]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Tweak single queen endgame scaling.
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 8e8cc0912e57ddd4e37c12cb579631eaee9de289..615df1bacd1a194510930306a29a85fad7e3a00d 100644 (file)
@@ -35,7 +35,7 @@ namespace Trace {
   enum Tracing { NO_TRACE, TRACE };
 
   enum Term { // The first 8 entries are reserved for PieceType
-    MATERIAL = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, INITIATIVE, TOTAL, TERM_NB
+    MATERIAL = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, WINNABLE, TOTAL, TERM_NB
   };
 
   Score scores[TERM_NB][COLOR_NB];
@@ -59,7 +59,7 @@ namespace Trace {
 
   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Term t) {
 
-    if (t == MATERIAL || t == IMBALANCE || t == INITIATIVE || t == TOTAL)
+    if (t == MATERIAL || t == IMBALANCE || t == WINNABLE || t == TOTAL)
         os << " ----  ----"    << " | " << " ----  ----";
     else
         os << scores[t][WHITE] << " | " << scores[t][BLACK];
@@ -127,31 +127,34 @@ namespace {
   };
 
   // Assorted bonuses and penalties
+  constexpr Score BishopKingProtector = S(  6,  9);
+  constexpr Score BishopOnKingRing    = S( 24,  0);
+  constexpr Score BishopOutpost       = S( 30, 23);
   constexpr Score BishopPawns         = S(  3,  7);
   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 BishopKingProtector = S(  6,  9);
   constexpr Score KnightKingProtector = S(  8,  9);
   constexpr Score KnightOnQueen       = S( 16, 11);
+  constexpr Score KnightOutpost       = S( 56, 36);
   constexpr Score LongDiagonalBishop  = S( 45,  0);
   constexpr Score MinorBehindPawn     = S( 18,  3);
-  constexpr Score KnightOutpost       = S( 56, 36);
-  constexpr Score BishopOutpost       = S( 30, 23);
-  constexpr Score ReachableOutpost    = S( 31, 22);
   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);
-  constexpr Score RookOnQueenFile     = S(  5,  9);
-  constexpr Score SliderOnQueen       = S( 59, 18);
+  constexpr Score RookOnQueenFile     = S(  6, 11);
+  constexpr Score SliderOnQueen       = S( 60, 18);
   constexpr Score ThreatByKing        = S( 24, 89);
   constexpr Score ThreatByPawnPush    = S( 48, 39);
   constexpr Score ThreatBySafePawn    = S(173, 94);
   constexpr Score TrappedRook         = S( 55, 13);
-  constexpr Score WeakQueen           = S( 51, 14);
-  constexpr Score WeakQueenProtection = S( 15,  0);
+  constexpr Score WeakQueenProtection = S( 14,  0);
+  constexpr Score WeakQueen           = S( 56, 15);
+
 
 #undef S
 
@@ -172,8 +175,7 @@ namespace {
     template<Color Us> Score threats() const;
     template<Color Us> Score passed() const;
     template<Color Us> Score space() const;
-    ScaleFactor scale_factor(Value eg) const;
-    Score initiative(Score score) const;
+    Value winnable(Score score) const;
 
     const Position& pos;
     Material::Entry* me;
@@ -215,6 +217,7 @@ namespace {
 
   // Evaluation::initialize() computes king and pawn attacks, and the king ring
   // bitboard for a given color. This is done at the beginning of the evaluation.
+
   template<Tracing T> template<Color Us>
   void Evaluation<T>::initialize() {
 
@@ -235,7 +238,7 @@ namespace {
     mobilityArea[Us] = ~(b | pos.pieces(Us, KING, QUEEN) | pos.blockers_for_king(Us) | pe->pawn_attacks(Them));
 
     // Initialize attackedBy[] for king and pawns
-    attackedBy[Us][KING] = pos.attacks_from<KING>(ksq);
+    attackedBy[Us][KING] = attacks_bb<KING>(ksq);
     attackedBy[Us][PAWN] = pe->pawn_attacks(Us);
     attackedBy[Us][ALL_PIECES] = attackedBy[Us][KING] | attackedBy[Us][PAWN];
     attackedBy2[Us] = dblAttackByPawn | (attackedBy[Us][KING] & attackedBy[Us][PAWN]);
@@ -243,7 +246,7 @@ namespace {
     // Init our king safety tables
     Square s = make_square(Utility::clamp(file_of(ksq), FILE_B, FILE_G),
                            Utility::clamp(rank_of(ksq), RANK_2, RANK_7));
-    kingRing[Us] = PseudoAttacks[KING][s] | s;
+    kingRing[Us] = attacks_bb<KING>(s) | s;
 
     kingAttackersCount[Them] = popcount(kingRing[Us] & pe->pawn_attacks(Them));
     kingAttacksCount[Them] = kingAttackersWeight[Them] = 0;
@@ -254,6 +257,7 @@ namespace {
 
