Introduce SimpleHash class
[stockfish] / src / pawns.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) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27
28 #include "bitcount.h"
29 #include "pawns.h"
30 #include "position.h"
31
32
33 ////
34 //// Local definitions
35 ////
36
37 namespace {
38
39   /// Constants and variables
40
41   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
42
43   // Doubled pawn penalty by opposed flag and file
44   const Score DoubledPawnPenalty[2][8] = {
45   { S(13, 43), S(20, 48), S(23, 48), S(23, 48),
46     S(23, 48), S(23, 48), S(20, 48), S(13, 43) },
47   { S(13, 43), S(20, 48), S(23, 48), S(23, 48),
48     S(23, 48), S(23, 48), S(20, 48), S(13, 43) }};
49
50   // Isolated pawn penalty by opposed flag and file
51   const Score IsolatedPawnPenalty[2][8] = {
52   { S(37, 45), S(54, 52), S(60, 52), S(60, 52),
53     S(60, 52), S(60, 52), S(54, 52), S(37, 45) },
54   { S(25, 30), S(36, 35), S(40, 35), S(40, 35),
55     S(40, 35), S(40, 35), S(36, 35), S(25, 30) }};
56
57   // Backward pawn penalty by opposed flag and file
58   const Score BackwardPawnPenalty[2][8] = {
59   { S(30, 42), S(43, 46), S(49, 46), S(49, 46),
60     S(49, 46), S(49, 46), S(43, 46), S(30, 42) },
61   { S(20, 28), S(29, 31), S(33, 31), S(33, 31),
62     S(33, 31), S(33, 31), S(29, 31), S(20, 28) }};
63
64   // Pawn chain membership bonus by file
65   const Score ChainBonus[8] = {
66     S(11,-1), S(13,-1), S(13,-1), S(14,-1),
67     S(14,-1), S(13,-1), S(13,-1), S(11,-1)
68   };
69
70   // Candidate passed pawn bonus by rank
71   const Score CandidateBonus[8] = {
72     S( 0, 0), S( 6, 13), S(6,13), S(14,29),
73     S(34,68), S(83,166), S(0, 0), S( 0, 0)
74   };
75
76   #undef S
77 }
78
79
80 ////
81 //// Functions
82 ////
83
84
85 /// PawnInfoTable::get_pawn_info() takes a position object as input, computes
86 /// a PawnInfo object, and returns a pointer to it. The result is also stored
87 /// in a hash table, so we don't have to recompute everything when the same
88 /// pawn structure occurs again.
89
90 PawnInfo* PawnInfoTable::get_pawn_info(const Position& pos) const {
91
92   assert(pos.is_ok());
93
94   Key key = pos.get_pawn_key();
95   PawnInfo* pi = find(key);
96
97   // If pi->key matches the position's pawn hash key, it means that we
98   // have analysed this pawn structure before, and we can simply return
99   // the information we found the last time instead of recomputing it.
100   if (pi->key == key)
101       return pi;
102
103   // Clear the PawnInfo object, and set the key
104   memset(pi, 0, sizeof(PawnInfo));
105   pi->halfOpenFiles[WHITE] = pi->halfOpenFiles[BLACK] = 0xFF;
106   pi->kingSquares[WHITE] = pi->kingSquares[BLACK] = SQ_NONE;
107   pi->key = key;
108
109   // Calculate pawn attacks
110   Bitboard wPawns = pos.pieces(PAWN, WHITE);
111   Bitboard bPawns = pos.pieces(PAWN, BLACK);
112   pi->pawnAttacks[WHITE] = ((wPawns << 9) & ~FileABB) | ((wPawns << 7) & ~FileHBB);
113   pi->pawnAttacks[BLACK] = ((bPawns >> 7) & ~FileABB) | ((bPawns >> 9) & ~FileHBB);
114
115   // Evaluate pawns for both colors
116   pi->value =  evaluate_pawns<WHITE>(pos, wPawns, bPawns, pi)
117              - evaluate_pawns<BLACK>(pos, bPawns, wPawns, pi);
118   return pi;
119 }
120
121
122 /// PawnInfoTable::evaluate_pawns() evaluates each pawn of the given color
123
124 template<Color Us>
125 Score PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboard ourPawns,
126                                     Bitboard theirPawns, PawnInfo* pi) const {
127   Bitboard b;
128   Square s;
129   File f;
130   Rank r;
131   bool passed, isolated, doubled, opposed, chain, backward, candidate;
132   Score value = SCORE_ZERO;
133   const BitCountType Max15 = CpuIs64Bit ? CNT64_MAX15 : CNT32_MAX15;
134   const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, PAWN);
135
136   // Loop through all pawns of the current color and score each pawn
137   while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
138   {
139       assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
140
141       f = square_file(s);
142       r = square_rank(s);
143
144       // This file cannot be half open
145       pi->halfOpenFiles[Us] &= ~(1 << f);
146
147       // Our rank plus previous one. Used for chain detection.
