git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/endgame.cpp

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
   4
   5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8   (at your option) any later version.
   9
  10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13   GNU General Public License for more details.
  14
  15   You should have received a copy of the GNU General Public License
  16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17 */
  18
  19 #include <cassert>
  20
  21 #include "bitboard.h"
  22 #include "endgame.h"
  23 #include "movegen.h"
  24
  25 namespace {
  26
  27   // Used to drive the king towards the edge of the board
  28   // in KX vs K and KQ vs KR endgames.
  29   // Values range from 27 (center squares) to 90 (in the corners)
  30   inline int push_to_edge(Square s) {
  31       int rd = edge_distance(rank_of(s)), fd = edge_distance(file_of(s));
  32       return 90 - (7 * fd * fd / 2 + 7 * rd * rd / 2);
  33   }
  34
  35   // Used to drive the king towards A1H8 corners in KBN vs K endgames.
  36   // Values range from 0 on A8H1 diagonal to 7 in A1H8 corners
  37   inline int push_to_corner(Square s) {
  38       return abs(7 - rank_of(s) - file_of(s));
  39   }
  40
  41   // Drive a piece close to or away from another piece
  42   inline int push_close(Square s1, Square s2) { return 140 - 20 * distance(s1, s2); }
  43   inline int push_away(Square s1, Square s2) { return 120 - push_close(s1, s2); }
  44
  45 #ifndef NDEBUG
  46   bool verify_material(const Position& pos, Color c, Value npm, int pawnsCnt) {
  47     return pos.non_pawn_material(c) == npm && pos.count<PAWN>(c) == pawnsCnt;
  48   }
  49 #endif
  50
  51   // Map the square as if strongSide is white and strongSide's only pawn
  52   // is on the left half of the board.
  53   Square normalize(const Position& pos, Color strongSide, Square sq) {
  54
  55     assert(pos.count<PAWN>(strongSide) == 1);
  56
  57     if (file_of(pos.square<PAWN>(strongSide)) >= FILE_E)
  58         sq = flip_file(sq);
  59
  60     return strongSide == WHITE ? sq : flip_rank(sq);
  61   }
  62
  63 } // namespace
  64
  65
  66 namespace Endgames {
  67
  68   std::pair<Map<Value>, Map<ScaleFactor>> maps;
  69
  70   void init() {
  71
  72     add<KPK>("KPK");
  73     add<KNNK>("KNNK");
  74     add<KBNK>("KBNK");
  75     add<KRKP>("KRKP");
  76     add<KRKB>("KRKB");
  77     add<KRKN>("KRKN");
  78     add<KQKP>("KQKP");
  79     add<KQKR>("KQKR");
  80     add<KNNKP>("KNNKP");
  81
  82     add<KRPKR>("KRPKR");
  83     add<KRPKB>("KRPKB");
  84     add<KBPKB>("KBPKB");
  85     add<KBPKN>("KBPKN");
  86     add<KBPPKB>("KBPPKB");
  87     add<KRPPKRP>("KRPPKRP");
  88   }
  89 }
  90
  91
  92 /// Mate with KX vs K. This function is used to evaluate positions with
  93 /// king and plenty of material vs a lone king. It simply gives the
  94 /// attacking side a bonus for driving the defending king towards the edge
  95 /// of the board, and for keeping the distance between the two kings small.
