git.sesse.net Git - stockfish/blob - 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 }