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) 2015-2018 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 /// Endgames members definitions
  90
  91 Endgames::Endgames() {
  92
  93   add<KPK>("KPK");
  94   add<KNNK>("KNNK");
  95   add<KBNK>("KBNK");
  96   add<KRKP>("KRKP");
  97   add<KRKB>("KRKB");
  98   add<KRKN>("KRKN");
  99   add<KQKP>("KQKP");
 100   add<KQKR>("KQKR");
 101
 102   add<KNPK>("KNPK");
 103   add<KNPKB>("KNPKB");
 104   add<KRPKR>("KRPKR");
 105   add<KRPKB>("KRPKB");
 106   add<KBPKB>("KBPKB");
 107   add<KBPKN>("KBPKN");
 108   add<KBPPKB>("KBPPKB");
 109   add<KRPPKRP>("KRPPKRP");
 110 }
 111
 112
 113 /// Mate with KX vs K. This function is used to evaluate positions with
 114 /// king and plenty of material vs a lone king. It simply gives the
 115 /// attacking side a bonus for driving the defending king towards the edge
 116 /// of the board, and for keeping the distance between the two kings small.
 117 template<>
 118 Value Endgame<KXK>::operator()(const Position& pos) const {
 119
 120   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 121   assert(!pos.checkers()); // Eval is never called when in check
 122
 123   // Stalemate detection with lone king
 124   if (pos.side_to_move() == weakSide && !MoveList<LEGAL>(pos).size())
 125       return VALUE_DRAW;
 126
 127   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 128   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 129
 130   Value result =  pos.non_pawn_material(strongSide)
 131                 + pos.count<PAWN>(strongSide) * PawnValueEg
 132                 + PushToEdges[loserKSq]
 133                 + PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)];
 134
 135   if (   pos.count<QUEEN>(strongSide)
 136       || pos.count<ROOK>(strongSide)
 137       ||(pos.count<BISHOP>(strongSide) && pos.count<KNIGHT>(strongSide))
 138       || (   (pos.pieces(strongSide, BISHOP) & ~DarkSquares)
 139           && (pos.pieces(strongSide, BISHOP) &  DarkSquares)))
 140       result = std::min(result + VALUE_KNOWN_WIN, VALUE_MATE_IN_MAX_PLY - 1);
 141
 142   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 143 }
 144
 145
 146 /// Mate with KBN vs K. This is similar to KX vs K, but we have to drive the
 147 /// defending king towards a corner square of the right color.
 148 template<>
 149 Value Endgame<KBNK>::operator()(const Position& pos) const {
 150
 151   assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg + BishopValueMg, 0));
 152   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 153
 154   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 155   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 156   Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 157
 158   // kbnk_mate_table() tries to drive toward corners A1 or H8. If we have a
 159   // bishop that cannot reach the above squares, we flip the kings in order
 160   // to drive the enemy toward corners A8 or H1.
 161   if (opposite_colors(bishopSq, SQ_A1))
 162   {
 163       winnerKSq = ~winnerKSq;
 164       loserKSq  = ~loserKSq;
 165   }
 166
 167   Value result =  VALUE_KNOWN_WIN
 168                 + PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)]
 169                 + PushToCorners[loserKSq];
 170
 171   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 172 }
 173
 174
 175 /// KP vs K. This endgame is evaluated with the help of a bitbase.
 176 template<>
 177 Value Endgame<KPK>::operator()(const Position& pos) const {
 178
 179   assert(verify_material(pos, strongSide, VALUE_ZERO, 1));
 180   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 181
 182   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 183   Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 184   Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 185   Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 186
 187   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;
 188
 189   if (!Bitbases::probe(wksq, psq, bksq, us))
 190       return VALUE_DRAW;
 191
 192   Value result = VALUE_KNOWN_WIN + PawnValueEg + Value(rank_of(psq));
 193
 194   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 195 }
 196
 197
 198 /// KR vs KP. This is a somewhat tricky endgame to evaluate precisely without
 199 /// a bitbase. The function below returns drawish scores when the pawn is
 200 /// far advanced with support of the king, while the attacking king is far
 201 /// away.
