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LMR Tweak
[stockfish] / src / material.cpp
index b8b6233cc278dc523f94d755c802b90d74480bbe..3a05f3faf6b374aee5bd72ea221dd12fce3281b4 100644 (file)
@@ -1,7 +1,8 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2014 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2019 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-#include <algorithm>  // For std::min
 #include <cassert>
-#include <cstring>
+#include <cstring>   // For std::memset
 
 #include "material.h"
+#include "thread.h"
 
 using namespace std;
 
 namespace {
 
-  // Polynomial material balance parameters
+  // Polynomial material imbalance parameters
 
-  //                                  pair  pawn knight bishop rook queen
-  const int LinearCoefficients[6] = { 1852, -162, -1122, -183,  249, -154 };
-
-  const int QuadraticCoefficientsSameColor[][PIECE_TYPE_NB] = {
+  constexpr int QuadraticOurs[][PIECE_TYPE_NB] = {
+    //            OUR PIECES
     // pair pawn knight bishop rook queen
-    {   0                               }, // Bishop pair
-    {  39,    2                         }, // Pawn
-    {  35,  271,  -4                    }, // Knight
-    {   0,  105,   4,    0              }, // Bishop
-    { -27,   -2,  46,   100,  -141      }, // Rook
-    {-177,   25, 129,   142,  -137,   0 }  // Queen
+    {1438                               }, // Bishop pair
+    {  40,   38                         }, // Pawn
+    {  32,  255, -62                    }, // Knight      OUR PIECES
+    {   0,  104,   4,    0              }, // Bishop
+    { -26,   -2,  47,   105,  -208      }, // Rook
+    {-189,   24, 117,   133,  -134, -6  }  // Queen
   };
 
-  const int QuadraticCoefficientsOppositeColor[][PIECE_TYPE_NB] = {
+  constexpr int QuadraticTheirs[][PIECE_TYPE_NB] = {
     //           THEIR PIECES
     // pair pawn knight bishop rook queen
     {   0                               }, // Bishop pair
-    {  37,    0                         }, // Pawn
-    {  10,   62,   0                    }, // Knight      OUR PIECES
-    {  57,   64,  39,     0             }, // Bishop
-    {  50,   40,  23,   -22,    0       }, // Rook
-    {  98,  105, -39,   141,  274,    0 }  // Queen
+    {  36,    0                         }, // Pawn
+    {   9,   63,   0                    }, // Knight      OUR PIECES
+    {  59,   65,  42,     0             }, // Bishop
+    {  46,   39,  24,   -24,    0       }, // Rook
+    {  97,  100, -42,   137,  268,    0 }  // Queen
   };
 
   // Endgame evaluation and scaling functions are accessed directly and not through
   // the function maps because they correspond to more than one material hash key.
-  Endgame<KXK>   EvaluateKXK[]   = { Endgame<KXK>(WHITE),   Endgame<KXK>(BLACK) };
+  Endgame<KXK>    EvaluateKXK[] = { Endgame<KXK>(WHITE),    Endgame<KXK>(BLACK) };
 
   Endgame<KBPsK>  ScaleKBPsK[]  = { Endgame<KBPsK>(WHITE),  Endgame<KBPsK>(BLACK) };
   Endgame<KQKRPs> ScaleKQKRPs[] = { Endgame<KQKRPs>(WHITE), Endgame<KQKRPs>(BLACK) };
   Endgame<KPsK>   ScaleKPsK[]   = { Endgame<KPsK>(WHITE),   Endgame<KPsK>(BLACK) };
   Endgame<KPKP>   ScaleKPKP[]   = { Endgame<KPKP>(WHITE),   Endgame<KPKP>(BLACK) };
 
-  // Helper templates used to detect a given material distribution
-  template<Color Us> bool is_KXK(const Position& pos) {
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    return  !pos.count<PAWN>(Them)
-          && pos.non_pawn_material(Them) == VALUE_ZERO
-          && pos.non_pawn_material(Us) >= RookValueMg;
+  // Helper used to detect a given material distribution
+  bool is_KXK(const Position& pos, Color us) {
+    return  !more_than_one(pos.pieces(~us))
+          && pos.non_pawn_material(us) >= RookValueMg;
   }
 
