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Expose EvalInfo struct to search
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 56bcbc683e521232ba24a016d8d19e8f1759689a..02d740eccbc765b32386592fdab902e2a7c31d3f 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2012 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2013 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
 #include "bitcount.h"
 #include "evaluate.h"
-#include "material.h"
-#include "pawns.h"
 #include "thread.h"
 #include "ucioption.h"
 
-namespace {
+using namespace Eval;
 
-  // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
-  // by the evaluation functions.
-  struct EvalInfo {
-
-    // Pointers to material and pawn hash table entries
-    Material::Entry* mi;
-    Pawns::Entry* pi;
-
-    // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
-    // attacked by a given color and piece type, attackedBy[color][0] contains
-    // all squares attacked by the given color.
-    Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
-
-    // kingRing[color] is the zone around the king which is considered
-    // by the king safety evaluation. This consists of the squares directly
-    // adjacent to the king, and the three (or two, for a king on an edge file)
-    // squares two ranks in front of the king. For instance, if black's king
-    // is on g8, kingRing[BLACK] is a bitboard containing the squares f8, h8,
-    // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
-    Bitboard kingRing[COLOR_NB];
-
-    // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
-    // which attack a square in the kingRing of the enemy king.
-    int kingAttackersCount[COLOR_NB];
-
-    // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weight" of the pieces of the
-    // given color which attack a square in the kingRing of the enemy king. The
-    // weights of the individual piece types are given by the variables
-    // QueenAttackWeight, RookAttackWeight, BishopAttackWeight and
-    // KnightAttackWeight in evaluate.cpp
-    int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
-
-    // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks to squares
-    // directly adjacent to the king of the given color. Pieces which attack
-    // more than one square are counted multiple times. For instance, if black's
-    // king is on g8 and there's a white knight on g5, this knight adds
-    // 2 to kingAdjacentZoneAttacksCount[BLACK].
-    int kingAdjacentZoneAttacksCount[COLOR_NB];
-  };
+namespace {
 
   // Evaluation grain size, must be a power of 2
   const int GrainSize = 8;
 
   // Evaluation weights, initialized from UCI options
-  enum { Mobility, PassedPawns, Space };
-  Score Weights[3];
+  enum { Mobility, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
+  Score Weights[6];
 
   typedef Value V;
   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
@@ -88,7 +48,7 @@ namespace {
   //
   // Values modified by Joona Kiiski
   const Score WeightsInternal[] = {
-      S(252, 344), S(216, 266), S(46, 0)
+      S(289, 344), S(221, 273), S(46, 0), S(271, 0), S(307, 0)
   };
 
   // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains mobility bonuses for middle and
@@ -150,18 +110,18 @@ namespace {
 
   #undef S
 
-  Score BishopPinBonus = make_score(66, 11);
+  const Score BishopPinBonus = make_score(66, 11);
 
   // Bonus for having the side to move (modified by Joona Kiiski)
   const Score Tempo = make_score(24, 11);
 
   // Rooks and queens on the 7th rank
-  const Score RookOn7thBonus  = make_score(3, 20);
-  const Score QueenOn7thBonus = make_score(1,  8);
+  const Score RookOn7thBonus  = make_score(11, 20);
+  const Score QueenOn7thBonus = make_score( 3,  8);
 
   // Rooks and queens attacking pawns on the same rank
-  const Score RookOnPawnBonus  = make_score(3, 48);
-  const Score QueenOnPawnBonus = make_score(1, 40);
+  const Score RookOnPawnBonus  = make_score(10, 28);
+  const Score QueenOnPawnBonus = make_score( 4, 20);
 
   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
   const Score RookOpenFileBonus     = make_score(43, 21);
@@ -171,6 +131,9 @@ namespace {
   // right to castle.
   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 
+  // Penalty for bishop with pawns on the same coloured squares
+  const Score BishopPawnsPenalty = make_score(8, 12);
+
   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
   // happen in Chess960 games.
@@ -197,10 +160,6 @@ namespace {
   // the strength of the enemy attack are added up into an integer, which
   // is used as an index to KingDangerTable[].
   //
-  // King safety evaluation is asymmetrical and different for us (root color)
-  // and for our opponent. These values are used to init KingDangerTable.
-  const int KingDangerWeights[] = { 259, 247 };
-
   // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
   const int KingAttackWeights[] = { 0, 0, 2, 2, 3, 5 };
 
