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           = 0x110;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x110;
  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 = 3;
 234   int QueenCheckBonus        = 2;
 235   int RookCheckBonus         = 1;
 236   int BishopCheckBonus       = 1;
 237   int KnightCheckBonus       = 1;
 238   int DiscoveredCheckBonus   = 3;
 239
 240   // Scan for queen contact mates?
 241   const bool QueenContactMates = true;
 242
 243   // Bonus for having a mate threat.
 244   int MateThreatBonus = 3;
 245
 246   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 247   // king.
 248   const int InitKingDanger[64] = {
 249      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 250      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 251      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 255     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 256     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 257   };
 258
 259   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores.  It is initialized
 260   // in init_safety().
 261   Value SafetyTable[100];
 262
 263   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 264   PawnInfoTable *PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 265   MaterialInfoTable *MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 266
 267   // Sizes of pawn and material hash tables
 268   const int PawnTableSize = 16384;
 269   const int MaterialTableSize = 1024;
 270
 271   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer:
 272   uint8_t BitCount8Bit[256];
 273
 274   // Function prototypes
 275   void evaluate_knight(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 276   void evaluate_bishop(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 277   void evaluate_rook(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 278   void evaluate_queen(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 279   void evaluate_king(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 280
 281   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 282   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 283                                     EvalInfo &ei);
 284   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 285                                     EvalInfo &ei);
 286
 287   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 288   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 289   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 290
 291   int count_1s_8bit(Bitboard b);
 292
 293   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 294   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 295   void init_safety();
 296
 297 }
 298
 299
 300 ////
 301 //// Functions
 302 ////
 303
 304 /// evaluate() is the main evaluation function.  It always computes two
 305 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 306 /// between them based on the remaining material.
 307
 308 Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
 309
 310   assert(pos.is_ok());
 311   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 312
 313   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 314
 315   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 316   // position object (material + piece square tables)
 317   ei.mgValue = pos.mg_value();
 318   ei.egValue = pos.eg_value();
 319
 320   // Probe the material hash table
 321   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 322   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
 323   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
 324
 325   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 326   // configuration, call it and return
 327   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 328       return ei.mi->evaluate(pos);
 329
 330   // After get_material_info() call that modifies them
 331   ScaleFactor factor[2];
 332   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 333   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 334
 335   // Probe the pawn hash table
 336   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 337   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 338   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 339
 340   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 341   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
 342   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
 343   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 344   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 345
 346   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 347   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 348   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 349   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
 350   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 351
 352   // Evaluate pieces
 353   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 354   {
 355     // Knights
 356     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, KNIGHT); i++)
 357         evaluate_knight(pos, pos.piece_list(c, KNIGHT, i), c, ei);
 358
 359     // Bishops
 360     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, BISHOP); i++)
 361         evaluate_bishop(pos, pos.piece_list(c, BISHOP, i), c, ei);
 362
 363     // Rooks
 364     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, ROOK); i++)
 365         evaluate_rook(pos, pos.piece_list(c, ROOK, i), c, ei);
 366
 367     // Queens
 368     for(int i = 0; i < pos.piece_count(c, QUEEN); i++)
 369         evaluate_queen(pos, pos.piece_list(c, QUEEN, i), c, ei);
 370
 371     // Special pattern: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 372     Bitboard b = pos.bishops(c) & MaskA7H7[c];
 373     while (b)
 374     {
 375         Square s = pop_1st_bit(&b);
 376         evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, c, ei);
 377     }
 378
 379     // Special pattern: trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960:
 380     if (Chess960)
 381     {
 382         b = pos.bishops(c) & MaskA1H1[c];
 383         while (b)
 384         {
 385             Square s = pop_1st_bit(&b);
 386             evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, c, ei);
 387         }
 388     }
 389
 390     // Sum up all attacked squares
 391     ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
 392                           | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
 393                           | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
 394   }
 395
 396   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 397   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 398   // the king safety evaluation.
 399   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 400       evaluate_king(pos, pos.king_square(c), c, ei);
 401
 402   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 403   // because we need to know which side promotes first in positions where
 404   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 405   if (ei.pi->passed_pawns())
 406       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 407
 408   Phase phase = pos.game_phase();
 409
 410   // Middle-game specific evaluation terms
 411   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 412   {
 413     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 414     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 415         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 416
 417         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 418                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 419
 420     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 421              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 422
 423         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 424                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 425
 426     // Evaluate space for both sides
 427     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 428     {
 429         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
 430         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
 431     }
 432   }
 433
 434   // Mobility
 435   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 436   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 437
 438   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 439   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 440   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 441       && pos.opposite_colored_bishops()
 442       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 443           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 444   {
 445       ScaleFactor sf;
 446
 447       // Only the two bishops ?
