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) 2015-2020 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 <cassert>
  22
  23 #include "bitboard.h"
  24 #include "endgame.h"
  25 #include "movegen.h"
  26
  27 using std::string;
  28
  29 namespace {
  30
  31   // Table used to drive the king towards the edge of the board
  32   // in KX vs K and KQ vs KR endgames.
  33   constexpr int PushToEdges[SQUARE_NB] = {
  34     100, 90, 80, 70, 70, 80, 90, 100,
  35      90, 70, 60, 50, 50, 60, 70,  90,
  36      80, 60, 40, 30, 30, 40, 60,  80,
  37      70, 50, 30, 20, 20, 30, 50,  70,
  38      70, 50, 30, 20, 20, 30, 50,  70,
  39      80, 60, 40, 30, 30, 40, 60,  80,
  40      90, 70, 60, 50, 50, 60, 70,  90,
  41     100, 90, 80, 70, 70, 80, 90, 100
  42   };
  43
  44   // Table used to drive the king towards a corner square of the
  45   // right color in KBN vs K endgames.
  46   constexpr int PushToCorners[SQUARE_NB] = {
  47      6400, 6080, 5760, 5440, 5120, 4800, 4480, 4160,
  48      6080, 5760, 5440, 5120, 4800, 4480, 4160, 4480,
  49      5760, 5440, 4960, 4480, 4480, 4000, 4480, 4800,
  50      5440, 5120, 4480, 3840, 3520, 4480, 4800, 5120,
  51      5120, 4800, 4480, 3520, 3840, 4480, 5120, 5440,
  52      4800, 4480, 4000, 4480, 4480, 4960, 5440, 5760,
  53      4480, 4160, 4480, 4800, 5120, 5440, 5760, 6080,
  54      4160, 4480, 4800, 5120, 5440, 5760, 6080, 6400
  55   };
  56
  57   // Drive a piece close to or away from another piece
  58   inline int push_close(Square s1, Square s2) { return 140 - 20 * distance(s1, s2); }
  59   inline int push_away(Square s1, Square s2) { return 120 - push_close(s1, s2); }
  60
  61 #ifndef NDEBUG
  62   bool verify_material(const Position& pos, Color c, Value npm, int pawnsCnt) {
  63     return pos.non_pawn_material(c) == npm && pos.count<PAWN>(c) == pawnsCnt;
  64   }
  65 #endif
  66
  67   // Map the square as if strongSide is white and strongSide's only pawn
  68   // is on the left half of the board.
  69   Square normalize(const Position& pos, Color strongSide, Square sq) {
  70
  71     assert(pos.count<PAWN>(strongSide) == 1);
  72
  73     if (file_of(pos.square<PAWN>(strongSide)) >= FILE_E)
  74         sq = flip_file(sq);
  75
  76     return strongSide == WHITE ? sq : flip_rank(sq);
  77   }
  78
  79 } // namespace
  80
  81
  82 namespace Endgames {
  83
  84   std::pair<Map<Value>, Map<ScaleFactor>> maps;
  85
  86   void init() {
  87
  88     add<KPK>("KPK");
  89     add<KNNK>("KNNK");
  90     add<KBNK>("KBNK");
  91     add<KRKP>("KRKP");
  92     add<KRKB>("KRKB");
  93     add<KRKN>("KRKN");
  94     add<KQKP>("KQKP");
  95     add<KQKR>("KQKR");
  96     add<KNNKP>("KNNKP");
  97
  98     add<KNPK>("KNPK");
  99     add<KNPKB>("KNPKB");
 100     add<KRPKR>("KRPKR");
 101     add<KRPKB>("KRPKB");
 102     add<KBPKB>("KBPKB");
 103     add<KBPKN>("KBPKN");
 104     add<KBPPKB>("KBPPKB");
 105     add<KRPPKRP>("KRPPKRP");
 106   }
 107 }
 108
 109
 110 /// Mate with KX vs K. This function is used to evaluate positions with
 111 /// king and plenty of material vs a lone king. It simply gives the
 112 /// attacking side a bonus for driving the defending king towards the edge
 113 /// of the board, and for keeping the distance between the two kings small.
