]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/movepick.cpp
No extra stage for QS recaptures.
[stockfish] / src / movepick.cpp
index 95172b944c13705182f6c1a7842deece827448e5..c0809f2805f39c211bb9aba6f70cf7aa051dbf55 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) 2008-2014 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2018 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
 
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   it under the terms of the GNU General Public License as published by
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-
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   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 #include <cassert>
 
 #include "movepick.h"
-#include "thread.h"
 
 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, KILLER0, KILLER1, COUNTERMOVE, QUIET_INIT, QUIET, BAD_CAPTURES,
+    EVASION, EVASIONS_INIT, ALL_EVASIONS,
+    PROBCUT, PROBCUT_CAPTURES_INIT, PROBCUT_CAPTURES,
+    QSEARCH, QCAPTURES_INIT, QCAPTURES, QCHECKS
   };
 
-  // Our insertion sort, which is guaranteed (and also needed) to be stable
-  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;
+        }
   }
 
-  // Unary predicate used by std::partition to split positive values from remaining
-  // ones so as to sort the two sets separately, with the second sort delayed.
-  inline bool has_positive_value(const ExtMove& ms) { return ms.value > 0; }
-
-  // Picks 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. possible captures.
-  inline ExtMove* pick_best(ExtMove* begin, ExtMove* end)
-  {
-      std::swap(*begin, *std::max_element(begin, end));
-      return begin;
+  // 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
 
 
 /// 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,
-                       Move* cm, Move* fm, Search::Stack* s) : pos(p), history(h), depth(d) {
+/// MovePicker constructor for the main search
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,
+                       const CapturePieceToHistory* cph, const PieceToHistory** ch, Move cm, Move* killers_p)
+           : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), contHistory(ch), countermove(cm),
+             killers{killers_p[0], killers_p[1]}, depth(d){
 
   assert(d > DEPTH_ZERO);
 
-  cur = end = moves;
-  endBadCaptures = moves + MAX_MOVES - 1;
-  countermoves = cm;
-  followupmoves = fm;
-  ss = s;
-
-  if (pos.checkers())
-      stage = EVASION;
-
-  else
-      stage = MAIN_SEARCH;
-
-  ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
-  end += (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,
-                       Square s) : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
+/// MovePicker constructor for quiescence search
+MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, Depth d, const ButterflyHistory* mh,  const CapturePieceToHistory* cph, Square s)
+           : pos(p), mainHistory(mh), captureHistory(cph), recaptureSquare(s), depth(d) {
 
   assert(d <= DEPTH_ZERO);
 
-  if (pos.checkers())
-      stage = EVASION;
-
-  else if (d > DEPTH_QS_NO_CHECKS)
-      stage = QSEARCH_0;
-
-  else if (d > DEPTH_QS_RECAPTURES)
-  {
-      stage = 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 && !pos.capture_or_promotion(ttm))
-          ttm = MOVE_NONE;
-  }
-  else
-  {
-      stage = RECAPTURE;
-      recaptureSquare = s;
-      ttm = MOVE_NONE;
-  }
-
-  ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
-  end += (ttMove != MOVE_NONE);
+  stage = pos.checkers() ? EVASION : QSEARCH;
+  ttMove =    ttm
+           && pos.pseudo_legal(ttm)
+           && (depth > DEPTH_QS_RECAPTURES || to_sq(ttm) == recaptureSquare) ? ttm : MOVE_NONE;
+  stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
-MovePicker::MovePicker(const Position& p, Move ttm, const HistoryStats& h, PieceType pt)
-                       : pos(p), history(h), cur(moves), end(moves) {
+/// MovePicker constructor for ProbCut: we generate captures with SEE higher
+/// 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 only captures that are better than the parent's
-  // captured piece.
-  captureThreshold = PieceValue[MG][pt];
-  ttMove = (ttm && pos.pseudo_legal(ttm) ? ttm : MOVE_NONE);
-
-  if (ttMove && (!pos.capture(ttMove) || pos.see(ttMove) <= captureThreshold))
-      ttMove = MOVE_NONE;
-
-  end += (ttMove != MOVE_NONE);
+  ttMove =   ttm
+          && pos.pseudo_legal(ttm)
+          && pos.capture(ttm)
+          && pos.see_ge(ttm, threshold) ? ttm : MOVE_NONE;
+  stage += (ttMove == MOVE_NONE);
 }
 