 448       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 449           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 450       {
 451           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 452           // certainly a draw or at least two pawns.
 453           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 454           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 455       }
 456       else
 457           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 458           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 459            sf = ScaleFactor(50);
 460
 461       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 462           factor[WHITE] = sf;
 463       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 464           factor[BLACK] = sf;
 465   }
 466
 467   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 468   // return
 469   Color stm = pos.side_to_move();
 470
 471   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 472
 473   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 474 }
 475
 476
 477 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 478 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 479 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 480
 481 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 482
 483   assert(pos.is_ok());
 484
 485   static const
 486   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 487
 488   Value mgv = pos.mg_value();
 489   Value egv = pos.eg_value();
 490   Phase ph = pos.game_phase();
 491   Color stm = pos.side_to_move();
 492
 493   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 494 }
 495
 496
 497 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 498
 499 void init_eval(int threads) {
 500
 501   assert(threads <= THREAD_MAX);
 502
 503   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 504   {
 505     if (i >= threads)
 506     {
 507         delete PawnTable[i];
 508         delete MaterialTable[i];
 509         PawnTable[i] = NULL;
 510         MaterialTable[i] = NULL;
 511         continue;
 512     }
 513     if (!PawnTable[i])
 514         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 515     if (!MaterialTable[i])
 516         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 517   }
 518
 519   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
 520       BitCount8Bit[b] = count_1s(b);
 521 }
 522
 523
 524 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 525
 526 void quit_eval() {
 527
 528   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 529   {
 530       delete PawnTable[i];
 531       delete MaterialTable[i];
 532   }
 533 }
 534
 535
 536 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 537 /// parameters.
 538
 539 void read_weights(Color us) {
 540
 541   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 542   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 543   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 544   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 545   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 546   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 547
 548   Color them = opposite_color(us);
 549
 550   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 551   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 552   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 553
 554   init_safety();
 555 }
 556
 557
 558 namespace {
 559
 560   // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
 561
 562   template<PieceType Piece>
 563   int evaluate_common(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei, Square s = SQ_NONE) {
 564
 565     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 566     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 567     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 568     static const Value* OutpostBonus[] = { 0, 0, KnightOutpostBonus, BishopOutpostBonus, 0, 0 };
 569
 570     Color them = opposite_color(us);
 571
 572     // Update attack info
 573     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
 574
 575     // King attack
 576     if (b & ei.kingZone[us])
 577     {
 578         ei.kingAttackersCount[us]++;
 579         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
 580         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
 581         if (bb)
 582             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15(bb);
 583     }
 584
 585     // Remove squares protected by enemy pawns
 586     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
 587
 588     // Mobility
 589     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15(bb & ~p.pieces_of_color(us))
 590                               : count_1s(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
 591
 592     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
 593     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
 594
 595     // Bishop and Knight outposts
 596     if (  (Piece != BISHOP && Piece != KNIGHT) // compile time condition
 597         || !p.square_is_weak(s, them))
 598         return mob;
 599
 600     // Initial bonus based on square
 601     Value v, bonus;
 602     v = bonus = OutpostBonus[Piece][relative_square(us, s)];
 603
 604     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 605     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 606     if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
 607     {
 608         bonus += v / 2;
 609         if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
 610             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
 611             bonus += v;
 612     }
 613     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
 614     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
 615     return mob;
 616   }
 617
 618
 619   // evaluate_knight() assigns bonuses and penalties to a knight of a given
 620   // color on a given square.
 621
 622   void evaluate_knight(const Position& p, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
 623
 624     // Attacks, mobility and outposts
 625     evaluate_common<KNIGHT>(p, p.piece_attacks<KNIGHT>(s), us, ei, s);
 626   }
 627
 628
 629   // evaluate_bishop() assigns bonuses and penalties to a bishop of a given
 630   // color on a given square.
 631
 632   void evaluate_bishop(const Position& p, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
 633
 634     Bitboard b = bishop_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.queens(us));
 635
 636     // Attacks, mobility and outposts
 637     evaluate_common<BISHOP>(p, b, us, ei, s);
 638   }
 639
 640
 641   // evaluate_rook() assigns bonuses and penalties to a rook of a given
 642   // color on a given square.
