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 file
  44   const Score DoubledPawnPenalty[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   };
  48
  49   // Isolated pawn penalty by file
  50   const Score IsolatedPawnPenalty[8] = {
  51     S(25, 30), S(36, 35), S(40, 35), S(40, 35),
  52     S(40, 35), S(40, 35), S(36, 35), S(25, 30)
  53   };
  54
  55   // Backward pawn penalty by file
  56   const Score BackwardPawnPenalty[8] = {
  57     S(20, 28), S(29, 31), S(33, 31), S(33, 31),
  58     S(33, 31), S(33, 31), S(29, 31), S(20, 28)
  59   };
  60
  61   // Pawn chain membership bonus by file
  62   const Score ChainBonus[8] = {
  63     S(11,-1), S(13,-1), S(13,-1), S(14,-1),
  64     S(14,-1), S(13,-1), S(13,-1), S(11,-1)
  65   };
  66
  67   // Candidate passed pawn bonus by rank
  68   const Score CandidateBonus[8] = {
  69     S( 0, 0), S( 6, 13), S(6,13), S(14,29),
  70     S(34,68), S(83,166), S(0, 0), S( 0, 0)
  71   };
  72
  73   #undef S
  74 }
  75
  76
  77 ////
  78 //// Functions
  79 ////
  80
  81 /// PawnInfoTable c'tor and d'tor instantiated one each thread
  82
  83 PawnInfoTable::PawnInfoTable() {
  84
  85   entries = new PawnInfo[PawnTableSize];
  86
  87   if (!entries)
  88   {
  89       std::cerr << "Failed to allocate " << (PawnTableSize * sizeof(PawnInfo))
  90                 << " bytes for pawn hash table." << std::endl;
  91       Application::exit_with_failure();
  92   }
  93   memset(entries, 0, PawnTableSize * sizeof(PawnInfo));
  94 }
  95
  96
  97 PawnInfoTable::~PawnInfoTable() {
  98
  99   delete [] entries;
 100 }
 101
 102
 103 /// PawnInfoTable::get_pawn_info() takes a position object as input, computes
 104 /// a PawnInfo object, and returns a pointer to it. The result is also stored
 105 /// in a hash table, so we don't have to recompute everything when the same
 106 /// pawn structure occurs again.
 107
 108 PawnInfo* PawnInfoTable::get_pawn_info(const Position& pos) const {
 109
 110   assert(pos.is_ok());
 111
 112   Key key = pos.get_pawn_key();
 113   unsigned index = unsigned(key & (PawnTableSize - 1));
 114   PawnInfo* pi = entries + index;
 115
 116   // If pi->key matches the position's pawn hash key, it means that we
 117   // have analysed this pawn structure before, and we can simply return
 118   // the information we found the last time instead of recomputing it.
 119   if (pi->key == key)
 120       return pi;
 121
 122   // Clear the PawnInfo object, and set the key
 123   memset(pi, 0, sizeof(PawnInfo));
 124   pi->kingSquares[WHITE] = pi->kingSquares[BLACK] = SQ_NONE;
 125   pi->key = key;
 126
 127   // Calculate pawn attacks
 128   Bitboard whitePawns = pos.pieces(PAWN, WHITE);
 129   Bitboard blackPawns = pos.pieces(PAWN, BLACK);
 130   pi->pawnAttacks[WHITE] = ((whitePawns << 9) & ~FileABB) | ((whitePawns << 7) & ~FileHBB);
 131   pi->pawnAttacks[BLACK] = ((blackPawns >> 7) & ~FileABB) | ((blackPawns >> 9) & ~FileHBB);
 132
 133   // Evaluate pawns for both colors
 134   pi->value =  evaluate_pawns<WHITE>(pos, whitePawns, blackPawns, pi)
 135              - evaluate_pawns<BLACK>(pos, blackPawns, whitePawns, pi);
 136   return pi;
 137 }
 138
 139
 140 /// PawnInfoTable::evaluate_pawns() evaluates each pawn of the given color
 141
 142 template<Color Us>
 143 Score PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboard ourPawns,
 144                                     Bitboard theirPawns, PawnInfo* pi) const {
 145   Bitboard b;
 146   Square s;
 147   File f;
 148   Rank r;
 149   bool passed, isolated, doubled, opposed, chain, backward, candidate;
 150   Score value = SCORE_ZERO;
 151   const BitCountType Max15 = CpuIs64Bit ? CNT64_MAX15 : CNT32_MAX15;
 152   const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, PAWN);
 153
 154   // Initialize halfOpenFiles[]
 155   for (f = FILE_A; f <= FILE_H; f++)
 156       if (!(ourPawns & file_bb(f)))
 157           pi->halfOpenFiles[Us] |= (1 << f);
 158
 159   // Loop through all pawns of the current color and score each pawn
 160   while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
 161   {
 162       assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
 163
 164       f = square_file(s);
 165       r = square_rank(s);
 166
 167       // Our rank plus previous one. Used for chain detection.