 114 template<>
 115 Value Endgame<KXK>::operator()(const Position& pos) const {
 116
 117   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 118   assert(!pos.checkers()); // Eval is never called when in check
 119
 120   // Stalemate detection with lone king
 121   if (pos.side_to_move() == weakSide && !MoveList<LEGAL>(pos).size())
 122       return VALUE_DRAW;
 123
 124   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 125   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 126
 127   Value result =  pos.non_pawn_material(strongSide)
 128                 + pos.count<PAWN>(strongSide) * PawnValueEg
 129                 + PushToEdges[loserKSq]
 130                 + push_close(winnerKSq, loserKSq);
 131
 132   if (   pos.count<QUEEN>(strongSide)
 133       || pos.count<ROOK>(strongSide)
 134       ||(pos.count<BISHOP>(strongSide) && pos.count<KNIGHT>(strongSide))
 135       || (   (pos.pieces(strongSide, BISHOP) & ~DarkSquares)
 136           && (pos.pieces(strongSide, BISHOP) &  DarkSquares)))
 137       result = std::min(result + VALUE_KNOWN_WIN, VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY - 1);
 138
 139   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 140 }
 141
 142
 143 /// Mate with KBN vs K. This is similar to KX vs K, but we have to drive the
 144 /// defending king towards a corner square that our bishop attacks.
 145 template<>
 146 Value Endgame<KBNK>::operator()(const Position& pos) const {
 147
 148   assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg + BishopValueMg, 0));
 149   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 150
 151   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 152   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 153   Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 154
 155   // If our bishop does not attack A1/H8, we flip the enemy king square
 156   // to drive to opposite corners (A8/H1).
 157
 158   Value result =  VALUE_KNOWN_WIN
 159                 + push_close(winnerKSq, loserKSq)
 160                 + PushToCorners[opposite_colors(bishopSq, SQ_A1) ? ~loserKSq : loserKSq];
 161
 162   assert(abs(result) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY);
 163   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 164 }
 165
 166
 167 /// KP vs K. This endgame is evaluated with the help of a bitbase
 168 template<>
 169 Value Endgame<KPK>::operator()(const Position& pos) const {
 170
 171   assert(verify_material(pos, strongSide, VALUE_ZERO, 1));
 172   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 173
 174   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 175   Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 176   Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 177   Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 178
 179   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;
 180
 181   if (!Bitbases::probe(wksq, psq, bksq, us))
 182       return VALUE_DRAW;
 183
 184   Value result = VALUE_KNOWN_WIN + PawnValueEg + Value(rank_of(psq));
 185
 186   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 187 }
 188
 189
 190 /// KR vs KP. This is a somewhat tricky endgame to evaluate precisely without
 191 /// a bitbase. The function below returns drawish scores when the pawn is
 192 /// far advanced with support of the king, while the attacking king is far
 193 /// away.
 194 template<>
 195 Value Endgame<KRKP>::operator()(const Position& pos) const {
 196
 197   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 198   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 199
 200   Square wksq = relative_square(strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 201   Square bksq = relative_square(strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 202   Square rsq  = relative_square(strongSide, pos.square<ROOK>(strongSide));
 203   Square psq  = relative_square(strongSide, pos.square<PAWN>(weakSide));
 204
 205   Square queeningSq = make_square(file_of(psq), RANK_1);
 206   Value result;
 207
 208   // If the stronger side's king is in front of the pawn, it's a win
 209   if (forward_file_bb(WHITE, wksq) & psq)
 210       result = RookValueEg - distance(wksq, psq);
 211
 212   // If the weaker side's king is too far from the pawn and the rook,
 213   // it's a win.
