git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/endgame.cpp

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   5   Copyright (C) 2015-2019 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
   6
   7   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10   (at your option) any later version.
  11
  12   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15   GNU General Public License for more details.
  16
  17   You should have received a copy of the GNU General Public License
  18   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19 */
  20
  21 #include <algorithm>
  22 #include <cassert>
  23
  24 #include "bitboard.h"
  25 #include "endgame.h"
  26 #include "movegen.h"
  27
  28 using std::string;
  29
  30 namespace {
  31
  32   // Table used to drive the king towards the edge of the board
  33   // in KX vs K and KQ vs KR endgames.
  34   constexpr int PushToEdges[SQUARE_NB] = {
  35     100, 90, 80, 70, 70, 80, 90, 100,
  36      90, 70, 60, 50, 50, 60, 70,  90,
  37      80, 60, 40, 30, 30, 40, 60,  80,
  38      70, 50, 30, 20, 20, 30, 50,  70,
  39      70, 50, 30, 20, 20, 30, 50,  70,
  40      80, 60, 40, 30, 30, 40, 60,  80,
  41      90, 70, 60, 50, 50, 60, 70,  90,
  42     100, 90, 80, 70, 70, 80, 90, 100
  43   };
  44
  45   // Table used to drive the king towards a corner square of the
  46   // right color in KBN vs K endgames.
  47   constexpr int PushToCorners[SQUARE_NB] = {
  48     200, 190, 180, 170, 160, 150, 140, 130,
  49     190, 180, 170, 160, 150, 140, 130, 140,
  50     180, 170, 155, 140, 140, 125, 140, 150,
  51     170, 160, 140, 120, 110, 140, 150, 160,
  52     160, 150, 140, 110, 120, 140, 160, 170,
  53     150, 140, 125, 140, 140, 155, 170, 180,
  54     140, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190,
  55     130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200
  56   };
  57
  58   // Tables used to drive a piece towards or away from another piece
  59   constexpr int PushClose[8] = { 0, 0, 100, 80, 60, 40, 20, 10 };
  60   constexpr int PushAway [8] = { 0, 5, 20, 40, 60, 80, 90, 100 };
  61
  62   // Pawn Rank based scaling factors used in KRPPKRP endgame
  63   constexpr int KRPPKRPScaleFactors[RANK_NB] = { 0, 9, 10, 14, 21, 44, 0, 0 };
  64
  65 #ifndef NDEBUG
  66   bool verify_material(const Position& pos, Color c, Value npm, int pawnsCnt) {
  67     return pos.non_pawn_material(c) == npm && pos.count<PAWN>(c) == pawnsCnt;
  68   }
  69 #endif
  70
  71   // Map the square as if strongSide is white and strongSide's only pawn
  72   // is on the left half of the board.
  73   Square normalize(const Position& pos, Color strongSide, Square sq) {
  74
  75     assert(pos.count<PAWN>(strongSide) == 1);
  76
  77     if (file_of(pos.square<PAWN>(strongSide)) >= FILE_E)
  78         sq = Square(sq ^ 7); // Mirror SQ_H1 -> SQ_A1
  79
  80     if (strongSide == BLACK)
  81         sq = ~sq;
  82
  83     return sq;
  84   }
  85
  86 } // namespace
  87
  88
  89 /// Mate with KX vs K. This function is used to evaluate positions with
  90 /// king and plenty of material vs a lone king. It simply gives the
  91 /// attacking side a bonus for driving the defending king towards the edge
  92 /// of the board, and for keeping the distance between the two kings small.
  93 template<>
  94 Value Endgame<KXK>::operator()(const Position& pos) const {
  95
  96   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
  97   assert(!pos.checkers()); // Eval is never called when in check
  98
  99   // Stalemate detection with lone king
 100   if (pos.side_to_move() == weakSide && !MoveList<LEGAL>(pos).size())
 101       return VALUE_DRAW;
 102
 103   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 104   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 105
 106   Value result =  pos.non_pawn_material(strongSide)
 107                 + pos.count<PAWN>(strongSide) * PawnValueEg
 108                 + PushToEdges[loserKSq]
 109                 + PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)];
 110
 111   if (   pos.count<QUEEN>(strongSide)
 112       || pos.count<ROOK>(strongSide)
 113       ||(pos.count<BISHOP>(strongSide) && pos.count<KNIGHT>(strongSide))
 114       || (   (pos.pieces(strongSide, BISHOP) & ~DarkSquares)
 115           && (pos.pieces(strongSide, BISHOP) &  DarkSquares)))
 116       result = std::min(result + VALUE_KNOWN_WIN, VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1);
 117
 118   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 119 }
 120
 121
 122 /// Mate with KBN vs K. This is similar to KX vs K, but we have to drive the
 123 /// defending king towards a corner square that our bishop attacks.
