]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Speed-up some arrays reading
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index ed1bcf49036915b708a55d182813c9fb0f1255ba..69a7ea37ffeb293d461069192ad515ad0234aa29 100644 (file)
@@ -75,7 +75,6 @@ namespace {
 
     Material::Entry* me;
     Pawns::Entry* pe;
-    Bitboard pinnedPieces[COLOR_NB];
     Bitboard mobilityArea[COLOR_NB];
 
     // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
@@ -116,23 +115,22 @@ namespace {
   #define V(v) Value(v)
   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
 
-  // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains bonuses for middle and end game,
+  // MobilityBonus[PieceType-2][attacked] contains bonuses for middle and end game,
   // indexed by piece type and number of attacked squares in the mobility area.
-  const Score MobilityBonus[][32] = {
-    {}, {},
-    { S(-75,-76), S(-56,-54), S( -9,-26), S( -2,-10), S(  6,  5), S( 15, 11), // Knights
-      S( 22, 26), S( 30, 28), S( 36, 29) },
-    { S(-48,-58), S(-21,-19), S( 16, -2), S( 26, 12), S( 37, 22), S( 51, 42), // Bishops
-      S( 54, 54), S( 63, 58), S( 65, 63), S( 71, 70), S( 79, 74), S( 81, 86),
-      S( 92, 90), S( 97, 94) },
-    { S(-56,-78), S(-25,-18), S(-11, 26), S( -5, 55), S( -4, 70), S( -1, 81), // Rooks
-      S(  8,109), S( 14,120), S( 21,128), S( 23,143), S( 31,154), S( 32,160),
-      S( 43,165), S( 49,168), S( 59,169) },
-    { S(-40,-35), S(-25,-12), S(  2,  7), S(  4, 19), S( 14, 37), S( 24, 55), // Queens
-      S( 25, 62), S( 40, 76), S( 43, 79), S( 47, 87), S( 54, 94), S( 56,102),
-      S( 60,111), S( 70,116), S( 72,118), S( 73,122), S( 75,128), S( 77,130),
-      S( 85,133), S( 94,136), S( 99,140), S(108,157), S(112,158), S(113,161),
-      S(118,174), S(119,177), S(123,191), S(128,199) }
+  const Score MobilityBonus[4][32] = {
+    { S(-75,-76), S(-57,-54), S( -9,-28), S( -2,-10), S(  6,  5), S( 14, 12), // Knights
+      S( 22, 26), S( 29, 29), S( 36, 29) },
+    { S(-48,-59), S(-20,-23), S( 16, -3), S( 26, 13), S( 38, 24), S( 51, 42), // Bishops
+      S( 55, 54), S( 63, 57), S( 63, 65), S( 68, 73), S( 81, 78), S( 81, 86),
+      S( 91, 88), S( 98, 97) },
+    { S(-60,-77), S(-26,-20), S(-11, 27), S( -6, 57), S( -3, 69), S( -1, 82), // Rooks
+      S( 10,109), S( 16,121), S( 24,131), S( 25,143), S( 32,155), S( 32,163),
+      S( 43,167), S( 48,171), S( 56,173) },
+    { S(-39,-36), S(-21,-15), S(  3,  8), S(  3, 18), S( 14, 34), S( 22, 54), // Queens
+      S( 28, 61), S( 41, 73), S( 43, 79), S( 48, 92), S( 56, 94), S( 60,104),
+      S( 60,113), S( 66,120), S( 67,123), S( 70,126), S( 71,133), S( 73,136),
+      S( 79,140), S( 88,143), S( 88,148), S( 99,166), S(102,170), S(102,175),
+      S(106,184), S(109,191), S(113,206), S(116,212) }
   };
 
   // Outpost[knight/bishop][supported by pawn] contains bonuses for minor
@@ -181,6 +179,15 @@ namespace {
     S(  9, 10), S( 2, 10), S( 1, -8), S(-20,-12),
     S(-20,-12), S( 1, -8), S( 2, 10), S(  9, 10)
   };
+  
+  // Protector[PieceType-2][distance] contains a protecting bonus for our king,
+  // indexed by piece type and distance between the piece and the king.
+  const Score Protector[4][8] = {
+    { S(0, 0), S( 7, 9), S( 7, 1), S( 1, 5), S(-10,-4), S( -1,-4), S( -7,-3), S(-16,-10) }, // Knight
+    { S(0, 0), S(11, 8), S(-7,-1), S(-1,-2), S( -1,-7), S(-11,-3), S( -9,-1), S(-16, -1) }, // Bishop
+    { S(0, 0), S(10, 0), S(-2, 2), S(-5, 4), S( -6, 2), S(-14,-3), S( -2,-9), S(-12, -7) }, // Rook
+    { S(0, 0), S( 3,-5), S( 2,-5), S(-4, 0), S( -9,-6),  S(-4, 7), S(-13,-7), S(-10, -7) }  // Queen
+  };
 
