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   // Visually better to define tables constants
  72   typedef Value V;
  73
  74   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  75   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
  76   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
  77   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  78     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  79   };
  80
  81   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
  82   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  83     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  84   };
  85
  86   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  87   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
  88   // queens are also included.
  89   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
  90   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  91     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
  92   //    8       9     10     11     12     13     14     15
  93     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
  94   };
  95
  96   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
  97   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  98     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
  99   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 100     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 101   };
 102
 103   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 104   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
 105   // queens and rooks are also included.
 106   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
 107   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 108     V(-18), V(-12), V(-6),  V(0),  V(6), V(12), V(16), V(21),
 109   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 110     V( 24), V( 27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32), V(33)
 111   };
 112
 113   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
 114   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 115     V(-30), V(-18), V(-6),  V(6), V(18), V(30), V(42), V(54),
 116   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 117     V( 66), V( 74), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 118   };
 119
 120   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 121   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
 122   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
 123   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 124     V(-10), V(-8), V(-6), V(-4), V(-2), V( 0), V( 2), V( 4),
 125   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 126     V(  6), V( 8), V(10), V(12), V(13), V(14), V(15), V(16),
 127   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 128     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16),
 129   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 130     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16)
 131   };
 132
 133   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
 134   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 135     V(-20),V(-15),V(-10), V(-5), V( 0), V( 5), V(10), V(15),
 136   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 137     V( 19), V(23), V(27), V(29), V(30), V(30), V(30), V(30),
 138   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 139     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30),
 140   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 141     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30)
 142   };
 143
 144   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
 145   // point of view).
 146   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
 147   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 148     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 149     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 150     V(0), V(0), V(5),V(10),V(10), V(5), V(0), V(0), // 3
 151     V(0), V(5),V(20),V(30),V(30),V(20), V(5), V(0), // 4
 152     V(0),V(10),V(30),V(40),V(40),V(30),V(10), V(0), // 5
 153     V(0), V(5),V(20),V(20),V(20),V(20), V(5), V(0), // 6
 154     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 155     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 156   };
 157
 158   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
 159   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 160     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 161     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 162     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
 163     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
 164     V(0),V(10),V(20),V(20),V(20),V(20),V(10), V(0), // 5
 165     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
 166     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 167     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 168   };
 169
 170   // Bonus for unstoppable passed pawns
 171   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
 172
 173   // Rooks and queens on the 7th rank
 174   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
 175   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
 176   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
 177   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
 178
 179   // Rooks on open files
 180   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
 181   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
 182
 183   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
 184   // right to castle.
 185   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 186
 187   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
 188   // enemy pawns.
 189   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
 190
 191   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
 192   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
 193     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
 194     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
 195   };
 196
 197   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
 198   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
 199   // happen in Chess960 games.
 200   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
 201
 202   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
 203   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
 204     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
 205     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
 206   };
 207
 208   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
 209   // the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
 210   // based on how many squares inside this area are safe and available for
 211   // friendly minor pieces.
 212   const Bitboard SpaceMask[2] = {
 213     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
 214     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
 215     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
 216     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
 217     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
 218     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
 219   };
 220
 221   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
 222   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
 223   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
 224   /// as an index to SafetyTable[].
 225
 226   // Attack weights for each piece type
 227   const int QueenAttackWeight  = 5;
 228   const int RookAttackWeight   = 3;
 229   const int BishopAttackWeight = 2;
 230   const int KnightAttackWeight = 2;
 231
 232   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
 233   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
 234   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
 235
 236   // Scan for queen contact mates?
 237   const bool QueenContactMates = true;
 238
 239   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
 240   int MateThreatBonus;
 241
 242   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 243   // king.
 244   const int InitKingDanger[64] = {
 245      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 246      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 247      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 248     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 249     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 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   };
 254
 255   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
 256   // in init_safety().
 257   Value SafetyTable[100];
 258
 259   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 260   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 261   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 262
 263   // Sizes of pawn and material hash tables
 264   const int PawnTableSize = 16384;
 265   const int MaterialTableSize = 1024;
 266
 267   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer
 268   uint8_t BitCount8Bit[256];
 269
 270   // Function prototypes
 271   template<bool HasPopCnt>
 272   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
 273
 274   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 275   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
 276
 277   template<>
 278   void evaluate_pieces<KING, false>(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
 279
 280   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 281   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 282                                     EvalInfo &ei);
 283   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 284                                     EvalInfo &ei);
 285
 286   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 287   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 288   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 289
 290   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 291   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 292   void init_safety();
 293
 294 }
 295
 296
 297 ////
 298 //// Functions
 299 ////
 300
 301 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
 302 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 303 /// between them based on the remaining material.
