]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Rank based threats
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 1f5e906d49f48e889f83bdcae7a7fe38b0e827dc..8987b0ecd0a72cc7337404f604ecb951b254e889 100644 (file)
@@ -119,7 +119,7 @@ namespace {
   // game, indexed by piece type and number of attacked squares in the MobilityArea.
   const Score MobilityBonus[][32] = {
     {}, {},
-    { S(-75,-76), S(-56,-54), S(9,-26), S( -2,-10), S(  6,  5), S( 15, 11), // Knights
+    { 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),
@@ -156,7 +156,8 @@ namespace {
   // ThreatBySafePawn[PieceType] contains bonuses according to which piece
   // type is attacked by a pawn which is protected or is not attacked.
   const Score ThreatBySafePawn[PIECE_TYPE_NB] = {
-    S(0, 0), S(0, 0), S(176, 139), S(131, 127), S(217, 218), S(203, 215) };
+    S(0, 0), S(0, 0), S(176, 139), S(131, 127), S(217, 218), S(203, 215)
+  };
 
   // Threat[by minor/by rook][attacked PieceType] contains
   // bonuses according to which piece type attacks which one.
@@ -188,6 +189,7 @@ namespace {
   const Score BishopPawns         = S( 8, 12);
   const Score RookOnPawn          = S( 8, 24);
   const Score TrappedRook         = S(92,  0);
+  const Score CloseEnemies        = S( 7,  0);
   const Score SafeCheck           = S(20, 20);
   const Score OtherCheck          = S(10, 10);
   const Score ThreatByHangingPawn = S(71, 61);
@@ -196,6 +198,9 @@ namespace {
   const Score Hanging             = S(48, 27);
   const Score ThreatByPawnPush    = S(38, 22);
   const Score Unstoppable         = S( 0, 20);
+  const Score PawnlessFlank       = S(20, 80);
+  const Score HinderPassedPawn    = S( 7,  0);
+  const Score ThreatByRank        = S(16,  3);
 
   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
@@ -205,21 +210,15 @@ namespace {
   #undef S
   #undef V
 
-  // King danger constants and variables. The king danger scores are looked-up
-  // in KingDanger[]. Various little "meta-bonuses" measuring the strength
-  // of the enemy attack are added up into an integer, which is used as an
-  // index to KingDanger[].
-  Score KingDanger[512];
-
   // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
-  const int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 7, 5, 4, 1 };
+  const int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 78, 56, 45, 11 };
 
   // Penalties for enemy's safe checks
-  const int QueenContactCheck = 89;
-  const int QueenCheck        = 62;
-  const int RookCheck         = 57;
-  const int BishopCheck       = 48;
-  const int KnightCheck       = 78;
+  const int QueenContactCheck = 997;
+  const int QueenCheck        = 695;
+  const int RookCheck         = 638;
+  const int BishopCheck       = 538;
+  const int KnightCheck       = 874;
 
 
   // eval_init() initializes king and attack bitboards for a given color
@@ -228,8 +227,8 @@ namespace {
   template<Color Us>
   void eval_init(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
-    const Color  Them = (Us == WHITE ? BLACK   : WHITE);
-    const Square Down = (Us == WHITE ? DELTA_S : DELTA_N);
+    const Color  Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    const Square Down = (Us == WHITE ? SOUTH : NORTH);
 
