]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/evaluate.cpp
1036b47939bae402ab25694237ae21de3d7014c2
[stockfish] / 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) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
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 = 8;
47
48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
49   enum { Mobility, PawnStructure, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
50   Score Weights[6];
51
52   typedef Value V;
53   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
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 Score WeightsInternal[] = {
62       S(248, 271), S(233, 201), S(252, 259), S(46, 0), S(247, 0), S(259, 0)
63   };
64
65   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
66   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
67   const Score KnightMobilityBonus[16] = {
68     S(-38,-33), S(-25,-23), S(-12,-13), S( 0,-3),
69     S( 12,  7), S( 25, 17), S( 31, 22), S(38, 27), S(38, 27)
70   };
71
72   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
73   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
74   // queens are also included.
75   const Score BishopMobilityBonus[16] = {
76     S(-25,-30), S(-11,-16), S( 3, -2), S(17, 12),
77     S( 31, 26), S( 45, 40), S(57, 52), S(65, 60),
78     S( 71, 65), S( 74, 69), S(76, 71), S(78, 73),
79     S( 79, 74), S( 80, 75), S(81, 76), S(81, 76)
80   };
81
82   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
83   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
84   // queens and rooks are also included.
85   const Score RookMobilityBonus[16] = {
86     S(-20,-36), S(-14,-19), S(-8, -3), S(-2, 13),
87     S(  4, 29), S( 10, 46), S(14, 62), S(19, 79),
88     S( 23, 95), S( 26,106), S(27,111), S(28,114),
89     S( 29,116), S( 30,117), S(31,118), S(32,118)
90   };
91
92   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
93   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
94   const Score QueenMobilityBonus[32] = {
95     S(-10,-18), S(-8,-13), S(-6, -7), S(-3, -2), S(-1,  3), S( 1,  8),
96     S(  3, 13), S( 5, 19), S( 8, 23), S(10, 27), S(12, 32), S(15, 34),
97     S( 16, 35), S(17, 35), S(18, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
98     S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
99     S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
100     S( 20, 35), S(20, 35)
101   };
102
103   // Pointers table to access mobility tables through piece type
104   const Score* MobilityBonus[8] = { 0, 0, KnightMobilityBonus, BishopMobilityBonus,
105                                     RookMobilityBonus, QueenMobilityBonus, 0, 0 };
106
107   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
108   // point of view).
109   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
110   //  A     B     C     D     E     F     G     H
111     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
112     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
113     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
114     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
115     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
116     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
117     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
118     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
119   };
120
121   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
122   //  A     B     C     D     E     F     G     H
123     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
124     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
125     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
126     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
127     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
128     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
129     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
130     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
131   };
132
133   // ThreatBonus[attacking][attacked] contains bonus according to which
134   // piece type attacks which one.
135   const Score ThreatBonus[8][8] = {
136     {},
137     { S(0, 0), S(18,37), S( 0, 0), S(37,47), S(55,97), S(55,97) }, // KNIGHT
138     { S(0, 0), S(18,37), S(37,47), S( 0, 0), S(55,97), S(55,97) }, // BISHOP
139     { S(0, 0), S( 9,27), S(27,47), S(27,47), S( 0, 0), S(37,47) }, // ROOK
140     { S(0, 0), S(27,37), S(27,37), S(27,37), S(27,37), S( 0, 0) }, // QUEEN
141     {}, {}, {}
142   };
143
144   // ThreatedByPawnPenalty[] contains a penalty according to which piece
145   // type is attacked by an enemy pawn.
146   const Score ThreatedByPawnPenalty[8] = {
147     S(0, 0), S(0, 0), S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118)
148   };
149
150   #undef S
151
152   // Bonus for unstoppable passed pawns
153   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
154
155   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
156   const Score RookOn7thBonus  = make_score(47, 98);
157   const Score QueenOn7thBonus = make_score(27, 54);
158
159   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
160   const Score RookOpenFileBonus = make_score(43, 43);
161   const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 19);
162
163   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
164   // right to castle.
165   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
166
167   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
168   // enemy pawns.
169   const Score TrappedBishopA7H7Penalty = make_score(300, 300);
170
171   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
172   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
173     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
174     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
175   };
176
177   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
178   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
179   // happen in Chess960 games.
180   const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(100, 100);
181
182   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
183   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
184     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
185     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
186   };
187
188   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
189   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
190   // based on how many squares inside this area are safe and available for
191   // friendly minor pieces.