  96 template<>
  97 Value Endgame<KXK>::operator()(const Position& pos) const {
  98
  99   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 100   assert(!pos.checkers()); // Eval is never called when in check
 101
 102   // Stalemate detection with lone king
 103   if (pos.side_to_move() == weakSide && !MoveList<LEGAL>(pos).size())
 104       return VALUE_DRAW;
 105
 106   Square strongKing = pos.square<KING>(strongSide);
 107   Square weakKing   = pos.square<KING>(weakSide);
 108
 109   Value result =  pos.non_pawn_material(strongSide)
 110                 + pos.count<PAWN>(strongSide) * PawnValueEg
 111                 + push_to_edge(weakKing)
 112                 + push_close(strongKing, weakKing);
 113
 114   if (   pos.count<QUEEN>(strongSide)
 115       || pos.count<ROOK>(strongSide)
 116       ||(pos.count<BISHOP>(strongSide) && pos.count<KNIGHT>(strongSide))
 117       || (   (pos.pieces(strongSide, BISHOP) & ~DarkSquares)
 118           && (pos.pieces(strongSide, BISHOP) &  DarkSquares)))
 119       result = std::min(result + VALUE_KNOWN_WIN, VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY - 1);
 120
 121   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 122 }
 123
 124
 125 /// Mate with KBN vs K. This is similar to KX vs K, but we have to drive the
 126 /// defending king towards a corner square that our bishop attacks.
 127 template<>
 128 Value Endgame<KBNK>::operator()(const Position& pos) const {
 129
 130   assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg + BishopValueMg, 0));
 131   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 132
 133   Square strongKing   = pos.square<KING>(strongSide);
 134   Square strongBishop = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 135   Square weakKing     = pos.square<KING>(weakSide);
 136
 137   // If our bishop does not attack A1/H8, we flip the enemy king square
 138   // to drive to opposite corners (A8/H1).
 139
 140   Value result =  (VALUE_KNOWN_WIN + 3520)
 141                 + push_close(strongKing, weakKing)
 142                 + 420 * push_to_corner(opposite_colors(strongBishop, SQ_A1) ? flip_file(weakKing) : weakKing);
 143
 144   assert(abs(result) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY);
 145   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 146 }
 147
 148
 149 /// KP vs K. This endgame is evaluated with the help of a bitbase
 150 template<>
 151 Value Endgame<KPK>::operator()(const Position& pos) const {
 152
 153   assert(verify_material(pos, strongSide, VALUE_ZERO, 1));
 154   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 155
 156   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 157   Square strongKing = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 158   Square strongPawn = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 159   Square weakKing   = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 160
 161   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;
 162
 163   if (!Bitbases::probe(strongKing, strongPawn, weakKing, us))
 164       return VALUE_DRAW;
 165
 166   Value result = VALUE_KNOWN_WIN + PawnValueEg + Value(rank_of(strongPawn));
 167
 168   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 169 }
 170
 171
 172 /// KR vs KP. This is a somewhat tricky endgame to evaluate precisely without
 173 /// a bitbase. The function below returns drawish scores when the pawn is
 174 /// far advanced with support of the king, while the attacking king is far
 175 /// away.
 176 template<>
 177 Value Endgame<KRKP>::operator()(const Position& pos) const {
 178
 179   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 180   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 181
 182   Square strongKing = pos.square<KING>(strongSide);
 183   Square weakKing   = pos.square<KING>(weakSide);
 184   Square strongRook = pos.square<ROOK>(strongSide);
 185   Square weakPawn   = pos.square<PAWN>(weakSide);
 186   Square queeningSquare = make_square(file_of(weakPawn), relative_rank(weakSide, RANK_8));
 187   Value result;
 188
 189   // If the stronger side's king is in front of the pawn, it's a win
 190   if (forward_file_bb(strongSide, strongKing) & weakPawn)
 191       result = RookValueEg - distance(strongKing, weakPawn);
 192
 193   // If the weaker side's king is too far from the pawn and the rook,
 194   // it's a win.
 195   else if (   distance(weakKing, weakPawn) >= 3 + (pos.side_to_move() == weakSide)
 196            && distance(weakKing, strongRook) >= 3)
 197       result = RookValueEg - distance(strongKing, weakPawn);
 198
 199   // If the pawn is far advanced and supported by the defending king,
 200   // the position is drawish
 201   else if (   relative_rank(strongSide, weakKing) <= RANK_3
 202            && distance(weakKing, weakPawn) == 1
 203            && relative_rank(strongSide, strongKing) >= RANK_4
 204            && distance(strongKing, weakPawn) > 2 + (pos.side_to_move() == strongSide))
 205       result = Value(80) - 8 * distance(strongKing, weakPawn);
 206
 207   else
 208       result =  Value(200) - 8 * (  distance(strongKing, weakPawn + pawn_push(weakSide))
 209                                   - distance(weakKing, weakPawn + pawn_push(weakSide))
 210                                   - distance(weakPawn, queeningSquare));
 211
 212   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 213 }
 214
 215
 216 /// KR vs KB. This is very simple, and always returns drawish scores. The
 217 /// score is slightly bigger when the defending king is close to the edge.