 214   else if (   distance(bksq, psq) >= 3 + (pos.side_to_move() == weakSide)
 215            && distance(bksq, rsq) >= 3)
 216       result = RookValueEg - distance(wksq, psq);
 217
 218   // If the pawn is far advanced and supported by the defending king,
 219   // the position is drawish
 220   else if (   rank_of(bksq) <= RANK_3
 221            && distance(bksq, psq) == 1
 222            && rank_of(wksq) >= RANK_4
 223            && distance(wksq, psq) > 2 + (pos.side_to_move() == strongSide))
 224       result = Value(80) - 8 * distance(wksq, psq);
 225
 226   else
 227       result =  Value(200) - 8 * (  distance(wksq, psq + SOUTH)
 228                                   - distance(bksq, psq + SOUTH)
 229                                   - distance(psq, queeningSq));
 230
 231   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 232 }
 233
 234
 235 /// KR vs KB. This is very simple, and always returns drawish scores. The
 236 /// score is slightly bigger when the defending king is close to the edge.
 237 template<>
 238 Value Endgame<KRKB>::operator()(const Position& pos) const {
 239
 240   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 241   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 242
 243   Value result = Value(PushToEdges[pos.square<KING>(weakSide)]);
 244   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 245 }
 246
 247
 248 /// KR vs KN. The attacking side has slightly better winning chances than
 249 /// in KR vs KB, particularly if the king and the knight are far apart.
 250 template<>
 251 Value Endgame<KRKN>::operator()(const Position& pos) const {
 252
 253   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 254   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 255
 256   Square bksq = pos.square<KING>(weakSide);
 257   Square bnsq = pos.square<KNIGHT>(weakSide);
 258   Value result = Value(PushToEdges[bksq] + push_away(bksq, bnsq));
 259   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 260 }
 261
 262
 263 /// KQ vs KP. In general, this is a win for the stronger side, but there are a
 264 /// few important exceptions. A pawn on 7th rank and on the A,C,F or H files
 265 /// with a king positioned next to it can be a draw, so in that case, we only
 266 /// use the distance between the kings.
 267 template<>
 268 Value Endgame<KQKP>::operator()(const Position& pos) const {
 269
 270   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 271   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 272
 273   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 274   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 275   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(weakSide);
 276
 277   Value result = Value(push_close(winnerKSq, loserKSq));
 278
 279   if (   relative_rank(weakSide, pawnSq) != RANK_7
 280       || distance(loserKSq, pawnSq) != 1
 281       || ((FileBBB | FileDBB | FileEBB | FileGBB) & pawnSq))
 282       result += QueenValueEg - PawnValueEg;
 283
 284   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 285 }
 286
 287
 288 /// KQ vs KR.  This is almost identical to KX vs K:  We give the attacking
 289 /// king a bonus for having the kings close together, and for forcing the
 290 /// defending king towards the edge. If we also take care to avoid null move for
 291 /// the defending side in the search, this is usually sufficient to win KQ vs KR.
 292 template<>
 293 Value Endgame<KQKR>::operator()(const Position& pos) const {
 294
 295   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 296   assert(verify_material(pos, weakSide, RookValueMg, 0));
 297
 298   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 299   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 300
 301   Value result =  QueenValueEg
 302                 - RookValueEg
 303                 + PushToEdges[loserKSq]
 304                 + push_close(winnerKSq, loserKSq);
 305
 306   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 307 }
 308
 309
 310 /// KNN vs KP. Very drawish, but there are some mate opportunities if we can
 311 //  press the weakSide King to a corner before the pawn advances too much.
 312 template<>
 313 Value Endgame<KNNKP>::operator()(const Position& pos) const {
 314
 315   assert(verify_material(pos, strongSide, 2 * KnightValueMg, 0));
 316   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 317
 318   Value result =      PawnValueEg
 319                +  2 * PushToEdges[pos.square<KING>(weakSide)]
 320                - 10 * relative_rank(weakSide, pos.square<PAWN>(weakSide));
 321
 322   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 323 }
 324
 325
 326 /// Some cases of trivial draws
 327 template<> Value Endgame<KNNK>::operator()(const Position&) const { return VALUE_DRAW; }
 328
 329
 330 /// KB and one or more pawns vs K. It checks for draws with rook pawns and
 331 /// a bishop of the wrong color. If such a draw is detected, SCALE_FACTOR_DRAW
 332 /// is returned. If not, the return value is SCALE_FACTOR_NONE, i.e. no scaling
 333 /// will be used.