192   const Bitboard SpaceMask[2] = {
193     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
194     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
195     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
196     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
197     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
198     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
199   };
200
201   /// King danger constants and variables. The king danger scores are taken
202   /// from the KingDangerTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
203   /// the strength of the enemy attack are added up into an integer, which
204   /// is used as an index to KingDangerTable[].
205
206   // KingAttackWeights[] contains king attack weights by piece type
207   const int KingAttackWeights[8] = { 0, 0, 2, 2, 3, 5 };
208
209   // Bonuses for enemy's safe checks
210   const int QueenContactCheckBonus = 3;
211   const int DiscoveredCheckBonus   = 3;
212   const int QueenCheckBonus        = 2;
213   const int RookCheckBonus         = 1;
214   const int BishopCheckBonus       = 1;
215   const int KnightCheckBonus       = 1;
216
217   // Scan for queen contact mates?
218   const bool QueenContactMates = true;
219
220   // Bonus for having a mate threat
221   const int MateThreatBonus = 3;
222
223   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
224   // king.
225   const int InitKingDanger[64] = {
226      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
227      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
228      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
229     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
230     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
231     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
232     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
233     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
234   };
235
236   // KingDangerTable[color][] contains the actual king danger weighted scores
237   Score KingDangerTable[2][128];
238
239   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id.
240   // Note that they will be initialized at 0 being global variables.
241   MaterialInfoTable* MaterialTable[MAX_THREADS];
242   PawnInfoTable* PawnTable[MAX_THREADS];
243
244   // Sizes of pawn and material hash tables
245   const int PawnTableSize = 16384;
246   const int MaterialTableSize = 1024;
247
248   // Function prototypes
249   template<bool HasPopCnt>
250   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
251
252   template<Color Us, bool HasPopCnt>
253   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
254
255   template<Color Us, bool HasPopCnt>
256   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
257
258   template<Color Us>
259   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
260
261   template<Color Us, bool HasPopCnt>
262   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
263
264   template<Color Us>
265   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
266
267   void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
268   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
269   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
270   inline Score apply_weight(Score v, Score weight);
271   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
272   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
273   void init_safety();
274 }
275
276
277 ////
278 //// Functions
279 ////
280
281 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
282 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
283 /// between them based on the remaining material.
284 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
285
286     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
287                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
288 }
289
290 namespace {
291
292 template<bool HasPopCnt>
293 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
294
295   Bitboard b;
296   ScaleFactor factor[2];
297
298   assert(pos.is_ok());
299   assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
300   assert(!pos.is_check());
301
302   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
303
304   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
305   // position object (material + piece square tables)
306   ei.value = pos.value();
307
308   // Probe the material hash table
309   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
310   ei.value += ei.mi->material_value();
311
312   // If we have a specialized evaluation function for the current material
313   // configuration, call it and return
314   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
315       return ei.mi->evaluate(pos);
316
317   // After get_material_info() call that modifies them
318   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
319   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
320
321   // Probe the pawn hash table
322   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
323   ei.value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), Weights[PawnStructure]);
324
325   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
326   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
327   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
328   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
329   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
330
331   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
332   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
333   b = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
334   if (b)
335       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
336
337   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
338   b = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
339   if (b)
340       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
341
342   // Evaluate pieces
343   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
344   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
345
346   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
347   // because we need complete attack information for all pieces when computing
348   // the king safety evaluation.
349   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
350   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
351
352   // Evaluate tactical threats, we need full attack info including king
353   evaluate_threats<WHITE>(pos, ei);
354   evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
355
356   // Evaluate passed pawns, we need full attack info including king
357   evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei);
358   evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei);
359
360   // If one side has only a king, check whether exsists any unstoppable passed pawn
361   if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
362       evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei);
363
364   Phase phase = ei.mi->game_phase();
365
366   // Middle-game specific evaluation terms
367   if (phase > PHASE_ENDGAME)
368   {
369     // Pawn storms in positions with opposite castling
370     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
371         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
372
373         ei.value += make_score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
374
375     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
376              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
377
378         ei.value += make_score(ei.pi->kingside_storm_value(WHITE) - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK), 0);
379
380     // Evaluate space for both sides
381     if (ei.mi->space_weight() > 0)
382     {
383         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
384         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
385     }
386   }
387
388   // Mobility
389   ei.value += apply_weight(ei.mobility, Weights[Mobility]);
390
391   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
392   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
393   if (   phase < PHASE_MIDGAME
394       && pos.opposite_colored_bishops()
395       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) > Value(0))
396           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) < Value(0))))
397   {
398       ScaleFactor sf;
399
400       // Only the two bishops ?