-
-/// score() assign 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
-  // 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.
-  Move m;
-
-  for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
-  {
-      m = it->move;
-      it->value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
-                 - Value(type_of(pos.moved_piece(m)));
-
-      if (type_of(m) == ENPASSANT)
-          it->value += PieceValue[MG][PAWN];
-
-      else if (type_of(m) == PROMOTION)
-          it->value += PieceValue[MG][promotion_type(m)] - PieceValue[MG][PAWN];
-  }
-}
-
-template<>
-void MovePicker::score<QUIETS>() {
-
-  Move m;
-
-  for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
-  {
-      m = it->move;
-      it->value = history[pos.moved_piece(m)][to_sq(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.
-  Move m;
-  Value see;
-
-  for (ExtMove* it = moves; it != end; ++it)
-  {
-      m = it->move;
-      if ((see = pos.see_sign(m)) < VALUE_ZERO)
-          it->value = see - HistoryStats::Max; // At the bottom
-
-      else if (pos.capture(m))
-          it->value =  PieceValue[MG][pos.piece_on(to_sq(m))]
-                     - Value(type_of(pos.moved_piece(m))) + HistoryStats::Max;
-      else
-          it->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:
-      end = generate<CAPTURES>(pos, moves);
-      score<CAPTURES>();
-      return;
-
-  case KILLERS_S1:
-      cur = killers;
-      end = cur + 2;
-
-      killers[0].move = ss->killers[0];
-      killers[1].move = ss->killers[1];
-      killers[2].move = killers[3].move = MOVE_NONE;
-      killers[4].move = killers[5].move = MOVE_NONE;
-
-      // Please note that following code is racy and could yield to rare (less
-      // than 1 out of a million) duplicated entries in SMP case. This is harmless.
-
-      // Be sure countermoves are different from killers
-      for (int i = 0; i < 2; ++i)
-          if (   countermoves[i] != (cur+0)->move
-              && countermoves[i] != (cur+1)->move)
-              (end++)->move = countermoves[i];
-
-      // Be sure followupmoves are different from killers and countermoves
-      for (int i = 0; i < 2; ++i)
-          if (   followupmoves[i] != (cur+0)->move
-              && followupmoves[i] != (cur+1)->move
-              && followupmoves[i] != (cur+2)->move
-              && followupmoves[i] != (cur+3)->move)
-              (end++)->move = followupmoves[i];
-      return;
-
-  case QUIETS_1_S1:
-      endQuiets = end = generate<QUIETS>(pos, moves);
-      score<QUIETS>();
-      end = std::partition(cur, end, has_positive_value);
-      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:
-      stage = STOP;
-      /* Fall through */
-
-  case STOP:
-      end = cur + 1; // Avoid another next_phase() call
-      return;
-
-  default:
-      assert(false);
-  }
+/// 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 are ordered using the histories.
+template<GenType Type>
+void MovePicker::score() {
+
+  static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == EVASIONS, "Wrong type");
+
+  for (auto& m : *this)
+      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)))];
+
+      else if (Type == QUIETS)
+          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)] - (1 << 28);
+      }
 }
 
-
 /// 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.
-template<>
-Move MovePicker::next_move<false>() {
+
+Move MovePicker::next_move(bool skipQuiets) {
 
   Move move;
 
-  while (true)
-  {
-      while (cur == end)
-          generate_next_stage();
+  switch (stage) {
 
-      switch (stage) {
+  case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH: case PROBCUT:
+      ++stage;
+      return ttMove;
 
-      case MAIN_SEARCH: case EVASION: case QSEARCH_0: case QSEARCH_1: case PROBCUT:
-          ++cur;
-          return ttMove;
+  case CAPTURES_INIT:
+  case PROBCUT_CAPTURES_INIT:
+  case QCAPTURES_INIT:
+      endBadCaptures = cur = moves;
+      endMoves = generate<CAPTURES>(pos, cur);
+      score<CAPTURES>();
+      ++stage;
+
+      // Rebranch at the top of the switch via a recursive call
+      return next_move(skipQuiets);
 
-      case CAPTURES_S1:
-          move = pick_best(cur++, end)->move;
+  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, Value(-55 * (cur-1)->value / 1024)))
                   return move;
 
-              // Losing capture, move it to the tail of the array
-              (endBadCaptures--)->move = move;
+              // Losing capture, move it to the beginning of the array
+              *endBadCaptures++ = move;
           }
-          break;
-
-      case KILLERS_S1:
-          move = (cur++)->move;
+      }
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
+
+  case KILLER0:
+  case KILLER1:
+      do
+      {
+          move = killers[++stage - KILLER1];
           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++)->move;
-          if (   move != ttMove
-              && move != killers[0].move
-              && move != killers[1].move
-              && move != killers[2].move
-              && move != killers[3].move
-              && move != killers[4].move
-              && move != killers[5].move)
-              return move;
-          break;
-
-      case BAD_CAPTURES_S1:
-          return (cur--)->move;
+      } while (stage <= KILLER1);
+      /* 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 EVASIONS_S2: case CAPTURES_S3: case CAPTURES_S4:
-          move = pick_best(cur++, end)->move;
+  case QUIET:
+      if (!skipQuiets)
+          while (cur < endMoves)
+          {
+              move = *cur++;
+              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 EVASIONS_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;
+      }
+      break;
 
-      case CAPTURES_S5:
-           move = pick_best(cur++, end)->move;
-           if (move != ttMove && pos.see(move) > captureThreshold)
-               return move;
-           break;
+  case PROBCUT_CAPTURES:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = pick_best(cur++, endMoves);
+          if (   move != ttMove
+              && pos.see_ge(move, threshold))
+              return move;
+      }
+      break;
 
-      case CAPTURES_S6:
-          move = pick_best(cur++, end)->move;
-          if (to_sq(move) == recaptureSquare)
+  case QCAPTURES:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = pick_best(cur++, endMoves);
+          if (   move != ttMove
+              && (depth > DEPTH_QS_RECAPTURES || to_sq(move) == recaptureSquare))
               return move;
+      }
+      if (depth <= DEPTH_QS_NO_CHECKS)
           break;
-
-      case QUIET_CHECKS_S3:
-          move = (cur++)->move;
+      cur = moves;
+      endMoves = generate<QUIET_CHECKS>(pos, cur);
+      ++stage;
+      /* fallthrough */
+
+  case QCHECKS:
+      while (cur < endMoves)
+      {
+          move = *cur++;
           if (move != ttMove)
               return move;
-          break;
-
-      case STOP:
-          return MOVE_NONE;
-
-      default:
-          assert(false);
       }
-  }
-}
+      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;
+}