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Rearrange evaluation constants definitions
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 64b1bf4cf750d8d0902ce6f9d22c189eb175480b..98ecf72de59c4c32d84210f48ff2e4c7cc3dbf00 100644 (file)
@@ -76,7 +76,7 @@ namespace {
   namespace Tracing {
 
     enum Terms { // First 8 entries are for PieceType
-      PST = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, TOTAL, TERMS_NB
+      MATERIAL = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, TOTAL, TERMS_NB
     };
 
     Score terms[COLOR_NB][TERMS_NB];
@@ -89,23 +89,15 @@ namespace {
     std::string do_trace(const Position& pos);
   }
 
-  // Evaluation weights, initialized from UCI options
-  enum { Mobility, PawnStructure, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
-  struct Weight { int mg, eg; } Weights[6];
+  // Evaluation weights, indexed by evaluation term
+  enum { Mobility, PawnStructure, PassedPawns, Space, KingSafety };
+  const struct Weight { int mg, eg; } Weights[] = {
+    {289, 344}, {233, 201}, {221, 273}, {46, 0}, {318, 0}
+  };
 
   typedef Value V;
   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
 
-  // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
-  // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
-  // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
-  // parameters at 100, which looks prettier.
-  //
-  // Values modified by Joona Kiiski
-  const Score WeightsInternal[] = {
-    S(289, 344), S(233, 201), S(221, 273), S(46, 0), S(271, 0), S(307, 0)
-  };
-
   // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains bonuses for middle and end
   // game, indexed by piece type and number of attacked squares not occupied by
   // friendly pieces.
@@ -155,27 +147,27 @@ namespace {
   // ThreatenedByPawn[PieceType] contains a penalty according to which piece
   // type is attacked by an enemy pawn.
   const Score ThreatenedByPawn[] = {
-    S(0, 0), S(0, 0), S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118)
+    S(0, 0), S(0, 0), S(80, 119), S(80, 119), S(117, 199), S(127, 218)
   };
 
-  // Hanging[side to move] contains a bonus for each enemy hanging piece
-  const Score Hanging[2] = { S(23, 20) , S(35, 45) };
-
-  #undef S
-
-  const Score Tempo            = make_score(24, 11);
-  const Score RookOnPawn       = make_score(10, 28);
-  const Score RookOpenFile     = make_score(43, 21);
-  const Score RookSemiopenFile = make_score(19, 10);
-  const Score BishopPawns      = make_score( 8, 12);
-  const Score MinorBehindPawn  = make_score(16,  0);
-  const Score TrappedRook      = make_score(90,  0);
-  const Score Unstoppable      = make_score( 0, 20);
+  // Assorted bonuses and penalties used by evaluation
+  const Score KingOnPawnOne    = S(0 , 64);
+  const Score KingOnPawnMany   = S(0 ,128);
+  const Score RookOnPawn       = S(10, 28);
+  const Score RookOpenFile     = S(43, 21);
+  const Score RookSemiOpenFile = S(19, 10);
+  const Score BishopPawns      = S( 8, 12);
+  const Score MinorBehindPawn  = S(16,  0);
+  const Score TrappedRook      = S(92,  0);
+  const Score Unstoppable      = S( 0, 20);
+  const Score Hanging          = S(23, 20);
 
   // 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
   // happen in Chess960 games.
-  const Score TrappedBishopA1H1 = make_score(50, 50);
+  const Score TrappedBishopA1H1 = S(50, 50);
+
+  #undef S
 
   // SpaceMask[Color] contains the area of the board which is considered
   // by the space evaluation. In the middlegame, each side is given a bonus
@@ -202,10 +194,11 @@ namespace {
   const int BishopCheck       = 2;
   const int KnightCheck       = 3;
 
-  // KingDanger[Color][attackUnits] contains the actual king danger weighted
-  // scores, indexed by color and by a calculated integer number.
-  Score KingDanger[COLOR_NB][128];
+  // KingDanger[attackUnits] contains the actual king danger weighted
+  // scores, indexed by a calculated integer number.
+  Score KingDanger[128];
 
