Endgame's apply() method can be 'const'
[stockfish] / src / evaluate.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27
28 #include "bitcount.h"
29 #include "evaluate.h"
30 #include "material.h"
31 #include "pawns.h"
32 #include "scale.h"
33 #include "thread.h"
34 #include "ucioption.h"
35
36
37 ////
38 //// Local definitions
39 ////
40
41 namespace {
42
43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
44
45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
46   const int GrainSize = 8;
47
48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
49   Score WeightMobility, WeightPawnStructure;
50   Score WeightPassedPawns, WeightSpace;
51   Score WeightKingSafety[2];
52
53   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
54   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
55   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
56   // parameters at 100, which looks prettier.
57   //
58   // Values modified by Joona Kiiski
59   const Score WeightMobilityInternal      = make_score(248, 271);
60   const Score WeightPawnStructureInternal = make_score(233, 201);
61   const Score WeightPassedPawnsInternal   = make_score(252, 259);
62   const Score WeightSpaceInternal         = make_score( 46,   0);
63   const Score WeightKingSafetyInternal    = make_score(247,   0);
64   const Score WeightKingOppSafetyInternal = make_score(259,   0);
65
66   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
67
68   typedef Value V;
69   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
70
71   CACHE_LINE_ALIGNMENT
72
73   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
74   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
75   const Score KnightMobilityBonus[16] = {
76     S(-38,-33), S(-25,-23), S(-12,-13), S( 0,-3),
77     S( 12,  7), S( 25, 17), S( 31, 22), S(38, 27), S(38, 27)
78   };
79
80   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
81   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
82   // queens are also included.
83   const Score BishopMobilityBonus[16] = {
84     S(-25,-30), S(-11,-16), S( 3, -2), S(17, 12),
85     S( 31, 26), S( 45, 40), S(57, 52), S(65, 60),
86     S( 71, 65), S( 74, 69), S(76, 71), S(78, 73),
87     S( 79, 74), S( 80, 75), S(81, 76), S(81, 76)
88   };
89
90   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
91   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
92   // queens and rooks are also included.
93   const Score RookMobilityBonus[16] = {
94     S(-20,-36), S(-14,-19), S(-8, -3), S(-2, 13),
95     S(  4, 29), S( 10, 46), S(14, 62), S(19, 79),
96     S( 23, 95), S( 26,106), S(27,111), S(28,114),
97     S( 29,116), S( 30,117), S(31,118), S(32,118)
98   };
99
100   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
101   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
102   const Score QueenMobilityBonus[32] = {
103     S(-10,-18), S(-8,-13), S(-6, -7), S(-3, -2), S(-1,  3), S( 1,  8),
104     S(  3, 13), S( 5, 19), S( 8, 23), S(10, 27), S(12, 32), S(15, 34),
105     S( 16, 35), S(17, 35), S(18, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
106     S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
107     S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
108     S( 20, 35), S(20, 35)
109   };
110
111   // Pointers table to access mobility tables through piece type
112   const Score* MobilityBonus[8] = { 0, 0, KnightMobilityBonus, BishopMobilityBonus,
113                                     RookMobilityBonus, QueenMobilityBonus, 0, 0 };
114
115   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
116   // point of view).
117   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
118   //  A     B     C     D     E     F     G     H
119     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
120     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
121     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
122     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
123     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
124     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
125     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
126     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
127   };
128
129   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
130   //  A     B     C     D     E     F     G     H
131     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
132     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
133     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
134     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
135     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
136     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
137     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
138     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
139   };
140
141   // ThreatBonus[][] contains bonus according to which piece type
142   // attacks which one.
143   #define Z S(0, 0)
144
145   const Score ThreatBonus[8][8] = {
146       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
147       { Z, S(18,37),       Z, S(37,47), S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // KNIGHT attacks
148       { Z, S(18,37), S(37,47),       Z, S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // BISHOP attacks
149       { Z, S( 9,27), S(27,47), S(27,47),       Z, S(37,47), Z, Z }, // ROOK attacks
150       { Z, S(27,37), S(27,37), S(27,37), S(27,37),       Z, Z, Z }, // QUEEN attacks
151       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
152       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
153       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }  // not used
154   };
155
156   // ThreatedByPawnPenalty[] contains a penalty according to which piece
157   // type is attacked by an enemy pawn.
