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Reformat piece values arrays
[stockfish] / src / movepick.cpp
index 45d989c91a80bdb0755a3516f19b64e29668b844..b09647953a7fe50a6647d0c21668dcea340d20d6 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) 2008-2009 Marco Costalba
+  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
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
 #include <algorithm>
 #include <cassert>
 
-#include "history.h"
-#include "evaluate.h"
 #include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
-#include "search.h"
-#include "value.h"
-
-
-////
-//// Local definitions
-////
+#include "thread.h"
 
 namespace {
 
-  /// Variables
-
-  CACHE_LINE_ALIGNMENT
-  const MovegenPhaseT MainSearchPhaseTable[] = { PH_NULL_MOVE, PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP};
-  const MovegenPhaseT MainSearchNoNullPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP};
-  const MovegenPhaseT LowSearchPhaseTable[]  = { PH_TT_MOVES, PH_GOOD_CAPTURES, PH_NULL_MOVE, PH_KILLERS, PH_NONCAPTURES, PH_BAD_CAPTURES, PH_STOP};
-  const MovegenPhaseT EvasionsPhaseTable[] = { PH_EVASIONS, PH_STOP};
-  const MovegenPhaseT QsearchWithChecksPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, PH_QCHECKS, PH_STOP};
-  const MovegenPhaseT QsearchWithoutChecksPhaseTable[] = { PH_TT_MOVES, PH_QCAPTURES, 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
+  };
+
+  // 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& move) { return move.score > 0; }
+
+  // Picks and moves to the front the best move in the range [firstMove, lastMove),
+  // 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* firstMove, MoveStack* lastMove)
+  {
+      std::swap(*firstMove, *std::max_element(firstMove, lastMove));
+      return firstMove;
+  }
 }
 
 
-////
-//// Functions
-////
-
-
-/// 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, bool useNullMove) : pos(p), H(h) {
-  ttMoves[0] = ttm;
-  if (ss)
-  {
-      ttMoves[1] = (ss->mateKiller == ttm)? MOVE_NONE : ss->mateKiller;
-      killers[0] = ss->killers[0];
-      killers[1] = ss->killers[1];
-  } else
-      ttMoves[1] = killers[0] = killers[1] = MOVE_NONE;
-
-  numOfBadCaptures = 0;
-  finished = false;
-
-  Color us = pos.side_to_move();
-
-  dc = p.discovered_check_candidates(us);
-  pinned = p.pinned_pieces(us);
-
-  if (p.is_check())
-      phasePtr = EvasionsPhaseTable;
-  else if (d >= Depth(3 * OnePly))
-      phasePtr = useNullMove ? MainSearchPhaseTable : MainSearchNoNullPhaseTable;
-  else if (d > Depth(0))
-      phasePtr = useNullMove ? LowSearchPhaseTable : MainSearchNoNullPhaseTable;
-  else if (d == Depth(0))
-      phasePtr = QsearchWithChecksPhaseTable;
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
+                       Search::Stack* s, Value beta) : pos(p), H(h), depth(d) {
+
+  assert(d > DEPTH_ZERO);
+
+  captureThreshold = 0;
+  curMove = lastMove = moves;
+  lastBadCapture = moves + MAX_MOVES - 1;
+  ss = s;
+
+  if (p.in_check())
+      phase = EVASION;
+
   else
-      phasePtr = QsearchWithoutChecksPhaseTable;
+  {
+      phase = MAIN_SEARCH;
 
-  phasePtr--;
-  go_next_phase();
-}
+      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 - PawnValueMg && d < 3 * ONE_PLY)
+          captureThreshold = -PawnValueMg;
 
-/// 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.
+      // Consider negative captures as good if still enough to reach beta
+      else if (ss && ss->eval > beta)
+          captureThreshold = beta - ss->eval;
+  }
 
-void MovePicker::go_next_phase() {
+  ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
+  lastMove += (ttMove != MOVE_NONE);
+}
 
-  curMove = moves;
-  phase = *(++phasePtr);
-  switch (phase) {
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
+                       Square sq) : pos(p), H(h), curMove(moves), lastMove(moves) {
 
-  case PH_NULL_MOVE:
-  case PH_TT_MOVES:
-      movesPicked = 0;
-      return;
+  assert(d <= DEPTH_ZERO);
 
-  case PH_GOOD_CAPTURES:
-      lastMove = generate_captures(pos, moves);
-      score_captures();
-      std::sort(moves, lastMove);
-      return;
+  if (p.in_check())
+      phase = EVASION;
 
-  case PH_KILLERS:
-      movesPicked = 0;
-      return;
+  else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
+      phase = QSEARCH_0;
 
-  case PH_NONCAPTURES:
-      lastMove = generate_noncaptures(pos, moves);
-      score_noncaptures();
-      std::sort(moves, lastMove);
-      return;
+  else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
+  {
+      phase = QSEARCH_1;
 
