]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
simplified and increased threshold to switch between NNUE and classical
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 48db2b3be4334d719d2175bf65ae8e5337fc8207..1ae6cb3ac56f88d91ca8d56be259505d2a5f35e5 100644 (file)
@@ -1,8 +1,6 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
-  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
-  Copyright (C) 2015-2020 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2004-2020 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
 
   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 <algorithm>
 #include <cassert>
+#include <cstdlib>
 #include <cstring>   // For std::memset
 #include <iomanip>
 #include <sstream>
+#include <iostream>
 
 #include "bitboard.h"
 #include "evaluate.h"
 #include "material.h"
 #include "pawns.h"
 #include "thread.h"
+#include "uci.h"
+
+namespace Eval {
+
+  bool useNNUE;
+  std::string eval_file_loaded="None";
+
+  void init_NNUE() {
+
+    useNNUE = Options["Use NNUE"];
+    std::string eval_file = std::string(Options["EvalFile"]);
+    if (useNNUE && eval_file_loaded != eval_file)
+        if (Eval::NNUE::load_eval_file(eval_file))
+            eval_file_loaded = eval_file;
+  }
+
+  void verify_NNUE() {
+
+    std::string eval_file = std::string(Options["EvalFile"]);
+    if (useNNUE && eval_file_loaded != eval_file)
+    {
+        std::cerr << "Use of NNUE evaluation, but the file " << eval_file << " was not loaded successfully. "
+                  << "These network evaluation parameters must be available, compatible with this version of the code. "
+                  << "The UCI option EvalFile might need to specify the full path, including the directory/folder name, to the file." << std::endl;
+        std::exit(EXIT_FAILURE);
+    }
+
+    if (useNNUE)
+        sync_cout << "info string NNUE evaluation using " << eval_file << " enabled." << sync_endl;
+    else
+        sync_cout << "info string classical evaluation enabled." << sync_endl;
+  }
+}
 
 namespace Trace {
 
@@ -74,8 +107,10 @@ using namespace Trace;
 namespace {
 
   // Threshold for lazy and space evaluation
-  constexpr Value LazyThreshold  = Value(1400);
+  constexpr Value LazyThreshold1 =  Value(1400);
+  constexpr Value LazyThreshold2 =  Value(1300);
   constexpr Value SpaceThreshold = Value(12222);
+  constexpr Value NNUEThreshold  =   Value(520);
 
   // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
   constexpr int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 81, 52, 44, 10 };
@@ -134,6 +169,7 @@ namespace {
   };
 
   // Assorted bonuses and penalties
+  constexpr Score BadOutpost          = S( -7, 36);
   constexpr Score BishopOnKingRing    = S( 24,  0);
   constexpr Score BishopPawns         = S(  3,  7);
   constexpr Score BishopXRayPawns     = S(  4,  5);
@@ -145,7 +181,6 @@ namespace {
   constexpr Score MinorBehindPawn     = S( 18,  3);
   constexpr Score PassedFile          = S( 11,  8);
   constexpr Score PawnlessFlank       = S( 17, 95);
-  constexpr Score QueenInfiltration   = S( -2, 14);
   constexpr Score ReachableOutpost    = S( 31, 22);
   constexpr Score RestrictedPiece     = S(  7,  7);
   constexpr Score RookOnKingRing      = S( 16,  0);
@@ -308,9 +343,18 @@ namespace {
 
