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SEE Pruning Tweak (#2183)
[stockfish] / src / movepick.cpp
index 1f946eadca40d65ed2ccfea3abf1fdf524129809..a70785e769710bcd81ce704ca74bec8cadf03607 100644 (file)
@@ -2,7 +2,7 @@
   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
+  Copyright (C) 2015-2019 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
 namespace {
 
   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
+    MAIN_TT, CAPTURE_INIT, GOOD_CAPTURE, REFUTATION, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURE,
+    EVASION_TT, EVASION_INIT, EVASION,
+    PROBCUT_TT, PROBCUT_INIT, PROBCUT,
+    QSEARCH_TT, QCAPTURE_INIT, QCAPTURE, QCHECK_INIT, QCHECK
   };
 
   // partial_insertion_sort() sorts moves in descending order up to and including
@@ -48,15 +46,6 @@ namespace {
         }
   }
 
-  // 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;
-  }
-
 } // namespace
 
 
@@ -66,278 +55,213 @@ namespace {
 /// search captures, promotions, and some checks) and how important good move
 /// ordering is at the current node.
 
+/// MovePicker constructor for the main search
 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
-                       const PieceToHistory** ch, Move cm, Move* killers_p)
-           : pos(p), mainHistory(mh), contHistory(ch), countermove(cm),
-             killers{killers_p[0], killers_p[1]}, depth(d){
+                       const CapturePieceToHistory* cph, const PieceToHistory** ch, Move cm, Move* killers)
+           : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch),
+             refutations{{killers[0], 0}, {killers[1], 0}, {cm, 0}}, depth(d) {
 
   assert(d > DEPTH_ZERO);
 
-  stage = pos.checkers() ? EVASION : MAIN_SEARCH;
+  stage = pos.checkers() ? EVASION_TT : MAIN_TT;
   ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
+/// MovePicker constructor for quiescence search
 MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
-                       const PieceToHistory** ch, Square s)
-           : pos(p), mainHistory(mh), contHistory(ch) {
+                       const CapturePieceToHistory* cph, const PieceToHistory** ch, Square rs)
+           : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), continuationHistory(ch), recaptureSquare(rs), depth(d) {
 
   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 
-  if (pos.checkers())
-      stage = EVASION;
-
-  else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
-      stage = QSEARCH_WITH_CHECKS;
-
-  else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
-      stage = QSEARCH_NO_CHECKS;
-
-  else
-  {
-      stage = QSEARCH_RECAPTURES;
-      recaptureSquare = s;
-      return;
-  }
-
-  ttMove = ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
+  stage = pos.checkers() ? EVASION_TT : QSEARCH_TT;
+  ttMove =   ttm
+          && (depth > DEPTH_QS_RECAPTURES || to_sq(ttm) == recaptureSquare)
+          && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE;
   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th)
-           : pos(p), threshold(th) {
+/// MovePicker constructor for ProbCut: we generate captures with SEE greater
+/// than or equal to the given threshold.
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Value th, const CapturePieceToHistory* cph)
+           : pos(p), captureHistory(cph), threshold(th) {
 
   assert(!pos.checkers());
 
-  stage = PROBCUT;
-
-  // In ProbCut we generate captures with SEE higher than or equal to the given threshold
+  stage = PROBCUT_TT;
   ttMove =   ttm
-          && pos.pseudo_legal(ttm)
           && pos.capture(ttm)
+          && pos.pseudo_legal(ttm)
           && pos.see_ge(ttm, threshold) ? ttm : MOVE_NONE;
-
   stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
+/// MovePicker::score() assigns a numerical value to each move in a list, used
+/// for sorting. Captures are ordered by Most Valuable Victim (MVV), preferring
+/// captures with a good history. Quiets moves are ordered using the histories.
+template<GenType Type>
+void MovePicker::score() {
+
+  static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == EVASIONS, "Wrong type");
 
-/// 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)));
-}
+      if (Type == CAPTURES)
+          m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
+                   + (*captureHistory)[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)][type_of(pos.piece_on(to_sq(m)))] / 8;
 
-template<>
-void MovePicker::score<QUIETS>() {
+      else if (Type == QUIETS)
+          m.value =  (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
+                   + (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+                   + (*continuationHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+                   + (*continuationHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+                   + (*continuationHistory[5])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)] / 2;
 
-  for (auto& m : *this)
-      m.value =  (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
-               + (*contHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
-               + (*contHistory[1])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
-               + (*contHistory[3])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)];
+      else // Type == EVASIONS
+      {
+          if (pos.capture(m))
+              m.value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
+                       - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
+          else
+              m.value =  (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)]
+                       + (*continuationHistory[0])[pos.moved_piece(m)][to_sq(m)]
+                       - (1 << 28);
+      }
 }
 
-template<>
-void MovePicker::score<EVASIONS>() {
-  // Try captures ordered by MVV/LVA, then non-captures ordered by stats heuristics
-  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))) + (1 << 28);
-      else
-          m.value = (*mainHistory)[pos.side_to_move()][from_to(m)];
-}
+/// MovePicker::select() returns the next move satisfying a predicate function.
+/// It never returns the TT move.
+template<MovePicker::PickType T, typename Pred>
+Move MovePicker::select(Pred filter) {
 
