]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Evaluation weights cleanup
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 86e5999f85cfe49fd899ee38ae34a2a5fd4309cb..4575958c0bdd6cad71975417e32b954b0477faa9 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -46,9 +46,11 @@ namespace {
   const int GrainSize = 8;
 
   // Evaluation weights, initialized from UCI options
-  Score WeightMobility, WeightPawnStructure;
-  Score WeightPassedPawns, WeightSpace;
-  Score WeightKingSafety[2];
+  enum { Mobility, PawnStructure, PassedPawns, Space, KingSafetyUs, KingSafetyThem };
+  Score Weights[6];
+
+  typedef Value V;
+  #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
 
   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
@@ -56,19 +58,9 @@ namespace {
   // parameters at 100, which looks prettier.
   //
   // Values modified by Joona Kiiski
-  const Score WeightMobilityInternal      = make_score(248, 271);
-  const Score WeightPawnStructureInternal = make_score(233, 201);
-  const Score WeightPassedPawnsInternal   = make_score(252, 259);
-  const Score WeightSpaceInternal         = make_score( 46,   0);
-  const Score WeightKingSafetyInternal    = make_score(247,   0);
-  const Score WeightKingOppSafetyInternal = make_score(259,   0);
-
-  // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
-
-  typedef Value V;
-  #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
-
-  CACHE_LINE_ALIGNMENT
+  const Score WeightsInternal[] = {
+      S(248, 271), S(233, 201), S(252, 259), S(46, 0), S(247, 0), S(259, 0)
+  };
 
   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
@@ -224,15 +216,19 @@ namespace {
 
   const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 
-  // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
-  int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
-  int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
+  // Bonuses for safe checks
+  const int QueenContactCheckBonus = 3;
+  const int DiscoveredCheckBonus   = 3;
+  const int QueenCheckBonus        = 2;
+  const int RookCheckBonus         = 1;
+  const int BishopCheckBonus       = 1;
+  const int KnightCheckBonus       = 1;
 
   // Scan for queen contact mates?
   const bool QueenContactMates = true;
 
-  // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
-  int MateThreatBonus;
+  // Bonus for having a mate threat
+  const int MateThreatBonus = 3;
 
   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
   // king.
@@ -247,9 +243,8 @@ namespace {
     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
   };
 
-  // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
-  // in init_safety().
-  Value SafetyTable[100];
+  // SafetyTable[color][] contains the actual king safety weighted scores
+  Score SafetyTable[2][128];
 
   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id.
   // Note that they will be initialized at 0 being global variables.
@@ -276,7 +271,10 @@ namespace {
   template<Color Us, bool HasPopCnt>
   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
+  template<Color Us>
   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+
+  void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
   inline Score apply_weight(Score v, Score weight);
@@ -304,6 +302,9 @@ namespace {
 template<bool HasPopCnt>
 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 
+  Bitboard b;
+  ScaleFactor factor[2];
+
   assert(pos.is_ok());
   assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
   assert(!pos.is_check());
@@ -324,13 +325,12 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
       return ei.mi->evaluate(pos);
 
   // After get_material_info() call that modifies them
-  ScaleFactor factor[2];
   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 
   // Probe the pawn hash table
   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
-  ei.value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), WeightPawnStructure);
+  ei.value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), Weights[PawnStructure]);
 
   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
@@ -340,14 +340,14 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 
   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
-  ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
-  Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
-  Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
-  if (b1)
-      ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
+  b = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
+  if (b)
+      ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
 
-  if (b2)
-      ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
+  ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
+  b = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
+  if (b)
+      ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
 
   // Evaluate pieces
   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
@@ -359,23 +359,24 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 
-  // Evaluate tactical threats, we need full attack info
+  // Evaluate tactical threats, we need full attack info including king
   evaluate_threats<WHITE>(pos, ei);
   evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
 
