]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
join scale_factor, initiative and mg+eg reduction
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index cbcebd045f684d392975bbe7373648d6e152b09c..12a4c7bff10d15e0b73ed837e93a9d154fafda00 100644 (file)
@@ -35,7 +35,7 @@ namespace Trace {
   enum Tracing { NO_TRACE, TRACE };
 
   enum Term { // The first 8 entries are reserved for PieceType
-    MATERIAL = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, INITIATIVE, TOTAL, TERM_NB
+    MATERIAL = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, WINNABLE, TOTAL, TERM_NB
   };
 
   Score scores[TERM_NB][COLOR_NB];
@@ -59,7 +59,7 @@ namespace Trace {
 
   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Term t) {
 
-    if (t == MATERIAL || t == IMBALANCE || t == INITIATIVE || t == TOTAL)
+    if (t == MATERIAL || t == IMBALANCE || t == WINNABLE || t == TOTAL)
         os << " ----  ----"    << " | " << " ----  ----";
     else
         os << scores[t][WHITE] << " | " << scores[t][BLACK];
@@ -81,25 +81,25 @@ namespace {
   constexpr int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 81, 52, 44, 10 };
 
   // Penalties for enemy's safe checks
-  constexpr int QueenSafeCheck  = 780;
-  constexpr int RookSafeCheck   = 1078;
-  constexpr int BishopSafeCheck = 635;
-  constexpr int KnightSafeCheck = 790;
+  constexpr int QueenSafeCheck  = 772;
+  constexpr int RookSafeCheck   = 1084;
+  constexpr int BishopSafeCheck = 645;
+  constexpr int KnightSafeCheck = 792;
 
 #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
 
   // MobilityBonus[PieceType-2][attacked] contains bonuses for middle and end game,
   // indexed by piece type and number of attacked squares in the mobility area.
   constexpr Score MobilityBonus[][32] = {
-    { S(-62,-81), S(-53,-56), S(-12,-30), S( -4,-14), S(  3,  8), S( 13, 15), // Knight
-      S( 22, 23), S( 28, 27), S( 33, 33) },
+    { S(-62,-81), S(-53,-56), S(-12,-31), S( -4,-16), S(  3,  5), S( 13, 11), // Knight
+      S( 22, 17), S( 28, 20), S( 33, 25) },
     { S(-48,-59), S(-20,-23), S( 16, -3), S( 26, 13), S( 38, 24), S( 51, 42), // Bishop
       S( 55, 54), S( 63, 57), S( 63, 65), S( 68, 73), S( 81, 78), S( 81, 86),
       S( 91, 88), S( 98, 97) },
     { S(-60,-78), S(-20,-17), S(  2, 23), S(  3, 39), S(  3, 70), S( 11, 99), // Rook
       S( 22,103), S( 31,121), S( 40,134), S( 40,139), S( 41,158), S( 48,164),
       S( 57,168), S( 57,169), S( 62,172) },
-    { S(-34,-36), S(-15,-21), S(-10, -1), S(-10, 22), S( 20, 41), S( 23, 56), // Queen
+    { S(-30,-48), S(-12,-30), S( -8, -7), S( -9, 19), S( 20, 40), S( 23, 55), // Queen
       S( 23, 59), S( 35, 75), S( 38, 78), S( 53, 96), S( 64, 96), S( 65,100),
       S( 65,121), S( 66,127), S( 67,131), S( 67,133), S( 72,136), S( 72,141),
       S( 77,147), S( 79,150), S( 93,151), S(108,168), S(108,168), S(108,171),
@@ -128,17 +128,23 @@ namespace {
 
   // Assorted bonuses and penalties
   constexpr Score BishopPawns         = S(  3,  7);
+  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 KingProtector       = S(  7,  8);
+  constexpr Score BishopKingProtector = S(  6,  9);
+  constexpr Score KnightKingProtector = S(  8,  9);
   constexpr Score KnightOnQueen       = S( 16, 11);
   constexpr Score LongDiagonalBishop  = S( 45,  0);
   constexpr Score MinorBehindPawn     = S( 18,  3);
-  constexpr Score Outpost             = S( 30, 21);
+  constexpr Score KnightOutpost       = S( 56, 36);
+  constexpr Score BishopOutpost       = S( 30, 23);
+  constexpr Score ReachableOutpost    = S( 31, 22);
   constexpr Score PassedFile          = S( 11,  8);
   constexpr Score PawnlessFlank       = S( 17, 95);
   constexpr Score RestrictedPiece     = S(  7,  7);
+  constexpr Score RookOnKingRing      = S( 16,  0);
   constexpr Score RookOnQueenFile     = S(  5,  9);
   constexpr Score SliderOnQueen       = S( 59, 18);
   constexpr Score ThreatByKing        = S( 24, 89);
@@ -167,8 +173,7 @@ namespace {
     template<Color Us> Score threats() const;
     template<Color Us> Score passed() const;
     template<Color Us> Score space() const;
-    ScaleFactor scale_factor(Value eg) const;
-    Score initiative(Score score) const;
+    Value winnable(Score score) const;
 
     const Position& pos;
     Material::Entry* me;
@@ -230,7 +235,7 @@ namespace {
     mobilityArea[Us] = ~(b | pos.pieces(Us, KING, QUEEN) | pos.blockers_for_king(Us) | pe->pawn_attacks(Them));
 