 304 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 305
 306     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
 307                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
 308 }
 309
 310 namespace {
 311
 312 template<bool HasPopCnt>
 313 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 314
 315   assert(pos.is_ok());
 316   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 317
 318   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 319
 320   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 321   // position object (material + piece square tables)
 322   ei.mgValue = pos.mg_value();
 323   ei.egValue = pos.eg_value();
 324
 325   // Probe the material hash table
 326   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 327   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
 328   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
 329
 330   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 331   // configuration, call it and return
 332   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 333       return ei.mi->evaluate(pos);
 334
 335   // After get_material_info() call that modifies them
 336   ScaleFactor factor[2];
 337   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 338   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 339
 340   // Probe the pawn hash table
 341   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 342   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 343   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 344
 345   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 346   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
 347   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
 348   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 349   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 350
 351   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 352   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 353   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 354   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
 355   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 356
 357   // Evaluate pieces
 358   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 359   {
 360       evaluate_pieces<KNIGHT, HasPopCnt>(pos, c, ei);
 361       evaluate_pieces<BISHOP, HasPopCnt>(pos, c, ei);
 362       evaluate_pieces<ROOK,   HasPopCnt>(pos, c, ei);
 363       evaluate_pieces<QUEEN,  HasPopCnt>(pos, c, ei);
 364
 365       // Sum up all attacked squares
 366       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
 367                             | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
 368                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
 369   }
 370
 371   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 372   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 373   // the king safety evaluation.
 374   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 375       evaluate_pieces<KING, false>(pos, c, ei);
 376
 377   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 378   // because we need to know which side promotes first in positions where
 379   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 380   if (ei.pi->passed_pawns())
 381       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 382
 383   Phase phase = pos.game_phase();
 384
 385   // Middle-game specific evaluation terms
 386   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 387   {
 388     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 389     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 390         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 391
 392         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 393                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 394
 395     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 396              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 397
 398         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 399                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 400
 401     // Evaluate space for both sides
 402     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 403     {
 404         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
 405         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
 406     }
 407   }
 408
 409   // Mobility
 410   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 411   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 412
 413   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 414   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 415   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 416       && pos.opposite_colored_bishops()
 417       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 418           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 419   {
 420       ScaleFactor sf;
 421
 422       // Only the two bishops ?
 423       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 424           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 425       {
 426           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 427           // certainly a draw or at least two pawns.
 428           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 429           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 430       }
 431       else
 432           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 433           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 434            sf = ScaleFactor(50);
 435
 436       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 437           factor[WHITE] = sf;
 438       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 439           factor[BLACK] = sf;
 440   }
 441
 442   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 443   // return
 444   Color stm = pos.side_to_move();
 445
 446   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 447
 448   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 449 }
 450
 451 } // namespace
 452
 453 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 454 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 455 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 456
 457 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 458
 459   assert(pos.is_ok());
 460
 461   static const
 462   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 463
 464   Value mgv = pos.mg_value();
 465   Value egv = pos.eg_value();
 466   Phase ph = pos.game_phase();
 467   Color stm = pos.side_to_move();
 468
 469   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 470 }
 471
 472
 473 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 474
 475 void init_eval(int threads) {
 476
 477   assert(threads <= THREAD_MAX);
 478
 479   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 480   {
 481     if (i >= threads)
 482     {
 483         delete PawnTable[i];
 484         delete MaterialTable[i];
 485         PawnTable[i] = NULL;
 486         MaterialTable[i] = NULL;
 487         continue;
 488     }
 489     if (!PawnTable[i])
 490         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 491     if (!MaterialTable[i])
 492         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 493   }
 494
 495   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
 496   {
 497       assert(count_1s<false>(b) == int(uint8_t(count_1s<false>(b))));
 498       BitCount8Bit[b] = (uint8_t)count_1s<false>(b);
 499   }
 500 }
 501
 502
 503 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 504
 505 void quit_eval() {
 506
 507   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 508   {
 509       delete PawnTable[i];
 510       delete MaterialTable[i];
 511       PawnTable[i] = NULL;
 512       MaterialTable[i] = NULL;
 513   }
 514 }
 515
 516
 517 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 518 /// parameters.
