Retire Application 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 /// 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 }