     // Initialize attackedBy[] for king and pawns
-    attackedBy[Us][KING] = pos.attacks_from<KING>(ksq);
+    attackedBy[Us][KING] = attacks_bb<KING>(ksq);
     attackedBy[Us][PAWN] = pe->pawn_attacks(Us);
     attackedBy[Us][ALL_PIECES] = attackedBy[Us][KING] | attackedBy[Us][PAWN];
     attackedBy2[Us] = dblAttackByPawn | (attackedBy[Us][KING] & attackedBy[Us][PAWN]);
@@ -238,7 +243,7 @@ namespace {
     // Init our king safety tables
     Square s = make_square(Utility::clamp(file_of(ksq), FILE_B, FILE_G),
                            Utility::clamp(rank_of(ksq), RANK_2, RANK_7));
-    kingRing[Us] = PseudoAttacks[KING][s] | s;
+    kingRing[Us] = attacks_bb<KING>(s) | s;
 
     kingAttackersCount[Them] = popcount(kingRing[Us] & pe->pawn_attacks(Them));
     kingAttacksCount[Them] = kingAttackersWeight[Them] = 0;
@@ -268,7 +273,7 @@ namespace {
         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
         b = Pt == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN))
           : Pt ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN) ^ pos.pieces(Us, ROOK))
-                         : pos.attacks_from<Pt>(s);
+                         : attacks_bb<Pt>(s, pos.pieces());
 
         if (pos.blockers_for_king(Us) & s)
             b &= LineBB[pos.square<KING>(Us)][s];
@@ -284,6 +289,12 @@ namespace {
             kingAttacksCount[Us] += popcount(b & attackedBy[Them][KING]);
         }
 
+        else if (Pt == ROOK && (file_bb(s) & kingRing[Them]))
+            score += RookOnKingRing;
+
+        else if (Pt == BISHOP && (attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces(PAWN)) & kingRing[Them]))
+            score += BishopOnKingRing;
+
         int mob = popcount(b & mobilityArea[Us]);
 
         mobility[Us] += MobilityBonus[Pt - 2][mob];
@@ -293,21 +304,21 @@ namespace {
             // Bonus if piece is on an outpost square or can reach one
             bb = OutpostRanks & attackedBy[Us][PAWN] & ~pe->pawn_attacks_span(Them);
             if (bb & s)
-                score += Outpost * (Pt == KNIGHT ? 2 : 1);
-
+                score += (Pt == KNIGHT) ? KnightOutpost : BishopOutpost;
             else if (Pt == KNIGHT && bb & b & ~pos.pieces(Us))
-                score += Outpost;
+                score += ReachableOutpost;
 
             // Bonus for a knight or bishop shielded by pawn
             if (shift<Down>(pos.pieces(PAWN)) & s)
                 score += MinorBehindPawn;
 
             // Penalty if the piece is far from the king
-            score -= KingProtector * distance(pos.square<KING>(Us), s);
+            score -= (Pt == KNIGHT ? KnightKingProtector
+                                   : BishopKingProtector) * distance(pos.square<KING>(Us), s);
 
             if (Pt == BISHOP)
             {
-                // Penalty according to number of pawns on the same color square as the
+                // 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
                 // when the bishop is outside the pawn chain.
                 Bitboard blocked = pos.pieces(Us, PAWN) & shift<Down>(pos.pieces());
@@ -315,6 +326,9 @@ namespace {
                 score -= BishopPawns * pos.pawns_on_same_color_squares(Us, s)
                                      * (!(attackedBy[Us][PAWN] & s) + popcount(blocked & CenterFiles));
 
+                // Penalty for all enemy pawns x-rayed
+                score -= BishopXRayPawns * popcount(attacks_bb<BISHOP>(s) & pos.pieces(Them, PAWN));
+
                 // Bonus for bishop on a long diagonal which can "see" both center squares
                 if (more_than_one(attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces(PAWN)) & Center))
                     score += LongDiagonalBishop;
@@ -399,7 +413,7 @@ namespace {
     // Enemy rooks checks
     rookChecks = b1 & safe & attackedBy[Them][ROOK];
     if (rookChecks)
-        kingDanger += more_than_one(rookChecks) ? RookSafeCheck * 3/2
+        kingDanger += more_than_one(rookChecks) ? RookSafeCheck * 175/100
                                                 : RookSafeCheck;
     else
         unsafeChecks |= b1 & attackedBy[Them][ROOK];
@@ -412,7 +426,7 @@ namespace {
                  & ~attackedBy[Us][QUEEN]
                  & ~rookChecks;
     if (queenChecks)
-        kingDanger += more_than_one(queenChecks) ? QueenSafeCheck * 3/2
+        kingDanger += more_than_one(queenChecks) ? QueenSafeCheck * 145/100
                                                  : QueenSafeCheck;
 
