]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/movepick.cpp
Rename and de-templetize sort()
[stockfish] / src / movepick.cpp
index c6c25d7b42a53eff8daf1e19634367a25d37d310..5c8338c0c19ab96d08f55879015d8f422002985c 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) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2012 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
 
 #include <cassert>
 
-#include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
-#include "search.h"
-#include "types.h"
+#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 Sequencer {
+    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
   };
 
-  CACHE_LINE_ALIGNMENT
-  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 };
+  // Our insertion sort, guaranteed to be stable, as is needed
+  void insertion_sort(MoveStack* begin, MoveStack* end)
+  {
+    MoveStack 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;
+    }
+  }
+
+  // Unary predicate used by std::partition to split positive scores from remaining
+  // ones so to sort separately the two sets, and with the second sort delayed.
+  inline bool has_positive_score(const MoveStack& ms) { return ms.score > 0; }
+
+  // Picks and moves to the front the best move in the range [begin, end),
+  // it is faster than sorting all the moves in advance when moves are few, as
+  // normally are the possible captures.
+  inline MoveStack* pick_best(MoveStack* begin, MoveStack* end)
+  {
+      std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
+      return begin;
+  }
 }
 
 
-/// Constructor for the MovePicker class. Apart from the position for which
-/// it is asked to pick legal moves, MovePicker also wants some information
+/// 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.
 
 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;
+                       Search::Stack* s, Value beta) : pos(p), Hist(h), depth(d) {
 
   assert(d > DEPTH_ZERO);
 
-  pinned = p.pinned_pieces(pos.side_to_move());
+  captureThreshold = 0;
+  cur = end = moves;
+  endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
+  ss = s;
+
+  if (p.checkers())
+      phase = EVASION;
 
-  if (p.is_check())
-  {
-      ttMoves[1].move = killers[0].move = killers[1].move = MOVE_NONE;
-      phasePtr = EvasionTable;
-  }
   else
   {
-      ttMoves[1].move = (ss->mateKiller == ttm) ? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
-      searchTT |= ttMoves[1].move;
+      phase = MAIN_SEARCH;
+
       killers[0].move = ss->killers[0];
       killers[1].move = ss->killers[1];
 
-      // 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;
+      // Consider sligtly negative captures as good if at low depth and far from beta
+      if (ss && ss->staticEval < beta - PawnValueMg && d < 3 * ONE_PLY)
+          captureThreshold = -PawnValueMg;
 
-      phasePtr = MainSearchTable;
+      // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
+      else if (ss && ss->staticEval > beta)
+          captureThreshold = beta - ss->staticEval;
   }
 
-  phasePtr += int(!searchTT) - 1;
-  go_next_phase();
+  ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
+  end += (ttMove != MOVE_NONE);
 }
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h)
-                      : pos(p), H(h) {
-  int searchTT = ttm;
-  ttMoves[0].move = ttm;
-  ttMoves[1].move = MOVE_NONE;
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
+                       Square sq) : pos(p), Hist(h), cur(moves), end(moves) {
 
   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 
-  pinned = p.pinned_pieces(pos.side_to_move());
+  if (p.checkers())
+      phase = EVASION;
 
-  if (p.is_check())
-      phasePtr = EvasionTable;
-  else if (d >= DEPTH_QS_CHECKS)
-      phasePtr = QsearchWithChecksTable;
-  else
+  else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
+      phase = QSEARCH_0;
+
+  else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
   {
-      phasePtr = QsearchWithoutChecksTable;
+      phase = QSEARCH_1;
 
-      // 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;
+      // 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 && !pos.is_capture_or_promotion(ttm))
+          ttm = MOVE_NONE;
+  }
+  else
+  {
+      phase = RECAPTURE;
+      recaptureSquare = sq;
+      ttm = MOVE_NONE;
   }
 
-  phasePtr += int(!searchTT) - 1;
-  go_next_phase();
+  ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
+  end += (ttMove != MOVE_NONE);
 }
 
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, PieceType pt)
+                       : pos(p), Hist(h), cur(moves), end(moves) {
 
-/// 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(!pos.checkers());
 
-void MovePicker::go_next_phase() {
+  phase = PROBCUT;
 
-  curMove = moves;
-  phase = *(++phasePtr);
-  switch (phase) {
+  // In ProbCut we generate only captures better than parent's captured piece
+  captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
+  ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
 
-  case PH_TT_MOVES:
-      curMove = ttMoves;
-      lastMove = curMove + 2;
-      return;
-
-  case PH_GOOD_CAPTURES:
-      lastMove = generate<MV_CAPTURE>(pos, moves);
-      score_captures();
-      return;
-
-  case PH_KILLERS:
-      curMove = killers;
-      lastMove = curMove + 2;
-      return;
+  if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
+      ttMove = MOVE_NONE;
 
-  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 + MOVES_MAX;
-      return;
-
-  case PH_EVASIONS:
-      assert(pos.is_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;
-  }
+  end += (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() {
+/// score() assign a numerical move ordering score to each move in a move list.
+/// The moves with highest scores 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
@@ -203,151 +172,206 @@ void MovePicker::score_captures() {
   // 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++)
+  for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
   {
-      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));
+      m = it->move;
+      it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
+                 - type_of(pos.piece_moved(m));
+
+      if (type_of(m) == PROMOTION)
+          it->score += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
+
+      else if (type_of(m) == ENPASSANT)
+          it->score += PieceValue[MG][PAWN];
   }
 }
 