 218 template<>
 219 Value Endgame<KRKB>::operator()(const Position& pos) const {
 220
 221   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 222   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 223
 224   Value result = Value(push_to_edge(pos.square<KING>(weakSide)));
 225   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 226 }
 227
 228
 229 /// KR vs KN. The attacking side has slightly better winning chances than
 230 /// in KR vs KB, particularly if the king and the knight are far apart.
 231 template<>
 232 Value Endgame<KRKN>::operator()(const Position& pos) const {
 233
 234   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
 235   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 236
 237   Square weakKing   = pos.square<KING>(weakSide);
 238   Square weakKnight = pos.square<KNIGHT>(weakSide);
 239   Value result = Value(push_to_edge(weakKing) + push_away(weakKing, weakKnight));
 240   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 241 }
 242
 243
 244 /// KQ vs KP. In general, this is a win for the stronger side, but there are a
 245 /// few important exceptions. A pawn on 7th rank and on the A,C,F or H files
 246 /// with a king positioned next to it can be a draw, so in that case, we only
 247 /// use the distance between the kings.
 248 template<>
 249 Value Endgame<KQKP>::operator()(const Position& pos) const {
 250
 251   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 252   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 253
 254   Square strongKing = pos.square<KING>(strongSide);
 255   Square weakKing   = pos.square<KING>(weakSide);
 256   Square weakPawn   = pos.square<PAWN>(weakSide);
 257
 258   Value result = Value(push_close(strongKing, weakKing));
 259
 260   if (   relative_rank(weakSide, weakPawn) != RANK_7
 261       || distance(weakKing, weakPawn) != 1
 262       || ((FileBBB | FileDBB | FileEBB | FileGBB) & weakPawn))
 263       result += QueenValueEg - PawnValueEg;
 264
 265   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 266 }
 267
 268
 269 /// KQ vs KR. This is almost identical to KX vs K: we give the attacking
 270 /// king a bonus for having the kings close together, and for forcing the
 271 /// defending king towards the edge. If we also take care to avoid null move for
 272 /// the defending side in the search, this is usually sufficient to win KQ vs KR.
 273 template<>
 274 Value Endgame<KQKR>::operator()(const Position& pos) const {
 275
 276   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 277   assert(verify_material(pos, weakSide, RookValueMg, 0));
 278
 279   Square strongKing = pos.square<KING>(strongSide);
 280   Square weakKing   = pos.square<KING>(weakSide);
 281
 282   Value result =  QueenValueEg
 283                 - RookValueEg
 284                 + push_to_edge(weakKing)
 285                 + push_close(strongKing, weakKing);
 286
 287   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 288 }
 289
 290
 291 /// KNN vs KP. Very drawish, but there are some mate opportunities if we can
 292 /// press the weakSide King to a corner before the pawn advances too much.
 293 template<>
 294 Value Endgame<KNNKP>::operator()(const Position& pos) const {
 295
 296   assert(verify_material(pos, strongSide, 2 * KnightValueMg, 0));
 297   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 298
 299   Square weakKing = pos.square<KING>(weakSide);
 300   Square weakPawn = pos.square<PAWN>(weakSide);
 301
 302   Value result =      PawnValueEg
 303                +  2 * push_to_edge(weakKing)
 304                - 10 * relative_rank(weakSide, weakPawn);
 305
 306   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 307 }
 308
 309
 310 /// Some cases of trivial draws
 311 template<> Value Endgame<KNNK>::operator()(const Position&) const { return VALUE_DRAW; }
 312
 313
 314 /// KB and one or more pawns vs K. It checks for draws with rook pawns and
 315 /// a bishop of the wrong color. If such a draw is detected, SCALE_FACTOR_DRAW
 316 /// is returned. If not, the return value is SCALE_FACTOR_NONE, i.e. no scaling
 317 /// will be used.