401       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
402           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
403       {
404           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
405           // certainly a draw or at least two pawns.
406           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
407           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
408       }
409       else
410           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
411           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
412            sf = ScaleFactor(50);
413
414       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
415           factor[WHITE] = sf;
416       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
417           factor[BLACK] = sf;
418   }
419
420   // Interpolate between the middle game and the endgame score
421   Color stm = pos.side_to_move();
422
423   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.value, phase, factor);
424
425   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
426 }
427
428 } // namespace
429
430 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
431
432 void init_eval(int threads) {
433
434   assert(threads <= MAX_THREADS);
435
436   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
437   {
438     if (i >= threads)
439     {
440         delete PawnTable[i];
441         delete MaterialTable[i];
442         PawnTable[i] = NULL;
443         MaterialTable[i] = NULL;
444         continue;
445     }
446     if (!PawnTable[i])
447         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
448     if (!MaterialTable[i])
449         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
450   }
451 }
452
453
454 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
455
456 void quit_eval() {
457
458   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
459   {
460       delete PawnTable[i];
461       delete MaterialTable[i];
462       PawnTable[i] = NULL;
463       MaterialTable[i] = NULL;
464   }
465 }
466
467
468 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
469
470 void read_weights(Color us) {
471
472   // King safety is asymmetrical. Our king danger level is weighted by
473   // "Cowardice" UCI parameter, instead the opponent one by "Aggressiveness".
474   const int kingDangerUs   = (us == WHITE ? KingDangerUs   : KingDangerThem);
475   const int kingDangerThem = (us == WHITE ? KingDangerThem : KingDangerUs);
476
477   Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
478   Weights[PawnStructure]  = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightsInternal[PawnStructure]);
479   Weights[PassedPawns]    = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
480   Weights[Space]          = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
481   Weights[kingDangerUs]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightsInternal[KingDangerUs]);
482   Weights[kingDangerThem] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightsInternal[KingDangerThem]);
483
484   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
485   // by replacing both Weights[kingDangerUs] and Weights[kingDangerThem] by their average.
486   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
487       Weights[kingDangerUs] = Weights[kingDangerThem] = (Weights[kingDangerUs] + Weights[kingDangerThem]) / 2;
488
489   init_safety();
490 }
491
492
493 namespace {
494
495   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
496
497   template<PieceType Piece, Color Us>
498   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
499
500     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
501
502     // Initial bonus based on square
503     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
504                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
505
506     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
507     // no minor piece which can exchange the outpost piece
508     if (bonus && bit_is_set(ei.attackedBy[Us][PAWN], s))
509     {
510         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
511             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
512             bonus += bonus + bonus / 2;
513         else
514             bonus += bonus / 2;
515     }
516     ei.value += Sign[Us] * make_score(bonus, bonus);
517   }
518
519
520   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
521
522   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
523   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Bitboard no_mob_area) {
524
525     Bitboard b;
526     Square s, ksq;
527     int mob;
528     File f;
529
530     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
531     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
532
533     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
534     {
535         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
536         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
537             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
538         else if (Piece == BISHOP)
539             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
540         else if (Piece == ROOK)
541             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
542         else
543             assert(false);
544
545         // Update attack info
546         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
547
548         // King attacks
549         if (b & ei.kingZone[Us])
550         {
551             ei.kingAttackersCount[Us]++;
552             ei.kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Piece];
553             Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
554             if (bb)
555                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
556         }
557
558         // Mobility
559         mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b & no_mob_area)
560                               : count_1s<HasPopCnt>(b & no_mob_area));
561
562         ei.mobility += Sign[Us] * MobilityBonus[Piece][mob];
563
564         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
565         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
566         if (bit_is_set(ei.attackedBy[Them][PAWN], s))
567             ei.value -= Sign[Us] * ThreatedByPawnPenalty[Piece];
568
569         // Bishop and knight outposts squares
570         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
571             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
572
573         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
574         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
575         if (Piece == BISHOP)
576         {
577             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
578                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
579
580             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
581                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
582         }
583
584         // Queen or rook on 7th rank
585         if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
586             && relative_rank(Us, s) == RANK_7
587             && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
588         {
589             ei.value += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
590         }
591
592         // Special extra evaluation for rooks
593         if (Piece == ROOK)
594         {
595             // Open and half-open files
596             f = square_file(s);
597             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
598             {
599                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
600                     ei.value += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
601                 else
602                     ei.value += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
603             }
604
605             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
606             // king has lost right to castle.