 519
 520 void read_weights(Color us) {
 521
 522   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 523   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 524   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 525   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 526   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 527   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 528
 529   Color them = opposite_color(us);
 530
 531   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 532   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 533   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 534
 535   init_safety();
 536 }
 537
 538
 539 namespace {
 540
 541   // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
 542
 543   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 544   int evaluate_common(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei, Square s = SQ_NONE) {
 545
 546     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 547     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 548     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 549     static const Value* OutpostBonus[] = { 0, 0, KnightOutpostBonus, BishopOutpostBonus, 0, 0 };
 550
 551     Color them = opposite_color(us);
 552
 553     // Update attack info
 554     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
 555
 556     // King attack
 557     if (b & ei.kingZone[us])
 558     {
 559         ei.kingAttackersCount[us]++;
 560         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
 561         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
 562         if (bb)
 563             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
 564     }
 565
 566     // Remove squares protected by enemy pawns
 567     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
 568
 569     // Mobility
 570     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us))
 571                               : count_1s<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
 572
 573     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
 574     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
 575
 576     // Bishop and Knight outposts
 577     if (   (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) // compile time condition
 578         && p.square_is_weak(s, them))
 579     {
 580         // Initial bonus based on square
 581         Value v, bonus;
 582         v = bonus = OutpostBonus[Piece][relative_square(us, s)];
 583
 584         // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 585         // no minor piece which can exchange the outpost piece
 586         if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
 587         {
 588             bonus += v / 2;
 589             if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
 590                    && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
 591                 bonus += v;
 592         }
 593         ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
 594         ei.egValue += Sign[us] * bonus;
 595     }
 596     return mob;
 597   }
 598
 599
 600   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
 601   // color.
 602
 603   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 604   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
 605
 606     Bitboard b;
 607     Square s, ksq;
 608     Color them;
 609     int mob;
 610     File f;
 611
 612     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
 613     {
 614         s = pos.piece_list(us, Piece, i);
 615
 616         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 617             b = pos.piece_attacks<Piece>(s);
 618         else if (Piece == BISHOP)
 619             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
 620         else if (Piece == ROOK)
 621             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
 622
 623         // Attacks, mobility and outposts
 624         mob = evaluate_common<Piece, HasPopCnt>(pos, b, us, ei, s);
 625
 626         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 627         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
 628         if (Piece == BISHOP)
 629         {
 630             if (bit_is_set(MaskA7H7[us], s))
 631                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, us, ei);
 632
 633             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[us], s))
 634                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, us, ei);
 635         }
 636
 637         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
 638         {
 639             // Queen or rook on 7th rank
 640             them = opposite_color(us);
 641
 642             if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 643                 && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
 644             {
 645                 ei.mgValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 646                 ei.egValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 647             }
 648         }
 649
 650         // Special extra evaluation for rooks
 651         if (Piece == ROOK)
 652         {
 653             // Open and half-open files
 654             f = square_file(s);
 655             if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 656             {
 657                 if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
 658                 {
 659                     ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 660                     ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 661                 }
 662                 else
 663                 {
 664                     ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 665                     ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 666                 }
 667             }
 668
 669             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 670             // king has lost right to castle.
 671             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 672                 continue;
 673
 674             ksq = pos.king_square(us);
 675
 676             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 677                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 678                 && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 679             {
 680                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 681                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
 682                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 683                                                     : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 684             }
 685             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 686                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 687                     && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 688             {
 689                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 690                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
 691                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 692                                                     : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 693             }
 694         }
 695     }
 696   }
 697
 698   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
 699
 700     return b >> (num << 3);
 701   }
 702
 703   // evaluate_pieces<KING>() assigns bonuses and penalties to a king of a given
 704   // color.
 705
 706   template<>
 707   void evaluate_pieces<KING, false>(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
 708
 709     int shelter = 0, sign = Sign[us];
 710     Square s = p.king_square(us);
 711
 712     // King shelter
 713     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
 714     {
 715         // Shelter cache lookup
 716         shelter = ei.pi->kingShelter(us, s);
 717         if (shelter == -1)
 718         {
 719             shelter = 0;
 720             Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
 721             Rank r = square_rank(s);
 722             for (int i = 1; i < 4; i++)
 723                 shelter += BitCount8Bit[shiftRowsDown(pawns, r+i*sign) & 0xFF] * (128 >> i);
 724
 725             // Cache shelter value in pawn info
 726             ei.pi->setKingShelter(us, s, shelter);
 727         }
 728         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
 729     }
 730
 731     // King safety.  This is quite complicated, and is almost certainly far
 732     // from optimally tuned.