 643
 644   void evaluate_rook(const Position& p, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
 645
 646     Bitboard b = rook_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.rooks_and_queens(us));
 647
 648     // Attacks and mobility
 649     int mob = evaluate_common<ROOK>(p, b, us, ei);
 650
 651     // Rook on 7th rank
 652     Color them = opposite_color(us);
 653
 654     if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 655         && relative_rank(us, p.king_square(them)) == RANK_8)
 656     {
 657         ei.mgValue += Sign[us] * MidgameRookOn7thBonus;
 658         ei.egValue += Sign[us] * EndgameRookOn7thBonus;
 659     }
 660
 661     // Open and half-open files
 662     File f = square_file(s);
 663     if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 664     {
 665         if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
 666         {
 667             ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 668             ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 669         }
 670         else
 671         {
 672             ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 673             ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 674         }
 675     }
 676
 677     // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 678     // king has lost right to castle
 679     if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 680         return;
 681
 682     Square ksq = p.king_square(us);
 683
 684     if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 685         &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 686         && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 687     {
 688         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 689         if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
 690             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 691                                           : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 692     }
 693     else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 694              &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 695              && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 696     {
 697         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 698         if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
 699             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 700                                           : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 701     }
 702   }
 703
 704
 705   // evaluate_queen() assigns bonuses and penalties to a queen of a given
 706   // color on a given square.
 707
 708   void evaluate_queen(const Position& p, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
 709
 710     // Attacks and mobility
 711     evaluate_common<QUEEN>(p, p.piece_attacks<QUEEN>(s), us, ei);
 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
 824       // Analyse safe distance checks
 825       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 826       {
 827           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 828
 829           // Queen checks
 830           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 831           if( b2)
 832               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 833
 834           // Rook checks
 835           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
 836           if (b2)
 837               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 838       }
 839       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 840       {
 841           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 842
 843           // Queen checks
 844           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 845           if (b2)
 846               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 847
 848           // Bishop checks
 849           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
 850           if (b2)
 851               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 852       }
 853       if (KnightCheckBonus > 0)
 854       {
 855           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 856
 857           // Knight checks
 858           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
 859           if (b2)
 860               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 861       }
 862
 863       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 864       // adding pawns later).
 865       if (DiscoveredCheckBonus)
 866       {
 867         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
 868         if (b)
 869           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
 870       }
 871
 872       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 873       // side with the mating move is the side to move, because in that
 874       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 875       // evaluation function instead.
 876       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
 877           attackUnits += MateThreatBonus;
 878
 879       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 880       // out of bounds errors:
 881       if (attackUnits < 0)
 882           attackUnits = 0;
 883
 884       if (attackUnits >= 100)
 885           attackUnits = 99;
 886
 887       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 888       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 889       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 890       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 891       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 892       // change far bigger than the value of the captured piece.
 893       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
 894
 895       ei.mgValue -= sign * v;
 896
 897       if (us == p.side_to_move())
 898           ei.futilityMargin += v;
 899     }
 900   }
 901
 902
 903   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 904
 905   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 906
 907     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 908     int movesToGo[2] = {100, 100};
 909
 910     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
 911     {
 912         Color them = opposite_color(us);
 913         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 914         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 915         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
 916
 917         while (b)
 918         {
 919             Square s = pop_1st_bit(&b);
 920
 921             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
 922             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 923
 924             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 925             int tr = Max(0, r * (r - 1));
 926             Square blockSq = s + pawn_push(us);
 927
 928             // Base bonus based on rank
 929             Value mbonus = Value(20 * tr);
 930             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 931
 932             // Adjust bonus based on king proximity
 933             if (tr != 0)
 934             {
 935                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 936                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 937                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 938
 939                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
 940                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
 941                 {
 942                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
 943                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 944                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 945
 946                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 947                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 948                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
 949                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
 950                         b3 = b2;
 951
 952                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
 953                     {
 954                         // There are no enemy pieces in the pawn's path! Are any of the
 955                         // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
 956                         if (b3 == EmptyBoardBB)
 957                             // No enemy attacks, huge bonus!
 958                             ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 959                         else
 960                             // OK, there are enemy attacks. Are those squares which are
 961                             // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
 962                             // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
 963                             // somewhat smaller bonus.
 964                             ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 965                     }
 966                     else
 967                     {
 968                         // There are some enemy pieces in the pawn's path. While this is
 969                         // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
 970                         // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
 971                         // also attacked by us.
 972                         if (((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
 973                             ebonus += Value(tr * 6);
 974                     }
 975                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 976                     // in the pawn's path.