 202 template<>
 203 Value Endgame<KRKP>::operator()(const Position& pos) const {
 204
 205   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 206   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 207
 208   Square wksq = relative_square(strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 209   Square bksq = relative_square(strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 210   Square rsq  = relative_square(strongSide, pos.square<ROOK>(strongSide));
 211   Square psq  = relative_square(strongSide, pos.square<PAWN>(weakSide));
 212
 213   Square queeningSq = make_square(file_of(psq), RANK_1);
 214   Value result;
 215
 216   // If the stronger side's king is in front of the pawn, it's a win
 217   if (wksq < psq && file_of(wksq) == file_of(psq))
 218       result = RookValueEg - distance(wksq, psq);
 219
 220   // If the weaker side's king is too far from the pawn and the rook,
 221   // it's a win.
 222   else if (   distance(bksq, psq) >= 3 + (pos.side_to_move() == weakSide)
 223            && distance(bksq, rsq) >= 3)
 224       result = RookValueEg - distance(wksq, psq);
 225
 226   // If the pawn is far advanced and supported by the defending king,
 227   // the position is drawish
 228   else if (   rank_of(bksq) <= RANK_3
 229            && distance(bksq, psq) == 1
 230            && rank_of(wksq) >= RANK_4
 231            && distance(wksq, psq) > 2 + (pos.side_to_move() == strongSide))
 232       result = Value(80) - 8 * distance(wksq, psq);
 233
 234   else
 235       result =  Value(200) - 8 * (  distance(wksq, psq + SOUTH)
 236                                   - distance(bksq, psq + SOUTH)
 237                                   - distance(psq, queeningSq));
 238
 239   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 240 }
 241
 242
 243 /// KR vs KB. This is very simple, and always returns drawish scores.  The
 244 /// score is slightly bigger when the defending king is close to the edge.
 245 template<>
 246 Value Endgame<KRKB>::operator()(const Position& pos) const {
 247
 248   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 249   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 250
 251   Value result = Value(PushToEdges[pos.square<KING>(weakSide)]);
 252   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 253 }
 254
 255
 256 /// KR vs KN. The attacking side has slightly better winning chances than
 257 /// in KR vs KB, particularly if the king and the knight are far apart.
 258 template<>
 259 Value Endgame<KRKN>::operator()(const Position& pos) const {
 260
 261   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 262   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 263
 264   Square bksq = pos.square<KING>(weakSide);
 265   Square bnsq = pos.square<KNIGHT>(weakSide);
 266   Value result = Value(PushToEdges[bksq] + PushAway[distance(bksq, bnsq)]);
 267   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 268 }
 269
 270
 271 /// KQ vs KP. In general, this is a win for the stronger side, but there are a
 272 /// few important exceptions. A pawn on 7th rank and on the A,C,F or H files
 273 /// with a king positioned next to it can be a draw, so in that case, we only
 274 /// use the distance between the kings.
 275 template<>
 276 Value Endgame<KQKP>::operator()(const Position& pos) const {
 277
 278   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 279   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 280
 281   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 282   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 283   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(weakSide);
 284
 285   Value result = Value(PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)]);
 286
 287   if (   relative_rank(weakSide, pawnSq) != RANK_7
 288       || distance(loserKSq, pawnSq) != 1
 289       || !((FileABB | FileCBB | FileFBB | FileHBB) & pawnSq))
 290       result += QueenValueEg - PawnValueEg;
 291
 292   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 293 }
 294
 295
 296 /// KQ vs KR.  This is almost identical to KX vs K:  We give the attacking
 297 /// king a bonus for having the kings close together, and for forcing the
 298 /// defending king towards the edge. If we also take care to avoid null move for
 299 /// the defending side in the search, this is usually sufficient to win KQ vs KR.
