]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Retire eval margin and gains
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 7844deb6ae27290333531b91ae220986096f4009..5b1f4f40ce493c0546a8944c7febb8cf717b5048 100644 (file)
@@ -172,6 +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 KnightPawns      = make_score( 8,  4);
   const Score MinorBehindPawn  = make_score(16,  0);
   const Score UndefendedMinor  = make_score(25, 10);
   const Score TrappedRook      = make_score(90,  0);
@@ -200,12 +201,12 @@ namespace {
   const int KingAttackWeights[] = { 0, 0, 2, 2, 3, 5 };
 
   // Bonuses for enemy's safe checks
-  const int QueenContactCheck = 6;
-  const int RookContactCheck  = 4;
-  const int QueenCheck        = 3;
-  const int RookCheck         = 2;
-  const int BishopCheck       = 1;
-  const int KnightCheck       = 1;
+  const int QueenContactCheck = 24;
+  const int RookContactCheck  = 16;
+  const int QueenCheck        = 12;
+  const int RookCheck         = 8;
+  const int BishopCheck       = 2;
+  const int KnightCheck       = 3;
 
   // KingExposed[Square] contains penalties based on the position of the
   // defending king, indexed by king's square (from white's point of view).
@@ -226,16 +227,16 @@ namespace {
 
   // Function prototypes
   template<bool Trace>
-  Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin);
+  Value do_evaluate(const Position& pos);
 
   template<Color Us>
   void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
+  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score* mobility);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei, Value margins[]);
+  Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us, bool Trace>
   Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
@@ -261,8 +262,8 @@ namespace Eval {
   /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
   /// between them based on the remaining material.
 
-  Value evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
-    return do_evaluate<false>(pos, margin);
+  Value evaluate(const Position& pos) {
+    return do_evaluate<false>(pos);
   }
 
 
@@ -304,19 +305,14 @@ namespace Eval {
 namespace {
 
 template<bool Trace>
-Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
+Value do_evaluate(const Position& pos) {
 
   assert(!pos.checkers());
 
   EvalInfo ei;
-  Value margins[COLOR_NB];
-  Score score, mobilityWhite, mobilityBlack;
+  Score score, mobility[2] = { SCORE_ZERO, SCORE_ZERO };
   Thread* th = pos.this_thread();
 
-  // margins[] store the uncertainty estimation of position's evaluation
-  // that typically is used by the search for pruning decisions.
-  margins[WHITE] = margins[BLACK] = VALUE_ZERO;
-
   // Initialize score by reading the incrementally updated scores included
   // in the position object (material + piece square tables) and adding
   // Tempo bonus. Score is computed from the point of view of white.
@@ -329,10 +325,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // If we have a specialized evaluation function for the current material
   // configuration, call it and return.
   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
-  {
-      margin = VALUE_ZERO;
       return ei.mi->evaluate(pos);
-  }
 
   // Probe the pawn hash table
   ei.pi = Pawns::probe(pos, th->pawnsTable);
@@ -343,15 +336,15 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   init_eval_info<BLACK>(pos, ei);
 
   // Evaluate pieces and mobility
-  score +=  evaluate_pieces_of_color<WHITE, Trace>(pos, ei, mobilityWhite)
-          - evaluate_pieces_of_color<BLACK, Trace>(pos, ei, mobilityBlack);
+  score +=  evaluate_pieces_of_color<WHITE, Trace>(pos, ei, mobility)
+          - evaluate_pieces_of_color<BLACK, Trace>(pos, ei, mobility);
 
-  score += apply_weight(mobilityWhite - mobilityBlack, Weights[Mobility]);
+  score += apply_weight(mobility[WHITE] - mobility[BLACK], Weights[Mobility]);
 
   // Evaluate kings after all other pieces because we need complete attack
   // information when computing the king safety evaluation.
-  score +=  evaluate_king<WHITE, Trace>(pos, ei, margins)
-          - evaluate_king<BLACK, Trace>(pos, ei, margins);
+  score +=  evaluate_king<WHITE, Trace>(pos, ei)
+          - evaluate_king<BLACK, Trace>(pos, ei);
 
   // Evaluate tactical threats, we need full attack information including king
   score +=  evaluate_threats<WHITE, Trace>(pos, ei)
@@ -398,7 +391,6 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
            sf = ScaleFactor(50);
   }
 
-  margin = margins[pos.side_to_move()];
   Value v = interpolate(score, ei.mi->game_phase(), sf);
 
