]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Introduce namespace Pawns
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 8a5b6618851a8b33745e324d305a822ac2bb4d9e..8d9d01a71a7eff742bed41cce7bdf28c4d3ed391 100644 (file)
@@ -36,13 +36,13 @@ namespace {
   struct EvalInfo {
 
     // Pointers to material and pawn hash table entries
-    MaterialEntry* mi;
-    PawnEntry* pi;
+    Material::Entry* mi;
+    Pawns::Entry* pi;
 
     // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
     // attacked by a given color and piece type, attackedBy[color][0] contains
     // all squares attacked by the given color.
-    Bitboard attackedBy[2][8];
+    Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
 
     // kingRing[color] is the zone around the king which is considered
     // by the king safety evaluation. This consists of the squares directly
@@ -50,25 +50,25 @@ namespace {
     // squares two ranks in front of the king. For instance, if black's king
     // is on g8, kingRing[BLACK] is a bitboard containing the squares f8, h8,
     // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
-    Bitboard kingRing[2];
+    Bitboard kingRing[COLOR_NB];
 
     // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
     // which attack a square in the kingRing of the enemy king.
-    int kingAttackersCount[2];
+    int kingAttackersCount[COLOR_NB];
 
     // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weight" of the pieces of the
     // given color which attack a square in the kingRing of the enemy king. The
     // weights of the individual piece types are given by the variables
     // QueenAttackWeight, RookAttackWeight, BishopAttackWeight and
     // KnightAttackWeight in evaluate.cpp
-    int kingAttackersWeight[2];
+    int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
 
     // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks to squares
     // directly adjacent to the king of the given color. Pieces which attack
     // more than one square are counted multiple times. For instance, if black's
     // king is on g8 and there's a white knight on g5, this knight adds
     // 2 to kingAdjacentZoneAttacksCount[BLACK].
-    int kingAdjacentZoneAttacksCount[2];
+    int kingAdjacentZoneAttacksCount[COLOR_NB];
   };
 
   // Evaluation grain size, must be a power of 2
@@ -114,7 +114,7 @@ namespace {
 
   // OutpostBonus[PieceType][Square] contains outpost bonuses of knights and
   // bishops, indexed by piece type and square (from white's point of view).
-  const Value OutpostBonus[][64] = {
+  const Value OutpostBonus[][SQUARE_NB] = {
   {
   //  A     B     C     D     E     F     G     H
     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // Knights
@@ -134,11 +134,11 @@ namespace {
 
   // ThreatBonus[attacking][attacked] contains threat bonuses according to
   // which piece type attacks which one.
-  const Score ThreatBonus[][8] = {
+  const Score ThreatBonus[][PIECE_TYPE_NB] = {
     {}, {},
     { S(0, 0), S( 7, 39), S( 0,  0), S(24, 49), S(41,100), S(41,100) }, // KNIGHT
     { S(0, 0), S( 7, 39), S(24, 49), S( 0,  0), S(41,100), S(41,100) }, // BISHOP
-    { S(0, 0), S(-1, 29), S(15, 49), S(15, 49), S( 0,  0), S(24, 49) }, // ROOK
+    { S(0, 0), S( 0, 22), S(15, 49), S(15, 49), S( 0,  0), S(24, 49) }, // ROOK
     { S(0, 0), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S( 0,  0) }  // QUEEN
   };
 
@@ -153,12 +153,16 @@ namespace {
   // Bonus for having the side to move (modified by Joona Kiiski)
   const Score Tempo = make_score(24, 11);
 
-  // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
-  const Score RookOn7thBonus  = make_score(47, 98);
-  const Score QueenOn7thBonus = make_score(27, 54);
+  // Rooks and queens on the 7th rank
+  const Score RookOn7thBonus  = make_score(3, 20);
+  const Score QueenOn7thBonus = make_score(1,  8);
+
+  // Rooks and queens attacking pawns on the same rank
+  const Score RookOnPawnBonus  = make_score(3, 48);
+  const Score QueenOnPawnBonus = make_score(1, 40);
 
   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
-  const Score RookOpenFileBonus = make_score(43, 21);
+  const Score RookOpenFileBonus     = make_score(43, 21);
   const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 10);
 
   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
@@ -217,11 +221,11 @@ namespace {
 
   // KingDangerTable[Color][attackUnits] contains the actual king danger
   // weighted scores, indexed by color and by a calculated integer number.
-  Score KingDangerTable[2][128];
+  Score KingDangerTable[COLOR_NB][128];
 