158   const Score ThreatedByPawnPenalty[8] = {
159     Z, Z, S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118), Z, Z
160   };
161
162   #undef Z
163   #undef S
164
165   // Bonus for unstoppable passed pawns
166   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
167
168   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
169   const Score RookOn7thBonus  = make_score(47, 98);
170   const Score QueenOn7thBonus = make_score(27, 54);
171
172   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
173   const Score RookOpenFileBonus = make_score(43, 43);
174   const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 19);
175
176   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
177   // right to castle.
178   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
179
180   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
181   // enemy pawns.
182   const Score TrappedBishopA7H7Penalty = make_score(300, 300);
183
184   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
185   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
186     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
187     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
188   };
189
190   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
191   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
192   // happen in Chess960 games.
193   const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(100, 100);
194
195   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
196   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
197     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
198     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
199   };
200
201   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
202   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
203   // based on how many squares inside this area are safe and available for
204   // friendly minor pieces.
205   const Bitboard SpaceMask[2] = {
206     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
207     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
208     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
209     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
210     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
211     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
212   };
213
214   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
215   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
216   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
217   /// as an index to SafetyTable[].
218
219   // Attack weights for each piece type and table indexed on piece type
220   const int QueenAttackWeight  = 5;
221   const int RookAttackWeight   = 3;
222   const int BishopAttackWeight = 2;
223   const int KnightAttackWeight = 2;
224
225   const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
226
227   // Bonuses for safe checks
228   const int QueenContactCheckBonus = 3;
229   const int DiscoveredCheckBonus   = 3;
230   const int QueenCheckBonus        = 2; 
231   const int RookCheckBonus         = 1;
232   const int BishopCheckBonus       = 1; 
233   const int KnightCheckBonus       = 1;
234
235   // Scan for queen contact mates?
236   const bool QueenContactMates = true;
237
238   // Bonus for having a mate threat
239   const int MateThreatBonus = 3;
240
241   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
242   // king.
243   const int InitKingDanger[64] = {
244      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
245      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
246      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
247     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
248     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
249     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
252   };
253
254   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
255   // in init_safety().
256   Value SafetyTable[100];
257
258   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id.
259   // Note that they will be initialized at 0 being global variables.
260   MaterialInfoTable* MaterialTable[MAX_THREADS];
261   PawnInfoTable* PawnTable[MAX_THREADS];
262
263   // Sizes of pawn and material hash tables
264   const int PawnTableSize = 16384;
265   const int MaterialTableSize = 1024;
266
267   // Function prototypes
268   template<bool HasPopCnt>
269   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
270
271   template<Color Us, bool HasPopCnt>
272   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
273
274   template<Color Us, bool HasPopCnt>
275   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
276
277   template<Color Us>
278   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
279
280   template<Color Us, bool HasPopCnt>
281   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
282
283   void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
284   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
285   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
286   inline Score apply_weight(Score v, Score weight);
287   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
288   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
289   void init_safety();
290 }
291
292
293 ////
294 //// Functions
295 ////
296
297 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
298 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
299 /// between them based on the remaining material.
300 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
301
302     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
303                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
304 }
305
306 namespace {
307
308 template<bool HasPopCnt>
309 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
310
311   Bitboard b;
312   ScaleFactor factor[2];
313
314   assert(pos.is_ok());
315   assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
316   assert(!pos.is_check());
317
318   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
319
320   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
321   // position object (material + piece square tables)
322   ei.value = pos.value();
323
324   // Probe the material hash table
325   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
326   ei.value += ei.mi->material_value();
327
328   // If we have a specialized evaluation function for the current material
329   // configuration, call it and return
330   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
331       return ei.mi->evaluate(pos);
332
333   // After get_material_info() call that modifies them
334   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
335   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
336
337   // Probe the pawn hash table
338   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
339   ei.value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), WeightPawnStructure);
340
341   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
342   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
343   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<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] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
349   b = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
350   if (b)
351       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
352
353   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
354   b = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
355   if (b)
356       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
357
358   // Evaluate pieces
359   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
360   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
361
362   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
363   // because we need complete attack information for all pieces when computing
364   // the king safety evaluation.
