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 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 "evaluate.h"
  29 #include "material.h"
  30 #include "pawns.h"
  31 #include "scale.h"
  32 #include "thread.h"
  33 #include "ucioption.h"
  34
  35
  36 ////
  37 //// Local definitions
  38 ////
  39
  40 namespace {
  41
  42   const int Sign[2] = {1, -1};
  43
  44   // Evaluation grain size, must be a power of 2.
  45   const int GrainSize = 4;
  46
  47   // Evaluation weights
  48   int WeightMobilityMidgame      = 0x100;
  49   int WeightMobilityEndgame      = 0x100;
  50   int WeightPawnStructureMidgame = 0x100;
  51   int WeightPawnStructureEndgame = 0x100;
  52   int WeightPassedPawnsMidgame   = 0x100;
  53   int WeightPassedPawnsEndgame   = 0x100;
  54   int WeightKingSafety[2] = { 0x100, 0x100 };
  55   int WeightSpace;
  56
  57   // Internal evaluation weights.  These are applied on top of the evaluation
  58   // weights read from UCI parameters.  The purpose is to be able to change
  59   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
  60   // parameters at 100, which looks prettier.
  61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x100;
  62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x100;
  63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x100;
  64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x100;
  65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x100;
  66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x100;
  67   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x100;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x100;
  69   const int WeightSpaceInternal                = 0x30;
  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(50);
 175   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(100);
 176   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(25);
 177   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(50);
 178
 179   // Rooks on open files:
 180   const Value RookOpenFileBonus     = Value(40);
 181   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(20);
 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 for each piece type.
 233   int QueenContactCheckBonus = 4;
 234   int RookContactCheckBonus  = 2;
 235   int QueenCheckBonus        = 2;
 236   int RookCheckBonus         = 1;
 237   int BishopCheckBonus       = 1;
 238   int KnightCheckBonus       = 1;
 239   int DiscoveredCheckBonus   = 3;
 240
 241   // Scan for queen contact mates?
 242   const bool QueenContactMates = true;
 243
 244   // Bonus for having a mate threat.
 245   int MateThreatBonus = 3;
 246
 247   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 248   // king.
 249   const int InitKingDanger[64] = {
 250      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 251      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 252      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 255     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 256     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 257     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 258   };
 259
 260   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores.  It is initialized
 261   // in init_safety().
 262   Value SafetyTable[100];
 263
 264   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 265   PawnInfoTable *PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 266   MaterialInfoTable *MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 267
 268   // Sizes of pawn and material hash tables
 269   const int PawnTableSize = 16384;
 270   const int MaterialTableSize = 1024;
 271
 272   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer:
 273   uint8_t BitCount8Bit[256];
 274
 275   // Function prototypes
 276   void evaluate_knight(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 277   void evaluate_bishop(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 278   void evaluate_rook(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 279   void evaluate_queen(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 280   void evaluate_king(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 281
 282   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 283   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 284                                     EvalInfo &ei);
 285   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 286                                     EvalInfo &ei);
 287
 288   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 289   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 290   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 291
 292   int count_1s_8bit(Bitboard b);
 293
 294   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 295   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 296   void init_safety();
 297
 298 }
 299
 300
 301 ////
 302 //// Functions
 303 ////
 304
 305 /// evaluate() is the main evaluation function.  It always computes two
 306 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 307 /// between them based on the remaining material.