 124 template<>
 125 Value Endgame<KBNK>::operator()(const Position& pos) const {
 126
 127   assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg + BishopValueMg, 0));
 128   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 129
 130   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 131   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 132   Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 133
 134   // If our Bishop does not attack A1/H8, we flip the enemy king square
 135   // to drive to opposite corners (A8/H1).
 136
 137   Value result =  VALUE_KNOWN_WIN
 138                 + PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)]
 139                 + PushToCorners[opposite_colors(bishopSq, SQ_A1) ? ~loserKSq : loserKSq];
 140
 141   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 142 }
 143
 144
 145 /// KP vs K. This endgame is evaluated with the help of a bitbase.
 146 template<>
 147 Value Endgame<KPK>::operator()(const Position& pos) const {
 148
 149   assert(verify_material(pos, strongSide, VALUE_ZERO, 1));
 150   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 151
 152   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 153   Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 154   Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 155   Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 156
 157   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;
 158
 159   if (!Bitbases::probe(wksq, psq, bksq, us))
 160       return VALUE_DRAW;
 161
 162   Value result = VALUE_KNOWN_WIN + PawnValueEg + Value(rank_of(psq));
 163
 164   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 165 }
 166
 167
 168 /// KR vs KP. This is a somewhat tricky endgame to evaluate precisely without
 169 /// a bitbase. The function below returns drawish scores when the pawn is
 170 /// far advanced with support of the king, while the attacking king is far
 171 /// away.
 172 template<>
 173 Value Endgame<KRKP>::operator()(const Position& pos) const {
 174
 175   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 176   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 177
 178   Square wksq = relative_square(strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 179   Square bksq = relative_square(strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 180   Square rsq  = relative_square(strongSide, pos.square<ROOK>(strongSide));
 181   Square psq  = relative_square(strongSide, pos.square<PAWN>(weakSide));
 182
 183   Square queeningSq = make_square(file_of(psq), RANK_1);
 184   Value result;
 185
 186   // If the stronger side's king is in front of the pawn, it's a win
 187   if (forward_file_bb(WHITE, wksq) & psq)
 188       result = RookValueEg - distance(wksq, psq);
 189
 190   // If the weaker side's king is too far from the pawn and the rook,
 191   // it's a win.
 192   else if (   distance(bksq, psq) >= 3 + (pos.side_to_move() == weakSide)
 193            && distance(bksq, rsq) >= 3)
 194       result = RookValueEg - distance(wksq, psq);
 195
 196   // If the pawn is far advanced and supported by the defending king,
 197   // the position is drawish
 198   else if (   rank_of(bksq) <= RANK_3
 199            && distance(bksq, psq) == 1
 200            && rank_of(wksq) >= RANK_4
 201            && distance(wksq, psq) > 2 + (pos.side_to_move() == strongSide))
 202       result = Value(80) - 8 * distance(wksq, psq);
 203
 204   else
 205       result =  Value(200) - 8 * (  distance(wksq, psq + SOUTH)
 206                                   - distance(bksq, psq + SOUTH)
 207                                   - distance(psq, queeningSq));
 208
 209   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 210 }
 211
 212
 213 /// KR vs KB. This is very simple, and always returns drawish scores. The
 214 /// score is slightly bigger when the defending king is close to the edge.
 215 template<>
 216 Value Endgame<KRKB>::operator()(const Position& pos) const {
 217
 218   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 219   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 220
 221   Value result = Value(PushToEdges[pos.square<KING>(weakSide)]);
 222   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 223 }
 224
 225
 226 /// KR vs KN. The attacking side has slightly better winning chances than
 227 /// in KR vs KB, particularly if the king and the knight are far apart.