   // Assorted bonuses and penalties used by evaluation
   const Score MinorBehindPawn     = S(16,  0);
@@ -191,7 +198,6 @@ namespace {
   const Score OtherCheck          = S(10, 10);
   const Score CloseEnemies        = S( 7,  0);
   const Score PawnlessFlank       = S(20, 80);
-  const Score LooseEnemies        = S( 0, 25);
   const Score ThreatByHangingPawn = S(71, 61);
   const Score ThreatByRank        = S(16,  3);
   const Score Hanging             = S(48, 27);
@@ -210,14 +216,13 @@ namespace {
   const int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 78, 56, 45, 11 };
 
   // Penalties for enemy's safe checks
-  const int QueenContactCheck = 997;
   const int QueenCheck        = 745;
   const int RookCheck         = 688;
   const int BishopCheck       = 588;
   const int KnightCheck       = 924;
 
   // Threshold for lazy evaluation
-  const Value LazyEval = Value(1500);
+  const Value LazyThreshold = Value(1500);
 
   // eval_init() initializes king and attack bitboards for a given color
   // adding pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
@@ -230,8 +235,6 @@ namespace {
     const Square Down = (Us == WHITE ? SOUTH : NORTH);
     const Bitboard LowRanks = (Us == WHITE ? Rank2BB | Rank3BB: Rank7BB | Rank6BB);
 
-    ei.pinnedPieces[Us] = pos.pinned_pieces(Us);
-
     // Find our pawns on the first two ranks, and those which are blocked
     Bitboard b = pos.pieces(Us, PAWN) & (shift<Down>(pos.pieces()) | LowRanks);
 
@@ -283,7 +286,7 @@ namespace {
           : Pt ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
                          : pos.attacks_from<Pt>(s);
 
-        if (ei.pinnedPieces[Us] & s)
+        if (pos.pinned_pieces(Us) & s)
             b &= LineBB[pos.square<KING>(Us)][s];
 
         ei.attackedBy2[Us] |= ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] & b;
@@ -296,14 +299,12 @@ namespace {
             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount(b & ei.attackedBy[Them][KING]);
         }
 
-        if (Pt == QUEEN)
-            b &= ~(  ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
-                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP]
-                   | ei.attackedBy[Them][ROOK]);
-
         int mob = popcount(b & ei.mobilityArea[Us]);
 
-        mobility[Us] += MobilityBonus[Pt][mob];
+        mobility[Us] += MobilityBonus[Pt-2][mob];
+        
+        // Bonus for this piece as a king protector
+        score += Protector[Pt-2][distance(s, pos.square<KING>(Us))];
 
         if (Pt == BISHOP || Pt == KNIGHT)
         {
@@ -387,11 +388,12 @@ namespace {
 
   // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 
+  const Bitboard QueenSide   = FileABB | FileBBB | FileCBB | FileDBB;
   const Bitboard CenterFiles = FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB;
+  const Bitboard KingSide    = FileEBB | FileFBB | FileGBB | FileHBB;
 
   const Bitboard KingFlank[FILE_NB] = {
-    CenterFiles >> 2, CenterFiles >> 2, CenterFiles >> 2, CenterFiles, CenterFiles,
-    CenterFiles << 2, CenterFiles << 2, CenterFiles << 2
+    QueenSide, QueenSide, QueenSide, CenterFiles, CenterFiles, KingSide, KingSide, KingSide
   };
 
   template<Color Us, bool DoTrace>
@@ -429,19 +431,13 @@ namespace {
         kingDanger =  std::min(807, ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them])
                     + 101 * ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them]
                     + 235 * popcount(undefended)
-                    + 134 * (popcount(b) + !!ei.pinnedPieces[Us])
+                    + 134 * (popcount(b) + !!pos.pinned_pieces(Us))
                     - 717 * !pos.count<QUEEN>(Them)
                     -   7 * mg_value(score) / 5 - 5;
 
