]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/endgame.cpp
Move EndgameFunctions to endgame.cpp
[stockfish] / src / endgame.cpp
index bb756f3b20cd558922c4fc6c416b055e962c3b6d..44a34d607fb69676fd12b662f2b56f2c18e26003 100644 (file)
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
 #include <cassert>
 
 #include "bitcount.h"
 #include "endgame.h"
+#include "pawns.h"
 
+using std::string;
 
-////
-//// Local definitions
-////
+extern uint32_t probe_kpk_bitbase(Square wksq, Square wpsq, Square bksq, Color stm);
 
 namespace {
 
@@ -68,9 +63,6 @@ namespace {
   // and knight in KR vs KN endgames.
   const int KRKNKingKnightDistancePenalty[8] = { 0, 0, 4, 10, 20, 32, 48, 70 };
 
-  // Bitbase for KP vs K
-  uint8_t KPKBitbase[24576];
-
   // Various inline functions for accessing the above arrays
   inline Value mate_table(Square s) {
     return Value(MateTable[s]);
@@ -88,32 +80,102 @@ namespace {
     return Value(KRKNKingKnightDistancePenalty[d]);
   }
 
-  // Function for probing the KP vs K bitbase
-  int probe_kpk(Square wksq, Square wpsq, Square bksq, Color stm);
+  // Build corresponding key for the opposite color: "KBPKN" -> "KNKBP"
+  const string swapColors(const string& keyCode) {
+
+    size_t idx = keyCode.find('K', 1);
+    return keyCode.substr(idx) + keyCode.substr(0, idx);
+  }
+
+  // Build up a fen string with the given pieces, note that the fen string
+  // could be of an illegal position.
+  Key buildKey(const string& keyCode) {
+
+    assert(keyCode.length() > 0 && keyCode.length() < 8);
+    assert(keyCode[0] == 'K');
+
+    string fen;
+    bool upcase = false;
+
+    for (size_t i = 0; i < keyCode.length(); i++)
+    {
+        if (keyCode[i] == 'K')
+            upcase = !upcase;
+
+        fen += char(upcase ? toupper(keyCode[i]) : tolower(keyCode[i]));
+    }
+    fen += char(8 - keyCode.length() + '0');
+    fen += "/8/8/8/8/8/8/8 w - -";
+    return Position(fen, false, 0).get_material_key();
+  }
+
+  typedef EndgameBase<Value> EF;
+  typedef EndgameBase<ScaleFactor> SF;
+
+} // namespace
+
+
+/// Endgames member definitions
+
+template<> const Endgames::EFMap& Endgames::get<EF>() const { return maps.first; }
+template<> const Endgames::SFMap& Endgames::get<SF>() const { return maps.second; }
+
+Endgames::Endgames() {
+
+  add<Endgame<Value, KNNK>  >("KNNK");
+  add<Endgame<Value, KPK>   >("KPK");
+  add<Endgame<Value, KBNK>  >("KBNK");
+  add<Endgame<Value, KRKP>  >("KRKP");
+  add<Endgame<Value, KRKB>  >("KRKB");
+  add<Endgame<Value, KRKN>  >("KRKN");
+  add<Endgame<Value, KQKR>  >("KQKR");
+  add<Endgame<Value, KBBKN> >("KBBKN");
 
+  add<Endgame<ScaleFactor, KNPK>    >("KNPK");
+  add<Endgame<ScaleFactor, KRPKR>   >("KRPKR");
+  add<Endgame<ScaleFactor, KBPKB>   >("KBPKB");
+  add<Endgame<ScaleFactor, KBPPKB>  >("KBPPKB");
+  add<Endgame<ScaleFactor, KBPKN>   >("KBPKN");
+  add<Endgame<ScaleFactor, KRPPKRP> >("KRPPKRP");
 }
 
+Endgames::~Endgames() {
 
-////
-//// Functions
-////
+  for (EFMap::const_iterator it = get<EF>().begin(); it != get<EF>().end(); ++it)
+      delete it->second;
 