     // Enemy bishops checks: we count them only if they are from squares from
@@ -428,9 +442,9 @@ namespace {
         unsafeChecks |= b2 & attackedBy[Them][BISHOP];
 
     // Enemy knights checks
-    knightChecks = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & attackedBy[Them][KNIGHT];
+    knightChecks = attacks_bb<KNIGHT>(ksq) & attackedBy[Them][KNIGHT];
     if (knightChecks & safe)
-        kingDanger += more_than_one(knightChecks & safe) ? KnightSafeCheck * 3/2
+        kingDanger += more_than_one(knightChecks & safe) ? KnightSafeCheck * 162/100
                                                          : KnightSafeCheck;
     else
         unsafeChecks |= knightChecks;
@@ -554,12 +568,12 @@ namespace {
         Square s = pos.square<QUEEN>(Them);
         safe = mobilityArea[Us] & ~stronglyProtected;
 
-        b = attackedBy[Us][KNIGHT] & pos.attacks_from<KNIGHT>(s);
+        b = attackedBy[Us][KNIGHT] & attacks_bb<KNIGHT>(s);
 
         score += KnightOnQueen * popcount(b & safe);
 
-        b =  (attackedBy[Us][BISHOP] & pos.attacks_from<BISHOP>(s))
-           | (attackedBy[Us][ROOK  ] & pos.attacks_from<ROOK  >(s));
+        b =  (attackedBy[Us][BISHOP] & attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces()))
+           | (attackedBy[Us][ROOK  ] & attacks_bb<ROOK  >(s, pos.pieces()));
 
         score += SliderOnQueen * popcount(b & safe & attackedBy2[Us]);
     }
@@ -584,25 +598,22 @@ namespace {
       return std::min(distance(pos.square<KING>(c), s), 5);
     };
 
-    Bitboard b, bb, squaresToQueen, unsafeSquares, candidatePassers, leverable;
+    Bitboard b, bb, squaresToQueen, unsafeSquares, blockedPassers, helpers;
     Score score = SCORE_ZERO;
 
     b = pe->passed_pawns(Us);
 
-    candidatePassers = b & shift<Down>(pos.pieces(Them, PAWN));
-    if (candidatePassers)
+    blockedPassers = b & shift<Down>(pos.pieces(Them, PAWN));
+    if (blockedPassers)
     {
-        // Can we lever the blocker of a candidate passer?
-        leverable =  shift<Up>(pos.pieces(Us, PAWN))
-                   & ~pos.pieces(Them)
-                   & (~attackedBy2[Them] | attackedBy[Us][ALL_PIECES])
-                   & (~(attackedBy[Them][KNIGHT] | attackedBy[Them][BISHOP])
-                     | (attackedBy[Us  ][KNIGHT] | attackedBy[Us  ][BISHOP]));
-
-        // Remove candidate otherwise
-        b &= ~candidatePassers
-            | shift<WEST>(leverable)
-            | shift<EAST>(leverable);
+        helpers =  shift<Up>(pos.pieces(Us, PAWN))
+                 & ~pos.pieces(Them)
+                 & (~attackedBy2[Them] | attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
+
+        // Remove blocked candidate passers that don't have help to pass
+        b &=  ~blockedPassers
+            | shift<WEST>(helpers)
+            | shift<EAST>(helpers);
     }
 
     while (b)
@@ -705,12 +716,12 @@ namespace {
   }
 
 
-  // Evaluation::initiative() computes the initiative correction value
-  // for the position. It is a second order bonus/malus based on the
+  // Evaluation::winnable() adjusts the mg and eg score components based on the
   // known attacking/defending status of the players.
+  // A single value is derived from the mg and eg values and returned.
 
   template<Tracing T>
-  Score Evaluation<T>::initiative(Score score) const {
+  Value Evaluation<T>::winnable(Score score) const {
 
     int outflanking =  distance<File>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK))
                      - distance<Rank>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK));
@@ -726,12 +737,13 @@ namespace {
 
     // Compute the initiative bonus for the attacking side
     int complexity =   9 * pe->passed_count()
-                    + 11 * pos.count<PAWN>()
+                    + 12 * pos.count<PAWN>()
                     +  9 * outflanking
                     + 21 * pawnsOnBothFlanks
                     + 24 * infiltration
                     + 51 * !pos.non_pawn_material()
                     - 43 * almostUnwinnable
+                    -  2 * pos.rule50_count()
                     -110 ;
 
