]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Simplify NNUE / classical evaluation selection
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index c137fab5ad53b3197a793b97a9c860f4d65408ad..0e66fea62b2f56c7bd4bb9f25fb7f6f95c8ef4c5 100644 (file)
 #include "misc.h"
 #include "pawns.h"
 #include "thread.h"
+#include "timeman.h"
 #include "uci.h"
 #include "incbin/incbin.h"
 
 
-// Macro to embed the default NNUE file data in the engine binary (using incbin.h, by Dale Weiler).
+// Macro to embed the default efficiently updatable neural network (NNUE) file
+// data in the engine binary (using incbin.h, by Dale Weiler).
 // This macro invocation will declare the following three variables
 //     const unsigned char        gEmbeddedNNUEData[];  // a pointer to the embedded data
 //     const unsigned char *const gEmbeddedNNUEEnd;     // a marker to the end
 //     const unsigned int         gEmbeddedNNUESize;    // the size of the embedded file
-// Note that this does not work in Microsof Visual Studio.
+// Note that this does not work in Microsoft Visual Studio.
 #if !defined(_MSC_VER) && !defined(NNUE_EMBEDDING_OFF)
   INCBIN(EmbeddedNNUE, EvalFileDefaultName);
 #else
 
 
 using namespace std;
-using namespace Eval::NNUE;
+
+namespace Stockfish {
 
 namespace Eval {
 
   bool useNNUE;
   string eval_file_loaded = "None";
 
-  /// NNUE::init() tries to load a nnue network at startup time, or when the engine
+  /// NNUE::init() tries to load a NNUE network at startup time, or when the engine
   /// receives a UCI command "setoption name EvalFile value nn-[a-z0-9]{12}.nnue"
-  /// The name of the nnue network is always retrieved from the EvalFile option.
+  /// The name of the NNUE network is always retrieved from the EvalFile option.
   /// We search the given network in three locations: internally (the default
   /// network may be embedded in the binary), in the active working directory and
   /// in the engine directory. Distro packagers may define the DEFAULT_NNUE_DIRECTORY
@@ -111,6 +114,30 @@ namespace Eval {
         }
   }
 
+  /// NNUE::export_net() exports the currently loaded network to a file
+  void NNUE::export_net(const std::optional<std::string>& filename) {
+    std::string actualFilename;
+
+    if (filename.has_value())
+        actualFilename = filename.value();
+    else
+    {
+        if (eval_file_loaded != EvalFileDefaultName)
+        {
+             sync_cout << "Failed to export a net. A non-embedded net can only be saved if the filename is specified." << sync_endl;
+             return;
+        }
+        actualFilename = EvalFileDefaultName;
+    }
+
+    ofstream stream(actualFilename, std::ios_base::binary);
+
+    if (save_eval(stream))
+        sync_cout << "Network saved successfully to " << actualFilename << "." << sync_endl;
+    else
+        sync_cout << "Failed to export a net." << sync_endl;
+  }
+
   /// NNUE::verify() verifies that the last net used was loaded successfully
   void NNUE::verify() {
 
@@ -187,11 +214,10 @@ using namespace Trace;
 namespace {
 
   // Threshold for lazy and space evaluation
-  constexpr Value LazyThreshold1 =  Value(1565);
-  constexpr Value LazyThreshold2 =  Value(1102);
-  constexpr Value SpaceThreshold = Value(11551);
-  constexpr Value NNUEThreshold1 =   Value(682);
-  constexpr Value NNUEThreshold2 =   Value(176);
+  constexpr Value LazyThreshold1    =  Value(1565);
+  constexpr Value LazyThreshold2    =  Value(1102);
+  constexpr Value SpaceThreshold    = Value(11551);
+  constexpr Value NNUEThreshold1    =   Value(800);
 
   // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
   constexpr int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 81, 52, 44, 10 };
@@ -225,7 +251,7 @@ namespace {
   // BishopPawns[distance from edge] contains a file-dependent penalty for pawns on
   // squares of the same color as our bishop.
   constexpr Score BishopPawns[int(FILE_NB) / 2] = {
-    S(3, 8), S(3, 9), S(1, 8), S(3, 7)
+    S(3, 8), S(3, 9), S(2, 8), S(3, 8)
   };
 
