]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Convert MaterialInfo and PawnInfo to use Score
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 6ef8e18337e3507d6ee155b8e49970a2ae03a4b9..e84cf44ecba19151c58e9c8e71a041928e5a561c 100644 (file)
@@ -241,6 +241,40 @@ namespace {
   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
   int MateThreatBonus;
 
+  // ThreatBonus[][] contains bonus according to which piece type
+  // attacks which one.
+  const Value MidgameThreatBonus[8][8] = {
+      { V(0), V(0), V(0), V(0),  V(0),  V(0), V(0), V(0) }, // not used
+      { V(0),V(18), V(0),V(37), V(55), V(55), V(0), V(0) }, // KNIGHT attacks
+      { V(0),V(18),V(37), V(0), V(55), V(55), V(0), V(0) }, // BISHOP attacks
+      { V(0), V(9),V(27),V(27),  V(0), V(37), V(0), V(0) }, // ROOK attacks
+      { V(0),V(27),V(27),V(27), V(27),  V(0), V(0), V(0) }, // QUEEN attacks
+      { V(0), V(0), V(0), V(0),  V(0),  V(0), V(0), V(0) }, // not used
+      { V(0), V(0), V(0), V(0),  V(0),  V(0), V(0), V(0) }, // not used
+      { V(0), V(0), V(0), V(0),  V(0),  V(0), V(0), V(0) }  // not used
+  };
+
+  const Value EndgameThreatBonus[8][8] = {
+      { V(0), V(0), V(0), V(0),  V(0),  V(0), V(0), V(0) }, // not used
+      { V(0),V(37), V(0),V(47), V(97), V(97), V(0), V(0) }, // KNIGHT attacks
+      { V(0),V(37),V(47), V(0), V(97), V(97), V(0), V(0) }, // BISHOP attacks
+      { V(0),V(27),V(47),V(47),  V(0), V(47), V(0), V(0) }, // ROOK attacks
+      { V(0),V(37),V(37),V(37), V(37),  V(0), V(0), V(0) }, // QUEEN attacks
+      { V(0), V(0), V(0), V(0),  V(0),  V(0), V(0), V(0) }, // not used
+      { V(0), V(0), V(0), V(0),  V(0),  V(0), V(0), V(0) }, // not used
+      { V(0), V(0), V(0), V(0),  V(0),  V(0), V(0), V(0) }  // not used
+  };
+
+  // ThreatedByPawnPenalty[] contains a penalty according to which piece
+  // type is attacked by an enemy pawn.
+  const Value MidgameThreatedByPawnPenalty[8] = {
+    V(0), V(0), V(56), V(56), V(76), V(86), V(0), V(0)
+  };
+
+  const Value EndgameThreatedByPawnPenalty[8] = {
+    V(0), V(0), V(70), V(70), V(99), V(118), V(0), V(0)
+  };
+
   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
   // king.
   const int InitKingDanger[64] = {
@@ -276,6 +310,9 @@ namespace {
   template<Color Us, bool HasPopCnt>
   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
+  template<Color Us>
+  void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+
   template<Color Us, bool HasPopCnt>
   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
@@ -283,7 +320,8 @@ namespace {
   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
   inline Value apply_weight(Value v, int w);
-  Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
+  inline Score apply_weight(Score v, int wmg, int weg);
+  Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
   void init_safety();
 }
@@ -315,13 +353,11 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 
   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
   // position object (material + piece square tables)
-  ei.mgValue = pos.mg_value();
-  ei.egValue = pos.eg_value();
+  ei.value = pos.value();
 
   // Probe the material hash table
   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
-  ei.mgValue += ei.mi->material_value();
-  ei.egValue += ei.mi->material_value();
+  ei.value += ei.mi->material_value();
 
   // If we have a specialized evaluation function for the current material
   // configuration, call it and return
@@ -335,8 +371,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 
   // Probe the pawn hash table
   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
-  ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
-  ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
+  ei.value += apply_weight(ei.pi->value(), WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame);
 
   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
@@ -365,6 +400,10 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 
+  // Evaluate tactical threats, we need full attack info
+  evaluate_threats<WHITE>(pos, ei);
+  evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
+
   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
   // because we need to know which side promotes first in positions where
   // both sides have an unstoppable passed pawn. To be called after all attacks
@@ -381,14 +420,12 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 
-        ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
-                    - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
+        ei.value += Score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
 