-void MovePicker::score_noncaptures() {
-  // Score by history and max gain for the move.
+template<>
+void MovePicker::score<QUIETS>() {
+
   Move m;
-  Piece piece;
-  Square from, to;
 
-  for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
+  for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
   {
-      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);
+      m = it->move;
+      it->score = Hist[pos.piece_moved(m)][to_sq(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.
+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 score.
   Move m;
   int seeScore;
 
-  // Skip if we don't have at least two moves to order
-  if (lastMove < moves + 2)
-      return;
-
-  for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
+  for (MoveStack* it = moves; it != end; ++it)
   {
-      m = cur->move;
+      m = it->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;
+          it->score = seeScore - History::Max; // At the bottom
+
+      else if (pos.is_capture(m))
+          it->score =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
+                     - type_of(pos.piece_moved(m)) + History::Max;
       else
-          cur->score = H.value(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
+          it->score = Hist[pos.piece_moved(m)][to_sq(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() {
+/// generate_next() generates, scores and sorts the next bunch of moves, when
+/// there are no more moves to try for the current phase.
+
+void MovePicker::generate_next() {
+
+  cur = moves;
+
+  switch (++phase) {
+
+  case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
+      end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
+      score<CAPTURES>();
+      return;
+
+  case KILLERS_S1:
+      cur = killers;
+      end = cur + 2;
+      return;
+
+  case QUIETS_1_S1:
+      endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
+      score<QUIETS>();
+      end = std::partition(cur, end, has_positive_score);
+      insertion_sort(cur, end);
+      return;
+
+  case QUIETS_2_S1:
+      cur = end;
+      end = endQuiets;
+      if (depth >= 3 * ONE_PLY)
+          insertion_sort(cur, end);
+      return;
+
+  case BAD_CAPTURES_S1:
+      // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
+      cur = moves + MAX_MOVES - 1;
+      end = endBadCaptures;
+      return;
+
+  case EVASIONS_S2:
+      end = generate<EVASIONS>(pos, moves);
+      if (end > moves + 1)
+          score<EVASIONS>();
+      return;
+
+  case QUIET_CHECKS_S3:
+      end = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
+      return;
+
+  case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
+      phase = STOP;
+  case STOP:
+      end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
+      return;
+
+  default:
+      assert(false);
+  }
+}
+
+
+/// next_move() is the most important method of the MovePicker class. It returns
+/// a new pseudo legal move every time 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 returning the ttMove if has already been searched previously.
+template<>
+Move MovePicker::next_move<false>() {
 
   Move move;
 
   while (true)
   {
-      while (curMove == lastMove)
-          go_next_phase();
+      while (cur == end)
+          generate_next();
 
       switch (phase) {
 
-      case PH_TT_MOVES:
-          move = (curMove++)->move;
-          if (   move != MOVE_NONE
-              && pos.move_is_legal(move, pinned))
-              return move;
-          break;
+      case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
+          cur++;
+          return ttMove;
 
-      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))
+      case CAPTURES_S1:
+          move = pick_best(cur++, end)->move;
+          if (move != ttMove)
           {
-              // Check for a non negative SEE now
-              int seeValue = pos.see_sign(move);
-              if (seeValue >= badCaptureThreshold)
+              assert(captureThreshold <= 0); // Otherwise we cannot use see_sign()
+
+              if (pos.see_sign(move) >= captureThreshold)
                   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;
+              // Losing capture, move it to the tail of the array
+              (endBadCaptures--)->move = move;
           }
           break;
 
-      case PH_KILLERS:
-          move = (curMove++)->move;
-          if (   move != MOVE_NONE
-              && pos.move_is_legal(move, pinned)
-              && move != ttMoves[0].move
-              && move != ttMoves[1].move
-              && !pos.move_is_capture(move))
+      case KILLERS_S1:
+          move = (cur++)->move;
+          if (    move != MOVE_NONE
+              &&  pos.is_pseudo_legal(move)
+              &&  move != ttMove
+              && !pos.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);
-
-          move = (curMove++)->move;
-          if (   move != ttMoves[0].move
-              && move != ttMoves[1].move
+      case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
+          move = (cur++)->move;
+          if (   move != ttMove
               && move != killers[0].move
-              && move != killers[1].move
-              && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
+              && move != killers[1].move)
+              return move;
+          break;
+
+      case BAD_CAPTURES_S1:
+          return (cur--)->move;
+
+      case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
+          move = pick_best(cur++, end)->move;
+          if (move != ttMove)
               return move;
           break;
 
-      case PH_BAD_CAPTURES:
-          move = pick_best(curMove++, lastMove).move;
-          return move;
+      case CAPTURES_S5:
+           move = pick_best(cur++, end)->move;
+           if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
+               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))
+      case CAPTURES_S6:
+          move = pick_best(cur++, end)->move;
+          if (to_sq(move) == recaptureSquare)
               return move;
           break;
 
-      case PH_QCHECKS:
-          move = (curMove++)->move;
-          if (   move != ttMoves[0].move
-              && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
+      case QUIET_CHECKS_S3:
+          move = (cur++)->move;
+          if (move != ttMove)
               return move;
           break;
 
-      case PH_STOP:
+      case STOP:
           return MOVE_NONE;
 
       default:
           assert(false);
-          break;
       }
   }
 }
+
+
+/// 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->sp->movePicker->next_move<false>(); }