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[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 4493d7bcca9771ef05df1295ad0dcdf7b62b2f93..f93afad505883031820e8e9f46e4d3979959b980 100644 (file)
@@ -25,6 +25,7 @@
 #include <cassert>
 #include <cstring>
 
+#include "bitcount.h"
 #include "evaluate.h"
 #include "material.h"
 #include "pawns.h"
@@ -169,13 +170,13 @@ namespace {
   // Bonus for unstoppable passed pawns
   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
 
-  // Rooks and queens on the 7th rank
+  // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
 
-  // Rooks on open files
+  // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
 
@@ -267,11 +268,14 @@ namespace {
   uint8_t BitCount8Bit[256];
 
   // Function prototypes
-  template<PieceType Piece>
+  template<bool HasPopCnt>
+  Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
+
+  template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
 
-  template<>
-  void evaluate_pieces<KING>(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
+  template<bool HasPopCnt>
+  void evaluate_king(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
 
   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
@@ -283,8 +287,6 @@ namespace {
   inline Value apply_weight(Value v, int w);
   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 
-  int count_1s_8bit(Bitboard b);
-
   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
   void init_safety();
@@ -296,11 +298,19 @@ namespace {
 //// Functions
 ////
 
-/// evaluate() is the main evaluation function.  It always computes two
+/// 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.
+Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
+
+    return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
+                        : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
+}
 
-Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
+namespace {
+
+template<bool HasPopCnt>
+Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 
   assert(pos.is_ok());
   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
@@ -341,16 +351,16 @@ Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
-  ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
-  ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
+  ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
+  ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 
   // Evaluate pieces
   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
   {
-      evaluate_pieces<KNIGHT>(pos, c, ei);
-      evaluate_pieces<BISHOP>(pos, c, ei);
-      evaluate_pieces<ROOK>(pos, c, ei);
-      evaluate_pieces<QUEEN>(pos, c, ei);
+      evaluate_pieces<KNIGHT, HasPopCnt>(pos, c, ei);
+      evaluate_pieces<BISHOP, HasPopCnt>(pos, c, ei);
+      evaluate_pieces<ROOK,   HasPopCnt>(pos, c, ei);
+      evaluate_pieces<QUEEN,  HasPopCnt>(pos, c, ei);
 
       // Sum up all attacked squares
       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
@@ -358,11 +368,11 @@ Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
   }
 
-  // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
+  // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
   // because we need complete attack information for all pieces when computing
   // the king safety evaluation.
   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
-      evaluate_pieces<KING>(pos, c, ei);
+      evaluate_king<HasPopCnt>(pos, c, 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
@@ -438,6 +448,7 @@ Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 }
 
+} // namespace
 
 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
@@ -527,76 +538,76 @@ void read_weights(Color us) {
 
 namespace {
 
-  // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
+  // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 
-  template<PieceType Piece>
-  int evaluate_common(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei, Square s = SQ_NONE) {
+  template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
+  int evaluate_mobility(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, Color them, EvalInfo& ei) {
 
     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 Value* OutpostBonus[] = { 0, 0, KnightOutpostBonus, BishopOutpostBonus, 0, 0 };
-
-    Color them = opposite_color(us);
 
     // Update attack info
     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
 
-    // King attack
+    // King attacks
     if (b & ei.kingZone[us])
     {
         ei.kingAttackersCount[us]++;
         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
         if (bb)
-            ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15(bb);
+            ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
     }
 
     // Remove squares protected by enemy pawns
     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
 
     // Mobility
-    int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15(bb & ~p.pieces_of_color(us))
-                              : count_1s(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
+    int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us))
+                              : count_1s<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
 
     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
+    return mob;
+  }
 
-    // Bishop and Knight outposts
-    if (   (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) // compile time condition
-        && p.square_is_weak(s, them))
-    {
-        // Initial bonus based on square
-        Value v, bonus;
-        v = bonus = OutpostBonus[Piece][relative_square(us, s)];
 
-        // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
-        // no minor piece which can exchange the outpost piece
-        if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
-        {
-            bonus += v / 2;
-            if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
-                   && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
-                bonus += v;
-        }
-        ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
-        ei.egValue += Sign[us] * bonus;
+  // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
+
+  template<PieceType Piece>
+  void evaluate_outposts(const Position& p, Color us, Color them, EvalInfo& ei, Square s) {
+
+    // Initial bonus based on square
+    Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(us, s)]
+                                   : KnightOutpostBonus[relative_square(us, s)]);
+
+    // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
+    // no minor piece which can exchange the outpost piece
+    if (bonus && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
+    {
+        if (    p.knights(them) == EmptyBoardBB
+            && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
+            bonus += bonus + bonus / 2;
+        else
+            bonus += bonus / 2;
     }
-    return mob;
+    ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
+    ei.egValue += Sign[us] * bonus;
   }
 
 
   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
   // color.
 