   // In case of tracing add all single evaluation contributions for both white and black
@@ -411,9 +403,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
       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])
-                      << ", Black: " << to_cp(margins[BLACK])
-                      << "\nScaling: " << std::noshowpos
+      Tracing::stream << "\nScaling: " << std::noshowpos
                       << std::setw(6) << 100.0 * ei.mi->game_phase() / 128.0 << "% MG, "
                       << std::setw(6) << 100.0 * (1.0 - ei.mi->game_phase() / 128.0) << "% * "
                       << std::setw(6) << (100.0 * sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL << "% EG.\n"
@@ -443,7 +433,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
         ei.kingAttackersCount[Us] = b ? popcount<Max15>(b) / 2 : 0;
         ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
-    } else
+    }
+    else
         ei.kingRing[Them] = ei.kingAttackersCount[Us] = 0;
   }
 
@@ -470,14 +461,15 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         else
             bonus += bonus / 2;
     }
+
     return make_score(bonus, bonus);
   }
 
 
-  // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
+  // evaluate_pieces() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
 
   template<PieceType Piece, Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
+  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score* mobility, Bitboard mobilityArea) {
 
     Bitboard b;
     Square s;
@@ -501,7 +493,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         {
             ei.kingAttackersCount[Us]++;
             ei.kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Piece];
-            Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
+            Bitboard bb = b & ei.attackedBy[Them][KING];
             if (bb)
                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount<Max15>(bb);
         }
@@ -509,7 +501,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         int mob = Piece != QUEEN ? popcount<Max15>(b & mobilityArea)
                                  : popcount<Full >(b & mobilityArea);
 
-        mobility += MobilityBonus[Piece][mob];
+        mobility[Us] += MobilityBonus[Piece][mob];
 
         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
@@ -527,6 +519,10 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         if (Piece == BISHOP)
             score -= BishopPawns * ei.pi->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
 
+        // Penalty for knight when there are few enemy pawns
+        if (Piece == KNIGHT)
+            score -= KnightPawns * std::max(5 - pos.count<PAWN>(Them), 0);
+
         if (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT)
         {
             // Bishop and knight outposts squares
@@ -583,9 +579,9 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
             const enum Piece P = make_piece(Us, PAWN);
             Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
             if (pos.piece_on(s + d) == P)
-                score -= !pos.is_empty(s + d + pawn_push(Us)) ? TrappedBishopA1H1 * 4
-                        : pos.piece_on(s + d + d) == P        ? TrappedBishopA1H1 * 2
-                                                              : TrappedBishopA1H1;
+                score -= !pos.empty(s + d + pawn_push(Us)) ? TrappedBishopA1H1 * 4
+                        : pos.piece_on(s + d + d) == P     ? TrappedBishopA1H1 * 2
+                                                           : TrappedBishopA1H1;
         }
     }
 
@@ -596,82 +592,37 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   }
 
 
-  // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
-  // and the type of attacked one.
-
-  template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
-
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-
-    Bitboard b, undefendedMinors, weakEnemies;
-    Score score = SCORE_ZERO;
-
-    // Undefended minors get penalized even if not under attack
-    undefendedMinors =  pos.pieces(Them, BISHOP, KNIGHT)
-                      & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
-
-    if (undefendedMinors)
-        score += UndefendedMinor;
-
-    // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
-    weakEnemies =  pos.pieces(Them)
-                 & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
-                 & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
-
-    // Add bonus according to type of attacked enemy piece and to the
-    // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
-    // considered because are already handled in king evaluation.
-    if (weakEnemies)
-        for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; ++pt1)
-        {
-            b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
-            if (b)
-                for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; ++pt2)
-                    if (b & pos.pieces(pt2))
-                        score += Threat[pt1][pt2];
-        }
-
-    if (Trace)
-        Tracing::scores[Us][THREAT] = score;
-
-    return score;
-  }
-
-
-  // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
+  // evaluate_pieces_of_color() assigns bonuses and penalties to all the
   // pieces of a given color.
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility) {
+  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score* mobility) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Score score = mobility = SCORE_ZERO;
-
     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
     const Bitboard mobilityArea = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces(Us, PAWN, KING));
 
-    score += evaluate_pieces<KNIGHT, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
-    score += evaluate_pieces<BISHOP, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
-    score += evaluate_pieces<ROOK,   Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
-    score += evaluate_pieces<QUEEN,  Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
+    Score score =  evaluate_pieces<KNIGHT, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea)
+                 + evaluate_pieces<BISHOP, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea)
+                 + evaluate_pieces<ROOK,   Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea)
+                 + evaluate_pieces<QUEEN,  Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
 
