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Move Tempo to evaluation
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 6ec42e24e9a0c602e50b2838857bc49449106060..bea0e306388ffed3864091372247f003b55af9b9 100644 (file)
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
+#include <algorithm>
 #include <cassert>
 #include <iomanip>
 #include <sstream>
-#include <algorithm>
 
 #include "bitcount.h"
 #include "evaluate.h"
@@ -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.
@@ -158,17 +150,16 @@ namespace {
     S(0, 0), S(0, 0), S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118)
   };
 
+  // Hanging contains a bonus for each enemy hanging piece
+  const Score Hanging = S(23, 20);
+
   #undef S
 
-  const Score Tempo            = make_score(24, 11);
-  const Score RookOn7th        = make_score(11, 20);
   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 KnightPawns      = make_score( 8,  4);
   const Score MinorBehindPawn  = make_score(16,  0);
-  const Score UndefendedMinor  = make_score(25, 10);
   const Score TrappedRook      = make_score(90,  0);
   const Score Unstoppable      = make_score( 0, 20);
 
@@ -202,9 +193,9 @@ 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];
 
 
   // apply_weight() weighs score 'v' by weight 'w' trying to prevent overflow
@@ -213,31 +204,6 @@ 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;
-  }
-
-
-  // interpolate() interpolates between a middlegame and an endgame score,
-  // based on game phase. It also scales the return value by a ScaleFactor array.
-
-  Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf) {
-
-    assert(-VALUE_INFINITE < mg_value(v) && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
-    assert(-VALUE_INFINITE < eg_value(v) && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
-    assert(PHASE_ENDGAME <= ph && ph <= PHASE_MIDGAME);
-
-    int eg = (eg_value(v) * int(sf)) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
-    return Value((mg_value(v) * int(ph) + eg * int(PHASE_MIDGAME - ph)) / PHASE_MIDGAME);
-  }
-
-
   // init_eval_info() initializes king bitboards for given color adding
   // pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
 
@@ -349,10 +315,6 @@ namespace {
             if (Pt == BISHOP)
                 score -= BishopPawns * ei.pi->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
 
-            // Penalty for knight when there are few enemy pawns
-            if (Pt == KNIGHT)
-                score -= KnightPawns * std::max(5 - pos.count<PAWN>(Them), 0);
-
             // Bishop and knight outposts squares
             if (!(pos.pieces(Them, PAWN) & pawn_attack_span(Us, s)))
                 score += evaluate_outposts<Pt, Us>(pos, ei, s);
@@ -365,11 +327,6 @@ namespace {
 
         if (Pt == ROOK)
         {
-            // Rook on 7th rank and enemy king trapped on 8th
-            if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
-                && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
-                score += RookOn7th;
-
             // Rook piece attacking enemy pawns on the same rank/file
             if (relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
             {
@@ -468,9 +425,7 @@ 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
@@ -488,9 +443,7 @@ 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
@@ -524,7 +477,7 @@ 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)
@@ -542,17 +495,10 @@ namespace {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Bitboard b, undefendedMinors, weakEnemies;
+    Bitboard b, weakEnemies;
     Score score = SCORE_ZERO;
 
-    // Undefended minors get penalized even if they are not under attack
-    undefendedMinors =  pos.pieces(Them, BISHOP, KNIGHT)
-                      & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
-
-    if (undefendedMinors)
-        score += UndefendedMinor;
-
-    // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
+    // Enemies not defended by a pawn and under our attack
     weakEnemies =  pos.pieces(Them)
                  & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
                  & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
@@ -560,13 +506,17 @@ namespace {
     // Add a bonus according if the attacking pieces are minor or major
     if (weakEnemies)
     {
-        b = weakEnemies & (ei.attackedBy[Us][KNIGHT] | ei.attackedBy[Us][BISHOP]);
+        b = weakEnemies & (ei.attackedBy[Us][PAWN] | ei.attackedBy[Us][KNIGHT] | ei.attackedBy[Us][BISHOP]);
         if (b)
             score += Threat[0][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)))];
+
+        b = weakEnemies & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
+        if (b)
+            score += more_than_one(b) ? Hanging * popcount<Max15>(b) : Hanging;
     }
 
     if (Trace)
@@ -594,24 +544,23 @@ namespace {
 
         assert(pos.pawn_passed(Us, s));
 
-        int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
+        int r = relative_rank(Us, s) - RANK_2;
         int rr = r * (r - 1);
 