   // TracedTerms[Color][PieceType || TracedType] contains a breakdown of the
   // evaluation terms, used when tracing.
-  Score TracedScores[2][16];
+  Score TracedScores[COLOR_NB][16];
   std::stringstream TraceStream;
 
   enum TracedType {
@@ -240,7 +244,7 @@ namespace {
   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]);
+  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, int16_t margins[]);
 
   template<Color Us>
   Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
@@ -263,8 +267,6 @@ namespace {
 
 namespace Eval {
 
-  Color RootColor;
-
   /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
   /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
   /// between them based on the remaining material.
@@ -315,7 +317,7 @@ namespace Eval {
     Value margin;
     std::string totals;
 
-    RootColor = pos.side_to_move();
+    Search::RootColor = pos.side_to_move();
 
     TraceStream.str("");
     TraceStream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
@@ -362,12 +364,27 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   assert(!pos.in_check());
 
   EvalInfo ei;
-  Value margins[2];
   Score score, mobilityWhite, mobilityBlack;
 
+  Key key = pos.key();
+  Thread* th = pos.this_thread();
+  Eval::Entry* e = th->evalTable[key];
+
+  // If e->key matches the position's hash key, it means that we have analysed
+  // this node before, and we can simply return the information we found the last
+  // time instead of recomputing it.
+  if (e->key == key)
+  {
+      margin = Value(e->margins[pos.side_to_move()]);
+      return e->value;
+  }
+
+  // Otherwise we overwrite current content with this node info.
+  e->key = key;
+
   // 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;
+  e->margins[WHITE] = e->margins[BLACK] = VALUE_ZERO;
 
   // Initialize score by reading the incrementally updated scores included
   // in the position object (material + piece square tables) and adding
@@ -375,7 +392,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   score = pos.psq_score() + (pos.side_to_move() == WHITE ? Tempo : -Tempo);
 
   // Probe the material hash table
-  ei.mi = pos.this_thread()->materialTable.probe(pos);
+  ei.mi = Material::probe(pos, th->materialTable, th->endgames);
   score += ei.mi->material_value();
 
   // If we have a specialized evaluation function for the current material
@@ -383,11 +400,12 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
   {
       margin = VALUE_ZERO;
-      return ei.mi->evaluate(pos);
+      e->value = ei.mi->evaluate(pos);
+      return e->value;
   }
 
   // Probe the pawn hash table
-  ei.pi = pos.this_thread()->pawnTable.probe(pos);
+  ei.pi = Pawns::probe(pos, th->pawnsTable);
   score += ei.pi->pawns_value();
 
   // Initialize attack and king safety bitboards
@@ -402,8 +420,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
   // 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, e->margins)
+          - evaluate_king<BLACK, Trace>(pos, ei, e->margins);
 
   // Evaluate tactical threats, we need full attack information including king
   score +=  evaluate_threats<WHITE>(pos, ei)
@@ -435,8 +453,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
       && sf == SCALE_FACTOR_NORMAL)
   {
       // Only the two bishops ?
-      if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
-          && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
+      if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
+          && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
       {
           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
           // certainly a draw or at least two pawns.
@@ -449,7 +467,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
            sf = ScaleFactor(50);
   }
 
-  margin = margins[pos.side_to_move()];
+  margin = Value(e->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
@@ -466,8 +484,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
       Score b = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<BLACK>(pos, ei), 0);
       trace_add(SPACE, apply_weight(w, Weights[Space]), apply_weight(b, Weights[Space]));
       trace_add(TOTAL, score);
-      TraceStream << "\nUncertainty margin: White: " << to_cp(margins[WHITE])
-                  << ", Black: " << to_cp(margins[BLACK])
+      TraceStream << "\nUncertainty margin: White: " << to_cp(Value(e->margins[WHITE]))
+                  << ", Black: " << to_cp(Value(e->margins[BLACK]))
                   << "\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) << "% * "
@@ -475,7 +493,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
                   << "Total evaluation: " << to_cp(v);
   }
 
-  return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
+  return e->value = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
 }
 
 
@@ -492,7 +510,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
     // Init king safety tables only if we are going to use them
     if (   pos.piece_count(Us, QUEEN)
-        && pos.non_pawn_material(Us) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame)
+        && pos.non_pawn_material(Us) >= QueenValueMg + RookValueMg)
     {
         ei.kingRing[Them] = (b | (Us == WHITE ? b >> 8 : b << 8));
         b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
@@ -582,7 +600,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
             assert(b);
 
             if (!more_than_one(b) && (b & pos.pieces(Them)))
-                score += ThreatBonus[Piece][type_of(pos.piece_on(first_1(b)))];
+                score += ThreatBonus[Piece][type_of(pos.piece_on(lsb(b)))];
         }
 