365   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
366   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
367
368   // Evaluate tactical threats, we need full attack info including king
369   evaluate_threats<WHITE>(pos, ei);
370   evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
371
372   // Evaluate passed pawns, we need full attack info including king
373   evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei);
374   evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei);
375
376   // If one side has only a king, check whether exsists any unstoppable passed pawn
377   if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
378       evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei);
379
380   Phase phase = ei.mi->game_phase();
381
382   // Middle-game specific evaluation terms
383   if (phase > PHASE_ENDGAME)
384   {
385     // Pawn storms in positions with opposite castling
386     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
387         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
388
389         ei.value += make_score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
390
391     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
392              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
393
394         ei.value += make_score(ei.pi->kingside_storm_value(WHITE) - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK), 0);
395
396     // Evaluate space for both sides
397     if (ei.mi->space_weight() > 0)
398     {
399         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
400         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
401     }
402   }
403
404   // Mobility
405   ei.value += apply_weight(ei.mobility, WeightMobility);
406
407   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
408   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
409   if (   phase < PHASE_MIDGAME
410       && pos.opposite_colored_bishops()
411       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) > Value(0))
412           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) < Value(0))))
413   {
414       ScaleFactor sf;
415
416       // Only the two bishops ?
417       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
418           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
419       {
420           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
421           // certainly a draw or at least two pawns.
422           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
423           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
424       }
425       else
426           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
427           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
428            sf = ScaleFactor(50);
429
430       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
431           factor[WHITE] = sf;
432       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
433           factor[BLACK] = sf;
434   }
435
436   // Interpolate between the middle game and the endgame score
437   Color stm = pos.side_to_move();
438
439   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.value, phase, factor);
440
441   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
442 }
443
444 } // namespace
445
446 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
447
448 void init_eval(int threads) {
449
450   assert(threads <= MAX_THREADS);
451
452   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
453   {
454     if (i >= threads)
455     {
456         delete PawnTable[i];
457         delete MaterialTable[i];
458         PawnTable[i] = NULL;
459         MaterialTable[i] = NULL;
460         continue;
461     }
462     if (!PawnTable[i])
463         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
464     if (!MaterialTable[i])
465         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
466   }
467 }
468
469
470 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
471
472 void quit_eval() {
473
474   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
475   {
476       delete PawnTable[i];
477       delete MaterialTable[i];
478       PawnTable[i] = NULL;
479       MaterialTable[i] = NULL;
480   }
481 }
482
483
484 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
485
486 void read_weights(Color us) {
487
488   Color them = opposite_color(us);
489
490   WeightMobility         = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightMobilityInternal);
491   WeightPawnStructure    = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureInternal);
492   WeightPassedPawns      = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsInternal);
493   WeightSpace            = weight_option("Space", "Space", WeightSpaceInternal);
494   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
495   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
496
497   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
498   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
499   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
500   {
501       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
502       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
503   }
504   init_safety();
505 }
506
507
508 namespace {
509
510   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
511
512   template<PieceType Piece, Color Us>
513   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
514
515     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
516
517     // Initial bonus based on square
518     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
519                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
520
521     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
522     // no minor piece which can exchange the outpost piece
523     if (bonus && bit_is_set(ei.attackedBy[Us][PAWN], s))
524     {
525         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
526             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
527             bonus += bonus + bonus / 2;
528         else
529             bonus += bonus / 2;
530     }
531     ei.value += Sign[Us] * make_score(bonus, bonus);
532   }
533
534
535   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
536
537   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
538   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Bitboard no_mob_area) {
539
540     Bitboard b;
541     Square s, ksq;
542     int mob;
543     File f;
544
545     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
546     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
547
548     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
549     {
550         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
551         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
552             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
553         else if (Piece == BISHOP)
554             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
555         else if (Piece == ROOK)
556             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
557         else
558             assert(false);
559
560         // Update attack info
561         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
562
563         // King attacks
564         if (b & ei.kingZone[Us])
565         {
566             ei.kingAttackersCount[Us]++;
567             ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
568             Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
569             if (bb)
570                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
571         }
572
573         // Mobility
574         mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b & no_mob_area)
575                               : count_1s<HasPopCnt>(b & no_mob_area));
576
577         ei.mobility += Sign[Us] * MobilityBonus[Piece][mob];
578
579         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
580         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
581         if (bit_is_set(ei.attackedBy[Them][PAWN], s))
582             ei.value -= Sign[Us] * ThreatedByPawnPenalty[Piece];
583
584         // Bishop and knight outposts squares
585         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
586             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
587
588         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
589         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
590         if (Piece == BISHOP)
591         {
592             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
593                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
594
595             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
596                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
597         }
598
599         // Queen or rook on 7th rank
600         if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
601             && relative_rank(Us, s) == RANK_7
602             && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
603         {
604             ei.value += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
605         }
606
607         // Special extra evaluation for rooks
608         if (Piece == ROOK)
609         {
610             // Open and half-open files
611             f = square_file(s);
612             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
613             {
614                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
615                     ei.value += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
616                 else
617                     ei.value += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
618             }
619
620             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
621             // king has lost right to castle.