 300 template<>
 301 Value Endgame<KQKR>::operator()(const Position& pos) const {
 302
 303   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 304   assert(verify_material(pos, weakSide, RookValueMg, 0));
 305
 306   Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
 307   Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 308
 309   Value result =  QueenValueEg
 310                 - RookValueEg
 311                 + PushToEdges[loserKSq]
 312                 + PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)];
 313
 314   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 315 }
 316
 317
 318 /// Some cases of trivial draws
 319 template<> Value Endgame<KNNK>::operator()(const Position&) const { return VALUE_DRAW; }
 320
 321
 322 /// KB and one or more pawns vs K. It checks for draws with rook pawns and
 323 /// a bishop of the wrong color. If such a draw is detected, SCALE_FACTOR_DRAW
 324 /// is returned. If not, the return value is SCALE_FACTOR_NONE, i.e. no scaling
 325 /// will be used.
 326 template<>
 327 ScaleFactor Endgame<KBPsK>::operator()(const Position& pos) const {
 328
 329   assert(pos.non_pawn_material(strongSide) == BishopValueMg);
 330   assert(pos.count<PAWN>(strongSide) >= 1);
 331
 332   // No assertions about the material of weakSide, because we want draws to
 333   // be detected even when the weaker side has some pawns.
 334
 335   Bitboard pawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
 336   File pawnsFile = file_of(lsb(pawns));
 337
 338   // All pawns are on a single rook file?
 339   if (    (pawnsFile == FILE_A || pawnsFile == FILE_H)
 340       && !(pawns & ~file_bb(pawnsFile)))
 341   {
 342       Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 343       Square queeningSq = relative_square(strongSide, make_square(pawnsFile, RANK_8));
 344       Square kingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 345
 346       if (   opposite_colors(queeningSq, bishopSq)
 347           && distance(queeningSq, kingSq) <= 1)
 348           return SCALE_FACTOR_DRAW;
 349   }
 350
 351   // If all the pawns are on the same B or G file, then it's potentially a draw
 352   if (    (pawnsFile == FILE_B || pawnsFile == FILE_G)
 353       && !(pos.pieces(PAWN) & ~file_bb(pawnsFile))
 354       && pos.non_pawn_material(weakSide) == 0
 355       && pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1)
 356   {
 357       // Get weakSide pawn that is closest to the home rank
 358       Square weakPawnSq = backmost_sq(weakSide, pos.pieces(weakSide, PAWN));
 359
 360       Square strongKingSq = pos.square<KING>(strongSide);
 361       Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 362       Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 363
 364       // There's potential for a draw if our pawn is blocked on the 7th rank,
 365       // the bishop cannot attack it or they only have one pawn left
 366       if (   relative_rank(strongSide, weakPawnSq) == RANK_7
 367           && (pos.pieces(strongSide, PAWN) & (weakPawnSq + pawn_push(weakSide)))
 368           && (opposite_colors(bishopSq, weakPawnSq) || pos.count<PAWN>(strongSide) == 1))
 369       {
 370           int strongKingDist = distance(weakPawnSq, strongKingSq);
 371           int weakKingDist = distance(weakPawnSq, weakKingSq);
 372
 373           // It's a draw if the weak king is on its back two ranks, within 2
 374           // squares of the blocking pawn and the strong king is not
 375           // closer. (I think this rule only fails in practically
 376           // unreachable positions such as 5k1K/6p1/6P1/8/8/3B4/8/8 w
 377           // and positions where qsearch will immediately correct the
 378           // problem such as 8/4k1p1/6P1/1K6/3B4/8/8/8 w)
 379           if (   relative_rank(strongSide, weakKingSq) >= RANK_7
 380               && weakKingDist <= 2
 381               && weakKingDist <= strongKingDist)
 382               return SCALE_FACTOR_DRAW;
 383       }
 384   }
 385
 386   return SCALE_FACTOR_NONE;
 387 }
 388
 389
 390 /// KQ vs KR and one or more pawns. It tests for fortress draws with a rook on
 391 /// the third rank defended by a pawn.