 318 template<>
 319 ScaleFactor Endgame<KBPsK>::operator()(const Position& pos) const {
 320
 321   assert(pos.non_pawn_material(strongSide) == BishopValueMg);
 322   assert(pos.count<PAWN>(strongSide) >= 1);
 323
 324   // No assertions about the material of weakSide, because we want draws to
 325   // be detected even when the weaker side has some pawns.
 326
 327   Bitboard strongPawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
 328   Bitboard allPawns = pos.pieces(PAWN);
 329
 330   Square strongBishop = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 331   Square weakKing = pos.square<KING>(weakSide);
 332   Square strongKing = pos.square<KING>(strongSide);
 333
 334   // All strongSide pawns are on a single rook file?
 335   if (!(strongPawns & ~FileABB) || !(strongPawns & ~FileHBB))
 336   {
 337       Square queeningSquare = relative_square(strongSide, make_square(file_of(lsb(strongPawns)), RANK_8));
 338
 339       if (   opposite_colors(queeningSquare, strongBishop)
 340           && distance(queeningSquare, weakKing) <= 1)
 341           return SCALE_FACTOR_DRAW;
 342   }
 343
 344   // If all the pawns are on the same B or G file, then it's potentially a draw
 345   if ((!(allPawns & ~FileBBB) || !(allPawns & ~FileGBB))
 346       && pos.non_pawn_material(weakSide) == 0
 347       && pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1)
 348   {
 349       // Get the least advanced weakSide pawn
 350       Square weakPawn = frontmost_sq(strongSide, pos.pieces(weakSide, PAWN));
 351
 352       // There's potential for a draw if our pawn is blocked on the 7th rank,
 353       // the bishop cannot attack it or they only have one pawn left.
 354       if (   relative_rank(strongSide, weakPawn) == RANK_7
 355           && (strongPawns & (weakPawn + pawn_push(weakSide)))
 356           && (opposite_colors(strongBishop, weakPawn) || !more_than_one(strongPawns)))
 357       {
 358           int strongKingDist = distance(weakPawn, strongKing);
 359           int weakKingDist = distance(weakPawn, weakKing);
 360
 361           // It's a draw if the weak king is on its back two ranks, within 2
 362           // squares of the blocking pawn and the strong king is not
 363           // closer. (I think this rule only fails in practically
 364           // unreachable positions such as 5k1K/6p1/6P1/8/8/3B4/8/8 w
 365           // and positions where qsearch will immediately correct the
 366           // problem such as 8/4k1p1/6P1/1K6/3B4/8/8/8 w).
 367           if (   relative_rank(strongSide, weakKing) >= RANK_7
 368               && weakKingDist <= 2
 369               && weakKingDist <= strongKingDist)
 370               return SCALE_FACTOR_DRAW;
 371       }
 372   }
 373
 374   return SCALE_FACTOR_NONE;
 375 }
 376
 377
 378 /// KQ vs KR and one or more pawns. It tests for fortress draws with a rook on
 379 /// the third rank defended by a pawn.
 380 template<>
 381 ScaleFactor Endgame<KQKRPs>::operator()(const Position& pos) const {
 382
 383   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
 384   assert(pos.count<ROOK>(weakSide) == 1);
 385   assert(pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1);
 386
 387   Square strongKing = pos.square<KING>(strongSide);
 388   Square weakKing   = pos.square<KING>(weakSide);
 389   Square weakRook   = pos.square<ROOK>(weakSide);
 390
 391   if (    relative_rank(weakSide,   weakKing) <= RANK_2
 392       &&  relative_rank(weakSide, strongKing) >= RANK_4
 393       &&  relative_rank(weakSide,   weakRook) == RANK_3
 394       && (  pos.pieces(weakSide, PAWN)
 395           & attacks_bb<KING>(weakKing)
 396           & pawn_attacks_bb(strongSide, weakRook)))
 397           return SCALE_FACTOR_DRAW;
 398
 399   return SCALE_FACTOR_NONE;
 400 }
 401
 402
 403 /// KRP vs KR. This function knows a handful of the most important classes of
 404 /// drawn positions, but is far from perfect. It would probably be a good idea
 405 /// to add more knowledge in the future.