 308
 309 Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
 310
 311   assert(pos.is_ok());
 312   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 313
 314   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 315
 316   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 317   // position object (material + piece square tables)
 318   ei.mgValue = pos.mg_value();
 319   ei.egValue = pos.eg_value();
 320
 321   // Probe the material hash table
 322   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 323   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
 324   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
 325
 326   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 327   // configuration, call it and return
 328   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 329       return ei.mi->evaluate(pos);
 330
 331   // After get_material_info() call that modifies them
 332   ScaleFactor factor[2];
 333   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 334   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 335
 336   // Probe the pawn hash table
 337   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 338   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 339   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 340
 341   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 342   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
 343   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
 344   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 345   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 346
 347   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 348   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 349   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 350   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
 351   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 352
 353   // Evaluate pieces
 354   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 355   {
 356     // Knights
 357     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, KNIGHT); i++)
 358         evaluate_knight(pos, pos.piece_list(c, KNIGHT, i), c, ei);
 359
 360     // Bishops
 361     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, BISHOP); i++)
 362         evaluate_bishop(pos, pos.piece_list(c, BISHOP, i), c, ei);
 363
 364     // Rooks
 365     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, ROOK); i++)
 366         evaluate_rook(pos, pos.piece_list(c, ROOK, i), c, ei);
 367
 368     // Queens
 369     for(int i = 0; i < pos.piece_count(c, QUEEN); i++)
 370         evaluate_queen(pos, pos.piece_list(c, QUEEN, i), c, ei);
 371
 372     // Special pattern: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 373     Bitboard b = pos.bishops(c) & MaskA7H7[c];
 374     while (b)
 375     {
 376         Square s = pop_1st_bit(&b);
 377         evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, c, ei);
 378     }
 379
 380     // Special pattern: trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960:
 381     if (Chess960)
 382     {
 383         b = pos.bishops(c) & MaskA1H1[c];
 384         while (b)
 385         {
 386             Square s = pop_1st_bit(&b);
 387             evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, c, ei);
 388         }
 389     }
 390
 391     // Sum up all attacked squares
 392     ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
 393                           | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
 394                           | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
 395   }
 396
 397   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 398   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 399   // the king safety evaluation.
 400   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 401       evaluate_king(pos, pos.king_square(c), c, ei);
 402
 403   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 404   // because we need to know which side promotes first in positions where
 405   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 406   if (ei.pi->passed_pawns())
 407       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 408
 409   Phase phase = pos.game_phase();
 410
 411   // Middle-game specific evaluation terms
 412   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 413   {
 414     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 415     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 416         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 417
 418         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 419                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 420
 421     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 422              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 423
 424         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 425                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 426
 427     // Evaluate space for both sides
 428     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 429     {
 430         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
 431         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
 432     }
 433   }
 434
 435   // Mobility
 436   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 437   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 438
 439   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 440   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 441   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 442       && pos.opposite_colored_bishops()
 443       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 444           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 445   {
 446       ScaleFactor sf;
 447
 448       // Only the two bishops ?
 449       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 450           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 451       {
 452           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 453           // certainly a draw or at least two pawns.
 454           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 455           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 456       }
 457       else
 458           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 459           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 460            sf = ScaleFactor(50);
 461
 462       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 463           factor[WHITE] = sf;
 464       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 465           factor[BLACK] = sf;
 466   }
 467
 468   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 469   // return
 470   Color stm = pos.side_to_move();
 471
 472   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 473
 474   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 475 }
 476
 477
 478 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 479 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 480 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 481
 482 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 483
 484   assert(pos.is_ok());
 485
 486   static const
 487   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 488
 489   Value mgv = pos.mg_value();
 490   Value egv = pos.eg_value();
 491   Phase ph = pos.game_phase();
 492   Color stm = pos.side_to_move();
 493
 494   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 495 }
 496
 497
 498 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 499
 500 void init_eval(int threads) {
 501
 502   assert(threads <= THREAD_MAX);
 503
 504   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 505   {
 506     if (i >= threads)
 507     {
 508         delete PawnTable[i];
 509         delete MaterialTable[i];
 510         PawnTable[i] = NULL;
 511         MaterialTable[i] = NULL;
 512         continue;
 513     }
 514     if (!PawnTable[i])
 515         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 516     if (!MaterialTable[i])
 517         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 518   }
 519
 520   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
 521       BitCount8Bit[b] = count_1s(b);
 522 }
 523
 524
 525 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 526
 527 void quit_eval() {
 528
 529   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 530   {
 531       delete PawnTable[i];
 532       delete MaterialTable[i];
 533   }
 534 }
 535
 536
 537 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 538 /// parameters.
