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Fix candidate passed pawn definition
[stockfish] / src / pawns.cpp
index aa41c2cd8150b6baf86809d8e43832bacd7f2e25..df7a0a2d3c507a1215b281b0a2ca6e4e4853c602 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, 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
@@ -38,64 +38,36 @@ namespace {
 
   /// Constants and variables
 
-  // Doubled pawn penalty by file, middle game
-  const Value DoubledPawnMidgamePenalty[8] = {
-    Value(13), Value(20), Value(23), Value(23),
-    Value(23), Value(23), Value(20), Value(13)
-  };
-
-  // Doubled pawn penalty by file, endgame
-  const Value DoubledPawnEndgamePenalty[8] = {
-    Value(43), Value(48), Value(48), Value(48),
-    Value(48), Value(48), Value(48), Value(43)
-  };
-
-  // Isolated pawn penalty by file, middle game
-  const Value IsolatedPawnMidgamePenalty[8] = {
-    Value(25), Value(36), Value(40), Value(40),
-    Value(40), Value(40), Value(36), Value(25)
-  };
-
-  // Isolated pawn penalty by file, endgame
-  const Value IsolatedPawnEndgamePenalty[8] = {
-    Value(30), Value(35), Value(35), Value(35),
-    Value(35), Value(35), Value(35), Value(30)
-  };
-
-  // Backward pawn penalty by file, middle game
-  const Value BackwardPawnMidgamePenalty[8] = {
-    Value(20), Value(29), Value(33), Value(33),
-    Value(33), Value(33), Value(29), Value(20)
-  };
+  #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
 
-  // Backward pawn penalty by file, endgame
-  const Value BackwardPawnEndgamePenalty[8] = {
-    Value(28), Value(31), Value(31), Value(31),
-    Value(31), Value(31), Value(31), Value(28)
+  // Doubled pawn penalty by file
+  const Score DoubledPawnPenalty[8] = {
+    S(13, 43), S(20, 48), S(23, 48), S(23, 48),
+    S(23, 48), S(23, 48), S(20, 48), S(13, 43)
   };
 
-  // Pawn chain membership bonus by file, middle game
-  const Value ChainMidgameBonus[8] = {
-    Value(11), Value(13), Value(13), Value(14),
-    Value(14), Value(13), Value(13), Value(11)
+  // Isolated pawn penalty by file
+  const Score IsolatedPawnPenalty[8] = {
+    S(25, 30), S(36, 35), S(40, 35), S(40, 35),
+    S(40, 35), S(40, 35), S(36, 35), S(25, 30)
   };
 
-  // Pawn chain membership bonus by file, endgame
-  const Value ChainEndgameBonus[8] = {
-    Value(-1), Value(-1), Value(-1), Value(-1),
-    Value(-1), Value(-1), Value(-1), Value(-1)
+  // Backward pawn penalty by file
+  const Score BackwardPawnPenalty[8] = {
+    S(20, 28), S(29, 31), S(33, 31), S(33, 31),
+    S(33, 31), S(33, 31), S(29, 31), S(20, 28)
   };
 
-  // Candidate passed pawn bonus by rank, middle game
-  const Value CandidateMidgameBonus[8] = {
-    Value( 0), Value( 6), Value(6), Value(14),
-    Value(34), Value(83), Value(0), Value( 0)
+  // Pawn chain membership bonus by file
+  const Score ChainBonus[8] = {
+    S(11,-1), S(13,-1), S(13,-1), S(14,-1),
+    S(14,-1), S(13,-1), S(13,-1), S(11,-1)
   };
 
-  // Candidate passed pawn bonus by rank, endgame
-  const Value CandidateEndgameBonus[8] = {
-    Value( 0), Value( 13), Value(13), Value(29),
-    Value(68), Value(166), Value( 0), Value( 0)
+  // Candidate passed pawn bonus by rank
+  const Score CandidateBonus[8] = {
+    S( 0, 0), S( 6, 13), S(6,13), S(14,29),
+    S(34,68), S(83,166), S(0, 0), S( 0, 0)
   };
 