-    // Sum up all attacked squares
-    ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
-                                    | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
-                                    | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
+    // Sum up all attacked squares (updated in evaluate_pieces)
+    ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] =  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
+                                   | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
+                                   | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
     if (Trace)
-        Tracing::scores[Us][MOBILITY] = apply_weight(mobility, Weights[Mobility]);
+        Tracing::scores[Us][MOBILITY] = apply_weight(mobility[Us], Weights[Mobility]);
 
     return score;
   }
 
 
-  // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
+  // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei, Value margins[]) {
+  Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -682,15 +633,15 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     // King shelter and enemy pawns storm
     Score score = ei.pi->king_safety<Us>(pos, ksq);
 
-    // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
-    // from optimally tuned.
+    // Main king safety evaluation
     if (   ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
     {
         // Find the attacked squares around the king which has no defenders
         // apart from the king itself
-        undefended = ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] & ei.attackedBy[Us][KING];
-        undefended &= ~(  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
+        undefended =  ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]
+                    & ei.attackedBy[Us][KING]
+                    & ~(  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
                         | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
                         | ei.attackedBy[Us][QUEEN]);
 
@@ -699,7 +650,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         // number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
         // attacked and undefended squares around our king, the square of the
         // king, and the quality of the pawn shelter.
-        attackUnits =  std::min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
+        attackUnits =  std::min(20, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
                      + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + popcount<Max15>(undefended))
                      + KingExposed[relative_square(Us, ksq)]
                      - mg_value(score) / 32;
@@ -766,12 +717,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         attackUnits = std::min(99, std::max(0, attackUnits));
 
         // Finally, extract the king danger score from the KingDanger[]
-        // array and subtract the score from evaluation. Set also margins[]
-        // value that will be used for pruning because this value can sometimes
-        // be very big, and so capturing a single attacking piece can therefore
-        // result in a score change far bigger than the value of the captured piece.
+        // array and subtract the score from evaluation.
         score -= KingDanger[Us == Search::RootColor][attackUnits];
-        margins[Us] += mg_value(KingDanger[Us == Search::RootColor][attackUnits]);
     }
 
     if (Trace)
@@ -781,7 +728,50 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   }
 
 
-  // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
+  // evaluate_threats() assigns bonuses according to the type of attacking piece
+  // and the type of attacked one.
+
+  template<Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
+
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+
+    Bitboard b, undefendedMinors, weakEnemies;
+    Score score = SCORE_ZERO;
+
+    // Undefended minors get penalized even if not under attack
+    undefendedMinors =  pos.pieces(Them, BISHOP, KNIGHT)
+                      & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
+
+    if (undefendedMinors)
+        score += UndefendedMinor;
+
+    // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
+    weakEnemies =  pos.pieces(Them)
+                 & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
+                 & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
+
+    // Add bonus according to type of attacked enemy piece and to the
+    // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
+    // considered because are already handled in king evaluation.
+    if (weakEnemies)
+        for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; ++pt1)
+        {
+            b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
+            if (b)
+                for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; ++pt2)
+                    if (b & pos.pieces(pt2))
+                        score += Threat[pt1][pt2];
+        }
+
+    if (Trace)
+        Tracing::scores[Us][THREAT] = score;
+
+    return score;
+  }
+
+
+  // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
 
   template<Color Us, bool Trace>
   Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
@@ -797,7 +787,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     {
         Square s = pop_lsb(&b);
 
-        assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
+        assert(pos.pawn_passed(Us, s));
 
         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
         int rr = r * (r - 1);
@@ -819,7 +809,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
                 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))
+            if (pos.empty(blockSq))
             {
                 squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
 
@@ -878,9 +868,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
                 ebonus -= ebonus / 4;
         }
 
-        // Increase the bonus if we have more non-pawn pieces
-        if (pos.count<ALL_PIECES>(  Us) - pos.count<PAWN>(  Us) >
-            pos.count<ALL_PIECES>(Them) - pos.count<PAWN>(Them))
+        if (pos.count<PAWN>(Us) < pos.count<PAWN>(Them))
             ebonus += ebonus / 4;
 
         score += make_score(mbonus, ebonus);
@@ -906,7 +894,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     if (!b || pos.non_pawn_material(~us))
         return SCORE_ZERO;
 
-    return Unstoppable * int(relative_rank(WHITE, frontmost_sq(us, b)));
+    return Unstoppable * int(relative_rank(us, frontmost_sq(us, b)));
   }
 
 
@@ -1014,8 +1002,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
     stream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
     std::memset(scores, 0, 2 * (TOTAL + 1) * sizeof(Score));
 
-    Value margin;
-    do_evaluate<true>(pos, margin);
+    do_evaluate<true>(pos);
 
     std::string totals = stream.str();
     stream.str("");