-  template<Color Us> bool is_KBPsKs(const Position& pos) {
-    return   pos.non_pawn_material(Us) == BishopValueMg
-          && pos.count<BISHOP>(Us) == 1
-          && pos.count<PAWN  >(Us) >= 1;
+  bool is_KBPsK(const Position& pos, Color us) {
+    return   pos.non_pawn_material(us) == BishopValueMg
+          && pos.count<PAWN  >(us) >= 1;
   }
 
-  template<Color Us> bool is_KQKRPs(const Position& pos) {
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    return  !pos.count<PAWN>(Us)
-          && pos.non_pawn_material(Us) == QueenValueMg
-          && pos.count<QUEEN>(Us)  == 1
-          && pos.count<ROOK>(Them) == 1
-          && pos.count<PAWN>(Them) >= 1;
+  bool is_KQKRPs(const Position& pos, Color us) {
+    return  !pos.count<PAWN>(us)
+          && pos.non_pawn_material(us) == QueenValueMg
+          && pos.count<ROOK>(~us) == 1
+          && pos.count<PAWN>(~us) >= 1;
   }
 
   /// imbalance() calculates the imbalance by comparing the piece count of each
   /// piece type for both colors.
-
   template<Color Us>
   int imbalance(const int pieceCount[][PIECE_TYPE_NB]) {
 
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    constexpr Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    int pt1, pt2, pc, v;
-    int value = 0;
+    int bonus = 0;
 
-    // Second-degree polynomial material imbalance by Tord Romstad
-    for (pt1 = NO_PIECE_TYPE; pt1 <= QUEEN; ++pt1)
+    // Second-degree polynomial material imbalance, by Tord Romstad
+    for (int pt1 = NO_PIECE_TYPE; pt1 <= QUEEN; ++pt1)
     {
-        pc = pieceCount[Us][pt1];
-        if (!pc)
+        if (!pieceCount[Us][pt1])
             continue;
 
-        v = LinearCoefficients[pt1];
+        int v = 0;
 
-        for (pt2 = NO_PIECE_TYPE; pt2 <= pt1; ++pt2)
-            v +=  QuadraticCoefficientsSameColor[pt1][pt2] * pieceCount[Us][pt2]
-                + QuadraticCoefficientsOppositeColor[pt1][pt2] * pieceCount[Them][pt2];
+        for (int pt2 = NO_PIECE_TYPE; pt2 <= pt1; ++pt2)
+            v +=  QuadraticOurs[pt1][pt2] * pieceCount[Us][pt2]
+                + QuadraticTheirs[pt1][pt2] * pieceCount[Them][pt2];
 
-        value += pc * v;
+        bonus += pieceCount[Us][pt1] * v;
     }
 
-    return value;
+    return bonus;
   }
 
 } // namespace
 
 namespace Material {
 
-/// Material::probe() takes a position object as input, looks up a MaterialEntry
-/// object, and returns a pointer to it. If the material configuration is not
-/// already present in the table, it is computed and stored there, so we don't
-/// have to recompute everything when the same material configuration occurs again.
+/// Material::probe() looks up the current position's material configuration in
+/// the material hash table. It returns a pointer to the Entry if the position
+/// is found. Otherwise a new Entry is computed and stored there, so we don't
+/// have to recompute all when the same material configuration occurs again.
 
