Remove KRPPKRPScaleFactors array
[stockfish] / 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 }