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