-Entry* probe(const Position& pos, Table& entries, Endgames& endgames) {
+Entry* probe(const Position& pos) {
 
   Key key = pos.material_key();
-  Entry* e = entries[key];
+  Entry* e = pos.this_thread()->materialTable[key];
 
-  // If e->key matches the position's material hash key, it means that we
-  // have analysed this material configuration before, and we can simply
-  // return the information we found the last time instead of recomputing it.
   if (e->key == key)
       return e;
 
   std::memset(e, 0, sizeof(Entry));
   e->key = key;
   e->factor[WHITE] = e->factor[BLACK] = (uint8_t)SCALE_FACTOR_NORMAL;
-  e->gamePhase = game_phase(pos);
+
+  Value npm_w = pos.non_pawn_material(WHITE);
+  Value npm_b = pos.non_pawn_material(BLACK);
+  Value npm   = clamp(npm_w + npm_b, EndgameLimit, MidgameLimit);
+
+  // Map total non-pawn material into [PHASE_ENDGAME, PHASE_MIDGAME]
+  e->gamePhase = Phase(((npm - EndgameLimit) * PHASE_MIDGAME) / (MidgameLimit - EndgameLimit));
 
   // Let's look if we have a specialized evaluation function for this particular
   // material configuration. Firstly we look for a fixed configuration one, then
   // for a generic one if the previous search failed.
-  if (endgames.probe(key, e->evaluationFunction))
+  if ((e->evaluationFunction = Endgames::probe<Value>(key)) != nullptr)
       return e;
 
-  if (is_KXK<WHITE>(pos))
-  {
-      e->evaluationFunction = &EvaluateKXK[WHITE];
-      return e;
-  }
-
-  if (is_KXK<BLACK>(pos))
-  {
-      e->evaluationFunction = &EvaluateKXK[BLACK];
-      return e;
-  }
+  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
+      if (is_KXK(pos, c))
+      {
+          e->evaluationFunction = &EvaluateKXK[c];
+          return e;
+      }
 
-  // OK, we didn't find any special evaluation function for the current
-  // material configuration. Is there a suitable scaling function?
-  //
-  // We face problems when there are several conflicting applicable
-  // scaling functions and we need to decide which one to use.
-  EndgameBase<ScaleFactor>* sf;
+  // OK, we didn't find any special evaluation function for the current material
+  // configuration. Is there a suitable specialized scaling function?
+  const auto* sf = Endgames::probe<ScaleFactor>(key);
 
-  if (endgames.probe(key, sf))
+  if (sf)
   {
-      e->scalingFunction[sf->color()] = sf;
+      e->scalingFunction[sf->strongSide] = sf; // Only strong color assigned
       return e;
   }
 
-  // Generic scaling functions that refer to more than one material
-  // distribution. They should be probed after the specialized ones.
-  // Note that these ones don't return after setting the function.
-  if (is_KBPsKs<WHITE>(pos))
-      e->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKBPsK[WHITE];
-
-  if (is_KBPsKs<BLACK>(pos))
-      e->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKBPsK[BLACK];
-
-  if (is_KQKRPs<WHITE>(pos))
-      e->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKQKRPs[WHITE];
-
-  else if (is_KQKRPs<BLACK>(pos))
-      e->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKQKRPs[BLACK];
+  // We didn't find any specialized scaling function, so fall back on generic
+  // ones that refer to more than one material distribution. Note that in this
+  // case we don't return after setting the function.
+  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
+  {
+    if (is_KBPsK(pos, c))
+        e->scalingFunction[c] = &ScaleKBPsK[c];
 
-  Value npm_w = pos.non_pawn_material(WHITE);
-  Value npm_b = pos.non_pawn_material(BLACK);
+    else if (is_KQKRPs(pos, c))
+        e->scalingFunction[c] = &ScaleKQKRPs[c];
+  }
 
-  if (npm_w + npm_b == VALUE_ZERO && pos.pieces(PAWN))
+  if (npm_w + npm_b == VALUE_ZERO && pos.pieces(PAWN)) // Only pawns on the board
   {
       if (!pos.count<PAWN>(BLACK))
       {
           assert(pos.count<PAWN>(WHITE) >= 2);
+
           e->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKPsK[WHITE];
       }
       else if (!pos.count<PAWN>(WHITE))
       {
           assert(pos.count<PAWN>(BLACK) >= 2);
+
           e->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKPsK[BLACK];
       }
       else if (pos.count<PAWN>(WHITE) == 1 && pos.count<PAWN>(BLACK) == 1)
@@ -210,29 +192,16 @@ Entry* probe(const Position& pos, Table& entries, Endgames& endgames) {
       }
   }
 