     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 
-        ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
-                    - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
+        ei.value += Score(ei.pi->kingside_storm_value(WHITE) - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK), 0);
 
     // Evaluate space for both sides
     if (ei.mi->space_weight() > 0)
@@ -399,15 +436,14 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
   }
 
   // Mobility
-  ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
-  ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
+  ei.value += apply_weight(Score(ei.mgMobility, ei.egMobility), WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame);
 
   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
   if (   phase < PHASE_MIDGAME
       && pos.opposite_colored_bishops()
-      && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
-          || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
+      && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.value.eg() > Value(0))
+          || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.value.eg() < Value(0))))
   {
       ScaleFactor sf;
 
@@ -434,7 +470,7 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
   // Interpolate between the middle game and the endgame score
   Color stm = pos.side_to_move();
 
-  Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
+  Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.value, phase, factor);
 
   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 }
@@ -452,12 +488,10 @@ Value quick_evaluate(const Position &pos) {
   static const
   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 
-  Value mgv = pos.mg_value();
-  Value egv = pos.eg_value();
   Phase ph = pos.game_phase();
   Color stm = pos.side_to_move();
 
-  return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
+  return Sign[stm] * scale_by_game_phase(pos.value(), ph, sf);
 }
 
 
@@ -531,13 +565,12 @@ namespace {
   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 
   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
-  int evaluate_mobility(const Position& pos, Bitboard b, Bitboard mob_area, EvalInfo& ei) {
+  int evaluate_mobility(Bitboard b, Bitboard mob_area, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
-    static const int lastIndex[] = { 0, 0, 8, 15, 15, 31 };
 
     // Update attack info
     ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
@@ -552,20 +585,9 @@ namespace {
             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
     }
 
-    // The squares occupied by enemy pieces (not defended by pawns) will be
-    // counted two times instead of one. The shift (almost) guarantees that
-    // intersection of the shifted value with b is zero so that after or-ing
-    // the count of 1s bits is increased by the number of affected squares.
-    b &= mob_area;
-    b |= Us == WHITE ? ((b & pos.pieces_of_color(Them)) >> 1)
-                     : ((b & pos.pieces_of_color(Them)) << 1);
-
     // Mobility
-    int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)
-                              : count_1s<HasPopCnt>(b));
-
-    if (mob > lastIndex[Piece])
-        mob = lastIndex[Piece];
+    int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b & mob_area)
+                              : count_1s<HasPopCnt>(b & mob_area));
 
     ei.mgMobility += Sign[Us] * MgBonus[Piece][mob];
     ei.egMobility += Sign[Us] * EgBonus[Piece][mob];
@@ -594,8 +616,7 @@ namespace {
         else
             bonus += bonus / 2;
     }
-    ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
-    ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
+    ei.value += Sign[Us] * Score(bonus, bonus);
   }
 
 
@@ -627,7 +648,12 @@ namespace {
             assert(false);
 
         // Attacks and mobility
-        mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, b, mob_area, ei);
+        mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(b, mob_area, ei);
+
+        // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
+        // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
+        if (bit_is_set(ei.attackedBy[Them][PAWN], s))
+            ei.value -= Sign[Us] * Score(MidgameThreatedByPawnPenalty[Piece], EndgameThreatedByPawnPenalty[Piece]);
 
         // Bishop and knight outposts squares
         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
@@ -650,8 +676,8 @@ namespace {
             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
             {
-                ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
-                ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
+                ei.value += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? Score(MidgameRookOn7thBonus, EndgameRookOn7thBonus)
+                                                      : Score(MidgameQueenOn7thBonus, EndgameQueenOn7thBonus));
             }
         }
 
@@ -663,15 +689,9 @@ namespace {
             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
             {
                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
-                {
-                    ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
-                    ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
-                }
+                    ei.value += Sign[Us] * Score(RookOpenFileBonus, RookOpenFileBonus);
                 else
-                {
-                    ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
-                    ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
-                }
+                    ei.value += Sign[Us] * Score(RookHalfOpenFileBonus, RookHalfOpenFileBonus);
             }
 