         if (Pt == BISHOP || Pt == KNIGHT)
         {
-            // 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)
+            // Bonus if the piece is on an outpost square or can reach one
+            // Reduced bonus for knights (BadOutpost) 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);
+
+            if (   Pt == KNIGHT
+                && bb & s & ~CenterFiles // on a side outpost
+                && !(b & targets)        // no relevant attacks
+                && (!more_than_one(targets & (s & QueenSide ? QueenSide : KingSide))))
+                score += BadOutpost;
+            else if (bb & s)
                 score += Outpost[Pt == BISHOP];
             else if (Pt == KNIGHT && bb & b & ~pos.pieces(Us))
                 score += ReachableOutpost;
@@ -379,10 +423,6 @@ namespace {
             Bitboard queenPinners;
             if (pos.slider_blockers(pos.pieces(Them, ROOK, BISHOP), s, queenPinners))
                 score -= WeakQueen;
-
-            // Bonus for queen on weak square in enemy camp
-            if (relative_rank(Us, s) > RANK_4 && (~pe->pawn_attacks_span(Them) & s))
-                score += QueenInfiltration;
         }
     }
     if (T)
@@ -569,17 +609,21 @@ namespace {
     // Bonus for threats on the next moves against enemy queen
     if (pos.count<QUEEN>(Them) == 1)
     {
+        bool queenImbalance = pos.count<QUEEN>() == 1;
+
         Square s = pos.square<QUEEN>(Them);
-        safe = mobilityArea[Us] & ~stronglyProtected;
+        safe =   mobilityArea[Us]
+              & ~pos.pieces(Us, PAWN)
+              & ~stronglyProtected;
 
         b = attackedBy[Us][KNIGHT] & attacks_bb<KNIGHT>(s);
 
-        score += KnightOnQueen * popcount(b & safe);
+        score += KnightOnQueen * popcount(b & safe) * (1 + queenImbalance);
 
         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]);
+        score += SliderOnQueen * popcount(b & safe & attackedBy2[Us]) * (1 + queenImbalance);
     }
 
     if (T)
@@ -719,9 +763,9 @@ namespace {
   }
 
 
-  // Evaluation::winnable() adjusts the mg and eg score components based on the
-  // known attacking/defending status of the players. A single value is derived
-  // by interpolation from the mg and eg values and returned.
+  // Evaluation::winnable() adjusts the midgame and endgame score components, based on
+  // the known attacking/defending status of the players. The final value is derived
+  // by interpolation from the midgame and endgame values.
 
   template<Tracing T>
   Value Evaluation<T>::winnable(Score score) const {
@@ -764,7 +808,7 @@ namespace {
     Color strongSide = eg > VALUE_DRAW ? WHITE : BLACK;
     int sf = me->scale_factor(pos, strongSide);
 
-    // If scale is not already specific, scale down the endgame via general heuristics
+    // If scale factor is not already specific, scale down via general heuristics
     if (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL)
     {
         if (pos.opposite_bishops())
@@ -777,7 +821,6 @@ namespace {
         }
         else if (  pos.non_pawn_material(WHITE) == RookValueMg
                 && pos.non_pawn_material(BLACK) == RookValueMg
-                && !pe->passed_pawns(strongSide)
                 && pos.count<PAWN>(strongSide) - pos.count<PAWN>(~strongSide) <= 1
                 && bool(KingSide & pos.pieces(strongSide, PAWN)) != bool(QueenSide & pos.pieces(strongSide, PAWN))
                 && (attacks_bb<KING>(pos.square<KING>(~strongSide)) & pos.pieces(~strongSide, PAWN)))
@@ -831,9 +874,12 @@ namespace {
     score += pe->pawn_score(WHITE) - pe->pawn_score(BLACK);
 
     // Early exit if score is high
-    Value v = (mg_value(score) + eg_value(score)) / 2;
-    if (abs(v) > LazyThreshold + pos.non_pawn_material() / 64)
-       return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
+    auto lazy_skip = [&](Value lazyThreshold) {
+        return abs(mg_value(score) + eg_value(score)) / 2 > lazyThreshold + pos.non_pawn_material() / 64;
+    };
+
+    if (lazy_skip(LazyThreshold1))
+        goto make_v;
 
     // Main evaluation begins here
     initialize<WHITE>();
@@ -850,12 +896,17 @@ namespace {
 
     // More complex interactions that require fully populated attack bitboards
     score +=  king<   WHITE>() - king<   BLACK>()
-            + threats<WHITE>() - threats<BLACK>()
-            + passed< WHITE>() - passed< BLACK>()
+            + passed< WHITE>() - passed< BLACK>();
+
+    if (lazy_skip(LazyThreshold2))
+        goto make_v;
+
+    score +=  threats<WHITE>() - threats<BLACK>()
             + space<  WHITE>() - space<  BLACK>();
 
+make_v:
     // Derive single value from mg and eg parts of score
-    v = winnable(score);
+    Value v = winnable(score);
 
     // In case of tracing add all remaining individual evaluation terms
     if (T)
@@ -885,47 +936,66 @@ namespace {
 /// evaluation of the position from the point of view of the side to move.
 
 Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
+
+  if (Eval::useNNUE)
+  {
+      Value v = eg_value(pos.psq_score());
+      // Take NNUE eval only on balanced positions
+      if (abs(v) < NNUEThreshold)
+         return NNUE::evaluate(pos) + Tempo;
+  }
   return Evaluation<NO_TRACE>(pos).value();
 }
 
-
 /// trace() is like evaluate(), but instead of returning a value, it returns
 /// a string (suitable for outputting to stdout) that contains the detailed
 /// descriptions and values of each evaluation term. Useful for debugging.
+/// Trace scores are from white's point of view
 
 std::string Eval::trace(const Position& pos) {
 
   if (pos.checkers())
-      return "Total evaluation: none (in check)";
-
-  std::memset(scores, 0, sizeof(scores));
+      return "Final evaluation: none (in check)";
 
-  pos.this_thread()->contempt = SCORE_ZERO; // Reset any dynamic contempt
+  std::stringstream ss;
+  ss << std::showpoint << std::noshowpos << std::fixed << std::setprecision(2);
 
-  Value v = Evaluation<TRACE>(pos).value();
+  Value v;
 
-  v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v; // Trace scores are from white's point of view
+  if (Eval::useNNUE)
+  {
+      v = NNUE::evaluate(pos);
+  }
+  else
+  {
+      std::memset(scores, 0, sizeof(scores));
+
+      pos.this_thread()->contempt = SCORE_ZERO; // Reset any dynamic contempt
+
+      v = Evaluation<TRACE>(pos).value();
+
+      ss << std::showpoint << std::noshowpos << std::fixed << std::setprecision(2)
+         << "     Term    |    White    |    Black    |    Total   \n"
+         << "             |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG    EG \n"
+         << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
+         << "    Material | " << Term(MATERIAL)
+         << "   Imbalance | " << Term(IMBALANCE)
+         << "       Pawns | " << Term(PAWN)
+         << "     Knights | " << Term(KNIGHT)
+         << "     Bishops | " << Term(BISHOP)
+         << "       Rooks | " << Term(ROOK)
+         << "      Queens | " << Term(QUEEN)
+         << "    Mobility | " << Term(MOBILITY)
+         << " King safety | " << Term(KING)
+         << "     Threats | " << Term(THREAT)
+         << "      Passed | " << Term(PASSED)
+         << "       Space | " << Term(SPACE)
+         << "    Winnable | " << Term(WINNABLE)
+         << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
+         << "       Total | " << Term(TOTAL);
+  }
 
-  std::stringstream ss;
-  ss << std::showpoint << std::noshowpos << std::fixed << std::setprecision(2)
-     << "     Term    |    White    |    Black    |    Total   \n"
-     << "             |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG    EG \n"
-     << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
-     << "    Material | " << Term(MATERIAL)
-     << "   Imbalance | " << Term(IMBALANCE)
-     << "       Pawns | " << Term(PAWN)
-     << "     Knights | " << Term(KNIGHT)
-     << "     Bishops | " << Term(BISHOP)
-     << "       Rooks | " << Term(ROOK)
-     << "      Queens | " << Term(QUEEN)
-     << "    Mobility | " << Term(MOBILITY)
-     << " King safety | " << Term(KING)
-     << "     Threats | " << Term(THREAT)
-     << "      Passed | " << Term(PASSED)
-     << "       Space | " << Term(SPACE)
-     << "    Winnable | " << Term(WINNABLE)
-     << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
-     << "       Total | " << Term(TOTAL);
+  v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
 
   ss << "\nFinal evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";