Enable refuation table
[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) 2008-2013 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 #include <cassert>
21 #include <iomanip>
22 #include <sstream>
23 #include <algorithm>
24
25 #include "bitcount.h"
26 #include "evaluate.h"
27 #include "material.h"
28 #include "pawns.h"
29 #include "thread.h"
30 #include "ucioption.h"
31
32 namespace {
33
34   // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
35   // by the evaluation functions.
36   struct EvalInfo {
37
38     // Pointers to material and pawn hash table entries
39     Material::Entry* mi;
40     Pawns::Entry* pi;
41
42     // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
43     // attacked by a given color and piece type, attackedBy[color][ALL_PIECES]
44     // contains all squares attacked by the given color.
45     Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
46
47     // kingRing[color] is the zone around the king which is considered
48     // by the king safety evaluation. This consists of the squares directly
49     // adjacent to the king, and the three (or two, for a king on an edge file)
50     // squares two ranks in front of the king. For instance, if black's king
51     // is on g8, kingRing[BLACK] is a bitboard containing the squares f8, h8,
52     // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
53     Bitboard kingRing[COLOR_NB];
54
55     // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
56     // which attack a square in the kingRing of the enemy king.
57     int kingAttackersCount[COLOR_NB];
58
59     // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weight" of the pieces of the
60     // given color which attack a square in the kingRing of the enemy king. The
61     // weights of the individual piece types are given by the variables
62     // QueenAttackWeight, RookAttackWeight, BishopAttackWeight and
63     // KnightAttackWeight in evaluate.cpp
64     int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
65
66     // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks to squares
67     // directly adjacent to the king of the given color. Pieces which attack
68     // more than one square are counted multiple times. For instance, if black's
69     // king is on g8 and there's a white knight on g5, this knight adds
70     // 2 to kingAdjacentZoneAttacksCount[BLACK].
71     int kingAdjacentZoneAttacksCount[COLOR_NB];
72   };
73
74   // Evaluation grain size, must be a power of 2
75   const int GrainSize = 8;
76
77   // Evaluation weights, initialized from UCI options
78   enum { Mobility, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
79   Score Weights[6];
80
81   typedef Value V;
82   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
83
84   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
85   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
86   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
87   // parameters at 100, which looks prettier.
88   //
89   // Values modified by Joona Kiiski
90   const Score WeightsInternal[] = {
91       S(289, 344), S(221, 273), S(46, 0), S(271, 0), S(307, 0)
92   };
93
94   // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains mobility bonuses for middle and
95   // end game, indexed by piece type and number of attacked squares not occupied
96   // by friendly pieces.
97   const Score MobilityBonus[][32] = {
98      {}, {},
99      { S(-38,-33), S(-25,-23), S(-12,-13), S( 0, -3), S(12,  7), S(25, 17), // Knights
100        S( 31, 22), S( 38, 27), S( 38, 27) },
101      { S(-25,-30), S(-11,-16), S(  3, -2), S(17, 12), S(31, 26), S(45, 40), // Bishops
102        S( 57, 52), S( 65, 60), S( 71, 65), S(74, 69), S(76, 71), S(78, 73),
103        S( 79, 74), S( 80, 75), S( 81, 76), S(81, 76) },
104      { S(-20,-36), S(-14,-19), S( -8, -3), S(-2, 13), S( 4, 29), S(10, 46), // Rooks
105        S( 14, 62), S( 19, 79), S( 23, 95), S(26,106), S(27,111), S(28,114),
106        S( 29,116), S( 30,117), S( 31,118), S(32,118) },
107      { S(-10,-18), S( -8,-13), S( -6, -7), S(-3, -2), S(-1,  3), S( 1,  8), // Queens
108        S(  3, 13), S(  5, 19), S(  8, 23), S(10, 27), S(12, 32), S(15, 34),
109        S( 16, 35), S( 17, 35), S( 18, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
110        S( 20, 35), S( 20, 35), S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
111        S( 20, 35), S( 20, 35), S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
112        S( 20, 35), S( 20, 35) }
113   };
114
115   // OutpostBonus[PieceType][Square] contains outpost bonuses of knights and
116   // bishops, indexed by piece type and square (from white's point of view).