 228 template<>
 229 Value Endgame<KRKN>::operator()(const Position& pos) const {
 230
 231   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 232   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 233
 234   Square bksq = pos.square<KING>(weakSide);
 235   Square bnsq = pos.square<KNIGHT>(weakSide);
 236   Value result = Value(PushToEdges[bksq] + PushAway[distance(bksq, bnsq)]);
 237   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 238 }
 239
 240
 241 /// KQ vs KP. In general, this is a win for the stronger side, but there are a
 242 /// few important exceptions. A pawn on 7th rank and on the A,C,F or H files
 243 /// with a king positioned next to it can be a draw, so in that case, we only
 244 /// use the distance between the kings.
 245 template<>
 246 Value Endgame<KQKP>::operator()(const Position& pos) const {
 247
 248   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 249   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 250
 251   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 252   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 253   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(weakSide);
 254
 255   Value result = Value(PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)]);
 256
 257   if (   relative_rank(weakSide, pawnSq) != RANK_7
 258       || distance(loserKSq, pawnSq) != 1
 259       || !((FileABB | FileCBB | FileFBB | FileHBB) & pawnSq))
 260       result += QueenValueEg - PawnValueEg;
 261
 262   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 263 }
 264
 265
 266 /// KQ vs KR.  This is almost identical to KX vs K:  We give the attacking
 267 /// king a bonus for having the kings close together, and for forcing the
 268 /// defending king towards the edge. If we also take care to avoid null move for
 269 /// the defending side in the search, this is usually sufficient to win KQ vs KR.
 270 template<>
 271 Value Endgame<KQKR>::operator()(const Position& pos) const {
 272
 273   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 274   assert(verify_material(pos, weakSide, RookValueMg, 0));
 275
 276   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 277   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 278
 279   Value result =  QueenValueEg
 280                 - RookValueEg
 281                 + PushToEdges[loserKSq]
 282                 + PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)];
 283
 284   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 285 }
 286
 287
 288 /// Some cases of trivial draws
 289 template<> Value Endgame<KNNK>::operator()(const Position&) const { return VALUE_DRAW; }
 290
 291
 292 /// KB and one or more pawns vs K. It checks for draws with rook pawns and
 293 /// a bishop of the wrong color. If such a draw is detected, SCALE_FACTOR_DRAW
 294 /// is returned. If not, the return value is SCALE_FACTOR_NONE, i.e. no scaling
 295 /// will be used.
 296 template<>
 297 ScaleFactor Endgame<KBPsK>::operator()(const Position& pos) const {
 298
 299   assert(pos.non_pawn_material(strongSide) == BishopValueMg);
 300   assert(pos.count<PAWN>(strongSide) >= 1);
 301
 302   // No assertions about the material of weakSide, because we want draws to
 303   // be detected even when the weaker side has some pawns.
 304
 305   Bitboard pawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
 306   File pawnsFile = file_of(lsb(pawns));
 307
 308   // All pawns are on a single rook file?
 309   if (    (pawnsFile == FILE_A || pawnsFile == FILE_H)
 310       && !(pawns & ~file_bb(pawnsFile)))
 311   {
 312       Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 313       Square queeningSq = relative_square(strongSide, make_square(pawnsFile, RANK_8));
 314       Square kingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 315
 316       if (   opposite_colors(queeningSq, bishopSq)
 317           && distance(queeningSq, kingSq) <= 1)
 318           return SCALE_FACTOR_DRAW;
 319   }
 320
 321   // If all the pawns are on the same B or G file, then it's potentially a draw
 322   if (    (pawnsFile == FILE_B || pawnsFile == FILE_G)
 323       && !(pos.pieces(PAWN) & ~file_bb(pawnsFile))
 324       && pos.non_pawn_material(weakSide) == 0
 325       && pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1)
 326   {
 327       // Get weakSide pawn that is closest to the home rank
 328       Square weakPawnSq = backmost_sq(weakSide, pos.pieces(weakSide, PAWN));
 329
 330       Square strongKingSq = pos.square<KING>(strongSide);
 331       Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 332       Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 333
 334       // There's potential for a draw if our pawn is blocked on the 7th rank,
 335       // the bishop cannot attack it or they only have one pawn left
 336       if (   relative_rank(strongSide, weakPawnSq) == RANK_7
 337           && (pos.pieces(strongSide, PAWN) & (weakPawnSq + pawn_push(weakSide)))
 338           && (opposite_colors(bishopSq, weakPawnSq) || pos.count<PAWN>(strongSide) == 1))
 339       {
 340           int strongKingDist = distance(weakPawnSq, strongKingSq);
 341           int weakKingDist = distance(weakPawnSq, weakKingSq);
 342
 343           // It's a draw if the weak king is on its back two ranks, within 2
 344           // squares of the blocking pawn and the strong king is not
 345           // closer. (I think this rule only fails in practically
 346           // unreachable positions such as 5k1K/6p1/6P1/8/8/3B4/8/8 w
 347           // and positions where qsearch will immediately correct the
 348           // problem such as 8/4k1p1/6P1/1K6/3B4/8/8/8 w)
 349           if (   relative_rank(strongSide, weakKingSq) >= RANK_7
 350               && weakKingDist <= 2
 351               && weakKingDist <= strongKingDist)
 352               return SCALE_FACTOR_DRAW;
 353       }
 354   }
 355
 356   return SCALE_FACTOR_NONE;
 357 }
 358
 359
 360 /// KQ vs KR and one or more pawns. It tests for fortress draws with a rook on
 361 /// the third rank defended by a pawn.