622             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
623                 continue;
624
625             ksq = pos.king_square(Us);
626
627             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
628                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
629                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
630             {
631                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
632                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
633                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
634                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
635             }
636             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
637                      &&  square_file(s) < square_file(ksq)
638                      && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
639             {
640                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
641                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
642                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
643                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
644             }
645         }
646     }
647   }
648
649
650   // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
651   // and the type of attacked one.
652
653   template<Color Us>
654   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
655
656     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
657
658     Bitboard b;
659     Score bonus = make_score(0, 0);
660
661     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
662     Bitboard weakEnemies =  pos.pieces_of_color(Them)
663                           & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
664                           & ei.attackedBy[Us][0];
665     if (!weakEnemies)
666         return;
667
668     // Add bonus according to type of attacked enemy pieces and to the
669     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
670     // considered because are already special handled in king evaluation.
671     for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
672     {
673         b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
674         if (b)
675             for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
676                 if (b & pos.pieces(pt2))
677                     bonus += ThreatBonus[pt1][pt2];
678     }
679     ei.value += Sign[Us] * bonus;
680   }
681
682
683   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
684   // pieces of a given color.
685
686   template<Color Us, bool HasPopCnt>
687   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
688
689     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
690
691     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
692     const Bitboard no_mob_area = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
693
694     evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
695     evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
696     evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
697     evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
698
699     // Sum up all attacked squares
700     ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
701                            | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
702                            | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
703   }
704
705
706   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
707
708   template<Color Us, bool HasPopCnt>
709   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
710
711     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
712
713     Bitboard undefended, attackedByOthers, escapeSquares, occ, b, b2, safe;
714     Square from, to;
715     bool sente;
716     int attackUnits, count, shelter = 0;
717     const Square s = pos.king_square(Us);
718
719     // King shelter
720     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
721     {
722         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
723         ei.value += Sign[Us] * make_score(shelter, 0);
724     }
725
726     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
727     // from optimally tuned.
728     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
729         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
730         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
731         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
732     {
733       // Is it the attackers turn to move?
734       sente = (Them == pos.side_to_move());
735
736       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
737       // apart from the king itself
738       undefended = ei.attacked_by(Them) & ei.attacked_by(Us, KING);
739       undefended &= ~(  ei.attacked_by(Us, PAWN)   | ei.attacked_by(Us, KNIGHT)
740                       | ei.attacked_by(Us, BISHOP) | ei.attacked_by(Us, ROOK)
741                       | ei.attacked_by(Us, QUEEN));
742
743       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
744       // index to the SafetyTable[] array. The initial value is based on the
745       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
746       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
747       // quality of the pawn shelter.
748       attackUnits =  Min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
749                    + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended))
750                    + InitKingDanger[relative_square(Us, s)]
751                    - (shelter >> 5);
752
753       // Analyse safe queen contact checks
754       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
755       if (b)
756       {
757         attackedByOthers =  ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
758                           | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
759
760         b &= attackedByOthers;
761
762         // Squares attacked by the queen and supported by another enemy piece and
763         // not defended by other pieces but our king.
764         if (b)
765         {
766             // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
767             // contact checks.
768             count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
769             attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
770
771             // Is there a mate threat?
772             if (QueenContactMates && !pos.is_check())
773             {
774                 escapeSquares = pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
775                 occ = pos.occupied_squares();
776                 while (b)
777                 {
778                     to = pop_1st_bit(&b);
779
780                     // Do we have escape squares from queen contact check attack ?
781                     if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
782                     {
783                         // We have a mate, unless the queen is pinned or there
784                         // is an X-ray attack through the queen.