   // Pawn storm tables for positions with opposite castling
@@ -190,203 +162,182 @@ PawnInfo* PawnInfoTable::get_pawn_info(const Position& pos) {
   pi->clear();
   pi->key = key;
 
-  Value mgValue[2] = {Value(0), Value(0)};
-  Value egValue[2] = {Value(0), Value(0)};
-
   // Calculate pawn attacks
-  pi->pawnAttacks[WHITE] = ((pos.pieces(PAWN, WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pieces(PAWN, WHITE) << 7) & ~FileHBB);
-  pi->pawnAttacks[BLACK] = ((pos.pieces(PAWN, BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pieces(PAWN, BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
+  Bitboard whitePawns = pos.pieces(PAWN, WHITE);
+  Bitboard blackPawns = pos.pieces(PAWN, BLACK);
+  pi->pawnAttacks[WHITE] = ((whitePawns << 9) & ~FileABB) | ((whitePawns << 7) & ~FileHBB);
+  pi->pawnAttacks[BLACK] = ((blackPawns >> 7) & ~FileABB) | ((blackPawns >> 9) & ~FileHBB);
+
+  // Evaluate pawns for both colors
+  pi->value =  evaluate_pawns<WHITE>(pos, whitePawns, blackPawns, pi)
+             - evaluate_pawns<BLACK>(pos, blackPawns, whitePawns, pi);
+  return pi;
+}
 