 362 template<>
 363 ScaleFactor Endgame<KQKRPs>::operator()(const Position& pos) const {
 364
 365   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 366   assert(pos.count<ROOK>(weakSide) == 1);
 367   assert(pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1);
 368
 369   Square kingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 370   Square rsq = pos.square<ROOK>(weakSide);
 371
 372   if (    relative_rank(weakSide, kingSq) <= RANK_2
 373       &&  relative_rank(weakSide, pos.square<KING>(strongSide)) >= RANK_4
 374       &&  relative_rank(weakSide, rsq) == RANK_3
 375       && (  pos.pieces(weakSide, PAWN)
 376           & pos.attacks_from<KING>(kingSq)
 377           & pos.attacks_from<PAWN>(rsq, strongSide)))
 378           return SCALE_FACTOR_DRAW;
 379
 380   return SCALE_FACTOR_NONE;
 381 }
 382
 383
 384 /// KRP vs KR. This function knows a handful of the most important classes of
 385 /// drawn positions, but is far from perfect. It would probably be a good idea
 386 /// to add more knowledge in the future.
 387 ///
 388 /// It would also be nice to rewrite the actual code for this function,
 389 /// which is mostly copied from Glaurung 1.x, and isn't very pretty.
 390 template<>
 391 ScaleFactor Endgame<KRPKR>::operator()(const Position& pos) const {
 392
 393   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 1));
 394   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 0));
 395
 396   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 397   Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 398   Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 399   Square wrsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(strongSide));
 400   Square wpsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 401   Square brsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(weakSide));
 402
 403   File f = file_of(wpsq);
 404   Rank r = rank_of(wpsq);
 405   Square queeningSq = make_square(f, RANK_8);
 406   int tempo = (pos.side_to_move() == strongSide);
 407
 408   // If the pawn is not too far advanced and the defending king defends the
 409   // queening square, use the third-rank defence.
 410   if (   r <= RANK_5
 411       && distance(bksq, queeningSq) <= 1
 412       && wksq <= SQ_H5
 413       && (rank_of(brsq) == RANK_6 || (r <= RANK_3 && rank_of(wrsq) != RANK_6)))
 414       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 415
 416   // The defending side saves a draw by checking from behind in case the pawn
 417   // has advanced to the 6th rank with the king behind.
 418   if (   r == RANK_6
 419       && distance(bksq, queeningSq) <= 1
 420       && rank_of(wksq) + tempo <= RANK_6
 421       && (rank_of(brsq) == RANK_1 || (!tempo && distance<File>(brsq, wpsq) >= 3)))
 422       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 423
 424   if (   r >= RANK_6
 425       && bksq == queeningSq
 426       && rank_of(brsq) == RANK_1
 427       && (!tempo || distance(wksq, wpsq) >= 2))
 428       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 429
 430   // White pawn on a7 and rook on a8 is a draw if black's king is on g7 or h7
 431   // and the black rook is behind the pawn.
 432   if (   wpsq == SQ_A7
 433       && wrsq == SQ_A8
 434       && (bksq == SQ_H7 || bksq == SQ_G7)
 435       && file_of(brsq) == FILE_A
 436       && (rank_of(brsq) <= RANK_3 || file_of(wksq) >= FILE_D || rank_of(wksq) <= RANK_5))
 437       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 438
 439   // If the defending king blocks the pawn and the attacking king is too far
 440   // away, it's a draw.