 392 template<>
 393 ScaleFactor Endgame<KQKRPs>::operator()(const Position& pos) const {
 394
 395   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 396   assert(pos.count<ROOK>(weakSide) == 1);
 397   assert(pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1);
 398
 399   Square kingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 400   Square rsq = pos.square<ROOK>(weakSide);
 401
 402   if (    relative_rank(weakSide, kingSq) <= RANK_2
 403       &&  relative_rank(weakSide, pos.square<KING>(strongSide)) >= RANK_4
 404       &&  relative_rank(weakSide, rsq) == RANK_3
 405       && (  pos.pieces(weakSide, PAWN)
 406           & pos.attacks_from<KING>(kingSq)
 407           & pos.attacks_from<PAWN>(rsq, strongSide)))
 408           return SCALE_FACTOR_DRAW;
 409
 410   return SCALE_FACTOR_NONE;
 411 }
 412
 413
 414 /// KRP vs KR. This function knows a handful of the most important classes of
 415 /// drawn positions, but is far from perfect. It would probably be a good idea
 416 /// to add more knowledge in the future.
 417 ///
 418 /// It would also be nice to rewrite the actual code for this function,
 419 /// which is mostly copied from Glaurung 1.x, and isn't very pretty.
 420 template<>
 421 ScaleFactor Endgame<KRPKR>::operator()(const Position& pos) const {
 422
 423   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 1));
 424   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 0));
 425
 426   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 427   Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 428   Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 429   Square wrsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(strongSide));
 430   Square wpsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 431   Square brsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(weakSide));
 432
 433   File f = file_of(wpsq);
 434   Rank r = rank_of(wpsq);
 435   Square queeningSq = make_square(f, RANK_8);
 436   int tempo = (pos.side_to_move() == strongSide);
 437
 438   // If the pawn is not too far advanced and the defending king defends the
 439   // queening square, use the third-rank defence.
 440   if (   r <= RANK_5
 441       && distance(bksq, queeningSq) <= 1
 442       && wksq <= SQ_H5
 443       && (rank_of(brsq) == RANK_6 || (r <= RANK_3 && rank_of(wrsq) != RANK_6)))
 444       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 445
 446   // The defending side saves a draw by checking from behind in case the pawn
 447   // has advanced to the 6th rank with the king behind.
 448   if (   r == RANK_6
 449       && distance(bksq, queeningSq) <= 1
 450       && rank_of(wksq) + tempo <= RANK_6
 451       && (rank_of(brsq) == RANK_1 || (!tempo && distance<File>(brsq, wpsq) >= 3)))
 452       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 453
 454   if (   r >= RANK_6
 455       && bksq == queeningSq
 456       && rank_of(brsq) == RANK_1
 457       && (!tempo || distance(wksq, wpsq) >= 2))
 458       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 459
 460   // White pawn on a7 and rook on a8 is a draw if black's king is on g7 or h7
 461   // and the black rook is behind the pawn.
 462   if (   wpsq == SQ_A7
 463       && wrsq == SQ_A8
 464       && (bksq == SQ_H7 || bksq == SQ_G7)
 465       && file_of(brsq) == FILE_A
 466       && (rank_of(brsq) <= RANK_3 || file_of(wksq) >= FILE_D || rank_of(wksq) <= RANK_5))
 467       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 468
 469   // If the defending king blocks the pawn and the attacking king is too far
 470   // away, it's a draw.
 471   if (   r <= RANK_5
 472       && bksq == wpsq + NORTH
 473       && distance(wksq, wpsq) - tempo >= 2
 474       && distance(wksq, brsq) - tempo >= 2)
 475       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 476
 477   // Pawn on the 7th rank supported by the rook from behind usually wins if the
 478   // attacking king is closer to the queening square than the defending king,
 479   // and the defending king cannot gain tempi by threatening the attacking rook.