-  template<PieceType Piece>
+  template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
 
     Bitboard b;
     Square s, ksq;
-    Color them;
     int mob;
     File f;
+    Color them = opposite_color(us);
 
     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
     {
@@ -608,9 +619,15 @@ namespace {
             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
         else if (Piece == ROOK)
             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
+        else
+            assert(false);
 
-        // Attacks, mobility and outposts
-        mob = evaluate_common<Piece>(pos, b, us, ei, s);
+        // Attacks and mobility
+        mob = evaluate_mobility<Piece, HasPopCnt>(pos, b, us, them, ei);
+
+        // Bishop and knight outposts squares
+        if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, them))
+            evaluate_outposts<Piece>(pos, us, them, ei, s);
 
         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
@@ -626,8 +643,6 @@ namespace {
         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
         {
             // Queen or rook on 7th rank
-            them = opposite_color(us);
-
             if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
                 && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
             {
@@ -689,11 +704,10 @@ namespace {
     return b >> (num << 3);
   }
 
-  // evaluate_pieces<KING>() assigns bonuses and penalties to a king of a given
-  // color.
+  // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color.
 
-  template<>
-  void evaluate_pieces<KING>(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
+  template<bool HasPopCnt>
+  void evaluate_king(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
 
     int shelter = 0, sign = Sign[us];
     Square s = p.king_square(us);
@@ -709,7 +723,7 @@ namespace {
             Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
             Rank r = square_rank(s);
             for (int i = 1; i < 4; i++)
-                shelter += count_1s_8bit(shiftRowsDown(pawns, r+i*sign)) * (128>>i);
+                shelter += BitCount8Bit[shiftRowsDown(pawns, r+i*sign) & 0xFF] * (128 >> i);
 
             // Cache shelter value in pawn info
             ei.pi->setKingShelter(us, s, shelter);
@@ -717,7 +731,7 @@ namespace {
         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
     }
 
-    // King safety.  This is quite complicated, and is almost certainly far
+    // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
     // from optimally tuned.
     Color them = opposite_color(us);
 
@@ -746,7 +760,7 @@ namespace {
       // quality of the pawn shelter.
       int attackUnits =
             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
-          + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
+          + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
 
       // Analyse safe queen contact checks
@@ -762,7 +776,7 @@ namespace {
         {
           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
           // contact checks.
-          int count = count_1s_max_15(b);
+          int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 
           // Is there a mate threat?
@@ -802,12 +816,12 @@ namespace {
           // Queen checks
           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
           if( b2)
-              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
+              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 
           // Rook checks
           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
           if (b2)
-              attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
+              attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
       }
       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
       {
@@ -816,12 +830,12 @@ namespace {
           // Queen checks
           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
           if (b2)
-              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
+              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 
           // Bishop checks
           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
           if (b2)
-              attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
+              attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
       }
       if (KnightCheckBonus > 0)
       {
@@ -830,7 +844,7 @@ namespace {
           // Knight checks
           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
           if (b2)
-              attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
+              attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
       }
 
       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
@@ -839,7 +853,7 @@ namespace {
       {
         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
         if (b)
-          attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
+          attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente? 2 : 1);
       }
 
       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
@@ -922,29 +936,23 @@ namespace {
                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
                         b3 = b2;
 
-                    if ((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
-                    {
-                        // There are no enemy pieces in the pawn's path! Are any of the
-                        // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
-                        if (b3 == EmptyBoardBB)
-                            // No enemy attacks, huge bonus!
-                            ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
-                        else
-                            // OK, there are enemy attacks. Are those squares which are
-                            // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
-                            // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
-                            // somewhat smaller bonus.
-                            ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
-                    }
+                    // Squares attacked or occupied by enemy pieces
+                    b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(them));
+
+                    // There are no enemy pawns in the pawn's path
+                    assert((b2 & pos.pieces_of_color_and_type(them, PAWN)) == EmptyBoardBB);
+
+                    // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
+                    if (b3 == EmptyBoardBB)
+                        // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
+                        ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
                     else
-                    {
-                        // There are some enemy pieces in the pawn's path. While this is
-                        // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
-                        // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
-                        // also attacked by us.
-                        if (((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
-                            ebonus += Value(tr * 6);
-                    }
+                        // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
+                        // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
+                        // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
+                        // if no, somewhat smaller bonus.
+                        ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
+
                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
                     // in the pawn's path.
                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
@@ -984,7 +992,7 @@ namespace {
                     }
                 }
             }
-            // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
+            // 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
@@ -992,10 +1000,10 @@ namespace {
             // value if the other side has a rook or queen.
             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
             {
-                if(   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
-                   && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
+                if (   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
+                    && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
                     ebonus += ebonus / 4;
-                else if(pos.rooks_and_queens(them))
+                else if (pos.rooks_and_queens(them))
                     ebonus -= ebonus / 4;
             }
 
@@ -1007,9 +1015,9 @@ namespace {
 
     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
-       ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
+        ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
-       ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
+        ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
     {
         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
@@ -1166,15 +1174,6 @@ namespace {
   }
 
 
-  // count_1s_8bit() counts the number of nonzero bits in the 8 least
-  // significant bits of a Bitboard. This function is used by the king
-  // shield evaluation.
-
-  int count_1s_8bit(Bitboard b) {
-    return int(BitCount8Bit[b & 0xFF]);
-  }
-
-
   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
   // an UCI-configurable weight with an internal weight.