 441   if (   r <= RANK_5
 442       && bksq == wpsq + NORTH
 443       && distance(wksq, wpsq) - tempo >= 2
 444       && distance(wksq, brsq) - tempo >= 2)
 445       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 446
 447   // Pawn on the 7th rank supported by the rook from behind usually wins if the
 448   // attacking king is closer to the queening square than the defending king,
 449   // and the defending king cannot gain tempi by threatening the attacking rook.
 450   if (   r == RANK_7
 451       && f != FILE_A
 452       && file_of(wrsq) == f
 453       && wrsq != queeningSq
 454       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, queeningSq) - 2 + tempo)
 455       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, wrsq) + tempo))
 456       return ScaleFactor(SCALE_FACTOR_MAX - 2 * distance(wksq, queeningSq));
 457
 458   // Similar to the above, but with the pawn further back
 459   if (   f != FILE_A
 460       && file_of(wrsq) == f
 461       && wrsq < wpsq
 462       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, queeningSq) - 2 + tempo)
 463       && (distance(wksq, wpsq + NORTH) < distance(bksq, wpsq + NORTH) - 2 + tempo)
 464       && (  distance(bksq, wrsq) + tempo >= 3
 465           || (    distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, wrsq) + tempo
 466               && (distance(wksq, wpsq + NORTH) < distance(bksq, wrsq) + tempo))))
 467       return ScaleFactor(  SCALE_FACTOR_MAX
 468                          - 8 * distance(wpsq, queeningSq)
 469                          - 2 * distance(wksq, queeningSq));
 470
 471   // If the pawn is not far advanced and the defending king is somewhere in
 472   // the pawn's path, it's probably a draw.
 473   if (r <= RANK_4 && bksq > wpsq)
 474   {
 475       if (file_of(bksq) == file_of(wpsq))
 476           return ScaleFactor(10);
 477       if (   distance<File>(bksq, wpsq) == 1
 478           && distance(wksq, bksq) > 2)
 479           return ScaleFactor(24 - 2 * distance(wksq, bksq));
 480   }
 481   return SCALE_FACTOR_NONE;
 482 }
 483
 484 template<>
 485 ScaleFactor Endgame<KRPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 486
 487   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 1));
 488   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 489
 490   // Test for a rook pawn
 491   if (pos.pieces(PAWN) & (FileABB | FileHBB))
 492   {
 493       Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
 494       Square bsq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 495       Square psq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 496       Rank rk = relative_rank(strongSide, psq);
 497       Direction push = pawn_push(strongSide);
 498
 499       // If the pawn is on the 5th rank and the pawn (currently) is on
 500       // the same color square as the bishop then there is a chance of
 501       // a fortress. Depending on the king position give a moderate
 502       // reduction or a stronger one if the defending king is near the
 503       // corner but not trapped there.
 504       if (rk == RANK_5 && !opposite_colors(bsq, psq))
 505       {
 506           int d = distance(psq + 3 * push, ksq);
 507
 508           if (d <= 2 && !(d == 0 && ksq == pos.square<KING>(strongSide) + 2 * push))
 509               return ScaleFactor(24);
 510           else
 511               return ScaleFactor(48);
 512       }
 513
 514       // When the pawn has moved to the 6th rank we can be fairly sure
 515       // it's drawn if the bishop attacks the square in front of the
 516       // pawn from a reasonable distance and the defending king is near
 517       // the corner
 518       if (   rk == RANK_6
 519           && distance(psq + 2 * push, ksq) <= 1
 520           && (PseudoAttacks[BISHOP][bsq] & (psq + push))
 521           && distance<File>(bsq, psq) >= 2)
 522           return ScaleFactor(8);
 523   }
 524
 525   return SCALE_FACTOR_NONE;
 526 }
 527
 528 /// KRPP vs KRP. There is just a single rule: if the stronger side has no passed
 529 /// pawns and the defending king is actively placed, the position is drawish.
 530 template<>
 531 ScaleFactor Endgame<KRPPKRP>::operator()(const Position& pos) const {
 532
 533   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 2));
 534   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 1));
 535
 536   Square wpsq1 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[0];
 537   Square wpsq2 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[1];
 538   Square bksq = pos.square<KING>(weakSide);
 539
 540   // Does the stronger side have a passed pawn?