148       b = rank_bb(r) | rank_bb(Us == WHITE ? r - Rank(1) : r + Rank(1));
149
150       // Passed, isolated, doubled or member of a pawn
151       // chain (but not the backward one) ?
152       passed   = !(theirPawns & passed_pawn_mask(Us, s));
153       doubled  =   ourPawns   & squares_in_front_of(Us, s);
154       opposed  =   theirPawns & squares_in_front_of(Us, s);
155       isolated = !(ourPawns   & neighboring_files_bb(f));
156       chain    =   ourPawns   & neighboring_files_bb(f) & b;
157
158       // Test for backward pawn
159       //
160       backward = false;
161
162       // If the pawn is passed, isolated, or member of a pawn chain
163       // it cannot be backward. If can capture an enemy pawn or if
164       // there are friendly pawns behind on neighboring files it cannot
165       // be backward either.
166       if (   !(passed | isolated | chain)
167           && !(ourPawns & attack_span_mask(opposite_color(Us), s))
168           && !(pos.attacks_from<PAWN>(s, Us) & theirPawns))
169       {
170           // We now know that there are no friendly pawns beside or behind this
171           // pawn on neighboring files. We now check whether the pawn is
172           // backward by looking in the forward direction on the neighboring
173           // files, and seeing whether we meet a friendly or an enemy pawn first.
174           b = pos.attacks_from<PAWN>(s, Us);
175
176           // Note that we are sure to find something because pawn is not passed
177           // nor isolated, so loop is potentially infinite, but it isn't.
178           while (!(b & (ourPawns | theirPawns)))
179               Us == WHITE ? b <<= 8 : b >>= 8;
180
181           // The friendly pawn needs to be at least two ranks closer than the enemy
182           // pawn in order to help the potentially backward pawn advance.
183           backward = (b | (Us == WHITE ? b << 8 : b >> 8)) & theirPawns;
184       }
185
186       assert(passed | opposed | (attack_span_mask(Us, s) & theirPawns));
187
188       // Test for candidate passed pawn
189       candidate =   !(opposed | passed)
190                  && (b = attack_span_mask(opposite_color(Us), s + pawn_push(Us)) & ourPawns) != EmptyBoardBB
191                  &&  count_1s<Max15>(b) >= count_1s<Max15>(attack_span_mask(Us, s) & theirPawns);
192
193       // Mark the pawn as passed. Pawn will be properly scored in evaluation
194       // because we need full attack info to evaluate passed pawns. Only the
195       // frontmost passed pawn on each file is considered a true passed pawn.
196       if (passed && !doubled)
197           set_bit(&(pi->passedPawns[Us]), s);
198
199       // Score this pawn
200       if (isolated)
201           value -= IsolatedPawnPenalty[opposed][f];
202
203       if (doubled)
204           value -= DoubledPawnPenalty[opposed][f];
205
206       if (backward)
207           value -= BackwardPawnPenalty[opposed][f];
208
209       if (chain)
210           value += ChainBonus[f];
211
212       if (candidate)
213           value += CandidateBonus[relative_rank(Us, s)];
214   }
215   return value;
216 }