 539
 540 void read_weights(Color us) {
 541
 542   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 543   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 544   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 545   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 546   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 547   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 548
 549   Color them = opposite_color(us);
 550
 551   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 552   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 553   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 554
 555   init_safety();
 556 }
 557
 558
 559 namespace {
 560
 561   // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
 562
 563   int evaluate_common(const Position&p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei,
 564                        int AttackWeight, const Value* mgBonus, const Value* egBonus,
 565                        Square s = SQ_NONE, const Value* OutpostBonus = NULL) {
 566
 567     Color them = opposite_color(us);
 568
 569     // King attack
 570     if (b & ei.kingZone[us])
 571     {
 572         ei.kingAttackersCount[us]++;
 573         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight;
 574         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
 575         if (bb)
 576             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15(bb);
 577     }
 578
 579     // Mobility
 580     int mob = count_1s_max_15(b & ~p.pieces_of_color(us));
 581     ei.mgMobility += Sign[us] * mgBonus[mob];
 582     ei.egMobility += Sign[us] * egBonus[mob];
 583
 584     // Bishop and Knight outposts
 585     if (!OutpostBonus || !p.square_is_weak(s, them))
 586         return mob;
 587
 588     // Initial bonus based on square
 589     Value v, bonus;
 590     v = bonus = OutpostBonus[relative_square(us, s)];
 591
 592     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 593     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 594     if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
 595     {
 596         bonus += v / 2;
 597         if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
 598             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
 599             bonus += v;
 600     }
 601     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
 602     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
 603     return mob;
 604   }
 605
 606
 607   // evaluate_knight() assigns bonuses and penalties to a knight of a given
 608   // color on a given square.
 609
 610   void evaluate_knight(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 611
 612     Bitboard b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s);
 613     ei.attackedBy[us][KNIGHT] |= b;
 614
 615     // King attack, mobility and outposts
 616     evaluate_common(p, b, us, ei, KnightAttackWeight, MidgameKnightMobilityBonus,
 617                     EndgameKnightMobilityBonus, s, KnightOutpostBonus);
 618   }
 619
 620
 621   // evaluate_bishop() assigns bonuses and penalties to a bishop of a given
 622   // color on a given square.
 623
 624   void evaluate_bishop(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 625
 626     Bitboard b = bishop_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.queens(us));
 627     ei.attackedBy[us][BISHOP] |= b;
 628
 629     // King attack, mobility and outposts
 630     evaluate_common(p, b, us, ei, BishopAttackWeight, MidgameBishopMobilityBonus,
 631                     EndgameBishopMobilityBonus, s, BishopOutpostBonus);
 632   }
 633
 634
 635   // evaluate_rook() assigns bonuses and penalties to a rook of a given
 636   // color on a given square.
 637
 638   void evaluate_rook(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 639
 640     Bitboard b = rook_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.rooks_and_queens(us));
 641     ei.attackedBy[us][ROOK] |= b;
 642
 643     // King attack and mobility
 644     int mob = evaluate_common(p, b, us, ei, RookAttackWeight, MidgameRookMobilityBonus,
 645                               EndgameRookMobilityBonus);
 646
 647     // Rook on 7th rank
 648     Color them = opposite_color(us);
 649
 650     if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 651         && relative_rank(us, p.king_square(them)) == RANK_8)
 652     {
 653         ei.mgValue += Sign[us] * MidgameRookOn7thBonus;
 654         ei.egValue += Sign[us] * EndgameRookOn7thBonus;
 655     }
 656
 657     // Open and half-open files
 658     File f = square_file(s);
 659     if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 660     {
 661         if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
 662         {
 663             ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 664             ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 665         }
 666         else
 667         {
 668             ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 669             ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 670         }
 671     }
 672
 673     // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 674     // king has lost right to castle
 675     if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 676         return;
 677
 678     Square ksq = p.king_square(us);
 679
 680     if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 681         &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 682         && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 683     {
 684         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 685         if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
 686             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 687                                           : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 688     }
 689     else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 690              &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 691              && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 692     {
 693         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 694         if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
 695             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 696                                           : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 697     }
 698   }
 699
 700
 701   // evaluate_queen() assigns bonuses and penalties to a queen of a given
 702   // color on a given square.