-  // Loop through the pawns for both colors
-  for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
+
+/// PawnInfoTable::evaluate_pawns() evaluates each pawn of the given color
+
+template<Color Us>
+Score PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboard ourPawns,
+                                    Bitboard theirPawns, PawnInfo* pi) {
+  Square s;
+  File f;
+  Rank r;
+  bool passed, isolated, doubled, opposed, chain, backward, candidate;
+  int bonus;
+  Score value = make_score(0, 0);
+  const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, PAWN);
+
+  // Initialize pawn storm scores by giving bonuses for open files
+  for (f = FILE_A; f <= FILE_H; f++)
+      if (!(ourPawns & file_bb(f)))
+      {
+          pi->ksStormValue[Us] += KStormOpenFileBonus[f];
+          pi->qsStormValue[Us] += QStormOpenFileBonus[f];
+          pi->halfOpenFiles[Us] |= (1 << f);
+      }
+
+  // Loop through all pawns of the current color and score each pawn
+  while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
   {
-    Color them = opposite_color(us);
-    Bitboard ourPawns = pos.pieces(PAWN, us);
-    Bitboard theirPawns = pos.pieces(PAWN, them);
-    Bitboard pawns = ourPawns;
-
-    // Initialize pawn storm scores by giving bonuses for open files
-    for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; f++)
-        if (!(pawns & file_bb(f)))
-        {
-            pi->ksStormValue[us] += KStormOpenFileBonus[f];
-            pi->qsStormValue[us] += QStormOpenFileBonus[f];
-            pi->halfOpenFiles[us] |= (1 << f);
-        }
-
-    // Loop through all pawns of the current color and score each pawn
-    while (pawns)
-    {
-        Square s = pop_1st_bit(&pawns);
-        File f = square_file(s);
-        Rank r = square_rank(s);
-
-        assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
-
-        // Passed, isolated or doubled pawn?
-        bool passed   = Position::pawn_is_passed(theirPawns, us, s);
-        bool isolated = Position::pawn_is_isolated(ourPawns, s);
-        bool doubled  = Position::pawn_is_doubled(ourPawns, us, s);
-
-        // We calculate kingside and queenside pawn storm
-        // scores for both colors. These are used when evaluating
-        // middle game positions with opposite side castling.
-        //
-        // Each pawn is given a base score given by a piece square table
-        // (KStormTable[] or QStormTable[]). Pawns which seem to have good
-        // chances of creating an open file by exchanging itself against an
-        // enemy pawn on an adjacent file gets an additional bonus.
-
-        // Kingside pawn storms
-        int bonus = KStormTable[relative_square(us, s)];
-        if (f >= FILE_F)
-        {
-            Bitboard b = outpost_mask(us, s) & theirPawns & (FileFBB | FileGBB | FileHBB);
-            while (b)
-            {
-                Square s2 = pop_1st_bit(&b);
-                if (!(theirPawns & neighboring_files_bb(s2) & rank_bb(s2)))
-                {
-                    // The enemy pawn has no pawn beside itself, which makes it
-                    // particularly vulnerable. Big bonus, especially against a
-                    // weakness on the rook file.
-                    if (square_file(s2) == FILE_H)
-                        bonus += 4*StormLeverBonus[f] - 8*square_distance(s, s2);
-                    else
-                        bonus += 2*StormLeverBonus[f] - 4*square_distance(s, s2);
-                } else
-                    // There is at least one enemy pawn beside the enemy pawn we look
-                    // at, which means that the pawn has somewhat better chances of
-                    // defending itself by advancing. Smaller bonus.
-                    bonus += StormLeverBonus[f] - 2*square_distance(s, s2);
-            }
-        }
-        pi->ksStormValue[us] += bonus;
-
-        // Queenside pawn storms
-        bonus = QStormTable[relative_square(us, s)];
-        if (f <= FILE_C)
-        {
-            Bitboard b = outpost_mask(us, s) & theirPawns & (FileABB | FileBBB | FileCBB);
-            while (b)
-            {
-                Square s2 = pop_1st_bit(&b);
-                if (!(theirPawns & neighboring_files_bb(s2) & rank_bb(s2)))
-                {
-                    // The enemy pawn has no pawn beside itself, which makes it
-                    // particularly vulnerable. Big bonus, especially against a
-                    // weakness on the rook file.
-                    if (square_file(s2) == FILE_A)
-                        bonus += 4*StormLeverBonus[f] - 16*square_distance(s, s2);
-                    else
-                        bonus += 2*StormLeverBonus[f] - 8*square_distance(s, s2);
-                } else
-                    // There is at least one enemy pawn beside the enemy pawn we look
-                    // at, which means that the pawn has somewhat better chances of
