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

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26 #include <cstring>
  27
  28 #include "bitcount.h"
  29 #include "evaluate.h"
  30 #include "material.h"
  31 #include "pawns.h"
  32 #include "scale.h"
  33 #include "thread.h"
  34 #include "ucioption.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
  44
  45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
  46   const int GrainSize = 4;
  47
  48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
  49   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
  50   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
  51   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
  52   int WeightKingSafety[2];
  53   int WeightSpace;
  54
  55   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
  56   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
  57   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
  58   // parameters at 100, which looks prettier.
  59   //
  60   // Values modified by Joona Kiiski
  61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x0FA;
  62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x10A;
  63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x0EC;
  64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x0CD;
  65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x108;
  66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x109;
  67   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x0F7;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x101;
  69   const int WeightSpaceInternal                = 0x02F;
  70
  71   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
  72   //
  73   // Visually better to define tables constants
  74   typedef Value V;
  75
  76   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  77   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
  78   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
  79   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  80     V(-38), V(-25),V(-12), V(0), V(12), V(25), V(31), V(38), V(38)
  81   };
  82
  83   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
  84   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  85     V(-33), V(-23),V(-13), V(-3), V(7), V(17), V(22), V(27), V(27)
  86   };
  87
  88   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  89   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
  90   // queens are also included.
  91   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
  92   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  93     V(-25), V(-11),  V(3), V(17), V(31), V(45), V(57), V(65),
  94   //    8       9     10     11     12     13     14     15
  95     V( 71), V( 74), V(76), V(78), V(79), V(80), V(81), V(81)
  96   };
  97
  98   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
  99   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 100     V(-30), V(-16), V(-2), V(12), V(26), V(40), V(52), V(60),
 101   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 102     V( 65), V( 69), V(71), V(73), V(74), V(75), V(76), V(76)
 103   };
 104
 105   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 106   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
 107   // queens and rooks are also included.
 108   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
 109   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 110     V(-20), V(-14), V(-8), V(-2),  V(4), V(10), V(14), V(19),
 111   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 112     V( 23), V( 26), V(27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32)
 113   };
 114
 115   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
 116   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 117     V(-36), V(-19), V(-3), V(13), V(29), V(46), V(62), V(79),
 118   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 119     V( 95), V(106),V(111),V(114),V(116),V(117),V(118),V(118)
 120   };
 121
 122   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 123   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
 124   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
 125   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 126     V(-10), V(-8), V(-6), V(-3), V(-1), V( 1), V( 3), V( 5),
 127   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 128     V(  8), V(10), V(12), V(15), V(16), V(17), V(18), V(20),
 129   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 130     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20),
 131   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 132     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20)
 133   };
 134
 135   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
 136   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 137     V(-18),V(-13), V(-7), V(-2), V( 3), V (8), V(13), V(19),
 138   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 139     V( 23), V(27), V(32), V(34), V(35), V(35), V(35), V(35),
 140   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 141     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35),
 142   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 143     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35)
 144   };
 145
 146   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
 147   // point of view).
 148   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
 149   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 150     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 151     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 152     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
 153     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
 154     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
 155     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
 156     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 157     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 158   };
 159
 160   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
 161   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 162     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 163     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 164     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
 165     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
 166     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
 167     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
 168     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 169     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 170   };
 171
 172   // Bonus for unstoppable passed pawns
 173   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
 174
 175   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
 176   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(43);
 177   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(91);
 178   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(28);
 179   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(53);
 180
 181   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
 182   const Value RookOpenFileBonus = Value(42);
 183   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(24);
 184
 185   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
 186   // right to castle.
 187   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 188
 189   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
 190   // enemy pawns.
 191   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
 192
 193   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
 194   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
 195     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
 196     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
 197   };
 198
 199   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
 200   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
 201   // happen in Chess960 games.
 202   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
 203
 204   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
 205   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
 206     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
 207     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
 208   };
 209
 210   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
 211   // the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
 212   // based on how many squares inside this area are safe and available for
 213   // friendly minor pieces.
 214   const Bitboard SpaceMask[2] = {
 215     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
 216     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
 217     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
 218     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
 219     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
 220     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
 221   };
 222
 223   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
 224   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
 225   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
 226   /// as an index to SafetyTable[].
 227
 228   // Attack weights for each piece type
 229   const int QueenAttackWeight  = 5;
 230   const int RookAttackWeight   = 3;
 231   const int BishopAttackWeight = 2;
 232   const int KnightAttackWeight = 2;
 233
 234   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
 235   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
 236   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
 237
 238   // Scan for queen contact mates?