+  const int ScalePawnSpan[2] = { 38, 56 };
 
   // apply_weight() weighs score 'v' by weight 'w' trying to prevent overflow
   Score apply_weight(Score v, const Weight& w) {
@@ -213,17 +206,6 @@ namespace {
   }
 
 
-  // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
-  // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
-
-  Weight weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
-
-    Weight w = { Options[mgOpt] * mg_value(internalWeight) / 100,
-                 Options[egOpt] * eg_value(internalWeight) / 100 };
-    return w;
-  }
-
-
   // init_eval_info() initializes king bitboards for given color adding
   // pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
 
@@ -251,10 +233,10 @@ namespace {
   }
 
 
-  // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outpost squares
+  // evaluate_outpost() evaluates bishop and knight outpost squares
 
   template<PieceType Pt, Color Us>
-  Score evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
+  Score evaluate_outpost(const Position& pos, const EvalInfo& ei, Square s) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
@@ -274,7 +256,7 @@ namespace {
             bonus += bonus / 2;
     }
 
-    return make_score(bonus, bonus);
+    return make_score(bonus * 2, bonus / 2);
   }
 
 
@@ -335,9 +317,9 @@ namespace {
             if (Pt == BISHOP)
                 score -= BishopPawns * ei.pi->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
 
-            // Bishop and knight outposts squares
+            // Bishop and knight outpost square
             if (!(pos.pieces(Them, PAWN) & pawn_attack_span(Us, s)))
-                score += evaluate_outposts<Pt, Us>(pos, ei, s);
+                score += evaluate_outpost<Pt, Us>(pos, ei, s);
 
             // Bishop or knight behind a pawn
             if (    relative_rank(Us, s) < RANK_5
@@ -357,7 +339,7 @@ namespace {
 
             // Give a bonus for a rook on a open or semi-open file
             if (ei.pi->semiopen_file(Us, file_of(s)))
-                score += ei.pi->semiopen_file(Them, file_of(s)) ? RookOpenFile : RookSemiopenFile;
+                score += ei.pi->semiopen_file(Them, file_of(s)) ? RookOpenFile : RookSemiOpenFile;
 
             if (mob > 3 || ei.pi->semiopen_file(Us, file_of(s)))
                 continue;
@@ -369,7 +351,7 @@ namespace {
             if (   ((file_of(ksq) < FILE_E) == (file_of(s) < file_of(ksq)))
                 && (rank_of(ksq) == rank_of(s) || relative_rank(Us, ksq) == RANK_1)
                 && !ei.pi->semiopen_side(Us, file_of(ksq), file_of(s) < file_of(ksq)))
-                score -= (TrappedRook - make_score(mob * 8, 0)) * (1 + !pos.can_castle(Us));
+                score -= (TrappedRook - make_score(mob * 22, 0)) * (1 + !pos.can_castle(Us));
         }
 
         // An important Chess960 pattern: A cornered bishop blocked by a friendly
@@ -445,9 +427,7 @@ namespace {
                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][ROOK]);
 
             if (b)
-                attackUnits +=  QueenContactCheck
-                              * popcount<Max15>(b)
-                              * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
+                attackUnits +=  QueenContactCheck * popcount<Max15>(b);
         }
 
         // Analyse the enemy's safe rook contact checks. Firstly, find the
@@ -465,9 +445,7 @@ namespace {
                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][QUEEN]);
 
             if (b)
-                attackUnits +=  RookContactCheck
-                              * popcount<Max15>(b)
-                              * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
+                attackUnits +=  RookContactCheck * popcount<Max15>(b);
         }
 
         // Analyse the enemy's safe distance checks for sliders and knights
@@ -501,7 +479,7 @@ namespace {
 