@@ -241,27 +200,27 @@ namespace {
 
   // Function prototypes
   template<bool Trace>
-  Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin);
+  Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei);
 
   template<Color Us>
-  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  void init_eval_info(const Position& pos, Info& ei);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
+  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, Info& ei, Score& mobility);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]);
+  Score evaluate_king(const Position& pos, Info& ei, Value margins[]);
 
   template<Color Us>
-  Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, Info& ei);
 
   template<Color Us>
-  int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  int evaluate_space(const Position& pos, Info& ei);
 
   template<Color Us>
-  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, Info& ei);
 
-  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, Info& ei);
 
   Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf);
   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
@@ -277,8 +236,8 @@ namespace Eval {
   /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
   /// between them based on the remaining material.
 
-  Value evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
-    return do_evaluate<false>(pos, margin);
+  Value evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info* ei) {
+    return do_evaluate<false>(pos, margin, *ei);
   }
 
 
@@ -287,16 +246,11 @@ namespace Eval {
 
   void init() {
 
-    Weights[Mobility]    = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
-    Weights[PassedPawns] = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
-    Weights[Space]       = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
-
-    int KingDanger[] = { KingDangerWeights[0], KingDangerWeights[1] };
-
-    // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety.
-    // We do so by replacing both KingDanger weights by their average.
-    if (Options["UCI_AnalyseMode"])
-        KingDanger[0] = KingDanger[1] = (KingDanger[0] + KingDanger[1]) / 2;
+    Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
+    Weights[PassedPawns]    = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
+    Weights[Space]          = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
+    Weights[KingDangerUs]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightsInternal[KingDangerUs]);
+    Weights[KingDangerThem] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightsInternal[KingDangerThem]);
 
     const int MaxSlope = 30;
     const int Peak = 1280;
@@ -305,11 +259,9 @@ namespace Eval {
     {
         t = std::min(Peak, std::min(int(0.4 * i * i), t + MaxSlope));
 
-        KingDangerTable[0][i] = apply_weight(make_score(t, 0), make_score(KingDanger[0], 0));
-        KingDangerTable[1][i] = apply_weight(make_score(t, 0), make_score(KingDanger[1], 0));
+        KingDangerTable[1][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerUs]);
+        KingDangerTable[0][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerThem]);
     }
-
-    BishopPinBonus = make_score(Options["pin_open"], Options["pin_end"]);
   }
 
 
@@ -321,6 +273,7 @@ namespace Eval {
 
     Value margin;
     std::string totals;
+    Info ei;
 
     Search::RootColor = pos.side_to_move();
 
@@ -328,7 +281,7 @@ namespace Eval {
     TraceStream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
     memset(TracedScores, 0, 2 * 16 * sizeof(Score));
 
-    do_evaluate<true>(pos, margin);
+    do_evaluate<true>(pos, margin, ei);
 
     totals = TraceStream.str();
     TraceStream.str("");
@@ -364,11 +317,10 @@ namespace Eval {
 namespace {
 
 template<bool Trace>
-Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
+Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin, Info& ei) {
 
   assert(!pos.checkers());
 
-  EvalInfo ei;
   Value margins[COLOR_NB];
   Score score, mobilityWhite, mobilityBlack;
   Thread* th = pos.this_thread();
@@ -491,7 +443,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
 
   template<Color Us>
-  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  void init_eval_info(const Position& pos, Info& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -500,7 +452,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
     // Init king safety tables only if we are going to use them
     if (   pos.piece_count(Us, QUEEN)
-        && pos.non_pawn_material(Us) >= QueenValueMg + RookValueMg)
+        && pos.non_pawn_material(Us) > QueenValueMg + PawnValueMg)
     {
         ei.kingRing[Them] = (b | (Us == WHITE ? b >> 8 : b << 8));
         b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
@@ -514,7 +466,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 
   template<PieceType Piece, Color Us>
-  Score evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
+  Score evaluate_outposts(const Position& pos, Info& ei, Square s) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -540,7 +492,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
 
   template<PieceType Piece, Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
+  Score evaluate_pieces(const Position& pos, Info& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
 