-  // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
-  // because we need to know which side promotes first in positions where
-  // both sides have an unstoppable passed pawn. To be called after all attacks
-  // are computed, included king.
-  if (ei.pi->passed_pawns())
-      evaluate_passed_pawns(pos, ei);
+  // Evaluate passed pawns, we need full attack info including king
+  evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei);
+  evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei);
+
+  // If one side has only a king, check whether exsists any unstoppable passed pawn
+  if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
+      evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei);
 
   Phase phase = ei.mi->game_phase();
 
   // Middle-game specific evaluation terms
   if (phase > PHASE_ENDGAME)
   {
-    // Pawn storms in positions with opposite castling.
+    // Pawn storms in positions with opposite castling
     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 
@@ -395,7 +396,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
   }
 
   // Mobility
-  ei.value += apply_weight(ei.mobility, WeightMobility);
+  ei.value += apply_weight(ei.mobility, Weights[Mobility]);
 
   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
@@ -478,22 +479,23 @@ void quit_eval() {
 
 void read_weights(Color us) {
 
-  Color them = opposite_color(us);
+  // King safety is asymmetrical. Our king safety is controled by "Cowardice"
+  // UCI parameter, instead the opponent one by "Aggressiveness".
+  const int kingSafetyUs   = (us == WHITE ? KingSafetyUs   : KingSafetyThem);
+  const int kingSafetyThem = (us == WHITE ? KingSafetyThem : KingSafetyUs);
 
-  WeightMobility         = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightMobilityInternal);
-  WeightPawnStructure    = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureInternal);
-  WeightPassedPawns      = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsInternal);
-  WeightSpace            = weight_option("Space", "Space", WeightSpaceInternal);
-  WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
-  WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
+  Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
+  Weights[PawnStructure]  = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightsInternal[PawnStructure]);
+  Weights[PassedPawns]    = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
+  Weights[Space]          = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
+  Weights[kingSafetyUs]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightsInternal[KingSafetyUs]);
+  Weights[kingSafetyThem] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightsInternal[KingSafetyThem]);
 
   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
-  // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
+  // by replacing both Weights[kingSafetyUs] and Weights[kingSafetyThem] by their average.
   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
-  {
-      WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
-      WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
-  }
+      Weights[kingSafetyUs] = Weights[kingSafetyThem] = (Weights[kingSafetyUs] + Weights[kingSafetyThem]) / 2;
+
   init_safety();
 }
 
@@ -854,29 +856,25 @@ namespace {
       attackUnits = Min(99, Max(0, attackUnits));
 
       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
-      // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin. The
-      // reason for adding the king safety score to the futility margin is
-      // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
+      // Subtract the score from evaluation, and set ei.futilityMargin[].
+      // The reason for storing the king safety score to futility margin
+      // is that the king safety scores can sometimes be very big, and that
       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
       // change far bigger than the value of the captured piece.
-      Score v = apply_weight(make_score(SafetyTable[attackUnits], 0), WeightKingSafety[Us]);
-      ei.value -= Sign[Us] * v;
-      ei.futilityMargin[Us] += mg_value(v);
+      ei.value -= Sign[Us] * SafetyTable[Us][attackUnits];
+      ei.futilityMargin[Us] = mg_value(SafetyTable[Us][attackUnits]);
     }
   }
 
 
-  // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
+  // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
 
   template<Color Us>
-  void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, int movesToGo[], Square pawnToGo[], EvalInfo& ei) {
+  void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Bitboard b2, b3, b4;
-    Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
-    Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
-    Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
+    Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(Us);
 
     while (b)
     {
@@ -897,23 +895,23 @@ namespace {
         {
             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
 
-            ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
-            ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
-            ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
+            ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 3 * tr);
+            ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
+            ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 6 * tr);
 
             // If the pawn is free to advance, increase bonus
             if (pos.square_is_empty(blockSq))
             {
                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
-                b2 = squares_in_front_of(Us, s);
+                Bitboard b2 = squares_in_front_of(Us, s);
 
                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
 
                 // Squares attacked by us
-                b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
+                Bitboard b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
 
                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
-                b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
+                Bitboard b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
 
                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
@@ -941,38 +939,12 @@ namespace {
         } // tr != 0
 