 334 template<>
 335 ScaleFactor Endgame<KBPsK>::operator()(const Position& pos) const {
 336
 337   assert(pos.non_pawn_material(strongSide) == BishopValueMg);
 338   assert(pos.count<PAWN>(strongSide) >= 1);
 339
 340   // No assertions about the material of weakSide, because we want draws to
 341   // be detected even when the weaker side has some pawns.
 342
 343   Bitboard strongpawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
 344   Bitboard allpawns = pos.pieces(PAWN);
 345
 346   // All strongSide pawns are on a single rook file?
 347   if (!(strongpawns & ~FileABB) || !(strongpawns & ~FileHBB))
 348   {
 349       Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 350       Square queeningSq = relative_square(strongSide, make_square(file_of(lsb(strongpawns)), RANK_8));
 351       Square weakkingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 352
 353       if (   opposite_colors(queeningSq, bishopSq)
 354           && distance(queeningSq, weakkingSq) <= 1)
 355           return SCALE_FACTOR_DRAW;
 356   }
 357
 358   // If all the pawns are on the same B or G file, then it's potentially a draw
 359   if ((!(allpawns & ~FileBBB) || !(allpawns & ~FileGBB))
 360       && pos.non_pawn_material(weakSide) == 0
 361       && pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1)
 362   {
 363       // Get the least advanced weakSide pawn
 364       Square weakPawnSq = frontmost_sq(strongSide, pos.pieces(weakSide, PAWN));
 365
 366       Square strongKingSq = pos.square<KING>(strongSide);
 367       Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 368       Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 369
 370       // There's potential for a draw if our pawn is blocked on the 7th rank,
 371       // the bishop cannot attack it or they only have one pawn left
 372       if (   relative_rank(strongSide, weakPawnSq) == RANK_7
 373           && (strongpawns & (weakPawnSq + pawn_push(weakSide)))
 374           && (opposite_colors(bishopSq, weakPawnSq) || !more_than_one(strongpawns)))
 375       {
 376           int strongKingDist = distance(weakPawnSq, strongKingSq);
 377           int weakKingDist = distance(weakPawnSq, weakKingSq);
 378
 379           // It's a draw if the weak king is on its back two ranks, within 2
 380           // squares of the blocking pawn and the strong king is not
 381           // closer. (I think this rule only fails in practically
 382           // unreachable positions such as 5k1K/6p1/6P1/8/8/3B4/8/8 w
 383           // and positions where qsearch will immediately correct the
 384           // problem such as 8/4k1p1/6P1/1K6/3B4/8/8/8 w)
 385           if (   relative_rank(strongSide, weakKingSq) >= RANK_7
 386               && weakKingDist <= 2
 387               && weakKingDist <= strongKingDist)
 388               return SCALE_FACTOR_DRAW;
 389       }
 390   }
 391
 392   return SCALE_FACTOR_NONE;
 393 }
 394
 395
 396 /// KQ vs KR and one or more pawns. It tests for fortress draws with a rook on
 397 /// the third rank defended by a pawn.
 398 template<>
 399 ScaleFactor Endgame<KQKRPs>::operator()(const Position& pos) const {
 400
 401   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 402   assert(pos.count<ROOK>(weakSide) == 1);
 403   assert(pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1);
 404
 405   Square kingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 406   Square rsq = pos.square<ROOK>(weakSide);
 407
 408   if (    relative_rank(weakSide, kingSq) <= RANK_2
 409       &&  relative_rank(weakSide, pos.square<KING>(strongSide)) >= RANK_4
 410       &&  relative_rank(weakSide, rsq) == RANK_3
 411       && (  pos.pieces(weakSide, PAWN)
 412           & pos.attacks_from<KING>(kingSq)
 413           & pos.attacks_from<PAWN>(rsq, strongSide)))
 414           return SCALE_FACTOR_DRAW;
 415
 416   return SCALE_FACTOR_NONE;
 417 }
 418
 419
 420 /// KRP vs KR. This function knows a handful of the most important classes of
 421 /// drawn positions, but is far from perfect. It would probably be a good idea
 422 /// to add more knowledge in the future.