     ei.pinnedPieces[Us] = pos.pinned_pieces(Us);
     Bitboard b = ei.attackedBy[Them][KING];
@@ -240,7 +239,7 @@ namespace {
     // Init king safety tables only if we are going to use them
     if (pos.non_pawn_material(Us) >= QueenValueMg)
     {
-        ei.kingRing[Them] = b | shift_bb<Down>(b);
+        ei.kingRing[Them] = b | shift<Down>(b);
         b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
         ei.kingAttackersCount[Us] = popcount(b);
         ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
@@ -326,7 +325,7 @@ namespace {
                 && pos.is_chess960()
                 && (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1)))
             {
-                Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
+                Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? EAST : WEST);
                 if (pos.piece_on(s + d) == make_piece(Us, PAWN))
                     score -= !pos.empty(s + d + pawn_push(Us))                ? TrappedBishopA1H1 * 4
                             : pos.piece_on(s + d + d) == make_piece(Us, PAWN) ? TrappedBishopA1H1 * 2
@@ -359,7 +358,8 @@ namespace {
         if (Pt == QUEEN)
         {
             // Penalty if any relative pin or discovered attack against the queen
-            if (pos.slider_blockers(pos.pieces(), pos.pieces(Them, ROOK, BISHOP), s))
+            Bitboard pinners;
+            if (pos.slider_blockers(pos.pieces(Them, ROOK, BISHOP), s, pinners))
                 score -= WeakQueen;
         }
     }
@@ -379,14 +379,27 @@ namespace {
 
   // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 
+  const Bitboard WhiteCamp = Rank1BB | Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB | Rank5BB;
+  const Bitboard BlackCamp = Rank8BB | Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB | Rank4BB;
+  const Bitboard QueenSide   = FileABB | FileBBB | FileCBB | FileDBB;
+  const Bitboard CenterFiles = FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB;
+  const Bitboard KingSide    = FileEBB | FileFBB | FileGBB | FileHBB;
+
+  const Bitboard KingFlank[COLOR_NB][FILE_NB] = {
+    { QueenSide   & WhiteCamp, QueenSide & WhiteCamp, QueenSide & WhiteCamp, CenterFiles & WhiteCamp,
+      CenterFiles & WhiteCamp, KingSide  & WhiteCamp, KingSide  & WhiteCamp, KingSide    & WhiteCamp },
+    { QueenSide   & BlackCamp, QueenSide & BlackCamp, QueenSide & BlackCamp, CenterFiles & BlackCamp,
+      CenterFiles & BlackCamp, KingSide  & BlackCamp, KingSide  & BlackCamp, KingSide    & BlackCamp },
+  };
+
   template<Color Us, bool DoTrace>
   Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK   : WHITE);
-    const Square  Up = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    const Square  Up = (Us == WHITE ? NORTH : SOUTH);
 
     Bitboard undefended, b, b1, b2, safe, other;
-    int attackUnits;
+    int kingDanger;
     const Square ksq = pos.square<KING>(Us);
 
     // King shelter and enemy pawns storm
@@ -404,24 +417,24 @@ namespace {
         b =  ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] & ~ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]
            & ei.kingRing[Us] & ~pos.pieces(Them);
 
-        // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
-        // index into the KingDanger[] array. The initial value is based on the
+        // Initialize the 'kingDanger' variable, which will be transformed
+        // later into a king danger score. The initial value is based on the
         // number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
         // attacked and undefended squares around our king and the quality of
         // the pawn shelter (current 'score' value).
-        attackUnits =  std::min(72, ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them])
-                     +  9 * ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them]
-                     + 21 * popcount(undefended)
-                     + 12 * (popcount(b) + !!ei.pinnedPieces[Us])
-                     - 64 * !pos.count<QUEEN>(Them)
-                     - mg_value(score) / 8;
+        kingDanger =  std::min(807, ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them])
+                    + 101 * ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them]
+                    + 235 * popcount(undefended)
+                    + 134 * (popcount(b) + !!ei.pinnedPieces[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 the king reachable by the enemy queen...
         b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces(Them);
 
         // ...and keep squares supported by another enemy piece
-        attackUnits += QueenContactCheck * popcount(b & ei.attackedBy2[Them]);
+        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));
@@ -429,14 +442,14 @@ namespace {
         // ... and some other potential checks, only requiring the square to be
         // safe from pawn-attacks, and not being occupied by a blocked pawn.
         other = ~(   ei.attackedBy[Us][PAWN]
-                  | (pos.pieces(Them, PAWN) & shift_bb<Up>(pos.pieces(PAWN))));
+                  | (pos.pieces(Them, PAWN) & shift<Up>(pos.pieces(PAWN))));
 
         b1 = pos.attacks_from<ROOK  >(ksq);
         b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq);
 