         // Base bonus based on rank
-        Value mbonus = Value(17 * rr);
-        Value ebonus = Value(7 * (rr + r + 1));
+        Value mbonus = Value(17 * rr), ebonus = Value(7 * (rr + r + 1));
 
         if (rr)
         {
             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
 
             // Adjust bonus based on the king's proximity
-            ebonus +=  Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 5 * rr)
-                     - Value(square_distance(pos.king_square(Us  ), blockSq) * 2 * rr);
+            ebonus +=  square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 5 * rr
+                     - square_distance(pos.king_square(Us  ), blockSq) * 2 * rr;
 
             // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
             if (relative_rank(Us, blockSq) != RANK_8)
-                ebonus -= Value(rr * square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)));
+                ebonus -= square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * rr;
 
             // If the pawn is free to advance, then increase the bonus
             if (pos.empty(blockSq))
@@ -633,39 +582,22 @@ namespace {
                 else
                     defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
 
-                // If there aren't any enemy attacks, then assign a huge bonus.
-                // The bonus will be a bit smaller if at least the block square
-                // isn't attacked, otherwise assign the smallest possible bonus.
-                int k = !unsafeSquares ? 15 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 9 : 3;
+                // If there aren't any enemy attacks, assign a big bonus. Otherwise
+                // assign a smaller bonus if the block square isn't attacked.
+                int k = !unsafeSquares ? 15 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 9 : 0;
 
-                // Assign a big bonus if the path to the queen is fully defended,
-                // otherwise assign a bit less of a bonus if at least the block
-                // square is defended.
+                // If the path to queen is fully defended, assign a big bonus.
+                // Otherwise assign a smaller bonus if the block square is defended.
                 if (defendedSquares == squaresToQueen)
                     k += 6;
 
                 else if (defendedSquares & blockSq)
-                    k += (unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 4 : 2;
+                    k += 4;
 
-                mbonus += Value(k * rr), ebonus += Value(k * rr);
+                mbonus += k * rr, ebonus += k * rr;
             }
         } // rr != 0
 
-        // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
-        // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
-        // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
-        // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
-        // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
-        // 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) <= KnightValueMg)
-                ebonus += ebonus / 4;
-
-            else if (pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
-                ebonus -= ebonus / 4;
-        }
-
         if (pos.count<PAWN>(Us) < pos.count<PAWN>(Them))
             ebonus += ebonus / 4;
 
@@ -739,9 +671,9 @@ 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);
@@ -763,7 +695,7 @@ namespace {
     ei.attackedBy[WHITE][ALL_PIECES] |= ei.attackedBy[WHITE][KING];
     ei.attackedBy[BLACK][ALL_PIECES] |= ei.attackedBy[BLACK][KING];
 
-    // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
+    // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pawns or king
     Bitboard mobilityArea[] = { ~(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] | pos.pieces(WHITE, PAWN, KING)),
                                 ~(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] | pos.pieces(BLACK, PAWN, KING)) };
 
@@ -822,7 +754,11 @@ namespace {
              sf = ScaleFactor(50 * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL);
     }
 
-    Value v = interpolate(score, ei.mi->game_phase(), sf);
+    // Interpolate between a middlegame and a (scaled by 'sf') endgame score
+    Value v =  mg_value(score) * int(ei.mi->game_phase())
+             + eg_value(score) * int(PHASE_MIDGAME - ei.mi->game_phase()) * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL;
+
+    v /= int(PHASE_MIDGAME);
 
     // In case of tracing add all single evaluation contributions for both white and black
     if (Trace)
@@ -889,7 +825,7 @@ namespace {
        << "                     |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG    EG  \n"
        << "---------------------+-------------+-------------+-------------\n";
 
-    format_row(ss, "Material, PST, Tempo", PST);
+    format_row(ss, "Material, PST", PST);
     format_row(ss, "Material imbalance", IMBALANCE);
     format_row(ss, "Pawns", PAWN);
     format_row(ss, "Knights", KNIGHT);
@@ -919,7 +855,7 @@ 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;
   }
 
 
@@ -937,22 +873,13 @@ 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 int MaxSlope = 30;
-    const int Peak = 1280;
+    const double MaxSlope = 30;
+    const double Peak = 1280;
 
     for (int t = 0, i = 1; i < 100; ++i)
     {
-        t = std::min(Peak, std::min(int(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]);
+        t = int(std::min(Peak, std::min(0.4 * i * i, t + MaxSlope)));
+        KingDanger[i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingSafety]);
     }
   }