785                         for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
786                         {
787                             from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
788                             if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
789                                 && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
790                                 && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
791                                 && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
792
793                                 // Set the mate threat move
794                                 ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
795                         }
796                     }
797                 }
798             }
799         }
800       }
801
802       // Analyse safe distance checks
803       safe = ~(pos.pieces_of_color(Them) | ei.attacked_by(Us));
804
805       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
806       {
807           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & safe;
808
809           // Queen checks
810           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
811           if (b2)
812               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
813
814           // Rook checks
815           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
816           if (b2)
817               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
818       }
819       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
820       {
821           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & safe;
822
823           // Queen checks
824           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
825           if (b2)
826               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
827
828           // Bishop checks
829           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
830           if (b2)
831               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
832       }
833       if (KnightCheckBonus > 0)
834       {
835           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & safe;
836
837           // Knight checks
838           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
839           if (b2)
840               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
841       }
842
843       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
844       // adding pawns later).
845       if (DiscoveredCheckBonus)
846       {
847           b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
848           if (b)
849               attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
850       }
851
852       // Has a mate threat been found? We don't do anything here if the
853       // side with the mating move is the side to move, because in that
854       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
855       // evaluation function instead.
856       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
857           attackUnits += MateThreatBonus;
858
859       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
860       // out of bounds errors.
861       attackUnits = Min(99, Max(0, attackUnits));
862
863       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
864       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin. The
865       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
866       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
867       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
868       // change far bigger than the value of the captured piece.
869       Score v = apply_weight(make_score(SafetyTable[attackUnits], 0), WeightKingSafety[Us]);
870       ei.value -= Sign[Us] * v;
871       ei.futilityMargin[Us] += mg_value(v);
872     }
873   }
874
875
876   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
877
878   template<Color Us>
879   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
880
881     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
882
883     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(Us);
884
885     while (b)
886     {
887         Square s = pop_1st_bit(&b);
888
889         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
890         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
891
892         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
893         int tr = Max(0, r * (r - 1));
894
895         // Base bonus based on rank
896         Value mbonus = Value(20 * tr);
897         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
898
899         // Adjust bonus based on king proximity
900         if (tr)
901         {
902             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
903
904             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 3 * tr);
905             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
906             ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 6 * tr);
907
908             // If the pawn is free to advance, increase bonus
909             if (pos.square_is_empty(blockSq))
910             {
911                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
912                 Bitboard b2 = squares_in_front_of(Us, s);
913
914                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
915
916                 // Squares attacked by us
917                 Bitboard b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
918
919                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
920                 Bitboard b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
921
922                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
923                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
924                 if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
925                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
926                     b3 = b2;
927
928                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
929                 if (b3 == EmptyBoardBB)
930                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
931                     // Even bigger if we protect the pawn's path
932                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
933                 else
934                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
935                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
936                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
937                     // if no, somewhat smaller bonus.
938                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
939
940                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
941                 // in the pawn's path.
942                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
943                     ebonus += Value(tr);
944             }
945         } // tr != 0
946
947         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
948         Bitboard b1 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
949         if (b1 & rank_bb(s))
950             ebonus += Value(r * 20);
951         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b1)
952             ebonus += Value(r * 12);
953
954         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
955         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
956         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
957         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
958         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
959         // value if the other side has a rook or queen.
960         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
961         {
962             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
963                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
964                 ebonus += ebonus / 4;
965             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
966                 ebonus -= ebonus / 4;
967         }
968
969         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
970         ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), WeightPassedPawns);
971
972     } // while
973   }
974
975
976   // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides
977
978   void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
979
980     int movesToGo[2] = {0, 0};
981     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
982
983     for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
984     {
985         // Skip evaluation if other side has non-pawn pieces
986         if (pos.non_pawn_material(opposite_color(c)))
987             continue;
988
989         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(c);
990
991         while (b)
992         {
993             Square s = pop_1st_bit(&b);
994             Square queeningSquare = relative_square(c, make_square(square_file(s), RANK_8));
995             int d =  square_distance(s, queeningSquare)
996                    - square_distance(pos.king_square(opposite_color(c)), queeningSquare)
997                    + int(c != pos.side_to_move());
998
999             if (d < 0)
1000             {
1001                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(c, s);
1002                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(c, s) & pos.occupied_squares());
1003                 mtg += blockerCount;
1004                 d += blockerCount;
1005                 if (d < 0 && (!movesToGo[c] || movesToGo[c] > mtg))
1006                 {
1007                     movesToGo[c] = mtg;
1008                     pawnToGo[c] = s;
1009                 }
1010             }
1011         }
1012     }
1013
1014     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
1015     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
1016         return;
1017
1018     // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
1019     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
1020     {
1021         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
1022         ei.value += make_score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide])));
1023     }
1024     else
1025     {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1026         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1027         // plies until the pawn queens for both sides.