         // Enemy queen safe checks
         if ((b1 | b2) & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & safe)
-            attackUnits += QueenCheck, score -= SafeCheck;
+            kingDanger += QueenCheck, score -= SafeCheck;
 
         // For other pieces, also consider the square safe if attacked twice,
         // and only defended by a queen.
@@ -446,14 +459,14 @@ namespace {
 
         // Enemy rooks safe and other checks
         if (b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK] & safe)
-            attackUnits += RookCheck, score -= SafeCheck;
+            kingDanger += RookCheck, score -= SafeCheck;
 
         else if (b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK] & other)
             score -= OtherCheck;
 
         // Enemy bishops safe and other checks
         if (b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP] & safe)
-            attackUnits += BishopCheck, score -= SafeCheck;
+            kingDanger += BishopCheck, score -= SafeCheck;
 
         else if (b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP] & other)
             score -= OtherCheck;
@@ -461,16 +474,34 @@ namespace {
         // Enemy knights safe and other checks
         b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attackedBy[Them][KNIGHT];
         if (b & safe)
-            attackUnits += KnightCheck, score -= SafeCheck;
+            kingDanger += KnightCheck, score -= SafeCheck;
 
         else if (b & other)
             score -= OtherCheck;
 
-        // Finally, extract the king danger score from the KingDanger[]
-        // array and subtract the score from the evaluation.
-        score -= KingDanger[std::max(std::min(attackUnits, 399), 0)];
+        // Compute the king danger score and subtract it from the evaluation
+        if (kingDanger > 0)
+            score -= make_score(std::min(kingDanger * kingDanger / 4096,  2 * int(BishopValueMg)), 0);
     }
 
+    // King tropism: firstly, find squares that opponent attacks in our king flank
+    File kf = file_of(ksq);
+    b = ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] & KingFlank[Us][kf];
+
+    assert(((Us == WHITE ? b << 4 : b >> 4) & b) == 0);
+    assert(popcount(Us == WHITE ? b << 4 : b >> 4) == popcount(b));
+
+    // Secondly, add the squares which are attacked twice in that flank and
+    // which are not defended by our pawns.
+    b =  (Us == WHITE ? b << 4 : b >> 4)
+       | (b & ei.attackedBy2[Them] & ~ei.attackedBy[Us][PAWN]);
+
+    score -= CloseEnemies * popcount(b);
+
+    // Penalty when our king is on a pawnless flank
+    if (!(pos.pieces(PAWN) & (KingFlank[WHITE][kf] | KingFlank[BLACK][kf])))
+        score -= PawnlessFlank;
+
     if (DoTrace)
         Trace::add(KING, Us, score);
 
@@ -481,28 +512,15 @@ namespace {
   // evaluate_threats() assigns bonuses according to the types of the attacking
   // and the attacked pieces.
 