 406 ///
 407 /// It would also be nice to rewrite the actual code for this function,
 408 /// which is mostly copied from Glaurung 1.x, and isn't very pretty.
 409 template<>
 410 ScaleFactor Endgame<KRPKR>::operator()(const Position& pos) const {
 411
 412   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 1));
 413   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 0));
 414
 415   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 416   Square strongKing = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 417   Square strongRook = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(strongSide));
 418   Square strongPawn = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 419   Square weakKing = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 420   Square weakRook = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(weakSide));
 421
 422   File pawnFile = file_of(strongPawn);
 423   Rank pawnRank = rank_of(strongPawn);
 424   Square queeningSquare = make_square(pawnFile, RANK_8);
 425   int tempo = (pos.side_to_move() == strongSide);
 426
 427   // If the pawn is not too far advanced and the defending king defends the
 428   // queening square, use the third-rank defence.
 429   if (   pawnRank <= RANK_5
 430       && distance(weakKing, queeningSquare) <= 1
 431       && strongKing <= SQ_H5
 432       && (rank_of(weakRook) == RANK_6 || (pawnRank <= RANK_3 && rank_of(strongRook) != RANK_6)))
 433       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 434
 435   // The defending side saves a draw by checking from behind in case the pawn
 436   // has advanced to the 6th rank with the king behind.
 437   if (   pawnRank == RANK_6
 438       && distance(weakKing, queeningSquare) <= 1
 439       && rank_of(strongKing) + tempo <= RANK_6
 440       && (rank_of(weakRook) == RANK_1 || (!tempo && distance<File>(weakRook, strongPawn) >= 3)))
 441       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 442
 443   if (   pawnRank >= RANK_6
 444       && weakKing == queeningSquare
 445       && rank_of(weakRook) == RANK_1
 446       && (!tempo || distance(strongKing, strongPawn) >= 2))
 447       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 448
 449   // White pawn on a7 and rook on a8 is a draw if black's king is on g7 or h7
 450   // and the black rook is behind the pawn.
 451   if (   strongPawn == SQ_A7
 452       && strongRook == SQ_A8
 453       && (weakKing == SQ_H7 || weakKing == SQ_G7)
 454       && file_of(weakRook) == FILE_A
 455       && (rank_of(weakRook) <= RANK_3 || file_of(strongKing) >= FILE_D || rank_of(strongKing) <= RANK_5))
 456       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 457
 458   // If the defending king blocks the pawn and the attacking king is too far
 459   // away, it's a draw.
 460   if (   pawnRank <= RANK_5
 461       && weakKing == strongPawn + NORTH
 462       && distance(strongKing, strongPawn) - tempo >= 2
 463       && distance(strongKing, weakRook) - tempo >= 2)
 464       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 465
 466   // Pawn on the 7th rank supported by the rook from behind usually wins if the
 467   // attacking king is closer to the queening square than the defending king,
 468   // and the defending king cannot gain tempi by threatening the attacking rook.