-        // Analyse the enemy's safe queen contact checks. Firstly, find the
-        // undefended squares around our king reachable by the enemy queen...
-        b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces(Them);
-
-        // ...and keep squares supported by another enemy piece.
-        kingDanger += QueenContactCheck * popcount(b & ei.attackedBy2[Them]);
-
         // Analyse the safe enemy's checks which are possible on next move
-        safe  = ~(ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
+        safe  = ~pos.pieces(Them);
+        safe &= ~ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | (undefended & ei.attackedBy2[Them]);
 
         b1 = pos.attacks_from<ROOK  >(ksq);
         b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq);
@@ -527,14 +523,9 @@ namespace {
     const Bitboard TRank2BB = (Us == WHITE ? Rank2BB    : Rank7BB);
     const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB    : Rank2BB);
 
-    Bitboard b, weak, defended, safeThreats;
+    Bitboard b, weak, defended, stronglyProtected, safeThreats;
     Score score = SCORE_ZERO;
 
-    // Small bonus if the opponent has loose pawns or pieces
-    if (   (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, QUEEN, KING))
-        & ~(ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]))
-        score += LooseEnemies;
-
     // Non-pawn enemies attacked by a pawn
     weak = (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, PAWN)) & ei.attackedBy[Us][PAWN];
 
@@ -552,12 +543,18 @@ namespace {
             score += ThreatBySafePawn[type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&safeThreats)))];
     }
 
-    // Non-pawn enemies defended by a pawn
-    defended = (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, PAWN)) & ei.attackedBy[Them][PAWN];
+    // Squares strongly protected by the opponent, either because they attack the
+    // square with a pawn, or because they attack the square twice and we don't.
+    stronglyProtected =  ei.attackedBy[Them][PAWN]
+                       | (ei.attackedBy2[Them] & ~ei.attackedBy2[Us]);
+
+    // Non-pawn enemies, strongly protected
+    defended =  (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, PAWN))
+              & stronglyProtected;
 
-    // Enemies not defended by a pawn and under our attack
+    // Enemies not strongly protected and under our attack
     weak =   pos.pieces(Them)
-          & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
+          & ~stronglyProtected
           &  ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
 
     // Add a bonus according to the kind of attacking pieces
@@ -609,10 +606,11 @@ namespace {
   }
 
 
-  // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
+  // evaluate_passer_pawns() evaluates the passed pawns and candidate passed
+  // pawns of the given color.
 
   template<Color Us, bool DoTrace>
-  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
+  Score evaluate_passer_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -625,7 +623,6 @@ namespace {
     {
         Square s = pop_lsb(&b);
 
-        assert(pos.pawn_passed(Us, s));
         assert(!(pos.pieces(PAWN) & forward_bb(Us, s)));
 
         bb = forward_bb(Us, s) & (ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
@@ -682,9 +679,10 @@ namespace {
                 mbonus += rr + r * 2, ebonus += rr + r * 2;
         } // rr != 0
 
-        // Assign a small bonus when the opponent has no pieces left
-        if (!pos.non_pawn_material(Them))
-            ebonus += 20;
+        // Scale down bonus for candidate passers which need more than one
+        // pawn push to become passed.
+        if (!pos.pawn_passed(Us, s + pawn_push(Us)))
+            mbonus /= 2, ebonus /= 2;
 
         score += make_score(mbonus, ebonus) + PassedFile[file_of(s)];
     }
@@ -692,7 +690,6 @@ namespace {
     if (DoTrace)
         Trace::add(PASSED, Us, score);
 
-    // Add the scores to the middlegame and endgame eval
     return score;
   }
 
@@ -744,14 +741,15 @@ namespace {
     int kingDistance =  distance<File>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK))
                       - distance<Rank>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK));
     int pawns = pos.count<PAWN>(WHITE) + pos.count<PAWN>(BLACK);
+    bool bothFlanks = (pos.pieces(PAWN) & QueenSide) && (pos.pieces(PAWN) & KingSide);
 
     // Compute the initiative bonus for the attacking side
-    int initiative = 8 * (asymmetry + kingDistance - 15) + 12 * pawns;
+    int initiative = 8 * (asymmetry + kingDistance - 17) + 12 * pawns + 16 * bothFlanks;
 