 
   // Evaluation::pieces() scores pieces of a given color and type
+
   template<Tracing T> template<Color Us, PieceType Pt>
   Score Evaluation<T>::pieces() {
 
@@ -273,10 +277,10 @@ namespace {
         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
         b = Pt == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN))
           : Pt ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN) ^ pos.pieces(Us, ROOK))
-                         : pos.attacks_from<Pt>(s);
+                         : attacks_bb<Pt>(s, pos.pieces());
 
         if (pos.blockers_for_king(Us) & s)
-            b &= LineBB[pos.square<KING>(Us)][s];
+            b &= line_bb(pos.square<KING>(Us), s);
 
         attackedBy2[Us] |= attackedBy[Us][ALL_PIECES] & b;
         attackedBy[Us][Pt] |= b;
@@ -288,9 +292,13 @@ namespace {
             kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Pt];
             kingAttacksCount[Us] += popcount(b & attackedBy[Them][KING]);
         }
+
         else if (Pt == ROOK && (file_bb(s) & kingRing[Them]))
             score += RookOnKingRing;
 
+        else if (Pt == BISHOP && (attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces(PAWN)) & kingRing[Them]))
+            score += BishopOnKingRing;
+
         int mob = popcount(b & mobilityArea[Us]);
 
         mobility[Us] += MobilityBonus[Pt - 2][mob];
@@ -323,7 +331,7 @@ namespace {
                                      * (!(attackedBy[Us][PAWN] & s) + popcount(blocked & CenterFiles));
 
                 // Penalty for all enemy pawns x-rayed
-                score -= BishopXRayPawns * popcount(PseudoAttacks[BISHOP][s] & pos.pieces(Them, PAWN));
+                score -= BishopXRayPawns * popcount(attacks_bb<BISHOP>(s) & pos.pieces(Them, PAWN));
 
                 // Bonus for bishop on a long diagonal which can "see" both center squares
                 if (more_than_one(attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces(PAWN)) & Center))
@@ -369,6 +377,10 @@ 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)
@@ -379,6 +391,7 @@ namespace {
 
 
   // Evaluation::king() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
+
   template<Tracing T> template<Color Us>
   Score Evaluation<T>::king() const {
 
@@ -438,7 +451,7 @@ namespace {
         unsafeChecks |= b2 & attackedBy[Them][BISHOP];
 
     // Enemy knights checks
-    knightChecks = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & attackedBy[Them][KNIGHT];
+    knightChecks = attacks_bb<KNIGHT>(ksq) & attackedBy[Them][KNIGHT];
     if (knightChecks & safe)
         kingDanger += more_than_one(knightChecks & safe) ? KnightSafeCheck * 162/100
                                                          : KnightSafeCheck;
@@ -487,6 +500,7 @@ namespace {
 
   // Evaluation::threats() assigns bonuses according to the types of the
   // attacking and the attacked pieces.
+
   template<Tracing T> template<Color Us>
   Score Evaluation<T>::threats() const {
 
@@ -564,12 +578,12 @@ namespace {
         Square s = pos.square<QUEEN>(Them);
         safe = mobilityArea[Us] & ~stronglyProtected;
 
-        b = attackedBy[Us][KNIGHT] & pos.attacks_from<KNIGHT>(s);
+        b = attackedBy[Us][KNIGHT] & attacks_bb<KNIGHT>(s);
 
         score += KnightOnQueen * popcount(b & safe);
 
-        b =  (attackedBy[Us][BISHOP] & pos.attacks_from<BISHOP>(s))
-           | (attackedBy[Us][ROOK  ] & pos.attacks_from<ROOK  >(s));
+        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]);
     }
@@ -672,16 +686,15 @@ namespace {
   }
 
 
-  // Evaluation::space() computes the space evaluation for a given side. The
-  // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
-  // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
-  // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
-  // twice. Finally, the space bonus is multiplied by a weight. The aim is to
-  // improve play on game opening.
+  // Evaluation::space() computes a space evaluation for a given side, aiming to improve game
+  // play in the opening. It is based on the number of safe squares on the 4 central files
+  // on ranks 2 to 4. Completely safe squares behind a friendly pawn are counted twice.
+  // Finally, the space bonus is multiplied by a weight which decreases according to occupancy.
 
   template<Tracing T> template<Color Us>
   Score Evaluation<T>::space() const {
 
+    // Early exit if, for example, both queens or 6 minor pieces have been exchanged
     if (pos.non_pawn_material() < SpaceThreshold)
         return SCORE_ZERO;
 
@@ -712,12 +725,12 @@ namespace {
   }
 
 
-  // Evaluation::initiative() computes the initiative correction value
-  // for the position. It is a second order bonus/malus based on the
-  // known attacking/defending status of the players.
+  // 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.
 