             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
@@ -687,8 +707,8 @@ namespace {
             {
                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
-                    ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
-                                                    : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
+                    ei.value -= Sign[Us] * Score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
+                                                                    : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
             }
             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
@@ -696,14 +716,47 @@ namespace {
             {
                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
-                    ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
-                                                    : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
+                    ei.value -= Sign[Us] * Score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
+                                                                    : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
             }
         }
     }
   }
 
 
+  // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
+  // and the type of attacked one.
+
+  template<Color Us>
+  void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+
+    Bitboard b;
+    Score bonus(0, 0);
+
+    // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
+    Bitboard weakEnemies =  pos.pieces_of_color(Them)
+                          & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
+                          & ei.attackedBy[Us][0];
+    if (!weakEnemies)
+        return;
+
+    // Add bonus according to type of attacked enemy pieces and to the
+    // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
+    // considered because are already special handled in king evaluation.
+    for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
+    {
+        b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
+        if (b)
+            for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
+                if (b & pos.pieces(pt2))
+                    bonus += Score(MidgameThreatBonus[pt1][pt2], EndgameThreatBonus[pt1][pt2]);
+    }
+    ei.value += Sign[Us] * bonus;
+  }
+
+
   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
   // pieces of a given color.
 
@@ -735,7 +788,7 @@ namespace {
     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
     {
         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
-        ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
+        ei.value += Sign[Us] * Score(shelter, 0);
     }
 
     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
@@ -884,7 +937,7 @@ namespace {
       // change far bigger than the value of the captured piece.
       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
 
-      ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
+      ei.value -= Sign[Us] * Score(v, 0);
 
       if (Us == pos.side_to_move())
           ei.futilityMargin += v;
@@ -1015,8 +1068,8 @@ namespace {
         }
 
         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
-        ei.mgValue += apply_weight(Sign[Us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
-        ei.egValue += apply_weight(Sign[Us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
+        ei.value += Score(apply_weight(Sign[Us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame),
+                          apply_weight(Sign[Us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame));
 
     } // while
   }
@@ -1041,7 +1094,7 @@ namespace {
     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
     {
         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
-        ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide]));
+        ei.value += Score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide])));
     }
     else
     {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
@@ -1056,7 +1109,7 @@ namespace {
 
         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
-            ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
+            ei.value += Score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2))));
 
         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
@@ -1077,7 +1130,7 @@ namespace {
 
             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
-                ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
+                ei.value += Score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2))));
         }
     }
   }
@@ -1099,8 +1152,7 @@ namespace {
         && pos.see(s, b6) < 0
         && pos.see(s, b8) < 0)
     {
-        ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
-        ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
+        ei.value -= Sign[us] * Score(TrappedBishopA7H7Penalty, TrappedBishopA7H7Penalty);
     }
   }
 
@@ -1143,8 +1195,7 @@ namespace {
         else
             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
 
-        ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
-        ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
+        ei.value -= Sign[us] * Score(penalty, penalty);
     }
   }
 
@@ -1178,7 +1229,7 @@ namespace {
     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
 
-    ei.mgValue += Sign[Us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
+    ei.value += Sign[Us] * Score(apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace), 0);
   }
 
 
@@ -1188,20 +1239,24 @@ namespace {
     return (v*w) / 0x100;
   }
 
+  inline Score apply_weight(Score v, int wmg, int weg) {
+      return Score(v.mg()*wmg, v.eg()*weg) / 0x100;
+  }
+
 
   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
   // ScaleFactor array.
 
-  Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
+  Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
 
-    assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
-    assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
+    assert(v.mg() > -VALUE_INFINITE && v.mg() < VALUE_INFINITE);
+    assert(v.eg() > -VALUE_INFINITE && v.eg() < VALUE_INFINITE);
     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
 
-    ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
+    Value ev = apply_scale_factor(v.eg(), sf[(v.eg() > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
 
-    Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
+    Value result = Value(int((v.mg() * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
   }
 
@@ -1258,3 +1313,8 @@ namespace {
     }
   }
 }
+
+std::ostream& operator<<(std::ostream &os, Score s) {
+
+    return os << "(" << s.mg() << ", " << s.eg() << ")";
+}