607             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
608                 continue;
609
610             ksq = pos.king_square(Us);
611
612             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
613                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
614                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
615             {
616                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
617                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
618                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
619                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
620             }
621             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
622                      &&  square_file(s) < square_file(ksq)
623                      && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
624             {
625                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
626                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
627                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
628                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
629             }
630         }
631     }
632   }
633
634
635   // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
636   // and the type of attacked one.
637
638   template<Color Us>
639   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
640
641     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
642
643     Bitboard b;
644     Score bonus = make_score(0, 0);
645
646     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
647     Bitboard weakEnemies =  pos.pieces_of_color(Them)
648                           & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
649                           & ei.attackedBy[Us][0];
650     if (!weakEnemies)
651         return;
652
653     // Add bonus according to type of attacked enemy pieces and to the
654     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
655     // considered because are already special handled in king evaluation.
656     for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
657     {
658         b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
659         if (b)
660             for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
661                 if (b & pos.pieces(pt2))
662                     bonus += ThreatBonus[pt1][pt2];
663     }
664     ei.value += Sign[Us] * bonus;
665   }
666
667
668   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
669   // pieces of a given color.
670
671   template<Color Us, bool HasPopCnt>
672   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
673
674     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
675
676     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
677     const Bitboard no_mob_area = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
678
679     evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
680     evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
681     evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
682     evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
683
684     // Sum up all attacked squares
685     ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
686                            | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
687                            | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
688   }
689
690
691   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
692
693   template<Color Us, bool HasPopCnt>
694   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
695
696     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
697
698     Bitboard undefended, attackedByOthers, escapeSquares, occ, b, b1, b2, safe;
699     Square from, to;
700     bool sente;
701     int attackUnits, shelter = 0;
702     const Square ksq = pos.king_square(Us);
703
704     // King shelter
705     if (relative_rank(Us, ksq) <= RANK_4)
706     {
707         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, ksq);
708         ei.value += Sign[Us] * make_score(shelter, 0);
709     }
710
711     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
712     // from optimally tuned.
713     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
714         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
715         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
716         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
717     {
718         // Is it the attackers turn to move?
719         sente = (Them == pos.side_to_move());
720
721         // Find the attacked squares around the king which has no defenders
722         // apart from the king itself
723         undefended = ei.attacked_by(Them) & ei.attacked_by(Us, KING);
724         undefended &= ~(  ei.attacked_by(Us, PAWN)   | ei.attacked_by(Us, KNIGHT)
725                         | ei.attacked_by(Us, BISHOP) | ei.attacked_by(Us, ROOK)
726                         | ei.attacked_by(Us, QUEEN));
727
728         // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
729         // index to the KingDangerTable[] array. The initial value is based on
730         // the number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
731         // attacked and undefended squares around our king, the square of the
732         // king, and the quality of the pawn shelter.
733         attackUnits =  Min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
734                      + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended))
735                      + InitKingDanger[relative_square(Us, ksq)]
736                      - shelter / 32;
737
738         // Analyse safe queen contact checks
739         b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
740         if (b)
741         {
742             attackedByOthers =  ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
743                               | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
744
745             b &= attackedByOthers;
746
747             // Squares attacked by the queen and supported by another enemy piece and
748             // not defended by other pieces but our king.
749             if (b)
750             {
751                 // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
752                 // contact checks.
753                 attackUnits += QueenContactCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
754
755                 // Is there a mate threat?
756                 if (QueenContactMates && !pos.is_check())
757                 {
758                     escapeSquares = pos.attacks_from<KING>(ksq) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
759                     occ = pos.occupied_squares();
760                     while (b)
761                     {
762                         to = pop_1st_bit(&b);
763
764                         // Do we have escape squares from queen contact check attack ?
765                         if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[ksq])))
766                         {
767                             // We have a mate, unless the queen is pinned or there
768                             // is an X-ray attack through the queen.