 733     Color them = opposite_color(us);
 734
 735     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
 736         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
 737         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 738         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
 739     {
 740       // Is it the attackers turn to move?
 741       bool sente = (them == p.side_to_move());
 742
 743       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 744       // apart from the king itself
 745       Bitboard undefended =
 746              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
 747           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
 748           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
 749           & ei.attacked_by(us, KING);
 750
 751       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
 752
 753       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 754       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 755       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 756       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 757       // quality of the pawn shelter.
 758       int attackUnits =
 759             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
 760           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15<false>(undefended)) * 3
 761           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
 762
 763       // Analyse safe queen contact checks
 764       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
 765       if (b)
 766       {
 767         Bitboard attackedByOthers =
 768               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 769             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
 770
 771         b &= attackedByOthers;
 772         if (b)
 773         {
 774           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 775           // contact checks.
 776           int count = count_1s_max_15<false>(b);
 777           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 778
 779           // Is there a mate threat?
 780           if (QueenContactMates && !p.is_check())
 781           {
 782             Bitboard escapeSquares =
 783                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
 784
 785             while (b)
 786             {
 787                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 788                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 789                 {
 790                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 791                     // is an X-ray attack through the queen.
 792                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
 793                     {
 794                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
 795                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
 796                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
 797                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
 798                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.bishops_and_queens(us)))
 799
 800                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
 801                     }
 802                 }
 803             }
 804           }
 805         }
 806       }
 807
 808       // Analyse safe distance checks
 809       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 810       {
 811           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 812
 813           // Queen checks
 814           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 815           if( b2)
 816               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<false>(b2);
 817
 818           // Rook checks
 819           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
 820           if (b2)
 821               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<false>(b2);
 822       }
 823       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 824       {
 825           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 826
 827           // Queen checks
 828           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 829           if (b2)
 830               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<false>(b2);
 831
 832           // Bishop checks
 833           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
 834           if (b2)
 835               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<false>(b2);
 836       }
 837       if (KnightCheckBonus > 0)
 838       {
 839           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 840
 841           // Knight checks
 842           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
 843           if (b2)
 844               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<false>(b2);
 845       }
 846
 847       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 848       // adding pawns later).
 849       if (DiscoveredCheckBonus)
 850       {
 851         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
 852         if (b)
 853           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<false>(b) * (sente? 2 : 1);
 854       }
 855
 856       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 857       // side with the mating move is the side to move, because in that
 858       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 859       // evaluation function instead.
 860       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
 861           attackUnits += MateThreatBonus;
 862
 863       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 864       // out of bounds errors:
 865       if (attackUnits < 0)
 866           attackUnits = 0;
 867
 868       if (attackUnits >= 100)
 869           attackUnits = 99;
 870
 871       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 872       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 873       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 874       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 875       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 876       // change far bigger than the value of the captured piece.
 877       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
 878
 879       ei.mgValue -= sign * v;
 880
 881       if (us == p.side_to_move())
 882           ei.futilityMargin += v;
 883     }
 884   }
 885
 886
 887   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 888
 889   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 890
 891     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 892     int movesToGo[2] = {100, 100};
 893
 894     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
 895     {
 896         Color them = opposite_color(us);
 897         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 898         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 899         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
 900
 901         while (b)
 902         {
 903             Square s = pop_1st_bit(&b);
 904
 905             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
 906             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 907
 908             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 909             int tr = Max(0, r * (r - 1));
 910             Square blockSq = s + pawn_push(us);
 911
 912             // Base bonus based on rank
 913             Value mbonus = Value(20 * tr);
 914             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 915
 916             // Adjust bonus based on king proximity
 917             if (tr != 0)
 918             {
 919                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 920                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 921                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 922
 923                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
 924                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
 925                 {
 926                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
 927                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 928                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 929
 930                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 931                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 932                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
 933                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
 934                         b3 = b2;
 935
 936                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
 937                     {
 938                         // There are no enemy pieces in the pawn's path! Are any of the
 939                         // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
 940                         if (b3 == EmptyBoardBB)
 941                             // No enemy attacks, huge bonus!
 942                             ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 943                         else
 944                             // OK, there are enemy attacks. Are those squares which are
 945                             // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
 946                             // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
 947                             // somewhat smaller bonus.
 948                             ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 949                     }
 950                     else
 951                     {
 952                         // There are some enemy pieces in the pawn's path. While this is
 953                         // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
 954                         // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
 955                         // also attacked by us.
 956                         if (((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
 957                             ebonus += Value(tr * 6);
 958                     }
 959                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 960                     // in the pawn's path.