-/// init_bitbases() is called during program initialization, and simply loads
-/// bitbases from disk into memory.  At the moment, there is only the bitbase
-/// for KP vs K, but we may decide to add other bitbases later.
-extern void generate_kpk_bitbase(uint8_t bitbase[]);
+  for (SFMap::const_iterator it = get<SF>().begin(); it != get<SF>().end(); ++it)
+      delete it->second;
+}
+
+template<class T>
+void Endgames::add(const string& keyCode) {
+
+  typedef typename T::Base F;
+  typedef std::map<Key, F*> M;
 
-void init_bitbases() {
-  generate_kpk_bitbase(KPKBitbase);
+  const_cast<M&>(get<F>()).insert(std::pair<Key, F*>(buildKey(keyCode), new T(WHITE)));
+  const_cast<M&>(get<F>()).insert(std::pair<Key, F*>(buildKey(swapColors(keyCode)), new T(BLACK)));
 }
 
+template<class T>
+T* Endgames::get(Key key) const {
+
+  typename std::map<Key, T*>::const_iterator it = get<T>().find(key);
+  return it != get<T>().end() ? it->second : NULL;
+}
+
+// Explicit template instantiations
+template EF* Endgames::get<EF>(Key key) const;
+template SF* Endgames::get<SF>(Key key) const;
+
 
 /// Mate with KX vs K. This function is used to evaluate positions with
 /// King and plenty of material vs a lone king. It simply gives the
 /// attacking side a bonus for driving the defending king towards the edge
 /// of the board, and for keeping the distance between the two kings small.
 template<>
-Value EvaluationFunction<KXK>::apply(const Position& pos) const {
+Value Endgame<Value, KXK>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(weakerSide) == VALUE_ZERO);
   assert(pos.piece_count(weakerSide, PAWN) == VALUE_ZERO);
@@ -139,7 +201,7 @@ Value EvaluationFunction<KXK>::apply(const Position& pos) const {
 /// Mate with KBN vs K. This is similar to KX vs K, but we have to drive the
 /// defending king towards a corner square of the right color.
 template<>
-Value EvaluationFunction<KBNK>::apply(const Position& pos) const {
+Value Endgame<Value, KBNK>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(weakerSide) == VALUE_ZERO);
   assert(pos.piece_count(weakerSide, PAWN) == VALUE_ZERO);
@@ -155,7 +217,7 @@ Value EvaluationFunction<KBNK>::apply(const Position& pos) const {
   // kbnk_mate_table() tries to drive toward corners A1 or H8,
   // if we have a bishop that cannot reach the above squares we
   // mirror the kings so to drive enemy toward corners A8 or H1.
-  if (!same_color_squares(bishopSquare, SQ_A1))
+  if (opposite_color_squares(bishopSquare, SQ_A1))
   {
       winnerKSq = flop_square(winnerKSq);
       loserKSq = flop_square(loserKSq);
@@ -171,7 +233,7 @@ Value EvaluationFunction<KBNK>::apply(const Position& pos) const {
 
 /// KP vs K. This endgame is evaluated with the help of a bitbase.
 template<>
-Value EvaluationFunction<KPK>::apply(const Position& pos) const {
+Value Endgame<Value, KPK>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == VALUE_ZERO);
   assert(pos.non_pawn_material(weakerSide) == VALUE_ZERO);
@@ -203,7 +265,7 @@ Value EvaluationFunction<KPK>::apply(const Position& pos) const {
       wpsq = flop_square(wpsq);
   }
 
-  if (!probe_kpk(wksq, wpsq, bksq, stm))
+  if (!probe_kpk_bitbase(wksq, wpsq, bksq, stm))
       return VALUE_DRAW;
 
