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Simplify unstoppable pawns evaluation
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index a19f346d92328049d477e04701053de4bc413d21..42f7addfcce822b478da9fedf8b3db04b772eee7 100644 (file)
@@ -114,16 +114,15 @@ namespace {
        S( 37, 28), S( 42, 31), S(44, 33) },
      { S(-22,-27), S( -8,-13), S( 6,  1), S(20, 15), S(34, 29), S(48, 43), // Bishops
        S( 60, 55), S( 68, 63), S(74, 68), S(77, 72), S(80, 75), S(82, 77),
-       S( 84, 79), S( 86, 81), S(87, 82), S(87, 82) },
+       S( 84, 79), S( 86, 81) },
      { S(-17,-33), S(-11,-16), S(-5,  0), S( 1, 16), S( 7, 32), S(13, 48), // Rooks
        S( 18, 64), S( 22, 80), S(26, 96), S(29,109), S(31,115), S(33,119),
-       S( 35,122), S( 36,123), S(37,124), S(38,124) },
+       S( 35,122), S( 36,123), S(37,124) },
      { S(-12,-20), S( -8,-13), S(-5, -7), S(-2, -1), S( 1,  5), S( 4, 11), // Queens
        S(  7, 17), S( 10, 23), S(13, 29), S(16, 34), S(18, 38), S(20, 40),
        S( 22, 41), S( 23, 41), S(24, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41),
        S( 25, 41), S( 25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41),
-       S( 25, 41), S( 25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41),
-       S( 25, 41), S( 25, 41) }
+       S( 25, 41), S( 25, 41), S(25, 41), S(25, 41) }
   };
 
   // Outpost[PieceType][Square] contains bonuses of knights and bishops, indexed
@@ -173,6 +172,7 @@ namespace {
   const Score RookOpenFile     = make_score(43, 21);
   const Score RookSemiopenFile = make_score(19, 10);
   const Score BishopPawns      = make_score( 8, 12);
+  const Score MinorBehindPawn  = make_score(16,  0);
   const Score UndefendedMinor  = make_score(25, 10);
   const Score TrappedRook      = make_score(90,  0);
 
@@ -186,12 +186,8 @@ namespace {
   // based on how many squares inside this area are safe and available for
   // friendly minor pieces.
   const Bitboard SpaceMask[] = {
-    (1ULL << SQ_C2) | (1ULL << SQ_D2) | (1ULL << SQ_E2) | (1ULL << SQ_F2) |
-    (1ULL << SQ_C3) | (1ULL << SQ_D3) | (1ULL << SQ_E3) | (1ULL << SQ_F3) |
-    (1ULL << SQ_C4) | (1ULL << SQ_D4) | (1ULL << SQ_E4) | (1ULL << SQ_F4),
-    (1ULL << SQ_C7) | (1ULL << SQ_D7) | (1ULL << SQ_E7) | (1ULL << SQ_F7) |
-    (1ULL << SQ_C6) | (1ULL << SQ_D6) | (1ULL << SQ_E6) | (1ULL << SQ_F6) |
-    (1ULL << SQ_C5) | (1ULL << SQ_D5) | (1ULL << SQ_E5) | (1ULL << SQ_F5)
+    (FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB) & (Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB),
+    (FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB) & (Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB)
   };
 
   // King danger constants and variables. The king danger scores are taken
@@ -238,18 +234,18 @@ namespace {
   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]);
+  Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei, Value margins[]);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us>
-  int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  int evaluate_space(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
 
-  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
 
   Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf);
   Score apply_weight(Score v, Score w);
@@ -372,7 +368,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   if (ei.mi->space_weight())
   {
       int s = evaluate_space<WHITE>(pos, ei) - evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
-      score += apply_weight(make_score(s * ei.mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
+      score += apply_weight(s * ei.mi->space_weight(), Weights[Space]);
   }
 
   // Scale winning side if position is more drawish that what it appears
@@ -410,8 +406,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
       Tracing::add(IMBALANCE, ei.mi->material_value());
       Tracing::add(PAWN, ei.pi->pawns_value());
       Tracing::add(UNSTOPPABLE, evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei));
-      Score w = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<WHITE>(pos, ei), 0);
-      Score b = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<BLACK>(pos, ei), 0);
+      Score w = ei.mi->space_weight() * evaluate_space<WHITE>(pos, ei);
+      Score b = ei.mi->space_weight() * evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
       Tracing::add(SPACE, apply_weight(w, Weights[Space]), apply_weight(b, Weights[Space]));
       Tracing::add(TOTAL, score);
       Tracing::stream << "\nUncertainty margin: White: " << to_cp(margins[WHITE])
@@ -468,7 +464,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     if (bonus && (ei.attackedBy[Us][PAWN] & s))
     {
         if (   !pos.pieces(Them, KNIGHT)
-            && !(same_color_squares(s) & pos.pieces(Them, BISHOP)))
+            && !(squares_of_color(s) & pos.pieces(Them, BISHOP)))
             bonus += bonus + bonus / 2;
         else
             bonus += bonus / 2;
@@ -509,7 +505,9 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount<Max15>(bb);
         }
 
-        int mob = popcount<Piece == QUEEN ? Full : Max15>(b & mobilityArea);
+        int mob = Piece != QUEEN ? popcount<Max15>(b & mobilityArea)
+                                 : popcount<Full >(b & mobilityArea);
+
         mobility += MobilityBonus[Piece][mob];
 
         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
@@ -528,10 +526,17 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         if (Piece == BISHOP)
             score -= BishopPawns * ei.pi->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
 