+  while (cur < endMoves)
+  {
+      if (T == Best)
+          std::swap(*cur, *std::max_element(cur, endMoves));
 
-/// 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.
+      if (*cur != ttMove && filter())
+          return *cur++;
 
-Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
+      cur++;
+  }
+  return MOVE_NONE;
+}
 
-  Move move;
+/// MovePicker::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, picking the move with the highest score from a list of generated moves.
+Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 
+top:
   switch (stage) {
 
-  case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_WITH_CHECKS:
-  case QSEARCH_NO_CHECKS: case PROBCUT:
+  case MAIN_TT:
+  case EVASION_TT:
+  case QSEARCH_TT:
+  case PROBCUT_TT:
       ++stage;
       return ttMove;
 
-  case CAPTURES_INIT:
-      endBadCaptures = cur = moves;
+  case CAPTURE_INIT:
+  case PROBCUT_INIT:
+  case QCAPTURE_INIT:
+      cur = endBadCaptures = moves;
       endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+
       score<CAPTURES>();
       ++stage;
-      /* fallthrough */
+      goto top;
 
-  case GOOD_CAPTURES:
-      while (cur < endMoves)
-      {
-          move = pick_best(cur++, endMoves);
-          if (move != ttMove)
-          {
-              if (pos.see_ge(move))
-                  return move;
-
-              // Losing capture, move it to the beginning of the array
-              *endBadCaptures++ = move;
-          }
-      }
+  case GOOD_CAPTURE:
+      if (select<Best>([&](){
+                       return pos.see_ge(*cur, Value(-55 * cur->value / 1024)) ?
+                              // Move losing capture to endBadCaptures to be tried later
+                              true : (*endBadCaptures++ = *cur, false); }))
+          return *(cur - 1);
 
-      ++stage;
-      move = killers[0];  // First killer move
-      if (    move != MOVE_NONE
-          &&  move != ttMove
-          &&  pos.pseudo_legal(move)
-          && !pos.capture(move))
-          return move;
-      /* fallthrough */
+      // Prepare the pointers to loop over the refutations array
+      cur = std::begin(refutations);
+      endMoves = std::end(refutations);
+
+      // If the countermove is the same as a killer, skip it
+      if (   refutations[0].move == refutations[2].move
+          || refutations[1].move == refutations[2].move)
+          --endMoves;
 
-  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:
+  case REFUTATION:
+      if (select<Next>([&](){ return    *cur != MOVE_NONE
+                                    && !pos.capture(*cur)
+                                    &&  pos.pseudo_legal(*cur); }))
+          return *(cur - 1);
       ++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 (   !skipQuiets
+          && select<Next>([&](){return   *cur != refutations[0].move
+                                      && *cur != refutations[1].move
+                                      && *cur != refutations[2].move;}))
+          return *(cur - 1);
+
+      // Prepare the pointers to loop over the bad captures
+      cur = moves;
+      endMoves = endBadCaptures;
 
-          if (   move != ttMove
-              && move != killers[0]
-              && move != killers[1]
-              && move != countermove)
-              return move;
-      }
       ++stage;
-      cur = moves; // Point to beginning of bad captures
       /* fallthrough */
 
-  case BAD_CAPTURES:
-      if (cur < endBadCaptures)
-          return *cur++;
-      break;
+  case BAD_CAPTURE:
+      return select<Next>([](){ return true; });
 
-  case EVASIONS_INIT:
+  case EVASION_INIT:
       cur = moves;
       endMoves = generate<EVASIONS>(pos, cur);
+
       score<EVASIONS>();
       ++stage;
       /* fallthrough */
 
-  case ALL_EVASIONS:
-      while (cur < endMoves)
-      {
-          move = pick_best(cur++, endMoves);
-          if (move != ttMove)
-              return move;
-      }
-      break;
+  case EVASION:
+      return select<Best>([](){ return true; });
 
-  case PROBCUT_INIT:
-      cur = moves;
-      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
-      score<CAPTURES>();
-      ++stage;
-      /* fallthrough */
+  case PROBCUT:
+      return select<Best>([&](){ return pos.see_ge(*cur, threshold); });
 
-  case PROBCUT_CAPTURES:
-      while (cur < endMoves)
-      {
-          move = pick_best(cur++, endMoves);
-          if (   move != ttMove
-              && pos.see_ge(move, threshold))
-              return move;
-      }
-      break;
+  case QCAPTURE:
+      if (select<Best>([&](){ return   depth > DEPTH_QS_RECAPTURES
+                                    || to_sq(*cur) == recaptureSquare; }))
+          return *(cur - 1);
+
+      // If we did not find any move and we do not try checks, we have finished
+      if (depth != DEPTH_QS_CHECKS)
+          return MOVE_NONE;
 
-  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;
+  case QCHECK_INIT:
       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 QSEARCH_RECAPTURES:
-      cur = moves;
-      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
-      score<CAPTURES>();
       ++stage;
       /* fallthrough */
 
-  case QRECAPTURES:
-      while (cur < endMoves)
-      {
-          move = pick_best(cur++, endMoves);
-          if (to_sq(move) == recaptureSquare)
-              return move;
-      }
-      break;
-
-  default:
-      assert(false);
+  case QCHECK:
+      return select<Next>([](){ return true; });
   }
 
-  return MOVE_NONE;
+  assert(false);
+  return MOVE_NONE; // Silence warning
 }