     // Now apply the bonus: note that we find the attacking side by extracting
     // the sign of the endgame value, and that we carefully cap the bonus so
-    // that the endgame score will never be divided by more than two.
-    int value = ((eg > 0) - (eg < 0)) * std::max(initiative, -abs(eg / 2));
+    // that the endgame score will never change sign after the bonus.
+    int value = ((eg > 0) - (eg < 0)) * std::max(initiative, -abs(eg));
 
     return make_score(0, value);
   }
@@ -765,8 +763,7 @@ namespace {
 
     // If we don't already have an unusual scale factor, check for certain
     // types of endgames, and use a lower scale for those.
-    if (    ei.me->game_phase() < PHASE_MIDGAME
-        && (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL || sf == SCALE_FACTOR_ONEPAWN))
+    if (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL || sf == SCALE_FACTOR_ONEPAWN)
     {
         if (pos.opposite_bishops())
         {
@@ -774,36 +771,23 @@ namespace {
             // is almost a draw, in case of KBP vs KB, it is even more a draw.
             if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
                 && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
-                sf = more_than_one(pos.pieces(PAWN)) ? ScaleFactor(31) : ScaleFactor(9);
+                return more_than_one(pos.pieces(PAWN)) ? ScaleFactor(31) : ScaleFactor(9);
 
             // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
             // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
-            else
-                sf = ScaleFactor(46);
+            return ScaleFactor(46);
         }
         // Endings where weaker side can place his king in front of the opponent's
         // pawns are drawish.
         else if (    abs(eg) <= BishopValueEg
                  &&  pos.count<PAWN>(strongSide) <= 2
                  && !pos.pawn_passed(~strongSide, pos.square<KING>(~strongSide)))
-            sf = ScaleFactor(37 + 7 * pos.count<PAWN>(strongSide));
+            return ScaleFactor(37 + 7 * pos.count<PAWN>(strongSide));
     }
 
     return sf;
   }
 
-
-  Value lazy_eval(Value mg, Value eg) {
-
-    if (mg > LazyEval && eg > LazyEval)
-        return  LazyEval + ((mg + eg) / 2 - LazyEval) / 4;
-
-    else if (mg < -LazyEval && eg < -LazyEval)
-        return -LazyEval + ((mg + eg) / 2 + LazyEval) / 4;
-
-    return VALUE_ZERO;
-  }
-
 } // namespace
 
 
@@ -816,6 +800,7 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
   assert(!pos.checkers());
 
   Score mobility[COLOR_NB] = { SCORE_ZERO, SCORE_ZERO };
+  Value v;
   EvalInfo ei;
 
   // Probe the material hash table
@@ -835,11 +820,10 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
   ei.pe = Pawns::probe(pos);
   score += ei.pe->pawns_score();
 
-  // We have taken into account all cheap evaluation terms.
-  // If score exceeds a threshold return a lazy evaluation.
-  Value lazy = lazy_eval(mg_value(score), eg_value(score));
-  if (lazy)
-      return pos.side_to_move() == WHITE ? lazy : -lazy;
+  // Early exit if score is high
+  v = (mg_value(score) + eg_value(score)) / 2;
+  if (abs(v) > LazyThreshold)
+     return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
 
   // Initialize attack and king safety bitboards
   eval_init<WHITE>(pos, ei);
@@ -859,8 +843,8 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
           - evaluate_threats<BLACK, DoTrace>(pos, ei);
 
   // Evaluate passed pawns, we need full attack information including king
-  score +=  evaluate_passed_pawns<WHITE, DoTrace>(pos, ei)
-          - evaluate_passed_pawns<BLACK, DoTrace>(pos, ei);
+  score +=  evaluate_passer_pawns<WHITE, DoTrace>(pos, ei)
+          - evaluate_passer_pawns<BLACK, DoTrace>(pos, ei);
 
   // Evaluate space for both sides, only during opening
   if (pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK) >= 12222)
@@ -874,8 +858,8 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
   ScaleFactor sf = evaluate_scale_factor(pos, ei, eg_value(score));
 
   // Interpolate between a middlegame and a (scaled by 'sf') endgame score
-  Value v =  mg_value(score) * int(ei.me->game_phase())
-           + eg_value(score) * int(PHASE_MIDGAME - ei.me->game_phase()) * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL;
+  v =  mg_value(score) * int(ei.me->game_phase())
+     + eg_value(score) * int(PHASE_MIDGAME - ei.me->game_phase()) * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL;
 
   v /= int(PHASE_MIDGAME);