-  const Bitboard WhiteCamp = Rank1BB | Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB | Rank5BB;
-  const Bitboard BlackCamp = Rank8BB | Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB | Rank4BB;
-  const Bitboard QueenSide   = FileABB | FileBBB | FileCBB | FileDBB;
-  const Bitboard CenterFiles = FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB;
-  const Bitboard KingSide    = FileEBB | FileFBB | FileGBB | FileHBB;
-
-  const Bitboard KingFlank[COLOR_NB][FILE_NB] = {
-    { QueenSide   & WhiteCamp, QueenSide & WhiteCamp, QueenSide & WhiteCamp, CenterFiles & WhiteCamp,
-      CenterFiles & WhiteCamp, KingSide  & WhiteCamp, KingSide  & WhiteCamp, KingSide    & WhiteCamp },
-    { QueenSide   & BlackCamp, QueenSide & BlackCamp, QueenSide & BlackCamp, CenterFiles & BlackCamp,
-      CenterFiles & BlackCamp, KingSide  & BlackCamp, KingSide  & BlackCamp, KingSide    & BlackCamp },
-  };
-
   template<Color Us, bool DoTrace>
   Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
-    const Color Them        = (Us == WHITE ? BLACK    : WHITE);
-    const Square Up         = (Us == WHITE ? DELTA_N  : DELTA_S);
-    const Square Left       = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SE);
-    const Square Right      = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SW);
-    const Bitboard TRank2BB = (Us == WHITE ? Rank2BB  : Rank7BB);
-    const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB  : Rank2BB);
+    const Color Them        = (Us == WHITE ? BLACK      : WHITE);
+    const Square Up         = (Us == WHITE ? NORTH      : SOUTH);
+    const Square Left       = (Us == WHITE ? NORTH_WEST : SOUTH_EAST);
+    const Square Right      = (Us == WHITE ? NORTH_EAST : SOUTH_WEST);
+    const Bitboard TRank2BB = (Us == WHITE ? Rank2BB    : Rank7BB);
+    const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB    : Rank2BB);
 
     enum { Minor, Rook };
 
@@ -522,7 +540,7 @@ namespace {
         b = pos.pieces(Us, PAWN) & ( ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]
                                     | ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
 
-        safeThreats = (shift_bb<Right>(b) | shift_bb<Left>(b)) & weak;
+        safeThreats = (shift<Right>(b) | shift<Left>(b)) & weak;
 
         if (weak ^ safeThreats)
             score += ThreatByHangingPawn;
@@ -544,11 +562,21 @@ namespace {
     {
         b = (defended | weak) & (ei.attackedBy[Us][KNIGHT] | ei.attackedBy[Us][BISHOP]);
         while (b)
-            score += Threat[Minor][type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&b)))];
+        {
+            Square s = pop_lsb(&b);
+            score += Threat[Minor][type_of(pos.piece_on(s))];
+            if (type_of(pos.piece_on(s)) != PAWN)
+                score += ThreatByRank * (int)relative_rank(Them, s);
+        }
 
         b = (pos.pieces(Them, QUEEN) | weak) & ei.attackedBy[Us][ROOK];
         while (b)
-            score += Threat[Rook ][type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&b)))];
+        {
+            Square s = pop_lsb(&b);
+            score += Threat[Rook][type_of(pos.piece_on(s))];
+            if (type_of(pos.piece_on(s)) != PAWN)
+                score += ThreatByRank * (int)relative_rank(Them, s);
+        }
 
         score += Hanging * popcount(weak & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
 
@@ -559,30 +587,18 @@ namespace {
 
     // Bonus if some pawns can safely push and attack an enemy piece
     b = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
-    b = shift_bb<Up>(b | (shift_bb<Up>(b & TRank2BB) & ~pos.pieces()));
+    b = shift<Up>(b | (shift<Up>(b & TRank2BB) & ~pos.pieces()));
 
     b &=  ~pos.pieces()
         & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
         & (ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
 
-    b =  (shift_bb<Left>(b) | shift_bb<Right>(b))
+    b =  (shift<Left>(b) | shift<Right>(b))
        &  pos.pieces(Them)
        & ~ei.attackedBy[Us][PAWN];
 
     score += ThreatByPawnPush * popcount(b);
 
-    // King tropism: firstly, find squares that we attack in the enemy king flank
-    b = ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] & KingFlank[Them][file_of(pos.square<KING>(Them))];
-
-    // Secondly, add to the bitboard the squares which we attack twice in that flank
-    // but which are not protected by a enemy pawn. Note the trick to shift away the
-    // previous attack bits to the empty part of the bitboard.
-    b =  (b & ei.attackedBy2[Us] & ~ei.attackedBy[Them][PAWN])
-       | (Us == WHITE ? b >> 4 : b << 4);
-
-    // Count all these squares with a single popcount
-    score += make_score(7 * popcount(b), 0);
-
     if (DoTrace)
         Trace::add(THREAT, Us, score);
 