 469   if (   pawnRank == RANK_7
 470       && pawnFile != FILE_A
 471       && file_of(strongRook) == pawnFile
 472       && strongRook != queeningSquare
 473       && (distance(strongKing, queeningSquare) < distance(weakKing, queeningSquare) - 2 + tempo)
 474       && (distance(strongKing, queeningSquare) < distance(weakKing, strongRook) + tempo))
 475       return ScaleFactor(SCALE_FACTOR_MAX - 2 * distance(strongKing, queeningSquare));
 476
 477   // Similar to the above, but with the pawn further back
 478   if (   pawnFile != FILE_A
 479       && file_of(strongRook) == pawnFile
 480       && strongRook < strongPawn
 481       && (distance(strongKing, queeningSquare) < distance(weakKing, queeningSquare) - 2 + tempo)
 482       && (distance(strongKing, strongPawn + NORTH) < distance(weakKing, strongPawn + NORTH) - 2 + tempo)
 483       && (  distance(weakKing, strongRook) + tempo >= 3
 484           || (    distance(strongKing, queeningSquare) < distance(weakKing, strongRook) + tempo
 485               && (distance(strongKing, strongPawn + NORTH) < distance(weakKing, strongPawn) + tempo))))
 486       return ScaleFactor(  SCALE_FACTOR_MAX
 487                          - 8 * distance(strongPawn, queeningSquare)
 488                          - 2 * distance(strongKing, queeningSquare));
 489
 490   // If the pawn is not far advanced and the defending king is somewhere in
 491   // the pawn's path, it's probably a draw.
 492   if (pawnRank <= RANK_4 && weakKing > strongPawn)
 493   {
 494       if (file_of(weakKing) == file_of(strongPawn))
 495           return ScaleFactor(10);
 496       if (   distance<File>(weakKing, strongPawn) == 1
 497           && distance(strongKing, weakKing) > 2)
 498           return ScaleFactor(24 - 2 * distance(strongKing, weakKing));
 499   }
 500   return SCALE_FACTOR_NONE;
 501 }
 502
 503 template<>
 504 ScaleFactor Endgame<KRPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 505
 506   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 1));
 507   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 508
 509   // Test for a rook pawn
 510   if (pos.pieces(PAWN) & (FileABB | FileHBB))
 511   {
 512       Square weakKing = pos.square<KING>(weakSide);
 513       Square weakBishop = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 514       Square strongKing = pos.square<KING>(strongSide);
 515       Square strongPawn = pos.square<PAWN>(strongSide);
 516       Rank pawnRank = relative_rank(strongSide, strongPawn);
 517       Direction push = pawn_push(strongSide);
 518
 519       // If the pawn is on the 5th rank and the pawn (currently) is on
 520       // the same color square as the bishop then there is a chance of
 521       // a fortress. Depending on the king position give a moderate
 522       // reduction or a stronger one if the defending king is near the
 523       // corner but not trapped there.
 524       if (pawnRank == RANK_5 && !opposite_colors(weakBishop, strongPawn))
 525       {
 526           int d = distance(strongPawn + 3 * push, weakKing);
 527
 528           if (d <= 2 && !(d == 0 && weakKing == strongKing + 2 * push))
 529               return ScaleFactor(24);
 530           else
 531               return ScaleFactor(48);
 532       }
 533
 534       // When the pawn has moved to the 6th rank we can be fairly sure
 535       // it's drawn if the bishop attacks the square in front of the
 536       // pawn from a reasonable distance and the defending king is near
 537       // the corner
 538       if (   pawnRank == RANK_6
 539           && distance(strongPawn + 2 * push, weakKing) <= 1
 540           && (attacks_bb<BISHOP>(weakBishop) & (strongPawn + push))
 541           && distance<File>(weakBishop, strongPawn) >= 2)
 542           return ScaleFactor(8);
 543   }
 544
 545   return SCALE_FACTOR_NONE;
 546 }
 547
 548 /// KRPP vs KRP. There is just a single rule: if the stronger side has no passed
 549 /// pawns and the defending king is actively placed, the position is drawish.
 550 template<>
 551 ScaleFactor Endgame<KRPPKRP>::operator()(const Position& pos) const {
 552
 553   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 2));
 554   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 1));
 555
 556   Square strongPawn1 = lsb(pos.pieces(strongSide, PAWN));
 557   Square strongPawn2 = msb(pos.pieces(strongSide, PAWN));
 558   Square weakKing = pos.square<KING>(weakSide);
 559
 560   // Does the stronger side have a passed pawn?