     Value mg = mg_value(score);
@@ -740,20 +752,13 @@ namespace {
     // Now apply the bonus: note that we find the attacking side by extracting the
     // sign of the midgame or endgame values, and that we carefully cap the bonus
     // so that the midgame and endgame scores do not change sign after the bonus.
-    int u = ((mg > 0) - (mg < 0)) * std::max(std::min(complexity + 50, 0), -abs(mg));
+    int u = ((mg > 0) - (mg < 0)) * Utility::clamp(complexity + 50, -abs(mg), 0);
     int v = ((eg > 0) - (eg < 0)) * std::max(complexity, -abs(eg));
 
-    if (T)
-        Trace::add(INITIATIVE, make_score(u, v));
-
-    return make_score(u, v);
-  }
-
-
-  // Evaluation::scale_factor() computes the scale factor for the winning side
+    mg += u;
+    eg += v;
 
-  template<Tracing T>
-  ScaleFactor Evaluation<T>::scale_factor(Value eg) const {
+    // Compute the scale factor for the winning side
 
     Color strongSide = eg > VALUE_DRAW ? WHITE : BLACK;
     int sf = me->scale_factor(pos, strongSide);
@@ -765,17 +770,26 @@ namespace {
         {
             if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
                 && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
-                sf = 22;
+                sf = 18 + 4 * popcount(pe->passed_pawns(strongSide));
             else
                 sf = 22 + 3 * pos.count<ALL_PIECES>(strongSide);
         }
         else
             sf = std::min(sf, 36 + 7 * pos.count<PAWN>(strongSide));
+    }
 
-        sf = std::max(0, sf - (pos.rule50_count() - 12) / 4);
+    // Interpolate between the middlegame and (scaled by 'sf') endgame score
+    v =  mg * int(me->game_phase())
+       + eg * int(PHASE_MIDGAME - me->game_phase()) * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
+    v /= PHASE_MIDGAME;
+
+    if (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));
     }
 
-    return ScaleFactor(sf);
+    return Value(v);
   }
 
 
@@ -815,7 +829,8 @@ namespace {
     initialize<WHITE>();
     initialize<BLACK>();
 
-    // Pieces should be evaluated first (populate attack tables)
+    // Pieces evaluated first (also populates attackedBy, attackedBy2).
+    // Note that the order of evaluation of the terms is left unspecified
     score +=  pieces<WHITE, KNIGHT>() - pieces<BLACK, KNIGHT>()
             + pieces<WHITE, BISHOP>() - pieces<BLACK, BISHOP>()
             + pieces<WHITE, ROOK  >() - pieces<BLACK, ROOK  >()
@@ -823,19 +838,14 @@ namespace {
 
     score += mobility[WHITE] - mobility[BLACK];
 
+    // More complex interactions that require fully populated attack bitboards
     score +=  king<   WHITE>() - king<   BLACK>()
             + threats<WHITE>() - threats<BLACK>()
             + passed< WHITE>() - passed< BLACK>()
             + space<  WHITE>() - space<  BLACK>();
 
-    score += initiative(score);
-
-    // Interpolate between a middlegame and a (scaled by 'sf') endgame score
-    ScaleFactor sf = scale_factor(eg_value(score));
-    v =  mg_value(score) * int(me->game_phase())
-       + eg_value(score) * int(PHASE_MIDGAME - me->game_phase()) * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL;
-
-    v /= PHASE_MIDGAME;
+    // Derive single value from mg and eg parts of score
+    v = winnable(score);
 
     // In case of tracing add all remaining individual evaluation terms
     if (T)
@@ -844,10 +854,10 @@ namespace {
         Trace::add(IMBALANCE, me->imbalance());
         Trace::add(PAWN, pe->pawn_score(WHITE), pe->pawn_score(BLACK));
         Trace::add(MOBILITY, mobility[WHITE], mobility[BLACK]);
-        Trace::add(TOTAL, score);
     }
 
-    return  (pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v) + Tempo; // Side to move point of view
+    // Side to move point of view
+    return (pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v) + Tempo;
   }
 
 } // namespace
@@ -895,11 +905,11 @@ std::string Eval::trace(const Position& pos) {
      << "     Threats | " << Term(THREAT)
      << "      Passed | " << Term(PASSED)
      << "       Space | " << Term(SPACE)
-     << "  Initiative | " << Term(INITIATIVE)
+     << "    Winnable | " << Term(WINNABLE)
      << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
      << "       Total | " << Term(TOTAL);
 
-  ss << "\nTotal evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
+  ss << "\nFinal evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
 
   return ss.str();
 }