@@ -597,7 +613,7 @@ namespace {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Bitboard b, squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares;
+    Bitboard b, bb, squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares;
     Score score = SCORE_ZERO;
 
     b = ei.pi->passed_pawns(Us);
@@ -609,6 +625,9 @@ namespace {
         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));
+        score -= HinderPassedPawn * popcount(bb);
+
         int r = relative_rank(Us, s) - RANK_2;
         int rr = r * (r - 1);
 
@@ -634,7 +653,7 @@ namespace {
                 // in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
                 defendedSquares = unsafeSquares = squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
 
-                Bitboard bb = forward_bb(Them, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s);
+                bb = forward_bb(Them, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s);
 
                 if (!(pos.pieces(Us) & bb))
                     defendedSquares &= ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
@@ -704,9 +723,9 @@ namespace {
     // ...count safe + (behind & safe) with a single popcount
     int bonus = popcount((Us == WHITE ? safe << 32 : safe >> 32) | (behind & safe));
     bonus = std::min(16, bonus);
-    int weight = pos.count<ALL_PIECES>(Us);
+    int weight = pos.count<ALL_PIECES>(Us) - 2 * ei.pi->open_files();
 
-    return make_score(bonus * weight * weight / 22, 0);
+    return make_score(bonus * weight * weight / 18, 0);
   }
 
 
@@ -777,23 +796,22 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
 
   assert(!pos.checkers());
 
+  Score mobility[COLOR_NB] = { SCORE_ZERO, SCORE_ZERO };
   EvalInfo ei;
-  Score score, mobility[COLOR_NB] = { SCORE_ZERO, SCORE_ZERO };
-
-  // Initialize score by reading the incrementally updated scores included in
-  // the position object (material + piece square tables). Score is computed
-  // internally from the white point of view.
-  score = pos.psq_score();
 
   // Probe the material hash table
   ei.me = Material::probe(pos);
-  score += ei.me->imbalance();
 
   // If we have a specialized evaluation function for the current material
   // configuration, call it and return.
   if (ei.me->specialized_eval_exists())
       return ei.me->evaluate(pos);
 
+  // Initialize score by reading the incrementally updated scores included in
+  // the position object (material + piece square tables) and the material
+  // imbalance. Score is computed internally from the white point of view.
+  Score score = pos.psq_score() + ei.me->imbalance();
+
   // Probe the pawn hash table
   ei.pi = Pawns::probe(pos);
   score += ei.pi->pawns_score();
@@ -807,8 +825,8 @@ Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
 
   // Pawns blocked or on ranks 2 and 3 will be excluded from the mobility area
   Bitboard blockedPawns[] = {
-    pos.pieces(WHITE, PAWN) & (shift_bb<DELTA_S>(pos.pieces()) | Rank2BB | Rank3BB),
-    pos.pieces(BLACK, PAWN) & (shift_bb<DELTA_N>(pos.pieces()) | Rank7BB | Rank6BB)
+    pos.pieces(WHITE, PAWN) & (shift<SOUTH>(pos.pieces()) | Rank2BB | Rank3BB),
+    pos.pieces(BLACK, PAWN) & (shift<NORTH>(pos.pieces()) | Rank7BB | Rank6BB)
   };
 
   // Do not include in mobility area squares protected by enemy pawns, or occupied
@@ -918,19 +936,3 @@ std::string Eval::trace(const Position& pos) {
 
   return ss.str();
 }
-
-
-/// init() computes evaluation weights, usually at startup
-
-void Eval::init() {
-
-  const int MaxSlope = 322;
-  const int Peak = 47410;
-  int t = 0;
-
-  for (int i = 0; i < 400; ++i)
-  {
-      t = std::min(Peak, std::min(i * i - 16, t + MaxSlope));
-      KingDanger[i] = make_score(t * 268 / 7700, 0);
-  }
-}