 423 ///
 424 /// It would also be nice to rewrite the actual code for this function,
 425 /// which is mostly copied from Glaurung 1.x, and isn't very pretty.
 426 template<>
 427 ScaleFactor Endgame<KRPKR>::operator()(const Position& pos) const {
 428
 429   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 1));
 430   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 0));
 431
 432   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 433   Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 434   Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 435   Square wrsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(strongSide));
 436   Square wpsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 437   Square brsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(weakSide));
 438
 439   File f = file_of(wpsq);
 440   Rank r = rank_of(wpsq);
 441   Square queeningSq = make_square(f, RANK_8);
 442   int tempo = (pos.side_to_move() == strongSide);
 443
 444   // If the pawn is not too far advanced and the defending king defends the
 445   // queening square, use the third-rank defence.
 446   if (   r <= RANK_5
 447       && distance(bksq, queeningSq) <= 1
 448       && wksq <= SQ_H5
 449       && (rank_of(brsq) == RANK_6 || (r <= RANK_3 && rank_of(wrsq) != RANK_6)))
 450       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 451
 452   // The defending side saves a draw by checking from behind in case the pawn
 453   // has advanced to the 6th rank with the king behind.
 454   if (   r == RANK_6
 455       && distance(bksq, queeningSq) <= 1
 456       && rank_of(wksq) + tempo <= RANK_6
 457       && (rank_of(brsq) == RANK_1 || (!tempo && distance<File>(brsq, wpsq) >= 3)))
 458       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 459
 460   if (   r >= RANK_6
 461       && bksq == queeningSq
 462       && rank_of(brsq) == RANK_1
 463       && (!tempo || distance(wksq, wpsq) >= 2))
 464       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 465
 466   // White pawn on a7 and rook on a8 is a draw if black's king is on g7 or h7
 467   // and the black rook is behind the pawn.
 468   if (   wpsq == SQ_A7
 469       && wrsq == SQ_A8
 470       && (bksq == SQ_H7 || bksq == SQ_G7)
 471       && file_of(brsq) == FILE_A
 472       && (rank_of(brsq) <= RANK_3 || file_of(wksq) >= FILE_D || rank_of(wksq) <= RANK_5))
 473       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 474
 475   // If the defending king blocks the pawn and the attacking king is too far
 476   // away, it's a draw.
 477   if (   r <= RANK_5
 478       && bksq == wpsq + NORTH
 479       && distance(wksq, wpsq) - tempo >= 2
 480       && distance(wksq, brsq) - tempo >= 2)
 481       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 482
 483   // Pawn on the 7th rank supported by the rook from behind usually wins if the
 484   // attacking king is closer to the queening square than the defending king,
 485   // and the defending king cannot gain tempi by threatening the attacking rook.
 486   if (   r == RANK_7
 487       && f != FILE_A
 488       && file_of(wrsq) == f
 489       && wrsq != queeningSq
 490       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, queeningSq) - 2 + tempo)
 491       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, wrsq) + tempo))
 492       return ScaleFactor(SCALE_FACTOR_MAX - 2 * distance(wksq, queeningSq));
 493
 494   // Similar to the above, but with the pawn further back
 495   if (   f != FILE_A
 496       && file_of(wrsq) == f
 497       && wrsq < wpsq
 498       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, queeningSq) - 2 + tempo)
 499       && (distance(wksq, wpsq + NORTH) < distance(bksq, wpsq + NORTH) - 2 + tempo)
 500       && (  distance(bksq, wrsq) + tempo >= 3
 501           || (    distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, wrsq) + tempo
 502               && (distance(wksq, wpsq + NORTH) < distance(bksq, wrsq) + tempo))))
 503       return ScaleFactor(  SCALE_FACTOR_MAX
 504                          - 8 * distance(wpsq, queeningSq)
 505                          - 2 * distance(wksq, queeningSq));
 506
 507   // If the pawn is not far advanced and the defending king is somewhere in
 508   // the pawn's path, it's probably a draw.