         // Finally, extract the king danger score from the KingDanger[]
         // array and subtract the score from evaluation.
-        score -= KingDanger[Us == Search::RootColor][attackUnits];
+        score -= KingDanger[attackUnits];
     }
 
     if (Trace)
@@ -519,8 +497,17 @@ namespace {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Bitboard b, weakEnemies;
+    Bitboard b, weakEnemies, protectedEnemies;
     Score score = SCORE_ZERO;
+    enum { Minor, Major };
+
+    // Protected enemies
+    protectedEnemies = (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them,PAWN))
+                      & ei.attackedBy[Them][PAWN]
+                      & (ei.attackedBy[Us][KNIGHT] | ei.attackedBy[Us][BISHOP]);
+
+    if(protectedEnemies)
+        score += Threat[Minor][type_of(pos.piece_on(lsb(protectedEnemies)))];
 
     // Enemies not defended by a pawn and under our attack
     weakEnemies =  pos.pieces(Them)
@@ -530,19 +517,22 @@ namespace {
     // Add a bonus according if the attacking pieces are minor or major
     if (weakEnemies)
     {
-        b = weakEnemies & (ei.attackedBy[Us][PAWN] | ei.attackedBy[Us][KNIGHT] | ei.attackedBy[Us][BISHOP]);
+        b = weakEnemies & (ei.attackedBy[Us][KNIGHT] | ei.attackedBy[Us][BISHOP]);
         if (b)
-            score += Threat[0][type_of(pos.piece_on(lsb(b)))];
+            score += Threat[Minor][type_of(pos.piece_on(lsb(b)))];
 
         b = weakEnemies & (ei.attackedBy[Us][ROOK] | ei.attackedBy[Us][QUEEN]);
         if (b)
-            score += Threat[1][type_of(pos.piece_on(lsb(b)))];
+            score += Threat[Major][type_of(pos.piece_on(lsb(b)))];
 
         b = weakEnemies & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
         if (b)
-            score += more_than_one(b) ? Hanging[Us != pos.side_to_move()] * popcount<Max15>(b)
-                                      : Hanging[Us == pos.side_to_move()];
-    }
+            score += more_than_one(b) ? Hanging * popcount<Max15>(b) : Hanging;
+
+        b = weakEnemies & pos.pieces(Them, PAWN) & ei.attackedBy[Us][KING];
+        if (b)
+            score += more_than_one(b) ? KingOnPawnMany : KingOnPawnOne;
+       }
 
     if (Trace)
         Tracing::terms[Us][Tracing::THREAT] = score;
@@ -590,22 +580,18 @@ namespace {
             // If the pawn is free to advance, then increase the bonus
             if (pos.empty(blockSq))
             {
-                squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
-
-                // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
-                // add all X-ray attacks by the rook or queen. Otherwise consider only
-                // the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
-                if (    unlikely(forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
-                    && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
-                    unsafeSquares = squaresToQueen;
-                else
-                    unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
-
-                if (    unlikely(forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
-                    && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
-                    defendedSquares = squaresToQueen;
-                else
-                    defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
+                // If there is a rook or queen attacking/defending the pawn from behind,
+                // consider all the squaresToQueen. Otherwise consider only the squares
+                // 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);
+
+                if (!(pos.pieces(Us) & bb))
+                    defendedSquares &= ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
+
+                if (!(pos.pieces(Them) & bb))
+                    unsafeSquares &= ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them);
 
                 // If there aren't any enemy attacks, assign a big bonus. Otherwise
                 // assign a smaller bonus if the block square isn't attacked.
@@ -621,6 +607,8 @@ namespace {
 
                 mbonus += k * rr, ebonus += k * rr;
             }
+            else if(pos.pieces(Us) & blockSq)
+                mbonus += rr * 3 + r * 2 + 3, ebonus += rr + r * 2;
         } // rr != 0
 
         if (pos.count<PAWN>(Us) < pos.count<PAWN>(Them))
@@ -638,17 +626,14 @@ namespace {
 
 
   // evaluate_unstoppable_pawns() scores the most advanced among the passed and
-  // candidate pawns. In case opponent has no pieces but pawns, this is somewhat
-  // related to the possibility that pawns are unstoppable.
+  // candidate pawns. In case both players have no pieces but pawns, this is
+  // somewhat related to the possibility that pawns are unstoppable.
 
