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Reformat Eval::evaluate()
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index d43b8fa76c59a1a40a1aa37ce135a39d889e52e1..2f1d5067d013ce2d0ffee3785aefe78910d689c1 100644 (file)
@@ -33,6 +33,7 @@
 #include "misc.h"
 #include "pawns.h"
 #include "thread.h"
+#include "timeman.h"
 #include "uci.h"
 #include "incbin/incbin.h"
 
 
 
 using namespace std;
-using namespace Stockfish::Eval::NNUE;
 
 namespace Stockfish {
 
 namespace Eval {
 
   bool useNNUE;
-  string eval_file_loaded = "None";
+  string currentEvalFileName = "None";
 
   /// 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"
@@ -78,6 +78,8 @@ namespace Eval {
         return;
 
     string eval_file = string(Options["EvalFile"]);
+    if (eval_file.empty())
+        eval_file = EvalFileDefaultName;
 
     #if defined(DEFAULT_NNUE_DIRECTORY)
     #define stringify2(x) #x
@@ -88,13 +90,13 @@ namespace Eval {
     #endif
 
     for (string directory : dirs)
-        if (eval_file_loaded != eval_file)
+        if (currentEvalFileName != eval_file)
         {
             if (directory != "<internal>")
             {
                 ifstream stream(directory + eval_file, ios::binary);
                 if (load_eval(eval_file, stream))
-                    eval_file_loaded = eval_file;
+                    currentEvalFileName = eval_file;
             }
 
             if (directory == "<internal>" && eval_file == EvalFileDefaultName)
@@ -109,7 +111,7 @@ namespace Eval {
 
                 istream stream(&buffer);
                 if (load_eval(eval_file, stream))
-                    eval_file_loaded = eval_file;
+                    currentEvalFileName = eval_file;
             }
         }
   }
@@ -118,16 +120,16 @@ namespace Eval {
   void NNUE::verify() {
 
     string eval_file = string(Options["EvalFile"]);
+    if (eval_file.empty())
+        eval_file = EvalFileDefaultName;
 
-    if (useNNUE && eval_file_loaded != eval_file)
+    if (useNNUE && currentEvalFileName != eval_file)
     {
-        UCI::OptionsMap defaults;
-        UCI::init(defaults);
 
         string msg1 = "If the UCI option \"Use NNUE\" is set to true, network evaluation parameters compatible with the engine must be available.";
         string msg2 = "The option is set to true, but the network file " + eval_file + " was not loaded successfully.";
         string msg3 = "The UCI option EvalFile might need to specify the full path, including the directory name, to the network file.";
-        string msg4 = "The default net can be downloaded from: https://tests.stockfishchess.org/api/nn/" + string(defaults["EvalFile"]);
+        string msg4 = "The default net can be downloaded from: https://tests.stockfishchess.org/api/nn/" + std::string(EvalFileDefaultName);
         string msg5 = "The engine will be terminated now.";
 
         sync_cout << "info string ERROR: " << msg1 << sync_endl;
@@ -180,7 +182,7 @@ namespace Trace {
     else
         os << scores[t][WHITE] << " | " << scores[t][BLACK];
 
-    os << " | " << scores[t][WHITE] - scores[t][BLACK] << "\n";
+    os << " | " << scores[t][WHITE] - scores[t][BLACK] << " |\n";
     return os;
   }
 }
@@ -190,11 +192,9 @@ 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(3130);
+  constexpr Value LazyThreshold2    =  Value(2204);
+  constexpr Value SpaceThreshold    =  Value(11551);
 
   // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
   constexpr int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 81, 52, 44, 10 };
@@ -257,11 +257,12 @@ 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 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);
@@ -396,8 +397,9 @@ 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))
@@ -477,9 +479,8 @@ 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);
                 }
             }
         }
@@ -658,11 +659,11 @@ 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;
@@ -760,7 +761,7 @@ namespace {
 
     while (b)
     {
-        Square s = pop_lsb(&b);
+        Square s = pop_lsb(b);
 
         assert(!(pos.pieces(Them, PAWN) & forward_file_bb(Us, s + Up)));
 
@@ -906,7 +907,7 @@ 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())
@@ -979,7 +980,7 @@ namespace {
     // Initialize score by reading the incrementally updated scores included in
     // the position object (material + piece square tables) and the material
     // imbalance. Score is computed internally from the white point of view.
-    Score score = pos.psq_score() + me->imbalance() + pos.this_thread()->contempt;
+    Score score = pos.psq_score() + me->imbalance() + pos.this_thread()->trend;
 