 509   if (r <= RANK_4 && bksq > wpsq)
 510   {
 511       if (file_of(bksq) == file_of(wpsq))
 512           return ScaleFactor(10);
 513       if (   distance<File>(bksq, wpsq) == 1
 514           && distance(wksq, bksq) > 2)
 515           return ScaleFactor(24 - 2 * distance(wksq, bksq));
 516   }
 517   return SCALE_FACTOR_NONE;
 518 }
 519
 520 template<>
 521 ScaleFactor Endgame<KRPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 522
 523   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 1));
 524   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 525
 526   // Test for a rook pawn
 527   if (pos.pieces(PAWN) & (FileABB | FileHBB))
 528   {
 529       Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
 530       Square bsq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 531       Square psq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 532       Rank rk = relative_rank(strongSide, psq);
 533       Direction push = pawn_push(strongSide);
 534
 535       // If the pawn is on the 5th rank and the pawn (currently) is on
 536       // the same color square as the bishop then there is a chance of
 537       // a fortress. Depending on the king position give a moderate
 538       // reduction or a stronger one if the defending king is near the
 539       // corner but not trapped there.
 540       if (rk == RANK_5 && !opposite_colors(bsq, psq))
 541       {
 542           int d = distance(psq + 3 * push, ksq);
 543
 544           if (d <= 2 && !(d == 0 && ksq == pos.square<KING>(strongSide) + 2 * push))
 545               return ScaleFactor(24);
 546           else
 547               return ScaleFactor(48);
 548       }
 549
 550       // When the pawn has moved to the 6th rank we can be fairly sure
 551       // it's drawn if the bishop attacks the square in front of the
 552       // pawn from a reasonable distance and the defending king is near
 553       // the corner
 554       if (   rk == RANK_6
 555           && distance(psq + 2 * push, ksq) <= 1
 556           && (PseudoAttacks[BISHOP][bsq] & (psq + push))
 557           && distance<File>(bsq, psq) >= 2)
 558           return ScaleFactor(8);
 559   }
 560
 561   return SCALE_FACTOR_NONE;
 562 }
 563
 564 /// KRPP vs KRP. There is just a single rule: if the stronger side has no passed
 565 /// pawns and the defending king is actively placed, the position is drawish.
 566 template<>
 567 ScaleFactor Endgame<KRPPKRP>::operator()(const Position& pos) const {
 568
 569   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 2));
 570   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 1));
 571
 572   Square wpsq1 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[0];
 573   Square wpsq2 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[1];
 574   Square bksq = pos.square<KING>(weakSide);
 575
 576   // Does the stronger side have a passed pawn?
 577   if (pos.pawn_passed(strongSide, wpsq1) || pos.pawn_passed(strongSide, wpsq2))
 578       return SCALE_FACTOR_NONE;
 579
 580   Rank r = std::max(relative_rank(strongSide, wpsq1), relative_rank(strongSide, wpsq2));
 581
 582   if (   distance<File>(bksq, wpsq1) <= 1
 583       && distance<File>(bksq, wpsq2) <= 1
 584       && relative_rank(strongSide, bksq) > r)
 585   {
 586       assert(r > RANK_1 && r < RANK_7);
 587       return ScaleFactor(7 * r);
 588   }
 589   return SCALE_FACTOR_NONE;
 590 }
 591
 592
 593 /// K and two or more pawns vs K. There is just a single rule here: If all pawns
 594 /// are on the same rook file and are blocked by the defending king, it's a draw.
