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       Application::exit_with_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->kingSquares[WHITE] = pi->kingSquares[BLACK] = SQ_NONE;
 128   pi->key = key;
 129
 130   // Calculate pawn attacks
 131   Bitboard whitePawns = pos.pieces(PAWN, WHITE);
 132   Bitboard blackPawns = pos.pieces(PAWN, BLACK);
 133   pi->pawnAttacks[WHITE] = ((whitePawns << 9) & ~FileABB) | ((whitePawns << 7) & ~FileHBB);
 134   pi->pawnAttacks[BLACK] = ((blackPawns >> 7) & ~FileABB) | ((blackPawns >> 9) & ~FileHBB);
 135
 136   // Evaluate pawns for both colors
 137   pi->value =  evaluate_pawns<WHITE>(pos, whitePawns, blackPawns, pi)
 138              - evaluate_pawns<BLACK>(pos, blackPawns, whitePawns, pi);
 139   return pi;
 140 }
 141
 142
 143 /// PawnInfoTable::evaluate_pawns() evaluates each pawn of the given color
 144
 145 template<Color Us>
 146 Score PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboard ourPawns,
 147                                     Bitboard theirPawns, PawnInfo* pi) const {
 148   Bitboard b;
 149   Square s;
 150   File f;
 151   Rank r;
 152   bool passed, isolated, doubled, opposed, chain, backward, candidate;
 153   Score value = SCORE_ZERO;
 154   const BitCountType Max15 = CpuIs64Bit ? CNT64_MAX15 : CNT32_MAX15;
 155   const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, PAWN);
 156
 157   // Initialize halfOpenFiles[]
 158   for (f = FILE_A; f <= FILE_H; f++)
 159       if (!(ourPawns & file_bb(f)))
 160           pi->halfOpenFiles[Us] |= (1 << f);
 161
 162   // Loop through all pawns of the current color and score each pawn
 163   while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
 164   {
 165       assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
 166
 167       f = square_file(s);
 168       r = square_rank(s);
 169
 170       // Our rank plus previous one. Used for chain detection.
 171       b = rank_bb(r) | rank_bb(Us == WHITE ? r - Rank(1) : r + Rank(1));
 172
 173       // Passed, isolated, doubled or member of a pawn
 174       // chain (but not the backward one) ?
 175       passed   = !(theirPawns & passed_pawn_mask(Us, s));
 176       doubled  =   ourPawns   & squares_behind(Us, s);
 177       opposed  =   theirPawns & squares_in_front_of(Us, s);
 178       isolated = !(ourPawns   & neighboring_files_bb(f));
 179       chain    =   ourPawns   & neighboring_files_bb(f) & b;
 180
 181       // Test for backward pawn
 182       //
 183       backward = false;
 184
 185       // If the pawn is passed, isolated, or member of a pawn chain
 186       // it cannot be backward. If can capture an enemy pawn or if
 187       // there are friendly pawns behind on neighboring files it cannot
 188       // be backward either.
 189       if (   !(passed | isolated | chain)
 190           && !(ourPawns & attack_span_mask(opposite_color(Us), s))
 191           && !(pos.attacks_from<PAWN>(s, Us) & theirPawns))
 192       {
 193           // We now know that there are no friendly pawns beside or behind this
 194           // pawn on neighboring files. We now check whether the pawn is
 195           // backward by looking in the forward direction on the neighboring
 196           // files, and seeing whether we meet a friendly or an enemy pawn first.
 197           b = pos.attacks_from<PAWN>(s, Us);
 198
 199           // Note that we are sure to find something because pawn is not passed
 200           // nor isolated, so loop is potentially infinite, but it isn't.
 201           while (!(b & (ourPawns | theirPawns)))
 202               Us == WHITE ? b <<= 8 : b >>= 8;
 203
 204           // The friendly pawn needs to be at least two ranks closer than the enemy
 205           // pawn in order to help the potentially backward pawn advance.
 206           backward = (b | (Us == WHITE ? b << 8 : b >> 8)) & theirPawns;
 207       }
 208
 209       assert(passed | opposed | (attack_span_mask(Us, s) & theirPawns));
 210
 211       // Test for candidate passed pawn
 212       candidate =   !(opposed | passed)
 213                  && (b = attack_span_mask(opposite_color(Us), s + pawn_push(Us)) & ourPawns) != EmptyBoardBB
 214                  &&  count_1s<Max15>(b) >= count_1s<Max15>(attack_span_mask(Us, s) & theirPawns);
 215
 216       // In order to prevent doubled passed pawns from receiving a too big
 217       // bonus, only the frontmost passed pawn on each file is considered as
 218       // a true passed pawn.
 219       if (passed && (ourPawns & squares_in_front_of(Us, s)))
 220           passed = false;
 221
 222       // Mark the pawn as passed. Pawn will be properly scored in evaluation
 223       // because we need full attack info to evaluate passed pawns.
 224       if (passed)
 225           set_bit(&(pi->passedPawns[Us]), s);
 226
 227       // Score this pawn
 228       if (isolated)
 229           value -= IsolatedPawnPenalty[opposed][f];
 230
 231       if (doubled)
 232           value -= DoubledPawnPenalty[opposed][f];
 233
 234       if (backward)
 235           value -= BackwardPawnPenalty[opposed][f];
 236
 237       if (chain)
 238           value += ChainBonus[f];
 239
 240       if (candidate)
 241           value += CandidateBonus[relative_rank(Us, s)];
 242   }
 243
 244   return value;
 245 }