117   const Value OutpostBonus[][SQUARE_NB] = {
118   {
119   //  A     B     C     D     E     F     G     H
120     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // Knights
121     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0),
122     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0),
123     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0),
124     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0),
125     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0) },
126   {
127     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // Bishops
128     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0),
129     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0),
130     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0),
131     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0),
132     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0) }
133   };
134
135   // ThreatBonus[attacking][attacked] contains threat bonuses according to
136   // which piece type attacks which one.
137   const Score ThreatBonus[][PIECE_TYPE_NB] = {
138     {}, {},
139     { S(0, 0), S( 7, 39), S( 0,  0), S(24, 49), S(41,100), S(41,100) }, // KNIGHT
140     { S(0, 0), S( 7, 39), S(24, 49), S( 0,  0), S(41,100), S(41,100) }, // BISHOP
141     { S(0, 0), S( 0, 22), S(15, 49), S(15, 49), S( 0,  0), S(24, 49) }, // ROOK
142     { S(0, 0), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S( 0,  0) }  // QUEEN
143   };
144
145   // ThreatenedByPawnPenalty[PieceType] contains a penalty according to which
146   // piece type is attacked by an enemy pawn.
147   const Score ThreatenedByPawnPenalty[] = {
148     S(0, 0), S(0, 0), S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118)
149   };
150
151   #undef S
152
153   const Score Tempo = make_score(24, 11);
154
155   const Score BishopPinBonus         = make_score(66, 11);
156   const Score RookOn7thBonus         = make_score(11, 20);
157   const Score QueenOn7thBonus        = make_score( 3,  8);
158   const Score RookOnPawnBonus        = make_score(10, 28);
159   const Score QueenOnPawnBonus       = make_score( 4, 20);
160   const Score RookOpenFileBonus      = make_score(43, 21);
161   const Score RookHalfOpenFileBonus  = make_score(19, 10);
162   const Score BishopPawnsPenalty     = make_score(8, 12);
163   const Score UndefendedMinorPenalty = make_score(25, 10);
164   const Score TrappedRookPenalty     = make_score(90, 0);
165
166   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
167   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
168   // happen in Chess960 games.
169   const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(50, 50);
170
171   // The SpaceMask[Color] contains the area of the board which is considered
172   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
173   // based on how many squares inside this area are safe and available for
174   // friendly minor pieces.
175   const Bitboard SpaceMask[] = {
176     (1ULL << SQ_C2) | (1ULL << SQ_D2) | (1ULL << SQ_E2) | (1ULL << SQ_F2) |
177     (1ULL << SQ_C3) | (1ULL << SQ_D3) | (1ULL << SQ_E3) | (1ULL << SQ_F3) |
178     (1ULL << SQ_C4) | (1ULL << SQ_D4) | (1ULL << SQ_E4) | (1ULL << SQ_F4),
179     (1ULL << SQ_C7) | (1ULL << SQ_D7) | (1ULL << SQ_E7) | (1ULL << SQ_F7) |
180     (1ULL << SQ_C6) | (1ULL << SQ_D6) | (1ULL << SQ_E6) | (1ULL << SQ_F6) |
181     (1ULL << SQ_C5) | (1ULL << SQ_D5) | (1ULL << SQ_E5) | (1ULL << SQ_F5)
182   };
183
184   // King danger constants and variables. The king danger scores are taken
185   // from the KingDangerTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
186   // the strength of the enemy attack are added up into an integer, which
187   // is used as an index to KingDangerTable[].