 480   if (   r == RANK_7
 481       && f != FILE_A
 482       && file_of(wrsq) == f
 483       && wrsq != queeningSq
 484       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, queeningSq) - 2 + tempo)
 485       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, wrsq) + tempo))
 486       return ScaleFactor(SCALE_FACTOR_MAX - 2 * distance(wksq, queeningSq));
 487
 488   // Similar to the above, but with the pawn further back
 489   if (   f != FILE_A
 490       && file_of(wrsq) == f
 491       && wrsq < wpsq
 492       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, queeningSq) - 2 + tempo)
 493       && (distance(wksq, wpsq + NORTH) < distance(bksq, wpsq + NORTH) - 2 + tempo)
 494       && (  distance(bksq, wrsq) + tempo >= 3
 495           || (    distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, wrsq) + tempo
 496               && (distance(wksq, wpsq + NORTH) < distance(bksq, wrsq) + tempo))))
 497       return ScaleFactor(  SCALE_FACTOR_MAX
 498                          - 8 * distance(wpsq, queeningSq)
 499                          - 2 * distance(wksq, queeningSq));
 500
 501   // If the pawn is not far advanced and the defending king is somewhere in
 502   // the pawn's path, it's probably a draw.
 503   if (r <= RANK_4 && bksq > wpsq)
 504   {
 505       if (file_of(bksq) == file_of(wpsq))
 506           return ScaleFactor(10);
 507       if (   distance<File>(bksq, wpsq) == 1
 508           && distance(wksq, bksq) > 2)
 509           return ScaleFactor(24 - 2 * distance(wksq, bksq));
 510   }
 511   return SCALE_FACTOR_NONE;
 512 }
 513
 514 template<>
 515 ScaleFactor Endgame<KRPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 516
 517   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 1));
 518   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 519
 520   // Test for a rook pawn
 521   if (pos.pieces(PAWN) & (FileABB | FileHBB))
 522   {
 523       Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
 524       Square bsq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 525       Square psq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 526       Rank rk = relative_rank(strongSide, psq);
 527       Direction push = pawn_push(strongSide);
 528
 529       // If the pawn is on the 5th rank and the pawn (currently) is on
 530       // the same color square as the bishop then there is a chance of
 531       // a fortress. Depending on the king position give a moderate
 532       // reduction or a stronger one if the defending king is near the
 533       // corner but not trapped there.
 534       if (rk == RANK_5 && !opposite_colors(bsq, psq))
 535       {
 536           int d = distance(psq + 3 * push, ksq);
 537
 538           if (d <= 2 && !(d == 0 && ksq == pos.square<KING>(strongSide) + 2 * push))
 539               return ScaleFactor(24);
 540           else
 541               return ScaleFactor(48);
 542       }
 543
 544       // When the pawn has moved to the 6th rank we can be fairly sure
 545       // it's drawn if the bishop attacks the square in front of the
 546       // pawn from a reasonable distance and the defending king is near
 547       // the corner
 548       if (   rk == RANK_6
 549           && distance(psq + 2 * push, ksq) <= 1
 550           && (PseudoAttacks[BISHOP][bsq] & (psq + push))
 551           && distance<File>(bsq, psq) >= 2)
 552           return ScaleFactor(8);
 553   }
 554
 555   return SCALE_FACTOR_NONE;
 556 }
 557
 558 /// KRPP vs KRP. There is just a single rule: if the stronger side has no passed
 559 /// pawns and the defending king is actively placed, the position is drawish.
 560 template<>
 561 ScaleFactor Endgame<KRPPKRP>::operator()(const Position& pos) const {
 562
 563   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 2));
 564   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 1));
 565
 566   Square wpsq1 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[0];
 567   Square wpsq2 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[1];
 568   Square bksq = pos.square<KING>(weakSide);
 569
 570   // Does the stronger side have a passed pawn?
 571   if (pos.pawn_passed(strongSide, wpsq1) || pos.pawn_passed(strongSide, wpsq2))
 572       return SCALE_FACTOR_NONE;
 573
 574   Rank r = std::max(relative_rank(strongSide, wpsq1), relative_rank(strongSide, wpsq2));
 575
 576   if (   distance<File>(bksq, wpsq1) <= 1
 577       && distance<File>(bksq, wpsq2) <= 1
 578       && relative_rank(strongSide, bksq) > r)
 579   {
 580       assert(r > RANK_1 && r < RANK_7);
 581       return ScaleFactor(KRPPKRPScaleFactors[r]);
 582   }
 583   return SCALE_FACTOR_NONE;
 584 }
 585
 586
 587 /// K and two or more pawns vs K. There is just a single rule here: If all pawns
 588 /// are on the same rook file and are blocked by the defending king, it's a draw.