 541   if (pos.pawn_passed(strongSide, wpsq1) || pos.pawn_passed(strongSide, wpsq2))
 542       return SCALE_FACTOR_NONE;
 543
 544   Rank r = std::max(relative_rank(strongSide, wpsq1), relative_rank(strongSide, wpsq2));
 545
 546   if (   distance<File>(bksq, wpsq1) <= 1
 547       && distance<File>(bksq, wpsq2) <= 1
 548       && relative_rank(strongSide, bksq) > r)
 549   {
 550       assert(r > RANK_1 && r < RANK_7);
 551       return ScaleFactor(KRPPKRPScaleFactors[r]);
 552   }
 553   return SCALE_FACTOR_NONE;
 554 }
 555
 556
 557 /// K and two or more pawns vs K. There is just a single rule here: If all pawns
 558 /// are on the same rook file and are blocked by the defending king, it's a draw.
 559 template<>
 560 ScaleFactor Endgame<KPsK>::operator()(const Position& pos) const {
 561
 562   assert(pos.non_pawn_material(strongSide) == VALUE_ZERO);
 563   assert(pos.count<PAWN>(strongSide) >= 2);
 564   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 565
 566   Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
 567   Bitboard pawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
 568
 569   // If all pawns are ahead of the king, on a single rook file and
 570   // the king is within one file of the pawns, it's a draw.
 571   if (   !(pawns & ~forward_ranks_bb(weakSide, ksq))
 572       && !((pawns & ~FileABB) && (pawns & ~FileHBB))
 573       &&  distance<File>(ksq, lsb(pawns)) <= 1)
 574       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 575
 576   return SCALE_FACTOR_NONE;
 577 }
 578
 579
 580 /// KBP vs KB. There are two rules: if the defending king is somewhere along the
 581 /// path of the pawn, and the square of the king is not of the same color as the
 582 /// stronger side's bishop, it's a draw. If the two bishops have opposite color,
 583 /// it's almost always a draw.
 584 template<>
 585 ScaleFactor Endgame<KBPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 586
 587   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
 588   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 589
 590   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 591   Square strongBishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 592   Square weakBishopSq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 593   Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 594
 595   // Case 1: Defending king blocks the pawn, and cannot be driven away
 596   if (   file_of(weakKingSq) == file_of(pawnSq)
 597       && relative_rank(strongSide, pawnSq) < relative_rank(strongSide, weakKingSq)
 598       && (   opposite_colors(weakKingSq, strongBishopSq)
 599           || relative_rank(strongSide, weakKingSq) <= RANK_6))
 600       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 601
 602   // Case 2: Opposite colored bishops
 603   if (opposite_colors(strongBishopSq, weakBishopSq))
 604       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 605
 606   return SCALE_FACTOR_NONE;
 607 }
 608
 609
 610 /// KBPP vs KB. It detects a few basic draws with opposite-colored bishops
 611 template<>
 612 ScaleFactor Endgame<KBPPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 613
 614   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 2));
 615   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 616
 617   Square wbsq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 618   Square bbsq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 619
 620   if (!opposite_colors(wbsq, bbsq))
 621       return SCALE_FACTOR_NONE;
 622
 623   Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
 624   Square psq1 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[0];
 625   Square psq2 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[1];
 626   Rank r1 = rank_of(psq1);
 627   Rank r2 = rank_of(psq2);
 628   Square blockSq1, blockSq2;
 629
 630   if (relative_rank(strongSide, psq1) > relative_rank(strongSide, psq2))
 631   {
 632       blockSq1 = psq1 + pawn_push(strongSide);
 633       blockSq2 = make_square(file_of(psq2), rank_of(psq1));
 634   }
 635   else
 636   {
 637       blockSq1 = psq2 + pawn_push(strongSide);
 638       blockSq2 = make_square(file_of(psq1), rank_of(psq2));
 639   }
 640
 641   switch (distance<File>(psq1, psq2))
 642   {
 643   case 0:
 644     // Both pawns are on the same file. It's an easy draw if the defender firmly
 645     // controls some square in the frontmost pawn's path.
 646     if (   file_of(ksq) == file_of(blockSq1)
 647         && relative_rank(strongSide, ksq) >= relative_rank(strongSide, blockSq1)
 648         && opposite_colors(ksq, wbsq))
 649         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 650     else
 651         return SCALE_FACTOR_NONE;
 652
 653   case 1:
 654     // Pawns on adjacent files. It's a draw if the defender firmly controls the
 655     // square in front of the frontmost pawn's path, and the square diagonally
 656     // behind this square on the file of the other pawn.