   // KingProtector[knight/bishop] contains penalty for each distance unit to own king
@@ -233,7 +259,7 @@ namespace {
 
   // Outpost[knight/bishop] contains bonuses for each knight or bishop occupying a
   // pawn protected square on rank 4 to 6 which is also safe from a pawn attack.
-  constexpr Score Outpost[] = { S(56, 34), S(31, 23) };
+  constexpr Score Outpost[] = { S(57, 38), S(31, 24) };
 
   // PassedRank[Rank] contains a bonus according to the rank of a passed pawn
   constexpr Score PassedRank[RANK_NB] = {
@@ -254,11 +280,12 @@ namespace {
     S(0, 0), S(3, 44), S(37, 68), S(42, 60), S(0, 39), S(58, 43)
   };
 
+  constexpr Value CorneredBishop = Value(50);
+
   // Assorted bonuses and penalties
-  constexpr Score BadOutpost          = S( -7, 36);
+  constexpr Score UncontestedOutpost  = S(  1, 10);
   constexpr Score BishopOnKingRing    = S( 24,  0);
   constexpr Score BishopXRayPawns     = S(  4,  5);
-  constexpr Score CorneredBishop      = S( 50, 50);
   constexpr Score FlankAttacks        = S(  8,  0);
   constexpr Score Hanging             = S( 69, 36);
   constexpr Score KnightOnQueen       = S( 16, 11);
@@ -393,8 +420,9 @@ namespace {
 
     attackedBy[Us][Pt] = 0;
 
-    while (b1) {
-        Square s = pop_lsb(&b1);
+    while (b1)
+    {
+        Square s = pop_lsb(b1);
 
         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
         b = Pt == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN))
@@ -422,13 +450,12 @@ namespace {
             score += BishopOnKingRing;
 
         int mob = popcount(b & mobilityArea[Us]);
-
         mobility[Us] += MobilityBonus[Pt - 2][mob];
 
         if (Pt == BISHOP || Pt == KNIGHT)
         {
             // Bonus if the piece is on an outpost square or can reach one
-            // Reduced bonus for knights (BadOutpost) if few relevant targets
+            // Bonus for knights (UncontestedOutpost) if few relevant targets
             bb = OutpostRanks & (attackedBy[Us][PAWN] | shift<Down>(pos.pieces(PAWN)))
                               & ~pe->pawn_attacks_span(Them);
             Bitboard targets = pos.pieces(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
@@ -437,7 +464,7 @@ namespace {
                 && bb & s & ~CenterFiles // on a side outpost
                 && !(b & targets)        // no relevant attacks
                 && (!more_than_one(targets & (s & QueenSide ? QueenSide : KingSide))))
-                score += BadOutpost;
+                score += UncontestedOutpost * popcount(pos.pieces(PAWN) & (s & QueenSide ? QueenSide : KingSide));
             else if (bb & s)
                 score += Outpost[Pt == BISHOP];
             else if (Pt == KNIGHT && bb & b & ~pos.pieces(Us))
@@ -450,7 +477,7 @@ namespace {
             // Penalty if the piece is far from the king
             score -= KingProtector[Pt == BISHOP] * distance(pos.square<KING>(Us), s);
 
-            if (Pt == BISHOP)
+            if constexpr (Pt == BISHOP)
             {
                 // Penalty according to the number of our pawns on the same color square as the
                 // bishop, bigger when the center files are blocked with pawns and smaller
@@ -475,14 +502,13 @@ namespace {
                 {
                     Direction d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? EAST : WEST);
                     if (pos.piece_on(s + d) == make_piece(Us, PAWN))
-                        score -= !pos.empty(s + d + pawn_push(Us))                ? CorneredBishop * 4
-                                : pos.piece_on(s + d + d) == make_piece(Us, PAWN) ? CorneredBishop * 2
-                                                                                  : CorneredBishop;
+                        score -= !pos.empty(s + d + pawn_push(Us)) ? 4 * make_score(CorneredBishop, CorneredBishop)
+                                                                   : 3 * make_score(CorneredBishop, CorneredBishop);
                 }
             }
         }
 