 595 template<>
 596 ScaleFactor Endgame<KPsK>::operator()(const Position& pos) const {
 597
 598   assert(pos.non_pawn_material(strongSide) == VALUE_ZERO);
 599   assert(pos.count<PAWN>(strongSide) >= 2);
 600   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 601
 602   Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
 603   Bitboard pawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
 604
 605   // If all pawns are ahead of the king, on a single rook file and
 606   // the king is within one file of the pawns, it's a draw.
 607   if (   !(pawns & ~forward_ranks_bb(weakSide, ksq))
 608       && !((pawns & ~FileABB) && (pawns & ~FileHBB))
 609       &&  distance<File>(ksq, lsb(pawns)) <= 1)
 610       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 611
 612   return SCALE_FACTOR_NONE;
 613 }
 614
 615
 616 /// KBP vs KB. There are two rules: if the defending king is somewhere along the
 617 /// path of the pawn, and the square of the king is not of the same color as the
 618 /// stronger side's bishop, it's a draw. If the two bishops have opposite color,
 619 /// it's almost always a draw.
 620 template<>
 621 ScaleFactor Endgame<KBPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 622
 623   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
 624   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 625
 626   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 627   Square strongBishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 628   Square weakBishopSq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 629   Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 630
 631   // Case 1: Defending king blocks the pawn, and cannot be driven away
 632   if (   file_of(weakKingSq) == file_of(pawnSq)
 633       && relative_rank(strongSide, pawnSq) < relative_rank(strongSide, weakKingSq)
 634       && (   opposite_colors(weakKingSq, strongBishopSq)
 635           || relative_rank(strongSide, weakKingSq) <= RANK_6))
 636       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 637
 638   // Case 2: Opposite colored bishops
 639   if (opposite_colors(strongBishopSq, weakBishopSq))
 640       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 641
 642   return SCALE_FACTOR_NONE;
 643 }
 644
 645
 646 /// KBPP vs KB. It detects a few basic draws with opposite-colored bishops
 647 template<>
 648 ScaleFactor Endgame<KBPPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 649
 650   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 2));
 651   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 652
 653   Square wbsq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 654   Square bbsq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 655
 656   if (!opposite_colors(wbsq, bbsq))
 657       return SCALE_FACTOR_NONE;
 658
 659   Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
 660   Square psq1 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[0];
 661   Square psq2 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[1];
 662   Square blockSq1, blockSq2;
 663
 664   if (relative_rank(strongSide, psq1) > relative_rank(strongSide, psq2))
 665   {
 666       blockSq1 = psq1 + pawn_push(strongSide);
 667       blockSq2 = make_square(file_of(psq2), rank_of(psq1));
 668   }
 669   else
 670   {
 671       blockSq1 = psq2 + pawn_push(strongSide);
 672       blockSq2 = make_square(file_of(psq1), rank_of(psq2));
 673   }
 674
 675   switch (distance<File>(psq1, psq2))
 676   {
 677   case 0:
 678     // Both pawns are on the same file. It's an easy draw if the defender firmly
 679     // controls some square in the frontmost pawn's path.
 680     if (   file_of(ksq) == file_of(blockSq1)
 681         && relative_rank(strongSide, ksq) >= relative_rank(strongSide, blockSq1)
 682         && opposite_colors(ksq, wbsq))
 683         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 684     else
 685         return SCALE_FACTOR_NONE;
 686
 687   case 1:
 688     // Pawns on adjacent files. It's a draw if the defender firmly controls the
 689     // square in front of the frontmost pawn's path, and the square diagonally
 690     // behind this square on the file of the other pawn.
 691     if (   ksq == blockSq1
 692         && opposite_colors(ksq, wbsq)
 693         && (   bbsq == blockSq2
 694             || (pos.attacks_from<BISHOP>(blockSq2) & pos.pieces(weakSide, BISHOP))
 695             || distance<Rank>(psq1, psq2) >= 2))
 696         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 697
 698     else if (   ksq == blockSq2
 699              && opposite_colors(ksq, wbsq)
 700              && (   bbsq == blockSq1
 701                  || (pos.attacks_from<BISHOP>(blockSq1) & pos.pieces(weakSide, BISHOP))))
 702         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 703     else
 704         return SCALE_FACTOR_NONE;
 705
 706   default:
 707     // The pawns are not on the same file or adjacent files. No scaling.