-  case PH_BAD_CAPTURES:
-      // Bad captures SEE value is already calculated so just sort them
-      // to get SEE move ordering.
-      curMove = badCaptures;
-      lastMove = badCaptures + numOfBadCaptures;
-      std::sort(badCaptures, lastMove);
-      return;
+      // 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;
+  }
 
-  case PH_EVASIONS:
-      assert(pos.is_check());
-      lastMove = generate_evasions(pos, moves, pinned);
-      score_evasions();
-      std::sort(moves, lastMove);
-      return;
+  ttMove = (ttm && pos.is_pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
+  lastMove += (ttMove != MOVE_NONE);
+}
 
-  case PH_QCAPTURES:
-      lastMove = generate_captures(pos, moves);
-      score_captures();
-      std::sort(moves, lastMove);
-      return;
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const History& h, PieceType pt)
+                       : pos(p), H(h), curMove(moves), lastMove(moves) {
 
-  case PH_QCHECKS:
-      // Perhaps we should order moves move here?  FIXME
-      lastMove = generate_non_capture_checks(pos, moves, dc);
-      return;
+  assert(!pos.in_check());
 
-  case PH_STOP:
-      return;
+  phase = PROBCUT;
 
-  default:
-      assert(false);
-      return;
-  }
+  // 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);
+
+  if (ttMove && (!pos.is_capture(ttMove) ||  pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
+      ttMove = MOVE_NONE;
+
+  lastMove += (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().
+/// picked first by next_move().
 
 void MovePicker::score_captures() {
   // Winning and equal captures in the main search are ordered by MVV/LVA.
@@ -186,180 +162,203 @@ 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++)
   {
       m = cur->move;
-      if (move_is_promotion(m))
-          cur->score = QueenValueMidgame;
-      else
-          cur->score = int(pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)))
-                      -int(pos.type_of_piece_on(move_from(m)));
+      cur->score =  PieceValue[Mg][pos.piece_on(to_sq(m))]
+                  - type_of(pos.piece_moved(m));
+
+      if (type_of(m) == PROMOTION)
+          cur->score += PieceValue[Mg][promotion_type(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.
-  Piece piece;
-  Square from, to;
-  int hs;
+
+  Move m;
 
   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
   {
-      from = move_from(cur->move);
-      to = move_to(cur->move);
-      piece = pos.piece_on(from);
-      hs = H.move_ordering_score(piece, to);
-
-      // Ensure history is always preferred to pst
-      if (hs > 0)
-          hs += 1000;
-
-      // pst based scoring
-      cur->score = hs + pos.pst_delta<Position::MidGame>(piece, from, to);
+      m = cur->move;
+      cur->score = H.value(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, then bad-captures and quiet
+  // moves with a negative SEE. This last group is ordered by the SEE score.
+  Move m;
+  int seeScore;
+
+  if (lastMove < moves + 2)
+      return;
 
   for (MoveStack* cur = moves; cur != lastMove; cur++)
   {
-      Move m = cur->move;
-      if (m == ttMoves[0])
-          cur->score = 2*HistoryMax;
-      else if (!pos.square_is_empty(move_to(m)))
-      {
-          int seeScore = pos.see(m);
-          cur->score = (seeScore >= 0)? seeScore + HistoryMax : seeScore;
-      } else
-          cur->score = H.move_ordering_score(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m));
+      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.is_capture(m))
+          cur->score =  PieceValue[Mg][pos.piece_on(to_sq(m))]
+                      - type_of(pos.piece_moved(m)) + History::MaxValue;
+      else
+          cur->score = H.value(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 that has already been serched previously.
 
-Move MovePicker::get_next_move() {
+/// MovePicker::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() {
+
+  curMove = moves;
+
+  switch (++phase) {
+
+  case CAPTURES_S1: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4: case CAPTURES_S5: case CAPTURES_S6:
+      lastMove = generate<CAPTURES>(pos, moves);
+      score_captures();
+      return;
 
-  assert(!pos.is_check() || *phasePtr == PH_EVASIONS || *phasePtr == PH_STOP);
-  assert( pos.is_check() || *phasePtr != PH_EVASIONS);
+  case KILLERS_S1:
+      curMove = killers;
+      lastMove = curMove + 2;
+      return;
+
+  case QUIETS_1_S1:
+      lastQuiet = lastMove = generate<QUIETS>(pos, moves);
+      score_noncaptures();
+      lastMove = std::partition(curMove, lastMove, has_positive_score);
+      sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
+      return;
+
+  case QUIETS_2_S1:
+      curMove = lastMove;
+      lastMove = lastQuiet;
+      if (depth >= 3 * ONE_PLY)
+          sort<MoveStack>(curMove, lastMove);
+      return;
+
+  case BAD_CAPTURES_S1:
+      // Just pick them in reverse order to get MVV/LVA ordering
+      curMove = moves + MAX_MOVES - 1;
+      lastMove = lastBadCapture;
+      return;
+
+  case EVASIONS_S2:
+      lastMove = generate<EVASIONS>(pos, moves);
+      score_evasions();
+      return;
+
+  case QUIET_CHECKS_S3:
+      lastMove = generate<QUIET_CHECKS>(pos, moves);
+      return;
+
+  case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT: case RECAPTURE:
+      phase = STOP;
+  case STOP:
+      lastMove = curMove + 1; // Avoid another next_phase() call
+      return;
+
+  default:
+      assert(false);
+  }
+}
+
+
+/// 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. 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.
+template<>
+Move MovePicker::next_move<false>() {
+
+  Move move;
 
   while (true)
   {
+      while (curMove == lastMove)
+          generate_next();
+
       switch (phase) {
 