 239   const bool QueenContactMates = true;
 240
 241   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
 242   int MateThreatBonus;
 243
 244   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 245   // king.
 246   const int InitKingDanger[64] = {
 247      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 248      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 249      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 255   };
 256
 257   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
 258   // in init_safety().
 259   Value SafetyTable[100];
 260
 261   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 262   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 263   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 264
 265   // Sizes of pawn and material hash tables
 266   const int PawnTableSize = 16384;
 267   const int MaterialTableSize = 1024;
 268
 269   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer
 270   uint8_t BitCount8Bit[256];
 271
 272   // Function prototypes
 273   template<bool HasPopCnt>
 274   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
 275
 276   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 277   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
 278
 279   template<bool HasPopCnt>
 280   void evaluate_king(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
 281
 282   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 283   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 284                                     EvalInfo &ei);
 285   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 286                                     EvalInfo &ei);
 287   template<bool HasPopCnt>
 288   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 289   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 290   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 291
 292   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 293   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 294   void init_safety();
 295
 296 }
 297
 298
 299 ////
 300 //// Functions
 301 ////
 302
 303 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
 304 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 305 /// between them based on the remaining material.
 306 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 307
 308     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
 309                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
 310 }
 311
 312 namespace {
 313
 314 template<bool HasPopCnt>
 315 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 316
 317   assert(pos.is_ok());
 318   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 319
 320   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 321
 322   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 323   // position object (material + piece square tables)
 324   ei.mgValue = pos.mg_value();
 325   ei.egValue = pos.eg_value();
 326
 327   // Probe the material hash table
 328   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 329   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
 330   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
 331
 332   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 333   // configuration, call it and return
 334   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 335       return ei.mi->evaluate(pos);
 336
 337   // After get_material_info() call that modifies them
 338   ScaleFactor factor[2];
 339   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 340   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 341
 342   // Probe the pawn hash table
 343   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 344   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 345   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 346
 347   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 348   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
 349   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
 350   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 351   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 352
 353   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 354   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 355   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 356   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
 357   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 358
 359   // Evaluate pieces
 360   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 361   {
 362       evaluate_pieces<KNIGHT, HasPopCnt>(pos, c, ei);
 363       evaluate_pieces<BISHOP, HasPopCnt>(pos, c, ei);
 364       evaluate_pieces<ROOK,   HasPopCnt>(pos, c, ei);
 365       evaluate_pieces<QUEEN,  HasPopCnt>(pos, c, ei);
 366
 367       // Sum up all attacked squares
 368       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
 369                             | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
 370                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
 371   }
 372
 373   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 374   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 375   // the king safety evaluation.
 376   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 377       evaluate_king<HasPopCnt>(pos, c, ei);
 378
 379   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 380   // because we need to know which side promotes first in positions where
 381   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 382   if (ei.pi->passed_pawns())
 383       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 384
 385   Phase phase = pos.game_phase();
 386
 387   // Middle-game specific evaluation terms
 388   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 389   {
 390     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 391     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 392         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 393
 394         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 395                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 396
 397     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 398              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 399
 400         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 401                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 402
 403     // Evaluate space for both sides
 404     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 405     {
 406         evaluate_space<HasPopCnt>(pos, WHITE, ei);
 407         evaluate_space<HasPopCnt>(pos, BLACK, ei);
 408     }
 409   }
 410
 411   // Mobility
 412   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 413   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 414
 415   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 416   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 417   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 418       && pos.opposite_colored_bishops()
 419       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 420           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 421   {
 422       ScaleFactor sf;
 423
 424       // Only the two bishops ?
 425       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 426           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 427       {
 428           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 429           // certainly a draw or at least two pawns.
 430           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 431           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 432       }
 433       else
 434           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 435           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 436            sf = ScaleFactor(50);
 437
 438       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 439           factor[WHITE] = sf;
 440       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 441           factor[BLACK] = sf;
 442   }
 443
 444   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 445   // return
 446   Color stm = pos.side_to_move();
 447
 448   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 449
 450   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 451 }
 452
 453 } // namespace
 454
 455 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 456 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 457 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 458
 459 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 460
 461   assert(pos.is_ok());
 462
 463   static const
 464   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 465
 466   Value mgv = pos.mg_value();
 467   Value egv = pos.eg_value();
 468   Phase ph = pos.game_phase();
 469   Color stm = pos.side_to_move();
 470
 471   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 472 }
 473
 474
 475 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 476
 477 void init_eval(int threads) {
 478
 479   assert(threads <= THREAD_MAX);
 480
 481   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 482   {
 483     if (i >= threads)
 484     {
 485         delete PawnTable[i];
 486         delete MaterialTable[i];
 487         PawnTable[i] = NULL;
 488         MaterialTable[i] = NULL;
 489         continue;
 490     }
 491     if (!PawnTable[i])
 492         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 493     if (!MaterialTable[i])
 494         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 495   }
 496
 497   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
 498   {
 499       assert(count_1s(b) == int(uint8_t(count_1s(b))));
 500       BitCount8Bit[b] = (uint8_t)count_1s(b);
 501   }
 502 }
 503
 504
 505 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 506
 507 void quit_eval() {
 508
 509   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 510   {
 511       delete PawnTable[i];
 512       delete MaterialTable[i];
 513       PawnTable[i] = NULL;
 514       MaterialTable[i] = NULL;
 515   }
 516 }
 517
 518
 519 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 520 /// parameters.