         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
-        b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
-        if (b2 & rank_bb(s))
+        Bitboard b1 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
+        if (b1 & rank_bb(s))
             ebonus += Value(r * 20);
-        else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
+        else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b1)
             ebonus += Value(r * 12);
 
-        // If the other side has only a king, check whether the pawn is
-        // unstoppable
-        if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
-        {
-            Square qsq;
-            int d;
-
-            qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
-            d =  square_distance(s, qsq)
-               - square_distance(theirKingSq, qsq)
-               + (Us != pos.side_to_move());
-
-            if (d < 0)
-            {
-                int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
-                int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
-                mtg += blockerCount;
-                d += blockerCount;
-                if (d < 0 && (!movesToGo[Us] || movesToGo[Us] > mtg))
-                {
-                    movesToGo[Us] = mtg;
-                    pawnToGo[Us] = s;
-                }
-            }
-        }
-
         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
@@ -988,23 +960,50 @@ namespace {
                 ebonus -= ebonus / 4;
         }
 
-        // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
-        ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), WeightPassedPawns);
+        // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval
+        ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), Weights[PassedPawns]);
 
     } // while
   }
 
 
-  // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
+  // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides
 
-  void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     int movesToGo[2] = {0, 0};
     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
 
-    // Evaluate pawns for each color
-    evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
-    evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
+    for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
+    {
+        // Skip evaluation if other side has non-pawn pieces
+        if (pos.non_pawn_material(opposite_color(c)))
+            continue;
+
+        Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(c);
+
+        while (b)
+        {
+            Square s = pop_1st_bit(&b);
+            Square queeningSquare = relative_square(c, make_square(square_file(s), RANK_8));
+            int d =  square_distance(s, queeningSquare)
+                   - square_distance(pos.king_square(opposite_color(c)), queeningSquare)
+                   + int(c != pos.side_to_move());
+
+            if (d < 0)
+            {
+                int mtg = RANK_8 - relative_rank(c, s);
+                int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(c, s) & pos.occupied_squares());
+                mtg += blockerCount;
+                d += blockerCount;
+                if (d < 0 && (!movesToGo[c] || movesToGo[c] > mtg))
+                {
+                    movesToGo[c] = mtg;
+                    pawnToGo[c] = s;
+                }
+            }
+        }
+    }
 
     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
@@ -1149,7 +1148,7 @@ namespace {
     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
 
-    ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(space * ei.mi->space_weight(), 0), WeightSpace);
+    ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(space * ei.mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
   }
 
 
@@ -1196,43 +1195,37 @@ namespace {
   }
 
   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
-  // parameters.  It is called from read_weights().
+  // parameters. It is called from read_weights().
 
   void init_safety() {
 
-    QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
-    QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
-    RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
-    BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
-    KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
-    DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
-    MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
-
-    int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
-    int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
-    double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
-    double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
-    bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
-    bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
+    int maxSlope = 30;
+    int peak     = 0x500;
+    double a     = 0.4;
+    double b     = 0.0;
+    Value t[100];
 
+    // First setup the base table
     for (int i = 0; i < 100; i++)
     {
         if (i < b)
-            SafetyTable[i] = Value(0);
-        else if (quad)
-            SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
-        else if (linear)
-            SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
+            t[i] = Value(0);
+        else
+            t[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
     }
 
-    for (int i = 0; i < 100; i++)
+    for (int i = 1; i < 100; i++)
     {
-        if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
-            for (int j = i + 1; j < 100; j++)
-                SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
+        if (t[i] - t[i - 1] > maxSlope)
+            t[i] = t[i - 1] + Value(maxSlope);
 
-        if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
-            SafetyTable[i] = Value(peak);
+        if (t[i]  > Value(peak))
+            t[i] = Value(peak);
     }
+
+    // Then apply the weights and get the final SafetyTable[] array
+    for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
+        for (int i = 0; i < 100; i++)
+            SafetyTable[c][i] = apply_weight(make_score(t[i], 0), Weights[KingSafetyUs + c]);
   }
 }