-        if (Pt == ROOK)
+        if constexpr (Pt == ROOK)
         {
             // Bonuses for rook on a (semi-)open or closed file
             if (pos.is_on_semiopen_file(Us, s))
@@ -509,7 +535,7 @@ namespace {
             }
         }
 
-        if (Pt == QUEEN)
+        if constexpr (Pt == QUEEN)
         {
             // Penalty if any relative pin or discovered attack against the queen
             Bitboard queenPinners;
@@ -517,7 +543,7 @@ namespace {
                 score -= WeakQueen;
         }
     }
-    if (T)
+    if constexpr (T)
         Trace::add(Pt, Us, score);
 
     return score;
@@ -617,7 +643,7 @@ namespace {
     // Penalty if king flank is under attack, potentially moving toward the king
     score -= FlankAttacks * kingFlankAttack;
 
-    if (T)
+    if constexpr (T)
         Trace::add(KING, Us, score);
 
     return score;
@@ -656,11 +682,11 @@ namespace {
     {
         b = (defended | weak) & (attackedBy[Us][KNIGHT] | attackedBy[Us][BISHOP]);
         while (b)
-            score += ThreatByMinor[type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&b)))];
+            score += ThreatByMinor[type_of(pos.piece_on(pop_lsb(b)))];
 
         b = weak & attackedBy[Us][ROOK];
         while (b)
-            score += ThreatByRook[type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&b)))];
+            score += ThreatByRook[type_of(pos.piece_on(pop_lsb(b)))];
 
         if (weak & attackedBy[Us][KING])
             score += ThreatByKing;
@@ -718,7 +744,7 @@ namespace {
         score += SliderOnQueen * popcount(b & safe & attackedBy2[Us]) * (1 + queenImbalance);
     }
 
-    if (T)
+    if constexpr (T)
         Trace::add(THREAT, Us, score);
 
     return score;
@@ -758,7 +784,7 @@ namespace {
 
     while (b)
     {
-        Square s = pop_lsb(&b);
+        Square s = pop_lsb(b);
 
         assert(!(pos.pieces(Them, PAWN) & forward_file_bb(Us, s + Up)));
 
@@ -811,7 +837,7 @@ namespace {
         score += bonus - PassedFile * edge_distance(file_of(s));
     }
 
-    if (T)
+    if constexpr (T)
         Trace::add(PASSED, Us, score);
 
     return score;
@@ -852,7 +878,7 @@ namespace {
     int weight = pos.count<ALL_PIECES>(Us) - 3 + std::min(pe->blocked_count(), 9);
     Score score = make_score(bonus * weight * weight / 16, 0);
 
-    if (T)
+    if constexpr (T)
         Trace::add(SPACE, Us, score);
 
     return score;
@@ -904,7 +930,7 @@ namespace {
     Color strongSide = eg > VALUE_DRAW ? WHITE : BLACK;
     int sf = me->scale_factor(pos, strongSide);
 
-    // If scale factor is not already specific, scale down via general heuristics
+    // If scale factor is not already specific, scale up/down via general heuristics
     if (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL)
     {
         if (pos.opposite_bishops())
@@ -947,7 +973,7 @@ namespace {
        + eg * int(PHASE_MIDGAME - me->game_phase()) * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
     v /= PHASE_MIDGAME;
 
-    if (T)
+    if constexpr (T)
     {
         Trace::add(WINNABLE, make_score(u, eg * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL - eg_value(score)));
         Trace::add(TOTAL, make_score(mg, eg * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL));
@@ -1019,7 +1045,7 @@ make_v:
     Value v = winnable(score);
 
     // In case of tracing add all remaining individual evaluation terms
-    if (T)
+    if constexpr (T)
     {
         Trace::add(MATERIAL, pos.psq_score());
         Trace::add(IMBALANCE, me->imbalance());
@@ -1031,12 +1057,48 @@ make_v:
     v = (v / 16) * 16;
 