769                             for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
770                             {
771                                 from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
772                                 if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
773                                     && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
774                                     && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
775                                     && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
776
777                                     // Set the mate threat move
778                                     ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
779                             }
780                         }
781                     }
782                 }
783             }
784         }
785
786         // Analyse enemy's safe distance checks
787         safe = ~(pos.pieces_of_color(Them) | ei.attacked_by(Us));
788
789         b1 = pos.attacks_from<ROOK>(ksq) & safe;
790         b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq) & safe;
791
792         // Enemy rooks safe checks
793         b = b1 & ei.attacked_by(Them, ROOK);
794         if (b)
795             attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
796
797         // Enemy bishops safe checks
798         b = b2 & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
799         if (b)
800             attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
801
802         // Enemy queens safe checks
803         b = (b1 | b2) & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
804         if (b)
805             attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
806
807         // Enemy knights safe checks
808         b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attacked_by(Them, KNIGHT) & safe;
809         if (b)
810             attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
811
812         // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
813         // adding pawns later).
814         b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
815         if (b)
816             attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
817
818         // Has a mate threat been found? We don't do anything here if the
819         // side with the mating move is the side to move, because in that
820         // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
821         // evaluation function instead.
822         if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
823             attackUnits += MateThreatBonus;
824
825         // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
826         // out of bounds errors.
827         attackUnits = Min(99, Max(0, attackUnits));
828
829         // Finally, extract the king danger score from the KingDangerTable[]
830         // array and subtract the score from evaluation. Set also ei.kingDanger[]
831         // value that will be used for pruning because this value can sometimes
832         // be very big, and so capturing a single attacking piece can therefore
833         // result in a score change far bigger than the value of the captured piece.
834         ei.value -= Sign[Us] * KingDangerTable[Us][attackUnits];
835         ei.kingDanger[Us] = mg_value(KingDangerTable[Us][attackUnits]);
836     }
837   }
838
839
840   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
841
842   template<Color Us>
843   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
844
845     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
846
847     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(Us);
848
849     while (b)
850     {
851         Square s = pop_1st_bit(&b);
852
853         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
854         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
855
856         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
857         int tr = Max(0, r * (r - 1));
858
859         // Base bonus based on rank
860         Value mbonus = Value(20 * tr);
861         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
862
863         // Adjust bonus based on king proximity
864         if (tr)
865         {
866             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
867
868             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 3 * tr);
869             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
870             ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 6 * tr);
871
872             // If the pawn is free to advance, increase bonus
873             if (pos.square_is_empty(blockSq))
874             {
875                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
876                 Bitboard b2 = squares_in_front_of(Us, s);
877
878                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
879
880                 // Squares attacked by us
881                 Bitboard b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
882
883                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
884                 Bitboard b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
885
886                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
887                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
888                 if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
889                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
890                     b3 = b2;
891
892                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
893                 if (b3 == EmptyBoardBB)
894                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
895                     // Even bigger if we protect the pawn's path
896                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
897                 else
898                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
899                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
900                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
901                     // if no, somewhat smaller bonus.
902                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
903
904                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
905                 // in the pawn's path.
906                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
907                     ebonus += Value(tr);
908             }
909         } // tr != 0
910
911         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
912         Bitboard b1 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
913         if (b1 & rank_bb(s))
914             ebonus += Value(r * 20);
915         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b1)
916             ebonus += Value(r * 12);
917
918         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
919         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
920         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
921         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
922         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
923         // value if the other side has a rook or queen.
924         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
925         {
926             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
927                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
928                 ebonus += ebonus / 4;
929             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
930                 ebonus -= ebonus / 4;
931         }
932
933         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval
934         ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), Weights[PassedPawns]);
935
936     } // while
937   }
938
939
940   // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides
941
942   void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
943
944     int movesToGo[2] = {0, 0};
945     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
946
947     for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
948     {
949         // Skip evaluation if other side has non-pawn pieces
950         if (pos.non_pawn_material(opposite_color(c)))
951             continue;
952
953         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(c);
954
955         while (b)
956         {
957             Square s = pop_1st_bit(&b);
958             Square queeningSquare = relative_square(c, make_square(square_file(s), RANK_8));
959             int d =  square_distance(s, queeningSquare)
960                    - square_distance(pos.king_square(opposite_color(c)), queeningSquare)
961                    + int(c != pos.side_to_move());
962
963             if (d < 0)
964             {
965                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(c, s);
966                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(c, s) & pos.occupied_squares());
967                 mtg += blockerCount;
968                 d += blockerCount;
969                 if (d < 0 && (!movesToGo[c] || movesToGo[c] > mtg))
970                 {
971                     movesToGo[c] = mtg;
972                     pawnToGo[c] = s;
973                 }
974             }
975         }
976     }
977
978     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
979     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
980         return;
981
982     // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
983     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
984     {
985         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
986         ei.value += make_score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide])));
987     }
988     else
989     {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
990         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
991         // plies until the pawn queens for both sides.