 561   if (pos.pawn_passed(strongSide, strongPawn1) || pos.pawn_passed(strongSide, strongPawn2))
 562       return SCALE_FACTOR_NONE;
 563
 564   Rank pawnRank = std::max(relative_rank(strongSide, strongPawn1), relative_rank(strongSide, strongPawn2));
 565
 566   if (   distance<File>(weakKing, strongPawn1) <= 1
 567       && distance<File>(weakKing, strongPawn2) <= 1
 568       && relative_rank(strongSide, weakKing) > pawnRank)
 569   {
 570       assert(pawnRank > RANK_1 && pawnRank < RANK_7);
 571       return ScaleFactor(7 * pawnRank);
 572   }
 573   return SCALE_FACTOR_NONE;
 574 }
 575
 576
 577 /// K and two or more pawns vs K. There is just a single rule here: if all pawns
 578 /// are on the same rook file and are blocked by the defending king, it's a draw.
 579 template<>
 580 ScaleFactor Endgame<KPsK>::operator()(const Position& pos) const {
 581
 582   assert(pos.non_pawn_material(strongSide) == VALUE_ZERO);
 583   assert(pos.count<PAWN>(strongSide) >= 2);
 584   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 585
 586   Square weakKing = pos.square<KING>(weakSide);
 587   Bitboard strongPawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
 588
 589   // If all pawns are ahead of the king on a single rook file, it's a draw.
 590   if (   !(strongPawns & ~(FileABB | FileHBB))
 591       && !(strongPawns & ~passed_pawn_span(weakSide, weakKing)))
 592       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 593
 594   return SCALE_FACTOR_NONE;
 595 }
 596
 597
 598 /// KBP vs KB. There are two rules: if the defending king is somewhere along the
 599 /// path of the pawn, and the square of the king is not of the same color as the
 600 /// stronger side's bishop, it's a draw. If the two bishops have opposite color,
 601 /// it's almost always a draw.
 602 template<>
 603 ScaleFactor Endgame<KBPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 604
 605   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
 606   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 607
 608   Square strongPawn = pos.square<PAWN>(strongSide);
 609   Square strongBishop = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 610   Square weakBishop = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 611   Square weakKing = pos.square<KING>(weakSide);
 612
 613   // Case 1: Defending king blocks the pawn, and cannot be driven away
 614   if (   (forward_file_bb(strongSide, strongPawn) & weakKing)
 615       && (   opposite_colors(weakKing, strongBishop)
 616           || relative_rank(strongSide, weakKing) <= RANK_6))
 617       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 618
 619   // Case 2: Opposite colored bishops
 620   if (opposite_colors(strongBishop, weakBishop))
 621       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 622
 623   return SCALE_FACTOR_NONE;
 624 }
 625
 626
 627 /// KBPP vs KB. It detects a few basic draws with opposite-colored bishops
 628 template<>
 629 ScaleFactor Endgame<KBPPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 630
 631   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 2));
 632   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 633
 634   Square strongBishop = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 635   Square weakBishop   = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 636
 637   if (!opposite_colors(strongBishop, weakBishop))
 638       return SCALE_FACTOR_NONE;
 639
 640   Square weakKing = pos.square<KING>(weakSide);
 641   Square strongPawn1 = lsb(pos.pieces(strongSide, PAWN));
 642   Square strongPawn2 = msb(pos.pieces(strongSide, PAWN));
 643   Square blockSq1, blockSq2;
 644
 645   if (relative_rank(strongSide, strongPawn1) > relative_rank(strongSide, strongPawn2))
 646   {
 647       blockSq1 = strongPawn1 + pawn_push(strongSide);
 648       blockSq2 = make_square(file_of(strongPawn2), rank_of(strongPawn1));
 649   }
 650   else
 651   {
 652       blockSq1 = strongPawn2 + pawn_push(strongSide);
 653       blockSq2 = make_square(file_of(strongPawn1), rank_of(strongPawn2));
 654   }
 655
 656   switch (distance<File>(strongPawn1, strongPawn2))
 657   {
 658   case 0:
 659     // Both pawns are on the same file. It's an easy draw if the defender firmly
 660     // controls some square in the frontmost pawn's path.