 589 template<>
 590 ScaleFactor Endgame<KPsK>::operator()(const Position& pos) const {
 591
 592   assert(pos.non_pawn_material(strongSide) == VALUE_ZERO);
 593   assert(pos.count<PAWN>(strongSide) >= 2);
 594   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 595
 596   Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
 597   Bitboard pawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
 598
 599   // If all pawns are ahead of the king, on a single rook file and
 600   // the king is within one file of the pawns, it's a draw.
 601   if (   !(pawns & ~forward_ranks_bb(weakSide, ksq))
 602       && !((pawns & ~FileABB) && (pawns & ~FileHBB))
 603       &&  distance<File>(ksq, lsb(pawns)) <= 1)
 604       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 605
 606   return SCALE_FACTOR_NONE;
 607 }
 608
 609
 610 /// KBP vs KB. There are two rules: if the defending king is somewhere along the
 611 /// path of the pawn, and the square of the king is not of the same color as the
 612 /// stronger side's bishop, it's a draw. If the two bishops have opposite color,
 613 /// it's almost always a draw.
 614 template<>
 615 ScaleFactor Endgame<KBPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 616
 617   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
 618   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 619
 620   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 621   Square strongBishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 622   Square weakBishopSq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 623   Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 624
 625   // Case 1: Defending king blocks the pawn, and cannot be driven away
 626   if (   file_of(weakKingSq) == file_of(pawnSq)
 627       && relative_rank(strongSide, pawnSq) < relative_rank(strongSide, weakKingSq)
 628       && (   opposite_colors(weakKingSq, strongBishopSq)
 629           || relative_rank(strongSide, weakKingSq) <= RANK_6))
 630       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 631
 632   // Case 2: Opposite colored bishops
 633   if (opposite_colors(strongBishopSq, weakBishopSq))
 634       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 635
 636   return SCALE_FACTOR_NONE;
 637 }
 638
 639
 640 /// KBPP vs KB. It detects a few basic draws with opposite-colored bishops
 641 template<>
 642 ScaleFactor Endgame<KBPPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 643
 644   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 2));
 645   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 646
 647   Square wbsq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 648   Square bbsq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 649
 650   if (!opposite_colors(wbsq, bbsq))
 651       return SCALE_FACTOR_NONE;
 652
 653   Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
 654   Square psq1 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[0];
 655   Square psq2 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[1];
 656   Rank r1 = rank_of(psq1);
 657   Rank r2 = rank_of(psq2);
 658   Square blockSq1, blockSq2;
 659
 660   if (relative_rank(strongSide, psq1) > relative_rank(strongSide, psq2))
 661   {
 662       blockSq1 = psq1 + pawn_push(strongSide);
 663       blockSq2 = make_square(file_of(psq2), rank_of(psq1));
 664   }
 665   else
 666   {
 667       blockSq1 = psq2 + pawn_push(strongSide);
 668       blockSq2 = make_square(file_of(psq1), rank_of(psq2));
 669   }
 670
 671   switch (distance<File>(psq1, psq2))
 672   {
 673   case 0:
 674     // Both pawns are on the same file. It's an easy draw if the defender firmly
 675     // controls some square in the frontmost pawn's path.
 676     if (   file_of(ksq) == file_of(blockSq1)
 677         && relative_rank(strongSide, ksq) >= relative_rank(strongSide, blockSq1)
 678         && opposite_colors(ksq, wbsq))
 679         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 680     else
 681         return SCALE_FACTOR_NONE;
 682
 683   case 1:
 684     // Pawns on adjacent files. It's a draw if the defender firmly controls the
 685     // square in front of the frontmost pawn's path, and the square diagonally
 686     // behind this square on the file of the other pawn.