 703
 704   void evaluate_queen(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 705
 706     Bitboard b = p.piece_attacks<QUEEN>(s);
 707     ei.attackedBy[us][QUEEN] |= b;
 708
 709     // King attack and mobility
 710     evaluate_common(p, b, us, ei, QueenAttackWeight, MidgameQueenMobilityBonus,
 711                     EndgameQueenMobilityBonus);
 712
 713     // Queen on 7th rank
 714     Color them = opposite_color(us);
 715
 716     if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 717         && relative_rank(us, p.king_square(them)) == RANK_8)
 718     {
 719         ei.mgValue += Sign[us] * MidgameQueenOn7thBonus;
 720         ei.egValue += Sign[us] * EndgameQueenOn7thBonus;
 721     }
 722   }
 723
 724   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
 725
 726     return b >> (num << 3);
 727   }
 728
 729   // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given
 730   // color on a given square.
 731
 732   void evaluate_king(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 733
 734     int shelter = 0, sign = Sign[us];
 735
 736     // King shelter
 737     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
 738     {
 739         Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
 740         Rank r = square_rank(s);
 741         for (int i = 1; i < 4; i++)
 742             shelter += count_1s_8bit(shiftRowsDown(pawns, r+i*sign)) * (128>>i);
 743
 744         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
 745     }
 746
 747     // King safety.  This is quite complicated, and is almost certainly far
 748     // from optimally tuned.
 749     Color them = opposite_color(us);
 750
 751     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
 752         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
 753         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 754         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
 755     {
 756       // Is it the attackers turn to move?
 757       bool sente = (them == p.side_to_move());
 758
 759       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 760       // apart from the king itself
 761       Bitboard undefended =
 762              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
 763           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
 764           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
 765           & ei.attacked_by(us, KING);
 766
 767       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
 768
 769       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 770       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 771       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 772       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 773       // quality of the pawn shelter.
 774       int attackUnits =
 775             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
 776           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
 777           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
 778
 779       // Analyse safe queen contact checks
 780       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
 781       if (b)
 782       {
 783         Bitboard attackedByOthers =
 784               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 785             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
 786
 787         b &= attackedByOthers;
 788         if (b)
 789         {
 790           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 791           // contact checks.
 792           int count = count_1s_max_15(b);
 793           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 794
 795           // Is there a mate threat?
 796           if (QueenContactMates && !p.is_check())
 797           {
 798             Bitboard escapeSquares =
 799                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
 800
 801             while (b)
 802             {
 803                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 804                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 805                 {
 806                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 807                     // is an X-ray attack through the queen.
 808                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
 809                     {
 810                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
 811                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
 812                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
 813                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
 814                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us)))
 815
 816                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
 817                     }
 818                 }
 819             }
 820           }
 821         }
 822       }
 823       // Analyse safe rook contact checks:
 824       if (RookContactCheckBonus)
 825       {
 826           b = undefended & ei.attacked_by(them, ROOK) & ~p.pieces_of_color(them);
 827           if (b)
 828           {
 829               Bitboard attackedByOthers =
 830                     ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 831                   | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, QUEEN);
 832
 833               b &= attackedByOthers;
 834               if (b)
 835               {
 836                   int count = count_1s_max_15(b);
 837                   attackUnits += (RookContactCheckBonus * count * (sente? 2 : 1));
 838               }
 839           }
 840       }
 841       // Analyse safe distance checks:
 842       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 843       {
 844           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 845
 846           // Queen checks
 847           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 848           if( b2)
 849               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 850
 851           // Rook checks
 852           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
 853           if (b2)
 854               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 855       }
 856       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 857       {
 858           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 859
 860           // Queen checks
 861           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 862           if (b2)
 863               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 864
 865           // Bishop checks
 866           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
 867           if (b2)
 868               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 869       }
 870       if (KnightCheckBonus > 0)
 871       {
 872           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 873
 874           // Knight checks
 875           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
 876           if (b2)
 877               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 878       }
 879
 880       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 881       // adding pawns later).
 882       if (DiscoveredCheckBonus)
 883       {
 884         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
 885         if (b)
 886           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
 887       }
 888
 889       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 890       // side with the mating move is the side to move, because in that
 891       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 892       // evaluation function instead.