   template<Tracing T>
-  Score Evaluation<T>::initiative(Score score) const {
+  Value Evaluation<T>::winnable(Score score) const {
 
     int outflanking =  distance<File>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK))
                      - distance<Rank>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK));
@@ -739,7 +752,6 @@ namespace {
                     + 24 * infiltration
                     + 51 * !pos.non_pawn_material()
                     - 43 * almostUnwinnable
-                    -  2 * pos.rule50_count()
                     -110 ;
 
     Value mg = mg_value(score);
@@ -751,18 +763,10 @@ namespace {
     int u = ((mg > 0) - (mg < 0)) * Utility::clamp(complexity + 50, -abs(mg), 0);
     int v = ((eg > 0) - (eg < 0)) * std::max(complexity, -abs(eg));
 
-    if (T)
-        Trace::add(INITIATIVE, make_score(u, v));
-
-    return make_score(u, v);
-  }
-
-
-  // Evaluation::scale_factor() computes the scale factor for the winning side
-
-  template<Tracing T>
-  ScaleFactor Evaluation<T>::scale_factor(Value eg) const {
+    mg += u;
+    eg += v;
 
+    // Compute the scale factor for the winning side
     Color strongSide = eg > VALUE_DRAW ? WHITE : BLACK;
     int sf = me->scale_factor(pos, strongSide);
 
@@ -777,11 +781,32 @@ namespace {
             else
                 sf = 22 + 3 * pos.count<ALL_PIECES>(strongSide);
         }
+        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)))
+            sf = 36;
+        else if (pos.count<QUEEN>() == 1)
+            sf = 37 + 3 * (pos.count<QUEEN>(WHITE) == 1 ? pos.count<BISHOP>(BLACK) + pos.count<KNIGHT>(BLACK)
+                                                        : pos.count<BISHOP>(WHITE) + pos.count<KNIGHT>(WHITE));
         else
             sf = std::min(sf, 36 + 7 * pos.count<PAWN>(strongSide));
     }
 
-    return ScaleFactor(sf);
+    // Interpolate between the middlegame and (scaled by 'sf') endgame score
+    v =  mg * int(me->game_phase())
+       + eg * int(PHASE_MIDGAME - me->game_phase()) * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
+    v /= PHASE_MIDGAME;
+
+    if (T)
+    {
+        Trace::add(WINNABLE, make_score(u, eg * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL - eg_value(score)));
+        Trace::add(TOTAL, make_score(mg, eg * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL));
+    }
+
+    return Value(v);
   }
 
 
@@ -817,12 +842,11 @@ namespace {
        return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
 
     // Main evaluation begins here
-
     initialize<WHITE>();
     initialize<BLACK>();
 
     // Pieces evaluated first (also populates attackedBy, attackedBy2).
-    // Note that the order of evaluation of the terms is left unspecified
+    // Note that the order of evaluation of the terms is left unspecified.
     score +=  pieces<WHITE, KNIGHT>() - pieces<BLACK, KNIGHT>()
             + pieces<WHITE, BISHOP>() - pieces<BLACK, BISHOP>()
             + pieces<WHITE, ROOK  >() - pieces<BLACK, ROOK  >()
@@ -836,14 +860,8 @@ namespace {
             + passed< WHITE>() - passed< BLACK>()
             + space<  WHITE>() - space<  BLACK>();
 
-    score += initiative(score);
-
-    // Interpolate between a middlegame and a (scaled by 'sf') endgame score
-    ScaleFactor sf = scale_factor(eg_value(score));
-    v =  mg_value(score) * int(me->game_phase())
-       + eg_value(score) * int(PHASE_MIDGAME - me->game_phase()) * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL;
-
-    v /= PHASE_MIDGAME;
+    // Derive single value from mg and eg parts of score
+    v = winnable(score);
 
     // In case of tracing add all remaining individual evaluation terms
     if (T)
@@ -852,11 +870,18 @@ namespace {
         Trace::add(IMBALANCE, me->imbalance());
         Trace::add(PAWN, pe->pawn_score(WHITE), pe->pawn_score(BLACK));
         Trace::add(MOBILITY, mobility[WHITE], mobility[BLACK]);
-        Trace::add(TOTAL, score);
     }
 
+    // Evaluation grain
+    v = (v / 16) * 16;
+
     // Side to move point of view
-    return (pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v) + Tempo;
+    v = (pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v) + Tempo;
+
+    // Damp down the evaluation linearly when shuffling
+    v = v * (100 - pos.rule50_count()) / 100;
+
+    return v;
   }
 
 } // namespace
@@ -904,11 +929,11 @@ std::string Eval::trace(const Position& pos) {
      << "     Threats | " << Term(THREAT)
      << "      Passed | " << Term(PASSED)
      << "       Space | " << Term(SPACE)
-     << "  Initiative | " << Term(INITIATIVE)
+     << "    Winnable | " << Term(WINNABLE)
      << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
      << "       Total | " << Term(TOTAL);
 
-  ss << "\nTotal evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
+  ss << "\nFinal evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
 
   return ss.str();
 }