-                    // defending itself by advancing. Smaller bonus.
-                    bonus += StormLeverBonus[f] - 4*square_distance(s, s2);
-            }
-        }
-        pi->qsStormValue[us] += bonus;
-
-        // Member of a pawn chain (but not the backward one)? We could speed up
-        // the test a little by introducing an array of masks indexed by color
-        // and square for doing the test, but because everything is hashed,
-        // it probably won't make any noticable difference.
-        bool chain =  ourPawns
-                    & neighboring_files_bb(f)
-                    & (rank_bb(r) | rank_bb(r - (us == WHITE ? 1 : -1)));
-
-        // Test for backward pawn
-        //
-        // If the pawn is passed, isolated, or member of a pawn chain
-        // it cannot be backward. If can capture an enemy pawn or if
-        // there are friendly pawns behind on neighboring files it cannot
-        // be backward either.
-
-        bool backward;
-        if (   (passed | isolated | chain)
-            || (ourPawns & behind_bb(us, r) & neighboring_files_bb(f))
-            || (pos.attacks_from<PAWN>(s, us) & theirPawns))
-            backward = false;
-        else
-        {
-            // We now know that there are no friendly pawns beside or behind this
-            // pawn on neighboring files. We now check whether the pawn is
-            // backward by looking in the forward direction on the neighboring
-            // files, and seeing whether we meet a friendly or an enemy pawn first.
-            Bitboard b = pos.attacks_from<PAWN>(s, us);
-            if (us == WHITE)
-            {
-                for ( ; !(b & (ourPawns | theirPawns)); b <<= 8);
-                backward = (b | (b << 8)) & theirPawns;
-            }
-            else
-            {
-                for ( ; !(b & (ourPawns | theirPawns)); b >>= 8);
-                backward = (b | (b >> 8)) & theirPawns;
-            }
-        }
-
-        // Test for candidate passed pawn
-        bool candidate;
-        candidate =    !passed
-                    && !(theirPawns & file_bb(f))
-                    && (  count_1s_max_15(neighboring_files_bb(f) & (behind_bb(us, r) | rank_bb(r)) & ourPawns)
-                        - count_1s_max_15(neighboring_files_bb(f) & in_front_bb(us, r)              & theirPawns)
-                        >= 0);
-
-        // In order to prevent doubled passed pawns from receiving a too big
-        // bonus, only the frontmost passed pawn on each file is considered as
-        // a true passed pawn.
-        if (passed && (ourPawns & squares_in_front_of(us, s)))
-            passed = false;
-
-        // Score this pawn
-        if (passed)
-            set_bit(&(pi->passedPawns), s);
-
-        if (isolated)
-        {
-            mgValue[us] -= IsolatedPawnMidgamePenalty[f];
-            egValue[us] -= IsolatedPawnEndgamePenalty[f];
-            if (!(theirPawns & file_bb(f)))
-            {
-                mgValue[us] -= IsolatedPawnMidgamePenalty[f] / 2;
-                egValue[us] -= IsolatedPawnEndgamePenalty[f] / 2;
-            }
-        }
-        if (doubled)
-        {
-            mgValue[us] -= DoubledPawnMidgamePenalty[f];
-            egValue[us] -= DoubledPawnEndgamePenalty[f];
-        }
-        if (backward)
-        {
-            mgValue[us] -= BackwardPawnMidgamePenalty[f];
-            egValue[us] -= BackwardPawnEndgamePenalty[f];
-            if (!(theirPawns & file_bb(f)))
-            {
-                mgValue[us] -= BackwardPawnMidgamePenalty[f] / 2;
-                egValue[us] -= BackwardPawnEndgamePenalty[f] / 2;
-            }
-        }
-        if (chain)
-        {
-            mgValue[us] += ChainMidgameBonus[f];
-            egValue[us] += ChainEndgameBonus[f];
-        }
-        if (candidate)
-        {
-            mgValue[us] += CandidateMidgameBonus[relative_rank(us, s)];
-            egValue[us] += CandidateEndgameBonus[relative_rank(us, s)];
-        }
-    } // while(pawns)
-  } // for(colors)
-
-  pi->mgValue = int16_t(mgValue[WHITE] - mgValue[BLACK]);
-  pi->egValue = int16_t(egValue[WHITE] - egValue[BLACK]);
-  return pi;
+      f = square_file(s);
+      r = square_rank(s);
+
+      assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
+
+      // Passed, isolated or doubled pawn?
+      passed   = !(theirPawns & passed_pawn_mask(Us, s));
+      isolated = !(ourPawns & neighboring_files_bb(s));
+      doubled  = ourPawns & squares_behind(Us, s);
+      opposed  = theirPawns & squares_in_front_of(Us, s);
+
+      // We calculate kingside and queenside pawn storm
+      // scores for both colors. These are used when evaluating
+      // middle game positions with opposite side castling.
+      //
+      // Each pawn is given a base score given by a piece square table
+      // (KStormTable[] or QStormTable[]). Pawns which seem to have good