 893       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
 894           attackUnits += MateThreatBonus;
 895
 896       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 897       // out of bounds errors:
 898       if (attackUnits < 0)
 899           attackUnits = 0;
 900
 901       if (attackUnits >= 100)
 902           attackUnits = 99;
 903
 904       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 905       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 906       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 907       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 908       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 909       // change far bigger than the value of the captured piece.
 910       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
 911
 912       ei.mgValue -= sign * v;
 913
 914       if (us == p.side_to_move())
 915           ei.futilityMargin += v;
 916     }
 917   }
 918
 919
 920   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 921
 922   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 923     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 924     int movesToGo[2] = {100, 100};
 925
 926     for(Color us = WHITE; us <= BLACK; us++) {
 927       Color them = opposite_color(us);
 928       Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 929       Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 930       Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
 931
 932       while(b) {
 933         Square s = pop_1st_bit(&b);
 934         assert(pos.piece_on(s) == pawn_of_color(us));
 935         assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 936
 937         int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 938         int tr = Max(0, r * (r-1));
 939         Square blockSq = s + pawn_push(us);
 940
 941         // Base bonus based on rank:
 942         Value mbonus = Value(20 * tr);
 943         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 944
 945         // Adjust bonus based on king proximity:
 946         ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 947         ebonus -=
 948           Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 949         ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 950
 951         // If the pawn is free to advance, increase bonus:
 952         if(pos.square_is_empty(blockSq)) {
 953
 954           b2 = squares_in_front_of(us, s);
 955           b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 956           b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 957           if((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB) {
 958             // There are no enemy pieces in the pawn's path!  Are any of the
 959             // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
 960             if(b3 == EmptyBoardBB)
 961               // No enemy attacks, huge bonus!
 962               ebonus += Value(tr * ((b2 == b4)? 17 : 15));
 963             else
 964               // OK, there are enemy attacks.  Are those squares which are
 965               // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
 966               // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
 967               // somewhat smaller bonus.
 968               ebonus += Value(tr * (((b3 & b4) == b3)? 13 : 8));
 969           }
 970           else {
 971             // There are some enemy pieces in the pawn's path.  While this is
 972             // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
 973             // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
 974             // also attacked by us.
 975             if(((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
 976               ebonus += Value(tr * 6);
 977           }
 978           // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 979           // in the pawn's path:
 980           if((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 981             ebonus += Value(tr);
 982         }
 983
 984         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus.
 985         b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
 986         if(b2 & rank_bb(s))
 987           ebonus += Value(r * 20);
 988         else if(pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
 989           ebonus += Value(r * 12);
 990
 991         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 992         // unstoppable:
 993         if(pos.non_pawn_material(them) == Value(0)) {
 994           Square qsq;
 995           int d;
 996
 997           qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 998           d = square_distance(s, qsq) - square_distance(theirKingSq, qsq)
 999             + ((us == pos.side_to_move())? 0 : 1);
1000
1001           if(d < 0) {
1002             int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
1003             int blockerCount =
1004               count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s)&pos.occupied_squares());
1005             mtg += blockerCount;
1006             d += blockerCount;
1007             if(d < 0) {
1008               hasUnstoppable[us] = true;
1009               movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
1010             }
1011           }
1012         }
1013         // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
1014         // sometimes better than other passed pawns.  It is difficult to find
1015         // good rules for determining whether they are good or bad.  For now,
1016         // we try the following:  Increase the value for rook pawns if the
1017         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1018         // value if the other side has a rook or queen.
1019         if(square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H) {
1020           if(pos.non_pawn_material(them) == KnightValueMidgame
1021              && pos.piece_count(them, KNIGHT) == 1)
1022             ebonus += ebonus / 4;
1023           else if(pos.rooks_and_queens(them))
1024             ebonus -= ebonus / 4;
1025         }
1026
1027         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1028         ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1029         ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1030       }
1031     }
1032
1033     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1034     if(hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1035       ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1036     else if(hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1037       ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1038     else if(hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE]) {
1039       // Both sides have unstoppable pawns!  Try to find out who queens
1040       // first.  We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1041       // plies until the pawn queens for both sides:
1042       movesToGo[WHITE] *= 2;
1043       movesToGo[BLACK] *= 2;
1044       movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1045
1046       // If one side queens at least three plies before the other, that
1047       // side wins:
1048       if(movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1049         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1050       else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1051         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1052
1053       // We could also add some rules about the situation when one side
1054       // queens exactly one ply before the other:  Does the first queen
1055       // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1056       // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1057       // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1058     }
1059   }
1060
1061
1062   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1063   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1064   // if it is.