1028         movesToGo[WHITE] *= 2;
1029         movesToGo[BLACK] *= 2;
1030         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1031
1032         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
1033         Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
1034
1035         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
1036         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
1037             ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1038
1039         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
1040         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
1041         // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
1042         // consider only free paths to queen for both pawns.
1043         else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
1044                  && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
1045         {
1046             assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
1047
1048             Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
1049             Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
1050
1051             Bitboard b = pos.occupied_squares();
1052             clear_bit(&b, pawnToGo[winnerSide]);
1053             clear_bit(&b, pawnToGo[loserSide]);
1054             b = queen_attacks_bb(winnerQSq, b);
1055
1056             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
1057                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
1058                 ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1059         }
1060     }
1061   }
1062
1063
1064   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1065   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1066   // if it is.
1067
1068   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1069
1070     assert(square_is_ok(s));
1071     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1072
1073     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1074     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1075
1076     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1077         && pos.see(s, b6) < 0
1078         && pos.see(s, b8) < 0)
1079     {
1080         ei.value -= 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, EvalInfo& ei) {
1091
1092     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1093     Square b2, b3, c3;
1094
1095     assert(Chess960);
1096     assert(square_is_ok(s));
1097     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1098
1099     if (square_file(s) == FILE_A)
1100     {
1101         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1102         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1103         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1104     }
1105     else
1106     {
1107         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1108         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1109         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1110     }
1111
1112     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1113     {
1114         Score penalty;
1115
1116         if (!pos.square_is_empty(b3))
1117             penalty = 2 * TrappedBishopA1H1Penalty;
1118         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1119             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1120         else
1121             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1122
1123         ei.value -= Sign[us] * penalty;
1124     }
1125   }
1126
1127
1128   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1129   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1130   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1131   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1132   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1133   // material hash table.
1134   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1135   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1136
1137     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1138
1139     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1140     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1141     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1142
1143     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1144                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1145                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1146                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1147
1148     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1149     // pawn.
1150     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1151     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1152     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1153
1154     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1155                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1156
1157     ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(space * ei.mi->space_weight(), 0), WeightSpace);
1158   }
1159
1160
1161   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value trying to prevent overflow
1162
1163   inline Score apply_weight(Score v, Score w) {
1164       return make_score((int(mg_value(v)) * mg_value(w)) / 0x100, (int(eg_value(v)) * eg_value(w)) / 0x100);
1165   }
1166
1167
1168   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1169   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1170   // ScaleFactor array.
1171
1172   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1173
1174     assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1175     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1176     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1177
1178     Value ev = apply_scale_factor(eg_value(v), sf[(eg_value(v) > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1179
1180     int result = (mg_value(v) * ph + ev * (128 - ph)) / 128;
1181     return Value(result & ~(GrainSize - 1));
1182   }
1183
1184
1185   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1186   // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
1187
1188   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
1189
1190     Score uciWeight = make_score(get_option_value_int(mgOpt), get_option_value_int(egOpt));
1191
1192     // Convert to integer to prevent overflow
1193     int mg = mg_value(uciWeight);
1194     int eg = eg_value(uciWeight);
1195
1196     mg = (mg * 0x100) / 100;
1197     eg = (eg * 0x100) / 100;
1198     mg = (mg * mg_value(internalWeight)) / 0x100;
1199     eg = (eg * eg_value(internalWeight)) / 0x100;
1200     return make_score(mg, eg);
1201   }
1202
1203   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1204   // parameters.  It is called from read_weights().
1205
1206   void init_safety() {
1207
1208     int maxSlope = 30;
1209     int peak     = 0x500;
1210     double a     = 0.4;
1211     double b     = 0.0;
1212
1213     for (int i = 0; i < 100; i++)
1214     {
1215         if (i < b)
1216             SafetyTable[i] = Value(0);
1217         else
1218             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1219     }
1220
1221     for (int i = 1; i < 100; i++)
1222     {
1223         if (SafetyTable[i] - SafetyTable[i - 1] > maxSlope)
1224             SafetyTable[i] = SafetyTable[i - 1] + Value(maxSlope);
1225
1226         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1227             SafetyTable[i] = Value(peak);
1228     }
1229   }
1230 }