   Value result =  VALUE_KNOWN_WIN
@@ -219,7 +281,7 @@ Value EvaluationFunction<KPK>::apply(const Position& pos) const {
 /// far advanced with support of the king, while the attacking king is far
 /// away.
 template<>
-Value EvaluationFunction<KRKP>::apply(const Position& pos) const {
+Value Endgame<Value, KRKP>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == RookValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, PAWN) == 0);
@@ -276,7 +338,7 @@ Value EvaluationFunction<KRKP>::apply(const Position& pos) const {
 /// KR vs KB. This is very simple, and always returns drawish scores.  The
 /// score is slightly bigger when the defending king is close to the edge.
 template<>
-Value EvaluationFunction<KRKB>::apply(const Position& pos) const {
+Value Endgame<Value, KRKB>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == RookValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, PAWN) == 0);
@@ -292,7 +354,7 @@ Value EvaluationFunction<KRKB>::apply(const Position& pos) const {
 /// KR vs KN.  The attacking side has slightly better winning chances than
 /// in KR vs KB, particularly if the king and the knight are far apart.
 template<>
-Value EvaluationFunction<KRKN>::apply(const Position& pos) const {
+Value Endgame<Value, KRKN>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == RookValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, PAWN) == 0);
@@ -318,7 +380,7 @@ Value EvaluationFunction<KRKN>::apply(const Position& pos) const {
 /// for the defending side in the search, this is usually sufficient to be
 /// able to win KQ vs KR.
 template<>
-Value EvaluationFunction<KQKR>::apply(const Position& pos) const {
+Value Endgame<Value, KQKR>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == QueenValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, PAWN) == 0);
@@ -337,7 +399,7 @@ Value EvaluationFunction<KQKR>::apply(const Position& pos) const {
 }
 
 template<>
-Value EvaluationFunction<KBBKN>::apply(const Position& pos) const {
+Value Endgame<Value, KBBKN>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.piece_count(strongerSide, BISHOP) == 2);
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == 2*BishopValueMidgame);
@@ -366,12 +428,12 @@ Value EvaluationFunction<KBBKN>::apply(const Position& pos) const {
 /// K and two minors vs K and one or two minors or K and two knights against
 /// king alone are always draw.
 template<>
-Value EvaluationFunction<KmmKm>::apply(const Position&) const {
+Value Endgame<Value, KmmKm>::apply(const Position&) const {
   return VALUE_DRAW;
 }
 
 template<>
-Value EvaluationFunction<KNNK>::apply(const Position&) const {
+Value Endgame<Value, KNNK>::apply(const Position&) const {
   return VALUE_DRAW;
 }
 
@@ -381,7 +443,7 @@ Value EvaluationFunction<KNNK>::apply(const Position&) const {
 /// returned. If not, the return value is SCALE_FACTOR_NONE, i.e. no scaling
 /// will be used.
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KBPsK>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KBPsK>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == BishopValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, BISHOP) == 1);
@@ -401,8 +463,8 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPsK>::apply(const Position& pos) const {
       Square queeningSq = relative_square(strongerSide, make_square(pawnFile, RANK_8));
       Square kingSq = pos.king_square(weakerSide);
 