1065
1066   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1067                                     EvalInfo &ei) {
1068
1069     assert(square_is_ok(s));
1070     assert(pos.piece_on(s) == bishop_of_color(us));
1071
1072     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1073     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1074
1075     if (   pos.piece_on(b6) == pawn_of_color(opposite_color(us))
1076         && pos.see(s, b6) < 0
1077         && pos.see(s, b8) < 0)
1078     {
1079         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1080         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1081     }
1082   }
1083
1084
1085   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1086   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1087   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1088   // only occur in Chess960 games.
1089
1090   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1091                                     EvalInfo &ei) {
1092     Piece pawn = pawn_of_color(us);
1093     Square b2, b3, c3;
1094
1095     assert(Chess960);
1096     assert(square_is_ok(s));
1097     assert(pos.piece_on(s) == bishop_of_color(us));
1098
1099     if(square_file(s) == FILE_A) {
1100       b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1101       b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1102       c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1103     }
1104     else {
1105       b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1106       b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1107       c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1108     }
1109
1110     if(pos.piece_on(b2) == pawn) {
1111       Value penalty;
1112
1113       if(!pos.square_is_empty(b3))
1114         penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1115       else if(pos.piece_on(c3) == pawn)
1116         penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1117       else
1118         penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1119
1120       ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1121       ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1122     }
1123
1124   }
1125
1126
1127   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1128   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1129   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1130   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1131   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1132   // material hash table.
1133
1134   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1135
1136     Color them = opposite_color(us);
1137
1138     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1139     // SpaceMask[us].  A square is unsafe it is attacked by an enemy
1140     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1141
1142     Bitboard safeSquares =
1143       SpaceMask[us] & ~pos.pawns(us) & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1144       & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1145
1146     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1147     // pawn.
1148     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1149     if(us == WHITE) {
1150       behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1151       behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1152     }
1153     else {
1154       behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1155       behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1156     }
1157
1158     int space =
1159       count_1s_max_15(safeSquares)
1160       + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1161
1162     ei.mgValue += Sign[us] *
1163       apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1164   }
1165
1166
1167   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1168
1169   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1170     return (v*w) / 0x100;
1171   }
1172
1173
1174   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1175   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1176   // ScaleFactor array.
1177
1178   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1179
1180     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1181     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1182     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1183
1184     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1185
1186     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1187     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1188   }
1189
1190
1191   // count_1s_8bit() counts the number of nonzero bits in the 8 least
1192   // significant bits of a Bitboard. This function is used by the king
1193   // shield evaluation.
1194
1195   int count_1s_8bit(Bitboard b) {
1196     return int(BitCount8Bit[b & 0xFF]);
1197   }
1198
1199
1200   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1201   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1202
1203   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1204     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1205     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1206   }
1207
1208
1209   // helper used in read_weights()
1210   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1211
1212     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1213   }
1214
1215
1216   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1217   // parameters.  It is called from read_weights().
1218
1219   void init_safety() {
1220
1221     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1222     RookContactCheckBonus  = get_option_value_int("Rook Contact Check Bonus");
1223     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1224     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1225     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1226     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1227     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1228     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1229
1230     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1231     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1232     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1233     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1234     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1235     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1236
1237     for (int i = 0; i < 100; i++)
1238     {
1239         if (i < b)
1240             SafetyTable[i] = Value(0);
1241         else if(quad)
1242             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1243         else if(linear)
1244             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1245     }
1246
1247     for (int i = 0; i < 100; i++)
1248     {
1249         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1250             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1251                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1252
1253         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1254             SafetyTable[i] = Value(peak);
1255     }
1256   }
1257
1258 }