 168       b = rank_bb(r) | rank_bb(Us == WHITE ? r - Rank(1) : r + Rank(1));
 169
 170       // Passed, isolated, doubled or member of a pawn
 171       // chain (but not the backward one) ?
 172       passed   = !(theirPawns & passed_pawn_mask(Us, s));
 173       doubled  =   ourPawns   & squares_behind(Us, s);
 174       opposed  =   theirPawns & squares_in_front_of(Us, s);
 175       isolated = !(ourPawns   & neighboring_files_bb(f));
 176       chain    =   ourPawns   & neighboring_files_bb(f) & b;
 177
 178       // Test for backward pawn
 179       //
 180       backward = false;
 181
 182       // If the pawn is passed, isolated, or member of a pawn chain
 183       // it cannot be backward. If can capture an enemy pawn or if
 184       // there are friendly pawns behind on neighboring files it cannot
 185       // be backward either.
 186       if (   !(passed | isolated | chain)
 187           && !(ourPawns & attack_span_mask(opposite_color(Us), s))
 188           && !(pos.attacks_from<PAWN>(s, Us) & theirPawns))
 189       {
 190           // We now know that there are no friendly pawns beside or behind this
 191           // pawn on neighboring files. We now check whether the pawn is
 192           // backward by looking in the forward direction on the neighboring
 193           // files, and seeing whether we meet a friendly or an enemy pawn first.
 194           b = pos.attacks_from<PAWN>(s, Us);
 195
 196           // Note that we are sure to find something because pawn is not passed
 197           // nor isolated, so loop is potentially infinite, but it isn't.
 198           while (!(b & (ourPawns | theirPawns)))
 199               Us == WHITE ? b <<= 8 : b >>= 8;
 200
 201           // The friendly pawn needs to be at least two ranks closer than the enemy
 202           // pawn in order to help the potentially backward pawn advance.
 203           backward = (b | (Us == WHITE ? b << 8 : b >> 8)) & theirPawns;
 204       }
 205
 206       assert(passed | opposed | (attack_span_mask(Us, s) & theirPawns));
 207
 208       // Test for candidate passed pawn
 209       candidate =   !(opposed | passed)
 210                  && (b = attack_span_mask(opposite_color(Us), s + pawn_push(Us)) & ourPawns) != EmptyBoardBB
 211                  &&  count_1s<Max15>(b) >= count_1s<Max15>(attack_span_mask(Us, s) & theirPawns);
 212
 213       // In order to prevent doubled passed pawns from receiving a too big
 214       // bonus, only the frontmost passed pawn on each file is considered as
 215       // a true passed pawn.
 216       if (passed && (ourPawns & squares_in_front_of(Us, s)))
 217           passed = false;
 218
 219       // Mark the pawn as passed. Pawn will be properly scored in evaluation
 220       // because we need full attack info to evaluate passed pawns.
 221       if (passed)
 222           set_bit(&(pi->passedPawns[Us]), s);
 223
 224       // Score this pawn
 225       if (isolated)
 226       {
 227           value -= IsolatedPawnPenalty[f];
 228           if (!opposed)
 229               value -= IsolatedPawnPenalty[f] / 2;
 230       }
 231       if (doubled)
 232           value -= DoubledPawnPenalty[f];
 233
 234       if (backward)
 235       {
 236           value -= BackwardPawnPenalty[f];
 237           if (!opposed)
 238               value -= BackwardPawnPenalty[f] / 2;
 239       }
 240       if (chain)
 241           value += ChainBonus[f];
 242
 243       if (candidate)
 244           value += CandidateBonus[relative_rank(Us, s)];
 245   }
 246
 247   return value;
 248 }
 249