-      if (  !same_color_squares(queeningSq, bishopSq)
-          && file_distance(square_file(kingSq), pawnFile) <= 1)
+      if (   opposite_color_squares(queeningSq, bishopSq)
+          && abs(square_file(kingSq) - pawnFile) <= 1)
       {
           // The bishop has the wrong color, and the defending king is on the
           // file of the pawn(s) or the neighboring file. Find the rank of the
@@ -435,7 +497,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPsK>::apply(const Position& pos) const {
 /// It tests for fortress draws with a rook on the third rank defended by
 /// a pawn.
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KQKRPs>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KQKRPs>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == QueenValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, QUEEN) == 1);
@@ -446,8 +508,8 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KQKRPs>::apply(const Position& pos) const {
   Square kingSq = pos.king_square(weakerSide);
   if (   relative_rank(weakerSide, kingSq) <= RANK_2
       && relative_rank(weakerSide, pos.king_square(strongerSide)) >= RANK_4
-      && (pos.pieces(ROOK, weakerSide) & relative_rank_bb(weakerSide, RANK_3))
-      && (pos.pieces(PAWN, weakerSide) & relative_rank_bb(weakerSide, RANK_2))
+      && (pos.pieces(ROOK, weakerSide) & rank_bb(relative_rank(weakerSide, RANK_3)))
+      && (pos.pieces(PAWN, weakerSide) & rank_bb(relative_rank(weakerSide, RANK_2)))
       && (pos.attacks_from<KING>(kingSq) & pos.pieces(PAWN, weakerSide)))
   {
       Square rsq = pos.piece_list(weakerSide, ROOK, 0);
@@ -466,7 +528,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KQKRPs>::apply(const Position& pos) const {
 /// It would also be nice to rewrite the actual code for this function,
 /// which is mostly copied from Glaurung 1.x, and not very pretty.
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KRPKR>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KRPKR>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == RookValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, PAWN) == 1);
@@ -584,7 +646,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KRPKR>::apply(const Position& pos) const {
 /// single pattern: If the stronger side has no pawns and the defending king
 /// is actively placed, the position is drawish.
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KRPPKRP>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KRPPKRP>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == RookValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, PAWN) == 2);
@@ -623,7 +685,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KRPPKRP>::apply(const Position& pos) const {
 /// against king. There is just a single rule here: If all pawns are on
 /// the same rook file and are blocked by the defending king, it's a draw.
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KPsK>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KPsK>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == VALUE_ZERO);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, PAWN) >= 2);
@@ -661,7 +723,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KPsK>::apply(const Position& pos) const {
 /// it's a draw. If the two bishops have opposite color, it's almost always
 /// a draw.
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KBPKB>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KBPKB>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == BishopValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, BISHOP) == 1);
@@ -678,12 +740,12 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPKB>::apply(const Position& pos) const {
   // Case 1: Defending king blocks the pawn, and cannot be driven away
   if (   square_file(weakerKingSq) == square_file(pawnSq)
       && relative_rank(strongerSide, pawnSq) < relative_rank(strongerSide, weakerKingSq)
-      && (  !same_color_squares(weakerKingSq, strongerBishopSq)
+      && (   opposite_color_squares(weakerKingSq, strongerBishopSq)
           || relative_rank(strongerSide, weakerKingSq) <= RANK_6))
       return SCALE_FACTOR_ZERO;
 
   // Case 2: Opposite colored bishops
-  if (!same_color_squares(strongerBishopSq, weakerBishopSq))
+  if (opposite_color_squares(strongerBishopSq, weakerBishopSq))
   {
       // We assume that the position is drawn in the following three situations:
       //
@@ -699,11 +761,12 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPKB>::apply(const Position& pos) const {
           return SCALE_FACTOR_ZERO;
       else
       {
-          Bitboard ray = ray_bb(pawnSq, (strongerSide == WHITE)? SIGNED_DIR_N : SIGNED_DIR_S);
-          if (ray & pos.pieces(KING, weakerSide))
+          Bitboard path = squares_in_front_of(strongerSide, pawnSq);
+
+          if (path & pos.pieces(KING, weakerSide))
               return SCALE_FACTOR_ZERO;
 
-          if (  (pos.attacks_from<BISHOP>(weakerBishopSq) & ray)
+          if (  (pos.attacks_from<BISHOP>(weakerBishopSq) & path)
               && square_distance(weakerBishopSq, pawnSq) >= 3)
               return SCALE_FACTOR_ZERO;
       }
@@ -715,7 +778,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPKB>::apply(const Position& pos) const {
 /// KBPPKBScalingFunction scales KBPP vs KB endgames. It detects a few basic
 /// draws with opposite-colored bishops.
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KBPPKB>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KBPPKB>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == BishopValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, BISHOP) == 1);
@@ -727,8 +790,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPPKB>::apply(const Position& pos) const {
   Square wbsq = pos.piece_list(strongerSide, BISHOP, 0);
   Square bbsq = pos.piece_list(weakerSide, BISHOP, 0);
 
-  if (same_color_squares(wbsq, bbsq))
-      // Not opposite-colored bishops, no scaling
+  if (!opposite_color_squares(wbsq, bbsq))
       return SCALE_FACTOR_NONE;
 