-  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, Color us, const EvalInfo& ei) {
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(Color us, const EvalInfo& ei) {
 
     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns(us) | ei.pi->candidate_pawns(us);
 
-    if (!b || pos.non_pawn_material(~us))
-        return SCORE_ZERO;
-
-    return Unstoppable * int(relative_rank(us, frontmost_sq(us, b)));
+    return b ? Unstoppable * int(relative_rank(us, frontmost_sq(us, b))) : SCORE_ZERO;
   }
 
 
@@ -696,9 +681,9 @@ namespace {
     Thread* thisThread = pos.this_thread();
 
     // Initialize score by reading the incrementally updated scores included
-    // in the position object (material + piece square tables) and adding a
-    // Tempo bonus. Score is computed from the point of view of white.
-    score = pos.psq_score() + (pos.side_to_move() == WHITE ? Tempo : -Tempo);
+    // in the position object (material + piece square tables).
+    // Score is computed from the point of view of white.
+    score = pos.psq_score();
 
     // Probe the material hash table
     ei.mi = Material::probe(pos, thisThread->materialTable, thisThread->endgames);
@@ -741,10 +726,10 @@ namespace {
     score +=  evaluate_passed_pawns<WHITE, Trace>(pos, ei)
             - evaluate_passed_pawns<BLACK, Trace>(pos, ei);
 
-    // If one side has only a king, score for potential unstoppable pawns
-    if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
-        score +=  evaluate_unstoppable_pawns(pos, WHITE, ei)
-                - evaluate_unstoppable_pawns(pos, BLACK, ei);
+    // If both sides have only pawns, score for potential unstoppable pawns
+    if (!pos.non_pawn_material(WHITE) && !pos.non_pawn_material(BLACK))
+        score +=  evaluate_unstoppable_pawns(WHITE, ei)
+                - evaluate_unstoppable_pawns(BLACK, ei);
 
     // Evaluate space for both sides, only in middlegame
     if (ei.mi->space_weight())
@@ -754,29 +739,35 @@ namespace {
     }
 
     // Scale winning side if position is more drawish than it appears
-    ScaleFactor sf = eg_value(score) > VALUE_DRAW ? ei.mi->scale_factor(pos, WHITE)
-                                                  : ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
+    Color strongSide = eg_value(score) > VALUE_DRAW ? WHITE : BLACK;
+    ScaleFactor sf = ei.mi->scale_factor(pos, strongSide);
 
-    // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
-    // colored bishop endgames, and use a lower scale for those.
+    // 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.mi->game_phase() < PHASE_MIDGAME
-        &&  pos.opposite_bishops()
         && (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL || sf == SCALE_FACTOR_ONEPAWN))
     {
-        // Ignoring any pawns, do both sides only have a single bishop and no
-        // other pieces?
-        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.
-            bool one_pawn = (pos.count<PAWN>(WHITE) + pos.count<PAWN>(BLACK) == 1);
-            sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
+        if (pos.opposite_bishops()) {
+            // Ignoring any pawns, do both sides only have a single bishop and no
+            // other pieces?
+            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.
+                bool one_pawn = (pos.count<PAWN>(WHITE) + pos.count<PAWN>(BLACK) == 1);
+                sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
+            }
+            else
+                // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
+                // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
+                 sf = ScaleFactor(50 * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL);
+        } else if (    abs(eg_value(score)) <= BishopValueEg
+                   &&  ei.pi->pawn_span(strongSide) <= 1
+                   && !pos.pawn_passed(~strongSide, pos.king_square(~strongSide))) {
+            // Endings where weaker side can be place his king in front of the opponent's pawns are drawish.
+            sf = ScaleFactor(ScalePawnSpan[ei.pi->pawn_span(strongSide)]);
         }
-        else
-            // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
-            // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
-             sf = ScaleFactor(50 * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL);
     }
 