992         movesToGo[WHITE] *= 2;
993         movesToGo[BLACK] *= 2;
994         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
995
996         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
997         Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
998
999         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
1000         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
1001             ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1002
1003         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
1004         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
1005         // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
1006         // consider only free paths to queen for both pawns.
1007         else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
1008                  && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
1009         {
1010             assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
1011
1012             Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
1013             Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
1014
1015             Bitboard b = pos.occupied_squares();
1016             clear_bit(&b, pawnToGo[winnerSide]);
1017             clear_bit(&b, pawnToGo[loserSide]);
1018             b = queen_attacks_bb(winnerQSq, b);
1019
1020             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
1021                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
1022                 ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1023         }
1024     }
1025   }
1026
1027
1028   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1029   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1030   // if it is.
1031
1032   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1033
1034     assert(square_is_ok(s));
1035     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1036
1037     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1038     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1039
1040     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1041         && pos.see(s, b6) < 0
1042         && pos.see(s, b8) < 0)
1043     {
1044         ei.value -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1045     }
1046   }
1047
1048
1049   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1050   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1051   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1052   // only occur in Chess960 games.
1053
1054   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1055
1056     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1057     Square b2, b3, c3;
1058
1059     assert(Chess960);
1060     assert(square_is_ok(s));
1061     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1062
1063     if (square_file(s) == FILE_A)
1064     {
1065         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1066         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1067         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1068     }
1069     else
1070     {
1071         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1072         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1073         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1074     }
1075
1076     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1077     {
1078         Score penalty;
1079
1080         if (!pos.square_is_empty(b3))
1081             penalty = 2 * TrappedBishopA1H1Penalty;
1082         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1083             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1084         else
1085             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1086
1087         ei.value -= Sign[us] * penalty;
1088     }
1089   }
1090
1091
1092   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1093   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1094   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1095   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1096   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1097   // material hash table.
1098   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1099   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1100
1101     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1102
1103     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1104     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1105     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1106
1107     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1108                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1109                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1110                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1111
1112     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1113     // pawn.
1114     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1115     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1116     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1117
1118     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1119                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1120
1121     ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(space * ei.mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
1122   }
1123
1124
1125   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value trying to prevent overflow
1126
1127   inline Score apply_weight(Score v, Score w) {
1128       return make_score((int(mg_value(v)) * mg_value(w)) / 0x100, (int(eg_value(v)) * eg_value(w)) / 0x100);
1129   }
1130
1131
1132   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1133   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1134   // ScaleFactor array.
1135
1136   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1137
1138     assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1139     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1140     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1141
1142     Value ev = apply_scale_factor(eg_value(v), sf[(eg_value(v) > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1143
1144     int result = (mg_value(v) * ph + ev * (128 - ph)) / 128;
1145     return Value(result & ~(GrainSize - 1));
1146   }
1147
1148
1149   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1150   // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
1151
1152   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
1153
1154     Score uciWeight = make_score(get_option_value_int(mgOpt), get_option_value_int(egOpt));
1155
1156     // Convert to integer to prevent overflow
1157     int mg = mg_value(uciWeight);
1158     int eg = eg_value(uciWeight);
1159
1160     mg = (mg * 0x100) / 100;
1161     eg = (eg * 0x100) / 100;
1162     mg = (mg * mg_value(internalWeight)) / 0x100;
1163     eg = (eg * eg_value(internalWeight)) / 0x100;
1164     return make_score(mg, eg);
1165   }
1166
1167   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1168   // parameters. It is called from read_weights().
1169
1170   void init_safety() {
1171
1172     int maxSlope = 30;
1173     int peak     = 0x500;
1174     double a     = 0.4;
1175     double b     = 0.0;
1176     Value t[100];
1177
1178     // First setup the base table
1179     for (int i = 0; i < 100; i++)
1180     {
1181         if (i < b)
1182             t[i] = Value(0);
1183         else
1184             t[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1185     }
1186
1187     for (int i = 1; i < 100; i++)
1188     {
1189         if (t[i] - t[i - 1] > maxSlope)
1190             t[i] = t[i - 1] + Value(maxSlope);
1191
1192         if (t[i]  > Value(peak))
1193             t[i] = Value(peak);
1194     }
1195
1196     // Then apply the weights and get the final KingDangerTable[] array
1197     for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1198         for (int i = 0; i < 100; i++)
1199             KingDangerTable[c][i] = apply_weight(make_score(t[i], 0), Weights[KingDangerUs + c]);
1200   }
1201 }