   Square ksq = pos.king_square(weakerSide);
@@ -756,7 +818,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPPKB>::apply(const Position& pos) const {
     // some square in the frontmost pawn's path.
     if (   square_file(ksq) == square_file(blockSq1)
         && relative_rank(strongerSide, ksq) >= relative_rank(strongerSide, blockSq1)
-        && !same_color_squares(ksq, wbsq))
+        && opposite_color_squares(ksq, wbsq))
         return SCALE_FACTOR_ZERO;
     else
         return SCALE_FACTOR_NONE;
@@ -766,14 +828,14 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPPKB>::apply(const Position& pos) const {
     // in front of the frontmost pawn's path, and the square diagonally behind
     // this square on the file of the other pawn.
     if (   ksq == blockSq1
-        && !same_color_squares(ksq, wbsq)
+        && opposite_color_squares(ksq, wbsq)
         && (   bbsq == blockSq2
             || (pos.attacks_from<BISHOP>(blockSq2) & pos.pieces(BISHOP, weakerSide))
-            || rank_distance(r1, r2) >= 2))
+            || abs(r1 - r2) >= 2))
         return SCALE_FACTOR_ZERO;
 
     else if (   ksq == blockSq2
-             && !same_color_squares(ksq, wbsq)
+             && opposite_color_squares(ksq, wbsq)
              && (   bbsq == blockSq1
                  || (pos.attacks_from<BISHOP>(blockSq1) & pos.pieces(BISHOP, weakerSide))))
         return SCALE_FACTOR_ZERO;
@@ -792,7 +854,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPPKB>::apply(const Position& pos) const {
 /// square of the king is not of the same color as the stronger side's bishop,
 /// it's a draw.
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KBPKN>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KBPKN>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == BishopValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, BISHOP) == 1);
@@ -807,7 +869,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPKN>::apply(const Position& pos) const {
 
   if (   square_file(weakerKingSq) == square_file(pawnSq)
       && relative_rank(strongerSide, pawnSq) < relative_rank(strongerSide, weakerKingSq)
-      && (  !same_color_squares(weakerKingSq, strongerBishopSq)
+      && (   opposite_color_squares(weakerKingSq, strongerBishopSq)
           || relative_rank(strongerSide, weakerKingSq) <= RANK_6))
       return SCALE_FACTOR_ZERO;
 
@@ -819,7 +881,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KBPKN>::apply(const Position& pos) const {
 /// If the pawn is a rook pawn on the 7th rank and the defending king prevents
 /// the pawn from advancing, the position is drawn.
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KNPK>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KNPK>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == KnightValueMidgame);
   assert(pos.piece_count(strongerSide, KNIGHT) == 1);
@@ -849,7 +911,7 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KNPK>::apply(const Position& pos) const {
 /// advanced and not on a rook file; in this case it is often possible to win
 /// (e.g. 8/4k3/3p4/3P4/6K1/8/8/8 w - - 0 1).
 template<>
-ScaleFactor ScalingFunction<KPKP>::apply(const Position& pos) const {
+ScaleFactor Endgame<ScaleFactor, KPKP>::apply(const Position& pos) const {
 
   assert(pos.non_pawn_material(strongerSide) == VALUE_ZERO);
   assert(pos.non_pawn_material(weakerSide) == VALUE_ZERO);
@@ -889,21 +951,5 @@ ScaleFactor ScalingFunction<KPKP>::apply(const Position& pos) const {
 
   // Probe the KPK bitbase with the weakest side's pawn removed. If it's a
   // draw, it's probably at least a draw even with the pawn.
-  return probe_kpk(wksq, wpsq, bksq, stm) ? SCALE_FACTOR_NONE : SCALE_FACTOR_ZERO;
-}
-
-
-namespace {
-
-  // Probe the KP vs K bitbase
-
-  int probe_kpk(Square wksq, Square wpsq, Square bksq, Color stm) {
-
-    int wp = square_file(wpsq) + 4 * (square_rank(wpsq) - 1);
-    int index = int(stm) + 2 * bksq + 128 * wksq + 8192 * wp;
-
-    assert(index >= 0 && index < 24576 * 8);
-
-    return KPKBitbase[index / 8] & (1 << (index & 7));
-  }
+  return probe_kpk_bitbase(wksq, wpsq, bksq, stm) ? SCALE_FACTOR_NONE : SCALE_FACTOR_ZERO;
 }