 521
 522 void read_weights(Color us) {
 523
 524   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 525   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 526   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 527   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 528   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 529   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 530
 531   Color them = opposite_color(us);
 532
 533   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 534   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 535   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 536
 537   init_safety();
 538 }
 539
 540
 541 namespace {
 542
 543   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 544
 545   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 546   int evaluate_mobility(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, Color them, EvalInfo& ei) {
 547
 548     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 549     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 550     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 551
 552     // Update attack info
 553     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
 554
 555     // King attacks
 556     if (b & ei.kingZone[us])
 557     {
 558         ei.kingAttackersCount[us]++;
 559         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
 560         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
 561         if (bb)
 562             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
 563     }
 564
 565     // Remove squares protected by enemy pawns
 566     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
 567
 568     // Mobility
 569     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us))
 570                               : count_1s<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
 571
 572     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
 573     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
 574     return mob;
 575   }
 576
 577
 578   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 579
 580   template<PieceType Piece>
 581   void evaluate_outposts(const Position& p, Color us, Color them, EvalInfo& ei, Square s) {
 582
 583     // Initial bonus based on square
 584     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(us, s)]
 585                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(us, s)]);
 586
 587     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 588     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 589     if (bonus && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
 590     {
 591         if (    p.knights(them) == EmptyBoardBB
 592             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
 593             bonus += bonus + bonus / 2;
 594         else
 595             bonus += bonus / 2;
 596     }
 597     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
 598     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
 599   }
 600
 601
 602   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
 603   // color.
 604
 605   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 606   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
 607
 608     Bitboard b;
 609     Square s, ksq;
 610     int mob;
 611     File f;
 612     Color them = opposite_color(us);
 613
 614     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
 615     {
 616         s = pos.piece_list(us, Piece, i);
 617
 618         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 619             b = pos.piece_attacks<Piece>(s);
 620         else if (Piece == BISHOP)
 621             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
 622         else if (Piece == ROOK)
 623             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
 624         else
 625             assert(false);
 626
 627         // Attacks and mobility
 628         mob = evaluate_mobility<Piece, HasPopCnt>(pos, b, us, them, ei);
 629
 630         // Bishop and knight outposts squares
 631         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, them))
 632             evaluate_outposts<Piece>(pos, us, them, ei, s);
 633
 634         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 635         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
 636         if (Piece == BISHOP)
 637         {
 638             if (bit_is_set(MaskA7H7[us], s))
 639                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, us, ei);
 640
 641             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[us], s))
 642                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, us, ei);
 643         }
 644
 645         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
 646         {
 647             // Queen or rook on 7th rank
 648             if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 649                 && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
 650             {
 651                 ei.mgValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 652                 ei.egValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 653             }
 654         }
 655
 656         // Special extra evaluation for rooks
 657         if (Piece == ROOK)
 658         {
 659             // Open and half-open files
 660             f = square_file(s);
 661             if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 662             {
 663                 if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
 664                 {
 665                     ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 666                     ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 667                 }
 668                 else
 669                 {
 670                     ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 671                     ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 672                 }
 673             }
 674
 675             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 676             // king has lost right to castle.
 677             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 678                 continue;
 679
 680             ksq = pos.king_square(us);
 681
 682             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 683                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 684                 && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 685             {
 686                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 687                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
 688                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 689                                                     : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 690             }
 691             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 692                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 693                     && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 694             {
 695                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 696                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
 697                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 698                                                     : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 699             }
 700         }
 701     }
 702   }
 703
 704   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
 705
 706     return b >> (num << 3);
 707   }
 708
 709   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color.