 961                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 962                         ebonus += Value(tr);
 963                 }
 964             }
 965
 966             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 967             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
 968             if (b2 & rank_bb(s))
 969                 ebonus += Value(r * 20);
 970             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
 971                 ebonus += Value(r * 12);
 972
 973             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 974             // unstoppable
 975             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
 976             {
 977                 Square qsq;
 978                 int d;
 979
 980                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 981                 d =  square_distance(s, qsq)
 982                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
 983                    + (us != pos.side_to_move());
 984
 985                 if (d < 0)
 986                 {
 987                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
 988                     int blockerCount = count_1s_max_15<false>(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
 989                     mtg += blockerCount;
 990                     d += blockerCount;
 991                     if (d < 0)
 992                     {
 993                         hasUnstoppable[us] = true;
 994                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
 995                     }
 996                 }
 997             }
 998             // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
 999             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
1000             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1001             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1002             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1003             // value if the other side has a rook or queen.
1004             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1005             {
1006                 if(   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1007                    && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1008                     ebonus += ebonus / 4;
1009                 else if(pos.rooks_and_queens(them))
1010                     ebonus -= ebonus / 4;
1011             }
1012
1013             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1014             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1015             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1016         }
1017     }
1018
1019     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1020     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1021        ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1022     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1023        ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1024     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1025     {
1026         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1027         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1028         // plies until the pawn queens for both sides.
1029         movesToGo[WHITE] *= 2;
1030         movesToGo[BLACK] *= 2;
1031         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1032
1033         // If one side queens at least three plies before the other, that
1034         // side wins.
1035         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1036             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1037         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1038             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1039
1040         // We could also add some rules about the situation when one side
1041         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1042         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1043         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1044         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1045     }
1046   }
1047
1048
1049   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1050   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1051   // if it is.
1052
1053   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1054                                     EvalInfo &ei) {
1055     assert(square_is_ok(s));
1056     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1057
1058     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1059     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1060
1061     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1062         && pos.see(s, b6) < 0
1063         && pos.see(s, b8) < 0)
1064     {
1065         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1066         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1067     }
1068   }
1069
1070
1071   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1072   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1073   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1074   // only occur in Chess960 games.
1075
1076   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1077                                     EvalInfo &ei) {
1078     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1079     Square b2, b3, c3;
1080
1081     assert(Chess960);
1082     assert(square_is_ok(s));
1083     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1084
1085     if (square_file(s) == FILE_A)
1086     {
1087         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1088         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1089         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1090     }
1091     else
1092     {
1093         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1094         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1095         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1096     }
1097
1098     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1099     {
1100         Value penalty;
1101
1102         if (!pos.square_is_empty(b3))
1103             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1104         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1105             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1106         else
1107             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1108
1109         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1110         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1111     }
1112   }
1113
1114
1115   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1116   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1117   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1118   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1119   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1120   // material hash table.
1121
1122   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1123
1124     Color them = opposite_color(us);
1125
1126     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1127     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1128     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1129
1130     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1131                           & ~pos.pawns(us)
1132                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1133                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1134
1135     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1136     // pawn.
1137     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1138     if (us == WHITE)
1139     {
1140         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1141         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1142     }
1143     else
1144     {
1145         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1146         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1147     }
1148
1149     int space =  count_1s_max_15<false>(safeSquares)
1150                + count_1s_max_15<false>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1151
1152     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1153   }
1154
1155
1156   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1157
1158   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1159     return (v*w) / 0x100;
1160   }
1161
1162
1163   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1164   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1165   // ScaleFactor array.
1166
1167   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1168
1169     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1170     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1171     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1172
1173     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1174
1175     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1176     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1177   }
1178
1179
1180   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1181   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1182
1183   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1184
1185     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1186     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1187   }
1188
1189
1190   // helper used in read_weights()
1191   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1192
1193     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1194   }
1195
1196
1197   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1198   // parameters.  It is called from read_weights().
1199
1200   void init_safety() {
1201
1202     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1203     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1204     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1205     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1206     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1207     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1208     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1209
1210     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1211     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1212     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1213     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1214     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1215     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1216
1217     for (int i = 0; i < 100; i++)
1218     {
1219         if (i < b)
1220             SafetyTable[i] = Value(0);
1221         else if(quad)
1222             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1223         else if(linear)
1224             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1225     }
1226
1227     for (int i = 0; i < 100; i++)
1228     {
1229         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1230             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1231                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1232
1233         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1234             SafetyTable[i] = Value(peak);
1235     }
1236   }
1237 }