+      // chances of creating an open file by exchanging itself against an
+      // enemy pawn on an adjacent file gets an additional bonus.
+
+      // Kingside pawn storms
+      bonus = KStormTable[relative_square(Us, s)];
+      if (f >= FILE_F)
+      {
+          Bitboard b = outpost_mask(Us, s) & theirPawns & (FileFBB | FileGBB | FileHBB);
+          while (b)
+          {
+              // Give a bonus according to the distance of the nearest enemy pawn
+              Square s2 = pop_1st_bit(&b);
+              int v = StormLeverBonus[f] - 2 * square_distance(s, s2);
+
+              // If enemy pawn has no pawn beside itself is particularly vulnerable.
+              // Big bonus, especially against a weakness on the rook file
+              if (!(theirPawns & neighboring_files_bb(s2) & rank_bb(s2)))
+                  v *= (square_file(s2) == FILE_H ? 4 : 2);
+
+              bonus += v;
+          }
+      }
+      pi->ksStormValue[Us] += bonus;
+
+      // Queenside pawn storms
+      bonus = QStormTable[relative_square(Us, s)];
+      if (f <= FILE_C)
+      {
+          Bitboard b = outpost_mask(Us, s) & theirPawns & (FileABB | FileBBB | FileCBB);
+          while (b)
+          {
+              // Give a bonus according to the distance of the nearest enemy pawn
+              Square s2 = pop_1st_bit(&b);
+              int v = StormLeverBonus[f] - 4 * square_distance(s, s2);
+
+              // If enemy pawn has no pawn beside itself is particularly vulnerable.
+              // Big bonus, especially against a weakness on the rook file
+              if (!(theirPawns & neighboring_files_bb(s2) & rank_bb(s2)))
+                  v *= (square_file(s2) == FILE_A ? 4 : 2);
+
+              bonus += v;
+          }
+      }
+      pi->qsStormValue[Us] += bonus;
+
+      // Member of a pawn chain (but not the backward one)? We could speed up
+      // the test a little by introducing an array of masks indexed by color
+      // and square for doing the test, but because everything is hashed,
+      // it probably won't make any noticable difference.
+      chain =  ourPawns
+             & neighboring_files_bb(f)
+             & (rank_bb(r) | rank_bb(r - (Us == WHITE ? 1 : -1)));
+
+      // Test for backward pawn
+      //
+      // If the pawn is passed, isolated, or member of a pawn chain
+      // it cannot be backward. If can capture an enemy pawn or if
+      // there are friendly pawns behind on neighboring files it cannot
+      // be backward either.
+      if (   (passed | isolated | chain)
+          || (ourPawns & behind_bb(Us, r) & neighboring_files_bb(f))
+          || (pos.attacks_from<PAWN>(s, Us) & theirPawns))
+          backward = false;
+      else
+      {
+          // We now know that there are no friendly pawns beside or behind this
+          // pawn on neighboring files. We now check whether the pawn is
+          // backward by looking in the forward direction on the neighboring
+          // files, and seeing whether we meet a friendly or an enemy pawn first.
+          Bitboard b = pos.attacks_from<PAWN>(s, Us);
+
+          // Note that we are sure to find something because pawn is not passed
+          // nor isolated, so loop is potentially infinite, but it isn't.
+          while (!(b & (ourPawns | theirPawns)))
+              Us == WHITE ? b <<= 8 : b >>= 8;
+
+          // The friendly pawn needs to be at least two ranks closer than the enemy
+          // pawn in order to help the potentially backward pawn advance.
+          backward = (b | (Us == WHITE ? b << 8 : b >> 8)) & theirPawns;
+      }
+
+      // Test for candidate passed pawn
+      candidate =   !passed
+                 && !opposed
+                 && (  count_1s_max_15(neighboring_files_bb(f) & (behind_bb(Us, r) | rank_bb(r)) & ourPawns)
+                     - count_1s_max_15(neighboring_files_bb(f) & in_front_bb(Us, r)              & theirPawns)
+                     >= 0);
+
+      // In order to prevent doubled passed pawns from receiving a too big
+      // bonus, only the frontmost passed pawn on each file is considered as
+      // a true passed pawn.
+      if (passed && (ourPawns & squares_in_front_of(Us, s)))
+          passed = false;
+
+      // Score this pawn
+      if (passed)
+          set_bit(&(pi->passedPawns), s);
+
+      if (isolated)
+      {
+          value -= IsolatedPawnPenalty[f];
+          if (!(theirPawns & file_bb(f)))
+              value -= IsolatedPawnPenalty[f] / 2;
+      }
+      if (doubled)
+          value -= DoubledPawnPenalty[f];
+
+      if (backward)
+      {
+          value -= BackwardPawnPenalty[f];
+          if (!(theirPawns & file_bb(f)))
+              value -= BackwardPawnPenalty[f] / 2;
+      }
+      if (chain)
+          value += ChainBonus[f];
+
+      if (candidate)
+          value += CandidateBonus[relative_rank(Us, s)];
+  }
+
+  return value;
 }