-      case PH_NULL_MOVE:
-          go_next_phase();
-          return MOVE_NULL;
+      case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
+          curMove++;
+          return ttMove;
 
-      case PH_TT_MOVES:
-          while (movesPicked < 2)
+      case CAPTURES_S1:
+          move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
+          if (move != ttMove)
           {
-              Move move = ttMoves[movesPicked++];
-              if (   move != MOVE_NONE
-                  && move_is_legal(pos, move, pinned))
+              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
+              (lastBadCapture--)->move = move;
           }
           break;
 
-      case PH_GOOD_CAPTURES:
-          while (curMove != lastMove)
-          {
-              Move move = (curMove++)->move;
-              if (   move != ttMoves[0]
-                  && move != ttMoves[1]
-                  && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
-              {
-                  // Check for a non negative SEE now
-                  int seeValue = pos.see_sign(move);
-                  if (seeValue >= 0)
-                      return move;
-
-                  // Losing capture, move it to the badCaptures[] array, note
-                  // that move has now been already checked for legality.
-                  assert(numOfBadCaptures < 63);
-                  badCaptures[numOfBadCaptures].move = move;
-                  badCaptures[numOfBadCaptures++].score = seeValue;
-              }
-          }
+      case KILLERS_S1:
+          move = (curMove++)->move;
+          if (    move != MOVE_NONE
+              &&  pos.is_pseudo_legal(move)
+              &&  move != ttMove
+              && !pos.is_capture(move))
+              return move;
           break;
 
-      case PH_KILLERS:
-          while (movesPicked < 2)
-          {
-              Move move = killers[movesPicked++];
-              if (   move != MOVE_NONE
-                  && move != ttMoves[0]
-                  && move != ttMoves[1]
-                  && move_is_legal(pos, move, pinned)
-                  && !pos.move_is_capture(move))
-                  return move;
-          }
+      case QUIETS_1_S1: case QUIETS_2_S1:
+          move = (curMove++)->move;
+          if (   move != ttMove
+              && move != killers[0].move
+              && move != killers[1].move)
+              return move;
           break;
 
-      case PH_NONCAPTURES:
-          while (curMove != lastMove)
-          {
-              Move move = (curMove++)->move;
-              if (   move != ttMoves[0]
-                  && move != ttMoves[1]
-                  && move != killers[0]
-                  && move != killers[1]
-                  && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
-                  return move;
-          }
+      case BAD_CAPTURES_S1:
+          return (curMove--)->move;
+
+      case EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
+          move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
+          if (move != ttMove)
+              return move;
           break;
 
-      case PH_EVASIONS:
-      case PH_BAD_CAPTURES:
-          if (curMove != lastMove)
-              return (curMove++)->move;
+      case CAPTURES_S5:
+           move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
+           if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
+               return move;
+           break;
+
+      case CAPTURES_S6:
+          move = pick_best(curMove++, lastMove)->move;
+          if (to_sq(move) == recaptureSquare)
+              return move;
           break;
 
-      case PH_QCAPTURES:
-      case PH_QCHECKS:
-          while (curMove != lastMove)
-          {
-              Move move = (curMove++)->move;
-              // Maybe postpone the legality check until after futility pruning?
-              if (   move != ttMoves[0]
-                  && pos.pl_move_is_legal(move, pinned))
-                  return move;
-          }
+      case QUIET_CHECKS_S3:
+          move = (curMove++)->move;
+          if (move != ttMove)
+              return move;
           break;
 
-      case PH_STOP:
+      case STOP:
           return MOVE_NONE;
 
       default:
           assert(false);
-          break;
       }
-      go_next_phase();
   }
-  return MOVE_NONE;
 }
 
-/// A variant of get_next_move() which takes a lock as a parameter, used to
-/// prevent multiple threads from picking the same move at a split point.
 
-Move MovePicker::get_next_move(Lock &lock) {
-
-   lock_grab(&lock);
-   if (finished)
-   {
-       lock_release(&lock);
-       return MOVE_NONE;
-   }
-   Move m = get_next_move();
-   if (m == MOVE_NONE)
-       finished = true;
-
-   lock_release(&lock);
-   return m;
-}
+/// 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 should be lock protected by the caller.
+template<>
+Move MovePicker::next_move<true>() { return ss->sp->mp->next_move<false>(); }