 687     if (   ksq == blockSq1
 688         && opposite_colors(ksq, wbsq)
 689         && (   bbsq == blockSq2
 690             || (pos.attacks_from<BISHOP>(blockSq2) & pos.pieces(weakSide, BISHOP))
 691             || distance(r1, r2) >= 2))
 692         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 693
 694     else if (   ksq == blockSq2
 695              && opposite_colors(ksq, wbsq)
 696              && (   bbsq == blockSq1
 697                  || (pos.attacks_from<BISHOP>(blockSq1) & pos.pieces(weakSide, BISHOP))))
 698         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 699     else
 700         return SCALE_FACTOR_NONE;
 701
 702   default:
 703     // The pawns are not on the same file or adjacent files. No scaling.
 704     return SCALE_FACTOR_NONE;
 705   }
 706 }
 707
 708
 709 /// KBP vs KN. There is a single rule: If the defending king is somewhere along
 710 /// the path of the pawn, and the square of the king is not of the same color as
 711 /// the stronger side's bishop, it's a draw.
 712 template<>
 713 ScaleFactor Endgame<KBPKN>::operator()(const Position& pos) const {
 714
 715   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
 716   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 717
 718   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 719   Square strongBishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 720   Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 721
 722   if (   file_of(weakKingSq) == file_of(pawnSq)
 723       && relative_rank(strongSide, pawnSq) < relative_rank(strongSide, weakKingSq)
 724       && (   opposite_colors(weakKingSq, strongBishopSq)
 725           || relative_rank(strongSide, weakKingSq) <= RANK_6))
 726       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 727
 728   return SCALE_FACTOR_NONE;
 729 }
 730
 731
 732 /// KNP vs K. There is a single rule: if the pawn is a rook pawn on the 7th rank
 733 /// and the defending king prevents the pawn from advancing, the position is drawn.
 734 template<>
 735 ScaleFactor Endgame<KNPK>::operator()(const Position& pos) const {
 736
 737   assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg, 1));
 738   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 739
 740   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 741   Square pawnSq     = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 742   Square weakKingSq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 743
 744   if (pawnSq == SQ_A7 && distance(SQ_A8, weakKingSq) <= 1)
 745       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 746
 747   return SCALE_FACTOR_NONE;
 748 }
 749
 750
 751 /// KNP vs KB. If knight can block bishop from taking pawn, it's a win.
 752 /// Otherwise the position is drawn.
 753 template<>
 754 ScaleFactor Endgame<KNPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 755
 756   Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
 757   Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 758   Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 759
 760   // King needs to get close to promoting pawn to prevent knight from blocking.
 761   // Rules for this are very tricky, so just approximate.
 762   if (forward_file_bb(strongSide, pawnSq) & pos.attacks_from<BISHOP>(bishopSq))
 763       return ScaleFactor(distance(weakKingSq, pawnSq));
 764
 765   return SCALE_FACTOR_NONE;
 766 }
 767
 768
 769 /// KP vs KP. This is done by removing the weakest side's pawn and probing the
 770 /// KP vs K bitbase: If the weakest side has a draw without the pawn, it probably
 771 /// has at least a draw with the pawn as well. The exception is when the stronger
 772 /// side's pawn is far advanced and not on a rook file; in this case it is often
 773 /// possible to win (e.g. 8/4k3/3p4/3P4/6K1/8/8/8 w - - 0 1).
 774 template<>
 775 ScaleFactor Endgame<KPKP>::operator()(const Position& pos) const {
 776
 777   assert(verify_material(pos, strongSide, VALUE_ZERO, 1));
 778   assert(verify_material(pos, weakSide,   VALUE_ZERO, 1));
 779
 780   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 781   Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 782   Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 783   Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 784
 785   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;
 786
 787   // If the pawn has advanced to the fifth rank or further, and is not a
 788   // rook pawn, it's too dangerous to assume that it's at least a draw.
 789   if (rank_of(psq) >= RANK_5 && file_of(psq) != FILE_A)
 790       return SCALE_FACTOR_NONE;
 791
 792   // Probe the KPK bitbase with the weakest side's pawn removed. If it's a draw,
 793   // it's probably at least a draw even with the pawn.
 794   return Bitbases::probe(wksq, psq, bksq, us) ? SCALE_FACTOR_NONE : SCALE_FACTOR_DRAW;
 795 }