     // Interpolate between a middlegame and a (scaled by 'sf') endgame score
@@ -788,7 +779,7 @@ namespace {
     // In case of tracing add all single evaluation contributions for both white and black
     if (Trace)
     {
-        Tracing::add_term(Tracing::PST, pos.psq_score());
+        Tracing::add_term(Tracing::MATERIAL, pos.psq_score());
         Tracing::add_term(Tracing::IMBALANCE, ei.mi->material_value());
         Tracing::add_term(PAWN, ei.pi->pawns_value());
         Tracing::add_term(Tracing::MOBILITY, apply_weight(mobility[WHITE], Weights[Mobility])
@@ -821,13 +812,13 @@ namespace {
     Score bScore = terms[BLACK][idx];
 
     switch (idx) {
-    case PST: case IMBALANCE: case PAWN: case TOTAL:
-        ss << std::setw(20) << name << " |   ---   --- |   ---   --- | "
+    case MATERIAL: case IMBALANCE: case PAWN: case TOTAL:
+        ss << std::setw(15) << name << " |   ---   --- |   ---   --- | "
            << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(wScore - bScore)) << " "
            << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(wScore - bScore)) << " \n";
         break;
     default:
-        ss << std::setw(20) << name << " | " << std::noshowpos
+        ss << std::setw(15) << name << " | " << std::noshowpos
            << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(wScore)) << " "
            << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " | "
            << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(bScore)) << " "
@@ -846,12 +837,12 @@ namespace {
 
     std::stringstream ss;
     ss << std::showpoint << std::noshowpos << std::fixed << std::setprecision(2)
-       << "           Eval term |    White    |    Black    |    Total    \n"
-       << "                     |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG    EG  \n"
-       << "---------------------+-------------+-------------+-------------\n";
+       << "      Eval term |    White    |    Black    |    Total    \n"
+       << "                |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG    EG  \n"
+       << "----------------+-------------+-------------+-------------\n";
 
-    format_row(ss, "Material, PST, Tempo", PST);
-    format_row(ss, "Material imbalance", IMBALANCE);
+    format_row(ss, "Material", MATERIAL);
+    format_row(ss, "Imbalance", IMBALANCE);
     format_row(ss, "Pawns", PAWN);
     format_row(ss, "Knights", KNIGHT);
     format_row(ss, "Bishops", BISHOP);
@@ -863,7 +854,7 @@ namespace {
     format_row(ss, "Passed pawns", PASSED);
     format_row(ss, "Space", SPACE);
 
-    ss << "---------------------+-------------+-------------+-------------\n";
+    ss << "----------------+-------------+-------------+-------------\n";
     format_row(ss, "Total", TOTAL);
 
     ss << "\nTotal Evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
@@ -880,7 +871,7 @@ namespace Eval {
   /// of the position always from the point of view of the side to move.
 
   Value evaluate(const Position& pos) {
-    return do_evaluate<false>(pos);
+    return do_evaluate<false>(pos) + Tempo;
   }
 
 
@@ -898,22 +889,13 @@ namespace Eval {
 
   void init() {
 
-    Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Midgame)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
-    Weights[PawnStructure]  = weight_option("Pawn Structure (Midgame)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightsInternal[PawnStructure]);
-    Weights[PassedPawns]    = weight_option("Passed Pawns (Midgame)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
-    Weights[Space]          = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
-    Weights[KingDangerUs]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightsInternal[KingDangerUs]);
-    Weights[KingDangerThem] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightsInternal[KingDangerThem]);
-
     const double MaxSlope = 30;
     const double Peak = 1280;
 
     for (int t = 0, i = 1; i < 100; ++i)
     {
         t = int(std::min(Peak, std::min(0.4 * i * i, t + MaxSlope)));
-
-        KingDanger[1][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerUs]);
-        KingDanger[0][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerThem]);
+        KingDanger[i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingSafety]);
     }
   }