case PH_QCAPTURES:
-              move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
-              if (   move != ttMoves[0].move
-                  && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
-                  return move;
-              break;
+  case QCAPTURES_1_INIT: case QCAPTURES_2_INIT:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
 
-          case PH_QCHECKS:
-              move = (curMove++)->move;
-              if (   move != ttMoves[0].move
-                  && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
-                  return move;
-              break;
+  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;
+
+  case QCHECKS:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = cur++->move;
+          if (move != ttMove)
+              return move;
+      }
+      break;
 
-          case PH_STOP:
-              return MOVE_NONE;
+  case QSEARCH_RECAPTURES:
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
 
-          default:
-              assert(false);
-              break;
-          }
+  case QRECAPTURES:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = pick_best(cur++, endMoves);
+          if (to_sq(move) == recaptureSquare)
+              return move;
       }
-      go_next_phase();
+      break;
+
+  default:
+      assert(false);
   }
-}
 
+  return MOVE_NONE;
+}