         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
@@ -595,12 +613,18 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
             && !(pos.pieces(Them, PAWN) & attack_span_mask(Us, s)))
             score += evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
 
-        // Queen or rook on 7th rank
-        if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
-            && relative_rank(Us, s) == RANK_7
-            && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
+        if ((Piece == ROOK || Piece == QUEEN) && relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
         {
-            score += (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
+            // Major piece on 7th rank
+            if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
+                && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
+                score += (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
+
+            // Major piece attacking pawns on the same rank
+            Bitboard pawns = pos.pieces(Them, PAWN) & rank_bb(s);
+            if (pawns)
+                score += (Piece == ROOK ? RookOnPawnBonus
+                                        : QueenOnPawnBonus) * popcount<Max15>(pawns);
         }
 
         // Special extra evaluation for bishops
@@ -744,7 +768,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 
   template<Color Us, bool Trace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]) {
+  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, int16_t margins[]) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -843,8 +867,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         // 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.
-        score -= KingDangerTable[Us == Eval::RootColor][attackUnits];
-        margins[Us] += mg_value(KingDangerTable[Us == Eval::RootColor][attackUnits]);
+        score -= KingDangerTable[Us == Search::RootColor][attackUnits];
+        margins[Us] += int16_t(mg_value(KingDangerTable[Us == Search::RootColor][attackUnits]));
     }
 
     if (Trace)
@@ -870,7 +894,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         return SCORE_ZERO;
 
     do {
-        Square s = pop_1st_bit(&b);
+        Square s = pop_lsb(&b);
 
         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
 
@@ -938,7 +962,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         // value if the other side has a rook or queen.
         if (file_of(s) == FILE_A || file_of(s) == FILE_H)
         {
-            if (pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame)
+            if (pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMg)
                 ebonus += ebonus / 4;
             else if (pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
                 ebonus -= ebonus / 4;
@@ -976,8 +1000,8 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
         while (b)
         {
-            s = pop_1st_bit(&b);
-            queeningSquare = relative_square(c, make_square(file_of(s), RANK_8));
+            s = pop_lsb(&b);
+            queeningSquare = relative_square(c, file_of(s) | RANK_8);
             queeningPath = forward_bb(c, s);
 
             // Compute plies to queening and check direct advancement
@@ -1017,10 +1041,10 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
     while (b)
     {
-        s = pop_1st_bit(&b);
+        s = pop_lsb(&b);
 
         // Compute plies from queening
-        queeningSquare = relative_square(loserSide, make_square(file_of(s), RANK_8));
+        queeningSquare = relative_square(loserSide, file_of(s) | RANK_8);
         movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
         pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
 
@@ -1039,12 +1063,12 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
     while (b)
     {
-        s = pop_1st_bit(&b);
+        s = pop_lsb(&b);
         sacptg = blockersCount = 0;
         minKingDist = kingptg = 256;
 
         // Compute plies from queening
-        queeningSquare = relative_square(loserSide, make_square(file_of(s), RANK_8));
+        queeningSquare = relative_square(loserSide, file_of(s) | RANK_8);
         movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
         pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
 
@@ -1058,7 +1082,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
         // How many plies does it take to remove all the blocking pawns?
         while (blockers)
         {
-            blockSq = pop_1st_bit(&blockers);
+            blockSq = pop_lsb(&blockers);
             movesToGo = 256;
 
             // Check pawns that can give support to overcome obstacle, for instance
@@ -1069,7 +1093,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
                 while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
                 {
-                    d = square_distance(blockSq, pop_1st_bit(&b2)) - 2;
+                    d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
                     movesToGo = std::min(movesToGo, d);
                 }
             }
@@ -1079,7 +1103,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
             while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
             {
-                d = square_distance(blockSq, pop_1st_bit(&b2)) - 2;
+                d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
                 movesToGo = std::min(movesToGo, d);
             }
 
@@ -1172,7 +1196,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
   // A couple of little helpers used by tracing code, to_cp() converts a value to
   // a double in centipawns scale, trace_add() stores white and black scores.
 
-  double to_cp(Value v) { return double(v) / double(PawnValueMidgame); }
+  double to_cp(Value v) { return double(v) / double(PawnValueMg); }
 
   void trace_add(int idx, Score wScore, Score bScore) {