     // Probe the pawn hash table
     pe = Pawns::probe(pos);
@@ -987,7 +988,7 @@ namespace {
 
     // Early exit if score is high
     auto lazy_skip = [&](Value lazyThreshold) {
-        return abs(mg_value(score) + eg_value(score)) / 2 > lazyThreshold + pos.non_pawn_material() / 64;
+        return abs(mg_value(score) + eg_value(score)) > lazyThreshold + pos.non_pawn_material() / 32;
     };
 
     if (lazy_skip(LazyThreshold1))
@@ -1033,12 +1034,44 @@ 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 -= CorneredBishop;
+
+    if (   pos.piece_on(SQ_H1) == W_BISHOP
+        && pos.piece_on(SQ_G2) == W_PAWN)
+        correction -= CorneredBishop;
+
+    if (   pos.piece_on(SQ_A8) == B_BISHOP
+        && pos.piece_on(SQ_B7) == B_PAWN)
+        correction += CorneredBishop;
+
+    if (   pos.piece_on(SQ_H8) == B_BISHOP
+        && pos.piece_on(SQ_G7) == B_PAWN)
+        correction += CorneredBishop;
+
+    return pos.side_to_move() == WHITE ?  Value(5 * correction)
+                                       : -Value(5 * correction);
+  }
+
+} // namespace Eval
 
 
 /// evaluate() is the evaluator for the outer world. It returns a static
@@ -1048,37 +1081,22 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
 
   Value v;
 
-  if (!Eval::useNNUE)
-      v = Evaluation<NO_TRACE>(pos).value();
+  // Deciding between classical and NNUE eval: for high PSQ imbalance we use classical,
+  // but we switch to NNUE during long shuffling or with high material on the board.
+
+  if (  !useNNUE
+      || abs(eg_value(pos.psq_score())) * 5 > (850 + pos.non_pawn_material() / 64) * (5 + pos.rule50_count()))
+      v = Evaluation<NO_TRACE>(pos).value();          // classical
   else
   {
-      // Scale and shift NNUE for compatibility with search and classical evaluation
-      auto  adjusted_NNUE = [&](){
-         int mat = pos.non_pawn_material() + 2 * PawnValueMg * pos.count<PAWN>();
-         return NNUE::evaluate(pos) * (641 + mat / 32 - 4 * pos.rule50_count()) / 1024 + Tempo;
-      };
-
-      // If there is PSQ imbalance use classical eval, with small probability if it is small
-      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();
+      int scale =   883
+                  + 32 * pos.count<PAWN>()
+                  + 32 * pos.non_pawn_material() / 1024;
+
+       v = NNUE::evaluate(pos, true) * scale / 1024;  // NNUE
+
+       if (pos.is_chess960())
+           v += fix_FRC(pos);
   }
 
   // Damp down the evaluation linearly when shuffling
@@ -1095,7 +1113,7 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
 /// 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) {
+std::string Eval::trace(Position& pos) {
 
   if (pos.checkers())
       return "Final evaluation: none (in check)";
@@ -1107,44 +1125,53 @@ std::string Eval::trace(const Position& pos) {
 
   std::memset(scores, 0, sizeof(scores));
 
-  pos.this_thread()->contempt = SCORE_ZERO; // Reset any dynamic contempt
+  pos.this_thread()->trend = 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);
+     << " Contributing terms for the classical eval:\n"
+     << "+------------+-------------+-------------+-------------+\n"
+     << "|    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)
+     << "+------------+-------------+-------------+-------------+\n";
 
-  v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
+  if (Eval::useNNUE)
+      ss << '\n' << NNUE::trace(pos) << '\n';
 
-  ss << "\nClassical evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
+  ss << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2) << std::setw(15);
 
+  v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
+  ss << "\nClassical evaluation   " << to_cp(v) << " (white side)\n";
   if (Eval::useNNUE)
   {
-      v = NNUE::evaluate(pos);
+      v = NNUE::evaluate(pos, false);
       v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
-      ss << "\nNNUE evaluation:      " << to_cp(v) << " (white side)\n";
+      ss << "NNUE evaluation        " << to_cp(v) << " (white side)\n";
   }
 
   v = evaluate(pos);
   v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
-  ss << "\nFinal evaluation:     " << to_cp(v) << " (white side)\n";
+  ss << "Final evaluation       " << to_cp(v) << " (white side)";
+  if (Eval::useNNUE)
+     ss << " [with scaled NNUE, hybrid, ...]";
+  ss << "\n";
 
   return ss.str();
 }