     // Side to move point of view
-    v = (pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v) + Tempo;
+    v = (pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v);
 
     return v;
   }
 
-} // namespace
+
+  /// Fisher Random Chess: correction for cornered bishops, to fix chess960 play with NNUE
+
+  Value fix_FRC(const Position& pos) {
+
+    constexpr Bitboard Corners =  1ULL << SQ_A1 | 1ULL << SQ_H1 | 1ULL << SQ_A8 | 1ULL << SQ_H8;
+
+    if (!(pos.pieces(BISHOP) & Corners))
+        return VALUE_ZERO;
+
+    int correction = 0;
+
+    if (   pos.piece_on(SQ_A1) == W_BISHOP
+        && pos.piece_on(SQ_B2) == W_PAWN)
+        correction += !pos.empty(SQ_B3) ? -CorneredBishop * 4
+                                        : -CorneredBishop * 3;
+
+    if (   pos.piece_on(SQ_H1) == W_BISHOP
+        && pos.piece_on(SQ_G2) == W_PAWN)
+        correction += !pos.empty(SQ_G3) ? -CorneredBishop * 4
+                                        : -CorneredBishop * 3;
+
+    if (   pos.piece_on(SQ_A8) == B_BISHOP
+        && pos.piece_on(SQ_B7) == B_PAWN)
+        correction += !pos.empty(SQ_B6) ? CorneredBishop * 4
+                                        : CorneredBishop * 3;
+
+    if (   pos.piece_on(SQ_H8) == B_BISHOP
+        && pos.piece_on(SQ_G7) == B_PAWN)
+        correction += !pos.empty(SQ_G6) ? CorneredBishop * 4
+                                        : CorneredBishop * 3;
+
+    return pos.side_to_move() == WHITE ?  Value(correction)
+                                       : -Value(correction);
+  }
+
+} // namespace Eval
 
 
 /// evaluate() is the evaluator for the outer world. It returns a static
@@ -1051,32 +1113,27 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
   else
   {
       // Scale and shift NNUE for compatibility with search and classical evaluation
-      auto  adjusted_NNUE = [&](){
-         int mat = pos.non_pawn_material() + PawnValueMg * pos.count<PAWN>();
-         return NNUE::evaluate(pos) * (679 + mat / 32) / 1024 + Tempo;
+      auto  adjusted_NNUE = [&]()
+      {
+
+         int scale = 903 + 28 * pos.count<PAWN>() + 28 * pos.non_pawn_material() / 1024;
+
+         Value nnue = NNUE::evaluate(pos, true) * scale / 1024;
+
+         if (pos.is_chess960())
+             nnue += fix_FRC(pos);
+
+         return nnue;
       };
 
-      // If there is PSQ imbalance use classical eval, with small probability if it is small
+      // If there is PSQ imbalance we use the classical eval.
       Value psq = Value(abs(eg_value(pos.psq_score())));
       int   r50 = 16 + pos.rule50_count();
       bool  largePsq = psq * 16 > (NNUEThreshold1 + pos.non_pawn_material() / 64) * r50;
-      bool  classical = largePsq || (psq > PawnValueMg / 4 && !(pos.this_thread()->nodes & 0xB));
-
-      // Use classical evaluation for really low piece endgames.
-      // The most critical case is a bishop + A/H file pawn vs naked king draw.
-      bool strongClassical = pos.non_pawn_material() < 2 * RookValueMg && pos.count<PAWN>() < 2;
-
-      v = classical || strongClassical ? Evaluation<NO_TRACE>(pos).value() : adjusted_NNUE();
-
-      // If the classical eval is small and imbalance large, use NNUE nevertheless.
-      // For the case of opposite colored bishops, switch to NNUE eval with
-      // small probability if the classical eval is less than the threshold.
-      if (   largePsq && !strongClassical
-          && (   abs(v) * 16 < NNUEThreshold2 * r50
-              || (   pos.opposite_bishops()
-                  && abs(v) * 16 < (NNUEThreshold1 + pos.non_pawn_material() / 64) * r50
-                  && !(pos.this_thread()->nodes & 0xB))))
-          v = adjusted_NNUE();
+
+      v = largePsq ? Evaluation<NO_TRACE>(pos).value()  // classical
+                   : adjusted_NNUE();                   // NNUE
+
   }
 
   // Damp down the evaluation linearly when shuffling
@@ -1146,3 +1203,5 @@ std::string Eval::trace(const Position& pos) {
 
   return ss.str();
 }
+
+} // namespace Stockfish