 657     if (   ksq == blockSq1
 658         && opposite_colors(ksq, wbsq)
 659         && (   bbsq == blockSq2
 660             || (pos.attacks_from<BISHOP>(blockSq2) & pos.pieces(weakSide, BISHOP))
 661             || distance(r1, r2) >= 2))
 662         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 663
 664     else if (   ksq == blockSq2
 665              && opposite_colors(ksq, wbsq)
 666              && (   bbsq == blockSq1
 667                  || (pos.attacks_from<BISHOP>(blockSq1) & pos.pieces(weakSide, BISHOP))))
 668         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 669     else
 670         return SCALE_FACTOR_NONE;
 671
 672   default:
 673     // The pawns are not on the same file or adjacent files. No scaling.
 674     return SCALE_FACTOR_NONE;
 675   }
 676 }
 677
 678
 679 /// KBP vs KN. There is a single rule: If the defending king is somewhere along
 680 /// the path of the pawn, and the square of the king is not of the same color as
 681 /// the stronger side's bishop, it's a draw.
 682 template<>
 683 ScaleFactor Endgame<KBPKN>::operator()(const Position& pos) const {
 684
 685   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
 686   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 687
 688   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 689   Square strongBishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 690   Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 691
 692   if (   file_of(weakKingSq) == file_of(pawnSq)
 693       && relative_rank(strongSide, pawnSq) < relative_rank(strongSide, weakKingSq)
 694       && (   opposite_colors(weakKingSq, strongBishopSq)
 695           || relative_rank(strongSide, weakKingSq) <= RANK_6))
 696       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 697
 698   return SCALE_FACTOR_NONE;
 699 }
 700
 701
 702 /// KNP vs K. There is a single rule: if the pawn is a rook pawn on the 7th rank
 703 /// and the defending king prevents the pawn from advancing, the position is drawn.
 704 template<>
 705 ScaleFactor Endgame<KNPK>::operator()(const Position& pos) const {
 706
 707   assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg, 1));
 708   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 709
 710   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 711   Square pawnSq     = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 712   Square weakKingSq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 713
 714   if (pawnSq == SQ_A7 && distance(SQ_A8, weakKingSq) <= 1)
 715       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 716
 717   return SCALE_FACTOR_NONE;
 718 }
 719
 720
 721 /// KNP vs KB. If knight can block bishop from taking pawn, it's a win.
 722 /// Otherwise the position is drawn.
 723 template<>
 724 ScaleFactor Endgame<KNPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 725
 726   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 727   Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 728   Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 729
 730   // King needs to get close to promoting pawn to prevent knight from blocking.
 731   // Rules for this are very tricky, so just approximate.
 732   if (forward_file_bb(strongSide, pawnSq) & pos.attacks_from<BISHOP>(bishopSq))
 733       return ScaleFactor(distance(weakKingSq, pawnSq));
 734
 735   return SCALE_FACTOR_NONE;
 736 }
 737
 738
 739 /// KP vs KP. This is done by removing the weakest side's pawn and probing the
 740 /// KP vs K bitbase: If the weakest side has a draw without the pawn, it probably
 741 /// has at least a draw with the pawn as well. The exception is when the stronger
 742 /// side's pawn is far advanced and not on a rook file; in this case it is often
 743 /// possible to win (e.g. 8/4k3/3p4/3P4/6K1/8/8/8 w - - 0 1).
 744 template<>
 745 ScaleFactor Endgame<KPKP>::operator()(const Position& pos) const {
 746
 747   assert(verify_material(pos, strongSide, VALUE_ZERO, 1));
 748   assert(verify_material(pos, weakSide,   VALUE_ZERO, 1));
 749
 750   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 751   Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 752   Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 753   Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 754
 755   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;
 756
 757   // If the pawn has advanced to the fifth rank or further, and is not a
 758   // rook pawn, it's too dangerous to assume that it's at least a draw.
 759   if (rank_of(psq) >= RANK_5 && file_of(psq) != FILE_A)
 760       return SCALE_FACTOR_NONE;
 761
 762   // Probe the KPK bitbase with the weakest side's pawn removed. If it's a draw,
 763   // it's probably at least a draw even with the pawn.
 764   return Bitbases::probe(wksq, psq, bksq, us) ? SCALE_FACTOR_NONE : SCALE_FACTOR_DRAW;
 765 }