-  // No pawns makes it difficult to win, even with a material advantage. This
-  // catches some trivial draws like KK, KBK and KNK and gives a very drawish
-  // scale factor for cases such as KRKBP and KmmKm (except for KBBKN).
+  // Zero or just one pawn makes it difficult to win, even with a small material
+  // advantage. This catches some trivial draws like KK, KBK and KNK and gives a
+  // drawish scale factor for cases such as KRKBP and KmmKm (except for KBBKN).
   if (!pos.count<PAWN>(WHITE) && npm_w - npm_b <= BishopValueMg)
-      e->factor[WHITE] = uint8_t(npm_w < RookValueMg ? SCALE_FACTOR_DRAW : npm_b <= BishopValueMg ? 4 : 12);
+      e->factor[WHITE] = uint8_t(npm_w <  RookValueMg   ? SCALE_FACTOR_DRAW :
+                                 npm_b <= BishopValueMg ? 4 : 14);
 
   if (!pos.count<PAWN>(BLACK) && npm_b - npm_w <= BishopValueMg)
-      e->factor[BLACK] = uint8_t(npm_b < RookValueMg ? SCALE_FACTOR_DRAW : npm_w <= BishopValueMg ? 4 : 12);
-
-  if (pos.count<PAWN>(WHITE) == 1 && npm_w - npm_b <= BishopValueMg)
-      e->factor[WHITE] = (uint8_t) SCALE_FACTOR_ONEPAWN;
-
-  if (pos.count<PAWN>(BLACK) == 1 && npm_b - npm_w <= BishopValueMg)
-      e->factor[BLACK] = (uint8_t) SCALE_FACTOR_ONEPAWN;
-
-  // Compute the space weight
-  if (npm_w + npm_b >= 2 * QueenValueMg + 4 * RookValueMg + 2 * KnightValueMg)
-  {
-      int minorPieceCount =  pos.count<KNIGHT>(WHITE) + pos.count<BISHOP>(WHITE)
-                           + pos.count<KNIGHT>(BLACK) + pos.count<BISHOP>(BLACK);
-
-      e->spaceWeight = make_score(minorPieceCount * minorPieceCount, 0);
-  }
+      e->factor[BLACK] = uint8_t(npm_b <  RookValueMg   ? SCALE_FACTOR_DRAW :
+                                 npm_w <= BishopValueMg ? 4 : 14);
 
   // Evaluate the material imbalance. We use PIECE_TYPE_NONE as a place holder
   // for the bishop pair "extended piece", which allows us to be more flexible
@@ -243,22 +212,8 @@ Entry* probe(const Position& pos, Table& entries, Endgames& endgames) {
   { pos.count<BISHOP>(BLACK) > 1, pos.count<PAWN>(BLACK), pos.count<KNIGHT>(BLACK),
     pos.count<BISHOP>(BLACK)    , pos.count<ROOK>(BLACK), pos.count<QUEEN >(BLACK) } };
 
-  e->value = (int16_t)((imbalance<WHITE>(pieceCount) - imbalance<BLACK>(pieceCount)) / 16);
+  e->value = int16_t((imbalance<WHITE>(pieceCount) - imbalance<BLACK>(pieceCount)) / 16);
   return e;
 }
 
-
-/// Material::game_phase() calculates the phase given the current
-/// position. Because the phase is strictly a function of the material, it
-/// is stored in MaterialEntry.
-
-Phase game_phase(const Position& pos) {
-
-  Value npm = pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK);
-
-  return  npm >= MidgameLimit ? PHASE_MIDGAME
-        : npm <= EndgameLimit ? PHASE_ENDGAME
-        : Phase(((npm - EndgameLimit) * 128) / (MidgameLimit - EndgameLimit));
-}
-
 } // namespace Material