 661     if (   file_of(weakKing) == file_of(blockSq1)
 662         && relative_rank(strongSide, weakKing) >= relative_rank(strongSide, blockSq1)
 663         && opposite_colors(weakKing, strongBishop))
 664         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 665     else
 666         return SCALE_FACTOR_NONE;
 667
 668   case 1:
 669     // Pawns on adjacent files. It's a draw if the defender firmly controls the
 670     // square in front of the frontmost pawn's path, and the square diagonally
 671     // behind this square on the file of the other pawn.
 672     if (   weakKing == blockSq1
 673         && opposite_colors(weakKing, strongBishop)
 674         && (   weakBishop == blockSq2
 675             || (attacks_bb<BISHOP>(blockSq2, pos.pieces()) & pos.pieces(weakSide, BISHOP))
 676             || distance<Rank>(strongPawn1, strongPawn2) >= 2))
 677         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 678
 679     else if (   weakKing == blockSq2
 680              && opposite_colors(weakKing, strongBishop)
 681              && (   weakBishop == blockSq1
 682                  || (attacks_bb<BISHOP>(blockSq1, pos.pieces()) & pos.pieces(weakSide, BISHOP))))
 683         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 684     else
 685         return SCALE_FACTOR_NONE;
 686
 687   default:
 688     // The pawns are not on the same file or adjacent files. No scaling.
 689     return SCALE_FACTOR_NONE;
 690   }
 691 }
 692
 693
 694 /// KBP vs KN. There is a single rule: if the defending king is somewhere along
 695 /// the path of the pawn, and the square of the king is not of the same color as
 696 /// the stronger side's bishop, it's a draw.
 697 template<>
 698 ScaleFactor Endgame<KBPKN>::operator()(const Position& pos) const {
 699
 700   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
 701   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 702
 703   Square strongPawn = pos.square<PAWN>(strongSide);
 704   Square strongBishop = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 705   Square weakKing = pos.square<KING>(weakSide);
 706
 707   if (   file_of(weakKing) == file_of(strongPawn)
 708       && relative_rank(strongSide, strongPawn) < relative_rank(strongSide, weakKing)
 709       && (   opposite_colors(weakKing, strongBishop)
 710           || relative_rank(strongSide, weakKing) <= RANK_6))
 711       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 712
 713   return SCALE_FACTOR_NONE;
 714 }
 715
 716
 717 /// KP vs KP. This is done by removing the weakest side's pawn and probing the
 718 /// KP vs K bitbase: if the weakest side has a draw without the pawn, it probably
 719 /// has at least a draw with the pawn as well. The exception is when the stronger
 720 /// side's pawn is far advanced and not on a rook file; in this case it is often
 721 /// possible to win (e.g. 8/4k3/3p4/3P4/6K1/8/8/8 w - - 0 1).
 722 template<>
 723 ScaleFactor Endgame<KPKP>::operator()(const Position& pos) const {
 724
 725   assert(verify_material(pos, strongSide, VALUE_ZERO, 1));
 726   assert(verify_material(pos, weakSide,   VALUE_ZERO, 1));
 727
 728   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
 729   Square strongKing = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
 730   Square weakKing   = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 731   Square strongPawn = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 732
 733   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;
 734
 735   // If the pawn has advanced to the fifth rank or further, and is not a
 736   // rook pawn, it's too dangerous to assume that it's at least a draw.
 737   if (rank_of(strongPawn) >= RANK_5 && file_of(strongPawn) != FILE_A)
 738       return SCALE_FACTOR_NONE;
 739
 740   // Probe the KPK bitbase with the weakest side's pawn removed. If it's a draw,
 741   // it's probably at least a draw even with the pawn.
 742   return Bitbases::probe(strongKing, strongPawn, weakKing, us) ? SCALE_FACTOR_NONE : SCALE_FACTOR_DRAW;
 743 }