-        // Bishop and knight outposts squares
-        if (    (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT)
-            && !(pos.pieces(Them, PAWN) & attack_span_mask(Us, s)))
-            score += evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
+        if (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT)
+        {
+            // Bishop and knight outposts squares
+            if (!(pos.pieces(Them, PAWN) & pawn_attack_span(Us, s)))
+                score += evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
+
+            // Bishop or knight behind a pawn
+            if (    relative_rank(Us, s) < RANK_5
+                && (pos.pieces(PAWN) & (s + pawn_push(Us))))
+                score += MinorBehindPawn;
+        }
 
         if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
             && relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
@@ -541,8 +546,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
                 score += Piece == ROOK ? RookOn7th : QueenOn7th;
 
-            // Major piece attacking enemy pawns on the same rank
-            Bitboard pawns = pos.pieces(Them, PAWN) & rank_bb(s);
+            // Major piece attacking enemy pawns on the same rank/file
+            Bitboard pawns = pos.pieces(Them, PAWN) & PseudoAttacks[ROOK][s];
             if (pawns)
                 score += popcount<Max15>(pawns) * (Piece == ROOK ? RookOnPawn : QueenOnPawn);
         }
@@ -554,7 +559,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
             if (ei.pi->semiopen(Us, file_of(s)))
                 score += ei.pi->semiopen(Them, file_of(s)) ? RookOpenFile : RookSemiopenFile;
 
-            if (mob > 6 || ei.pi->semiopen(Us, file_of(s)))
+            if (mob > 3 || ei.pi->semiopen(Us, file_of(s)))
                 continue;
 
             Square ksq = pos.king_square(Us);
@@ -594,7 +599,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // and the type of attacked one.
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -665,7 +670,7 @@ 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, const EvalInfo& ei, Value margins[]) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -778,7 +783,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -809,24 +814,29 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 2 * rr);
 
             // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
-            if (rank_of(blockSq) != (Us == WHITE ? RANK_8 : RANK_1))
+            if (relative_rank(Us, blockSq) != RANK_8)
                 ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * rr);
 
             // If the pawn is free to advance, increase bonus
             if (pos.is_empty(blockSq))
             {
                 squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
-                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
                 // the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
-                if (   (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
+                if (    unlikely(forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
                     && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
                     unsafeSquares = squaresToQueen;
                 else
                     unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
 
+                if (    unlikely(forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
+                    && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
+                    defendedSquares = squaresToQueen;
+                else
+                    defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
+
                 // If there aren't enemy attacks huge bonus, a bit smaller if at
                 // least block square is not attacked, otherwise smallest bonus.
                 int k = !unsafeSquares ? 15 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 9 : 3;
@@ -880,7 +890,7 @@ 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, const EvalInfo& ei) {
 
     Bitboard b, b2, blockers, supporters, queeningPath, candidates;
     Square s, blockSq, queeningSquare;
@@ -990,21 +1000,21 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
             // black pawns: a4, b4 white: b2 then pawn in b4 is giving support.
             if (!opposed)
             {
-                b2 = supporters & in_front_bb(winnerSide, blockSq + pawn_push(winnerSide));
+                b2 = supporters & in_front_bb(winnerSide, rank_of(blockSq + pawn_push(winnerSide)));
 
-                while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
+                if (b2)
                 {
-                    d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
+                    d = square_distance(blockSq, backmost_sq(winnerSide, b2)) - 2;
                     movesToGo = std::min(movesToGo, d);
                 }
             }
 
             // Check pawns that can be sacrificed against the blocking pawn
-            b2 = attack_span_mask(winnerSide, blockSq) & candidates & ~(1ULL << s);
+            b2 = pawn_attack_span(winnerSide, blockSq) & candidates & ~SquareBB[s];
 
-            while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
+            if (b2)
             {
-                d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
+                d = square_distance(blockSq, backmost_sq(winnerSide, b2)) - 2;
                 movesToGo = std::min(movesToGo, d);
             }
 
@@ -1023,12 +1033,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
             kingptg = (minKingDist + blockersCount) * 2;
         }
 
-        // Check if pawn sacrifice plan _may_ save the day
-        if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + sacptg)
-            return SCORE_ZERO;
-
-        // Check if king capture plan _may_ save the day (contains some false positives)
-        if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + kingptg)
+        // Check if pawn sacrifice or king capture plan _may_ save the day
+        if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + std::min(kingptg, sacptg))
             return SCORE_ZERO;
     }
 
@@ -1045,7 +1051,7 @@ 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, const EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -1079,9 +1085,9 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
 
-    int ev = (eg_value(v) * int(sf)) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
-    int result = (mg_value(v) * int(ph) + ev * int(128 - ph)) / 128;
-    return Value((result + GrainSize / 2) & ~(GrainSize - 1));
+    int e = (eg_value(v) * int(sf)) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
+    int r = (mg_value(v) * int(ph) + e * int(PHASE_MIDGAME - ph)) / PHASE_MIDGAME;
+    return Value((r / GrainSize) * GrainSize); // Sign independent
   }
 
   // apply_weight() weights score v by score w trying to prevent overflow
@@ -1138,11 +1144,9 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
   std::string Tracing::do_trace(const Position& pos) {
 
-    Search::RootColor = pos.side_to_move();
-
     stream.str("");
     stream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
-    memset(scores, 0, 2 * (TOTAL + 1) * sizeof(Score));
+    std::memset(scores, 0, 2 * (TOTAL + 1) * sizeof(Score));
 
     Value margin;
     do_evaluate<true>(pos, margin);