 710
 711   template<bool HasPopCnt>
 712   void evaluate_king(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
 713
 714     int shelter = 0, sign = Sign[us];
 715     Square s = p.king_square(us);
 716
 717     // King shelter
 718     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
 719     {
 720         // Shelter cache lookup
 721         shelter = ei.pi->kingShelter(us, s);
 722         if (shelter == -1)
 723         {
 724             shelter = 0;
 725             Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
 726             Rank r = square_rank(s);
 727             for (int i = 1; i < 4; i++)
 728                 shelter += BitCount8Bit[shiftRowsDown(pawns, r+i*sign) & 0xFF] * (128 >> i);
 729
 730             // Cache shelter value in pawn info
 731             ei.pi->setKingShelter(us, s, shelter);
 732         }
 733         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
 734     }
 735
 736     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
 737     // from optimally tuned.
 738     Color them = opposite_color(us);
 739
 740     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
 741         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
 742         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 743         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
 744     {
 745       // Is it the attackers turn to move?
 746       bool sente = (them == p.side_to_move());
 747
 748       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 749       // apart from the king itself
 750       Bitboard undefended =
 751              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
 752           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
 753           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
 754           & ei.attacked_by(us, KING);
 755
 756       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
 757
 758       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 759       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 760       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 761       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 762       // quality of the pawn shelter.
 763       int attackUnits =
 764             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
 765           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
 766           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
 767
 768       // Analyse safe queen contact checks
 769       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
 770       if (b)
 771       {
 772         Bitboard attackedByOthers =
 773               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 774             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
 775
 776         b &= attackedByOthers;
 777         if (b)
 778         {
 779           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 780           // contact checks.
 781           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
 782           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 783
 784           // Is there a mate threat?
 785           if (QueenContactMates && !p.is_check())
 786           {
 787             Bitboard escapeSquares =
 788                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
 789
 790             while (b)
 791             {
 792                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 793                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 794                 {
 795                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 796                     // is an X-ray attack through the queen.
 797                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
 798                     {
 799                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
 800                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
 801                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
 802                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
 803                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.bishops_and_queens(us)))
 804
 805                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
 806                     }
 807                 }
 808             }
 809           }
 810         }
 811       }
 812
 813       // Analyse safe distance checks
 814       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 815       {
 816           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 817
 818           // Queen checks
 819           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 820           if( b2)
 821               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 822
 823           // Rook checks
 824           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
 825           if (b2)
 826               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 827       }
 828       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 829       {
 830           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 831
 832           // Queen checks
 833           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 834           if (b2)
 835               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 836
 837           // Bishop checks
 838           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
 839           if (b2)
 840               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 841       }
 842       if (KnightCheckBonus > 0)
 843       {
 844           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 845
 846           // Knight checks
 847           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
 848           if (b2)
 849               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 850       }
 851
 852       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 853       // adding pawns later).
 854       if (DiscoveredCheckBonus)
 855       {
 856         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
 857         if (b)
 858           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente? 2 : 1);
 859       }
 860
 861       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 862       // side with the mating move is the side to move, because in that
 863       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 864       // evaluation function instead.
 865       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
 866           attackUnits += MateThreatBonus;
 867
 868       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 869       // out of bounds errors:
 870       if (attackUnits < 0)
 871           attackUnits = 0;
 872
 873       if (attackUnits >= 100)
 874           attackUnits = 99;
 875
 876       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 877       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 878       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 879       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 880       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 881       // change far bigger than the value of the captured piece.
 882       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
 883
 884       ei.mgValue -= sign * v;
 885
 886       if (us == p.side_to_move())
 887           ei.futilityMargin += v;
 888     }
 889   }
 890
 891
 892   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 893
 894   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 895
 896     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 897     int movesToGo[2] = {100, 100};
 898
 899     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
 900     {
 901         Color them = opposite_color(us);
 902         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 903         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 904         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
 905
 906         while (b)
 907         {
 908             Square s = pop_1st_bit(&b);
 909
 910             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
 911             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 912
 913             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 914             int tr = Max(0, r * (r - 1));
 915             Square blockSq = s + pawn_push(us);
 916
 917             // Base bonus based on rank
 918             Value mbonus = Value(20 * tr);
 919             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 920
 921             // Adjust bonus based on king proximity
 922             if (tr != 0)
 923             {
 924                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 925                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 926                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 927
 928                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
 929                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
 930                 {
 931                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
 932                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 933                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 934
 935                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 936                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 937                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
 938                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
 939                         b3 = b2;
 940
 941                     // Squares attacked or occupied by enemy pieces
 942                     b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(them));
 943
 944                     // There are no enemy pawns in the pawn's path
 945                     assert((b2 & pos.pieces_of_color_and_type(them, PAWN)) == EmptyBoardBB);
 946
 947                     // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
 948                     if (b3 == EmptyBoardBB)
 949                         // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
 950                         ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 951                     else
 952                         // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
 953                         // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
 954                         // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
 955                         // if no, somewhat smaller bonus.