     Bitboard b;
     Square s, ksq;
@@ -585,11 +537,17 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
         if (ei.attackedBy[Them][PAWN] & s)
             score -= ThreatenedByPawnPenalty[Piece];
-        else if (Piece == BISHOP && (PseudoAttacks[Piece][pos.king_square(Them)] & s)) {
-             const Bitboard between = BetweenBB[s][pos.king_square(Them)] & pos.pieces();
-             if (!more_than_one(between))
+
+        // Otherwise give a bonus if we are a bishop and can pin a piece or
+        // can give a discovered check through an x-ray attack.
+        else if (    Piece == BISHOP
+                 && (PseudoAttacks[Piece][pos.king_square(Them)] & s)
+                 && !more_than_one(BetweenBB[s][pos.king_square(Them)] & pos.pieces()))
                  score += BishopPinBonus;
-        }
+
+        // Penalty for bishop with same coloured pawns
+        if (Piece == BISHOP)
+            score -= BishopPawnsPenalty * ei.pi->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
 
         // Bishop and knight outposts squares
         if (    (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT)
@@ -683,7 +641,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // and the type of attacked one.
 
   template<Color Us>
-  Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, Info& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -693,7 +651,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     // Undefended minors get penalized even if not under attack
     undefendedMinors =  pos.pieces(Them)
                       & (pos.pieces(BISHOP) | pos.pieces(KNIGHT))
-                      & ~ei.attackedBy[Them][0];
+                      & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
 
     if (undefendedMinors)
         score += UndefendedMinorPenalty;
@@ -701,7 +659,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
     weakEnemies =  pos.pieces(Them)
                  & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
-                 & ei.attackedBy[Us][0];
+                 & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
 
     if (!weakEnemies)
         return score;
@@ -725,7 +683,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // pieces of a given color.
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility) {
+  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, Info& ei, Score& mobility) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -740,9 +698,9 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     score += evaluate_pieces<QUEEN,  Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
 
     // Sum up all attacked squares
-    ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
-                           | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
-                           | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
+    ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
+                                    | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
+                                    | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
     return score;
   }
 
@@ -750,7 +708,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]) {
+  Score evaluate_king(const Position& pos, Info& ei, Value margins[]) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -768,7 +726,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     {
         // Find the attacked squares around the king which has no defenders
         // apart from the king itself
-        undefended = ei.attackedBy[Them][0] & ei.attackedBy[Us][KING];
+        undefended = ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] & ei.attackedBy[Us][KING];
         undefended &= ~(  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
                         | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
                         | ei.attackedBy[Us][QUEEN]);
@@ -816,7 +774,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         }
 
         // Analyse enemy's safe distance checks for sliders and knights
-        safe = ~(pos.pieces(Them) | ei.attackedBy[Us][0]);
+        safe = ~(pos.pieces(Them) | ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
 
         b1 = pos.attacks_from<ROOK>(ksq) & safe;
         b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq) & safe;
@@ -863,7 +821,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
 
   template<Color Us>
-  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, Info& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -903,7 +861,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
             if (pos.is_empty(blockSq))
             {
                 squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
-                defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][0];
+                defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
 
                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
                 // add all X-ray attacks by the rook or queen. Otherwise consider only
@@ -912,7 +870,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
                     && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
                     unsafeSquares = squaresToQueen;
                 else
-                    unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][0] | pos.pieces(Them));
+                    unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
 
                 // If there aren't enemy attacks or pieces along the path to queen give
                 // huge bonus. Even bigger if we protect the pawn's path.
@@ -961,7 +919,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides, this is quite
   // conservative and returns a winning score only when we are very sure that the pawn is winning.
 
-  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, Info& ei) {
 
     Bitboard b, b2, blockers, supporters, queeningPath, candidates;
     Square s, blockSq, queeningSquare;
@@ -989,7 +947,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
             // Compute plies to queening and check direct advancement
             movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(c, s) == RANK_2);
             oppMovesToGo = square_distance(pos.king_square(~c), queeningSquare) - int(c != pos.side_to_move());
-            pathDefended = ((ei.attackedBy[c][0] & queeningPath) == queeningPath);
+            pathDefended = ((ei.attackedBy[c][ALL_PIECES] & queeningPath) == queeningPath);
 
             if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
                 continue;
@@ -1126,7 +1084,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
   // material hash table. The aim is to improve play on game opening.
   template<Color Us>
-  int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  int evaluate_space(const Position& pos, Info& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -1136,7 +1094,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     Bitboard safe =   SpaceMask[Us]
                    & ~pos.pieces(Us, PAWN)
                    & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
-                   & (ei.attackedBy[Us][0] | ~ei.attackedBy[Them][0]);
+                   & (ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
 
     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly pawn
     Bitboard behind = pos.pieces(Us, PAWN);