 708     return SCALE_FACTOR_NONE;
 709   }
 710 }
 711
 712
 713 /// KBP vs KN. There is a single rule: If the defending king is somewhere along
 714 /// the path of the pawn, and the square of the king is not of the same color as
 715 /// the stronger side's bishop, it's a draw.
 716 template<>
 717 ScaleFactor Endgame<KBPKN>::operator()(const Position& pos) const {
 718
 719   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
 720   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 721
 722   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 723   Square strongBishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 724   Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 725
 726   if (   file_of(weakKingSq) == file_of(pawnSq)
 727       && relative_rank(strongSide, pawnSq) < relative_rank(strongSide, weakKingSq)
 728       && (   opposite_colors(weakKingSq, strongBishopSq)
 729           || relative_rank(strongSide, weakKingSq) <= RANK_6))
 730       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 731
 732   return SCALE_FACTOR_NONE;
 733 }
 734
 735
 736 /// KNP vs K. There is a single rule: if the pawn is a rook pawn on the 7th rank
 737 /// and the defending king prevents the pawn from advancing, the position is drawn.
 738 template<>
 739 ScaleFactor Endgame<KNPK>::operator()(const Position& pos) const {
 740
 741   assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg, 1));
 742   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 743
 744   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 745   Square pawnSq     = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 746   Square weakKingSq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 747
 748   if (pawnSq == SQ_A7 && distance(SQ_A8, weakKingSq) <= 1)
 749       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 750
 751   return SCALE_FACTOR_NONE;
 752 }
 753
 754
 755 /// KNP vs KB. If knight can block bishop from taking pawn, it's a win.
 756 /// Otherwise the position is drawn.
 757 template<>
 758 ScaleFactor Endgame<KNPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 759
 760   assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg, 1));
 761   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 762
 763   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 764   Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 765   Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 766
 767   // King needs to get close to promoting pawn to prevent knight from blocking.
 768   // Rules for this are very tricky, so just approximate.
 769   if (forward_file_bb(strongSide, pawnSq) & pos.attacks_from<BISHOP>(bishopSq))
 770       return ScaleFactor(distance(weakKingSq, pawnSq));
 771
 772   return SCALE_FACTOR_NONE;
 773 }
 774
 775
 776 /// KP vs KP. This is done by removing the weakest side's pawn and probing the
 777 /// KP vs K bitbase: If the weakest side has a draw without the pawn, it probably
 778 /// has at least a draw with the pawn as well. The exception is when the stronger
 779 /// side's pawn is far advanced and not on a rook file; in this case it is often
 780 /// possible to win (e.g. 8/4k3/3p4/3P4/6K1/8/8/8 w - - 0 1).
 781 template<>
 782 ScaleFactor Endgame<KPKP>::operator()(const Position& pos) const {
 783
 784   assert(verify_material(pos, strongSide, VALUE_ZERO, 1));
 785   assert(verify_material(pos, weakSide,   VALUE_ZERO, 1));
 786
 787   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 788   Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 789   Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 790   Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 791
 792   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;
 793
 794   // If the pawn has advanced to the fifth rank or further, and is not a
 795   // rook pawn, it's too dangerous to assume that it's at least a draw.
 796   if (rank_of(psq) >= RANK_5 && file_of(psq) != FILE_A)
 797       return SCALE_FACTOR_NONE;
 798
 799   // Probe the KPK bitbase with the weakest side's pawn removed. If it's a draw,
 800   // it's probably at least a draw even with the pawn.
 801   return Bitbases::probe(wksq, psq, bksq, us) ? SCALE_FACTOR_NONE : SCALE_FACTOR_DRAW;
 802 }