 977                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 978                         ebonus += Value(tr);
 979                 }
 980             }
 981
 982             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 983             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
 984             if (b2 & rank_bb(s))
 985                 ebonus += Value(r * 20);
 986             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
 987                 ebonus += Value(r * 12);
 988
 989             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 990             // unstoppable
 991             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
 992             {
 993                 Square qsq;
 994                 int d;
 995
 996                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 997                 d =  square_distance(s, qsq)
 998                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
 999                    + (us != pos.side_to_move());
1000
1001                 if (d < 0)
1002                 {
1003                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
1004                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
1005                     mtg += blockerCount;
1006                     d += blockerCount;
1007                     if (d < 0)
1008                     {
1009                         hasUnstoppable[us] = true;
1010                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
1011                     }
1012                 }
1013             }
1014             // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
1015             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
1016             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1017             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1018             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1019             // value if the other side has a rook or queen.
1020             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1021             {
1022                 if(   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1023                    && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1024                     ebonus += ebonus / 4;
1025                 else if(pos.rooks_and_queens(them))
1026                     ebonus -= ebonus / 4;
1027             }
1028
1029             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1030             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1031             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1032         }
1033     }
1034
1035     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1036     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1037        ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1038     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1039        ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1040     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1041     {
1042         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1043         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1044         // plies until the pawn queens for both sides.
1045         movesToGo[WHITE] *= 2;
1046         movesToGo[BLACK] *= 2;
1047         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1048
1049         // If one side queens at least three plies before the other, that
1050         // side wins.
1051         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1052             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1053         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1054             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1055
1056         // We could also add some rules about the situation when one side
1057         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1058         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1059         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1060         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1061     }
1062   }
1063
1064
1065   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1066   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1067   // if it is.
1068
1069   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1070                                     EvalInfo &ei) {
1071     assert(square_is_ok(s));
1072     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1073
1074     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1075     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1076
1077     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1078         && pos.see(s, b6) < 0
1079         && pos.see(s, b8) < 0)
1080     {
1081         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1082         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1083     }
1084   }
1085
1086
1087   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1088   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1089   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1090   // only occur in Chess960 games.
1091
1092   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1093                                     EvalInfo &ei) {
1094     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1095     Square b2, b3, c3;
1096
1097     assert(Chess960);
1098     assert(square_is_ok(s));
1099     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1100
1101     if (square_file(s) == FILE_A)
1102     {
1103         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1104         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1105         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1106     }
1107     else
1108     {
1109         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1110         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1111         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1112     }
1113
1114     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1115     {
1116         Value penalty;
1117
1118         if (!pos.square_is_empty(b3))
1119             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1120         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1121             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1122         else
1123             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1124
1125         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1126         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1127     }
1128   }
1129
1130
1131   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1132   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1133   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1134   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1135   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1136   // material hash table.
1137
1138   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1139
1140     Color them = opposite_color(us);
1141
1142     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1143     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1144     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1145
1146     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1147                           & ~pos.pawns(us)
1148                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1149                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1150
1151     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1152     // pawn.
1153     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1154     if (us == WHITE)
1155     {
1156         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1157         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1158     }
1159     else
1160     {
1161         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1162         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1163     }
1164
1165     int space =  count_1s_max_15(safeSquares)
1166                + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1167
1168     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1169   }
1170
1171
1172   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1173
1174   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1175     return (v*w) / 0x100;
1176   }
1177
1178
1179   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1180   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1181   // ScaleFactor array.
1182
1183   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1184
1185     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1186     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1187     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1188
1189     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1190
1191     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1192     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1193   }
1194
1195
1196   // count_1s_8bit() counts the number of nonzero bits in the 8 least
1197   // significant bits of a Bitboard. This function is used by the king
1198   // shield evaluation.
1199
1200   int count_1s_8bit(Bitboard b) {
1201     return int(BitCount8Bit[b & 0xFF]);
1202   }
1203
1204
1205   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1206   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1207
1208   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1209
1210     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1211     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1212   }
1213
1214
1215   // helper used in read_weights()
1216   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1217
1218     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1219   }
1220
1221
1222   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1223   // parameters.  It is called from read_weights().
1224
1225   void init_safety() {
1226
1227     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1228     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1229     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1230     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1231     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1232     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1233     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1234
1235     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1236     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1237     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1238     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1239     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1240     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1241
1242     for (int i = 0; i < 100; i++)
1243     {
1244         if (i < b)
1245             SafetyTable[i] = Value(0);
1246         else if(quad)
1247             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1248         else if(linear)
1249             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1250     }
1251
1252     for (int i = 0; i < 100; i++)
1253     {
1254         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1255             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1256                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1257
1258         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1259             SafetyTable[i] = Value(peak);
1260     }
1261   }
1262 }