 956                         ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 957
 958                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 959                     // in the pawn's path.
 960                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 961                         ebonus += Value(tr);
 962                 }
 963             }
 964
 965             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 966             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
 967             if (b2 & rank_bb(s))
 968                 ebonus += Value(r * 20);
 969             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
 970                 ebonus += Value(r * 12);
 971
 972             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 973             // unstoppable
 974             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
 975             {
 976                 Square qsq;
 977                 int d;
 978
 979                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 980                 d =  square_distance(s, qsq)
 981                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
 982                    + (us != pos.side_to_move());
 983
 984                 if (d < 0)
 985                 {
 986                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
 987                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
 988                     mtg += blockerCount;
 989                     d += blockerCount;
 990                     if (d < 0)
 991                     {
 992                         hasUnstoppable[us] = true;
 993                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
 994                     }
 995                 }
 996             }
 997             // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
 998             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
 999             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1000             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1001             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1002             // value if the other side has a rook or queen.
1003             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1004             {
1005                 if (   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1006                     && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1007                     ebonus += ebonus / 4;
1008                 else if (pos.rooks_and_queens(them))
1009                     ebonus -= ebonus / 4;
1010             }
1011
1012             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1013             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1014             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1015         }
1016     }
1017
1018     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1019     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1020         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1021     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1022         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1023     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1024     {
1025         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1026         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1027         // plies until the pawn queens for both sides.
1028         movesToGo[WHITE] *= 2;
1029         movesToGo[BLACK] *= 2;
1030         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1031
1032         // If one side queens at least three plies before the other, that
1033         // side wins.
1034         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1035             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1036         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1037             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1038
1039         // We could also add some rules about the situation when one side
1040         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1041         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1042         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1043         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1044     }
1045   }
1046
1047
1048   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1049   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1050   // if it is.
1051
1052   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1053                                     EvalInfo &ei) {
1054     assert(square_is_ok(s));
1055     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1056
1057     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1058     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1059
1060     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1061         && pos.see(s, b6) < 0
1062         && pos.see(s, b8) < 0)
1063     {
1064         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1065         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1066     }
1067   }
1068
1069
1070   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1071   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1072   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1073   // only occur in Chess960 games.
1074
1075   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1076                                     EvalInfo &ei) {
1077     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1078     Square b2, b3, c3;
1079
1080     assert(Chess960);
1081     assert(square_is_ok(s));
1082     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1083
1084     if (square_file(s) == FILE_A)
1085     {
1086         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1087         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1088         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1089     }
1090     else
1091     {
1092         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1093         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1094         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1095     }
1096
1097     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1098     {
1099         Value penalty;
1100
1101         if (!pos.square_is_empty(b3))
1102             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1103         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1104             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1105         else
1106             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1107
1108         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1109         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1110     }
1111   }
1112
1113
1114   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1115   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1116   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1117   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1118   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1119   // material hash table.
1120   template<bool HasPopCnt>
1121   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1122
1123     Color them = opposite_color(us);
1124
1125     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1126     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1127     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1128
1129     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1130                           & ~pos.pawns(us)
1131                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1132                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1133
1134     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1135     // pawn.
1136     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1137     if (us == WHITE)
1138     {
1139         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1140         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1141     }
1142     else
1143     {
1144         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1145         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1146     }
1147
1148     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1149                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1150
1151     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1152   }
1153
1154
1155   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1156
1157   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1158     return (v*w) / 0x100;
1159   }
1160
1161
1162   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1163   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1164   // ScaleFactor array.
1165
1166   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1167
1168     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1169     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1170     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1171
1172     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1173
1174     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1175     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1176   }
1177
1178
1179   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1180   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1181
1182   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1183
1184     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1185     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1186   }
1187
1188
1189   // helper used in read_weights()
1190   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1191
1192     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1193   }
1194
1195
1196   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1197   // parameters.  It is called from read_weights().
1198
1199   void init_safety() {
1200
1201     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1202     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1203     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1204     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1205     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1206     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1207     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1208
1209     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1210     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1211     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1212     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1213     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1214     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1215
1216     for (int i = 0; i < 100; i++)
1217     {
1218         if (i < b)
1219             SafetyTable[i] = Value(0);
1220         else if(quad)
1221             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1222         else if(linear)
1223             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1224     }
1225
1226     for (int i = 0; i < 100; i++)
1227     {
1228         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1229             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1230                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1231
1232         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1233             SafetyTable[i] = Value(peak);
1234     }
1235   }
1236 }