188   //
189   // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
190   const int KingAttackWeights[] = { 0, 0, 2, 2, 3, 5 };
191
192   // Bonuses for enemy's safe checks
193   const int QueenContactCheckBonus = 6;
194   const int RookContactCheckBonus  = 4;
195   const int QueenCheckBonus        = 3;
196   const int RookCheckBonus         = 2;
197   const int BishopCheckBonus       = 1;
198   const int KnightCheckBonus       = 1;
199
200   // InitKingDanger[Square] contains penalties based on the position of the
201   // defending king, indexed by king's square (from white's point of view).
202   const int InitKingDanger[] = {
203      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
204      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
205      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
206     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
207     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
208     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
209     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
210     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
211   };
212
213   // KingDangerTable[Color][attackUnits] contains the actual king danger
214   // weighted scores, indexed by color and by a calculated integer number.
215   Score KingDangerTable[COLOR_NB][128];
216
217   // TracedTerms[Color][PieceType || TracedType] contains a breakdown of the
218   // evaluation terms, used when tracing.
219   Score TracedScores[COLOR_NB][16];
220   std::stringstream TraceStream;
221
222   enum TracedType {
223     PST = 8, IMBALANCE = 9, MOBILITY = 10, THREAT = 11,
224     PASSED = 12, UNSTOPPABLE = 13, SPACE = 14, TOTAL = 15
225   };
226
227   // Function prototypes
228   template<bool Trace>
229   Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin);
230
231   template<Color Us>
232   void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei);
233
234   template<Color Us, bool Trace>
235   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
236
237   template<Color Us, bool Trace>
238   Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]);
239
240   template<Color Us>
241   Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
242
243   template<Color Us>
244   int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
245
246   template<Color Us>
247   Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
248
249   Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
250
251   Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf);
252   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
253   double to_cp(Value v);
254   void trace_add(int idx, Score term_w, Score term_b = SCORE_ZERO);
255   void trace_row(const char* name, int idx);
256 }
257
258
259 namespace Eval {
260
261   /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
262   /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
263   /// between them based on the remaining material.
264
265   Value evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
266     return do_evaluate<false>(pos, margin);
267   }
268
269
270   /// init() computes evaluation weights from the corresponding UCI parameters
271   /// and setup king tables.
272
273   void init() {
274
275     Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
276     Weights[PassedPawns]    = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
277     Weights[Space]          = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
278     Weights[KingDangerUs]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightsInternal[KingDangerUs]);
279     Weights[KingDangerThem] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightsInternal[KingDangerThem]);
280
281     const int MaxSlope = 30;
282     const int Peak = 1280;
283
284     for (int t = 0, i = 1; i < 100; i++)
285     {
286         t = std::min(Peak, std::min(int(0.4 * i * i), t + MaxSlope));
287
288         KingDangerTable[1][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerUs]);
289         KingDangerTable[0][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerThem]);
290     }
291   }
292
293
294   /// trace() is like evaluate() but instead of a value returns a string suitable
295   /// to be print on stdout with the detailed descriptions and values of each
296   /// evaluation term. Used mainly for debugging.
297
298   std::string trace(const Position& pos) {
299
300     Value margin;
301     std::string totals;
302
303     Search::RootColor = pos.side_to_move();
304
305     TraceStream.str("");
306     TraceStream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
307     memset(TracedScores, 0, 2 * 16 * sizeof(Score));
308
309     do_evaluate<true>(pos, margin);
310
311     totals = TraceStream.str();
312     TraceStream.str("");
313
314     TraceStream << std::setw(21) << "Eval term " << "|    White    |    Black    |     Total     \n"
315                 <<             "                     |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG     EG   \n"
316                 <<             "---------------------+-------------+-------------+---------------\n";
317
318     trace_row("Material, PST, Tempo", PST);
319     trace_row("Material imbalance", IMBALANCE);
320     trace_row("Pawns", PAWN);
321     trace_row("Knights", KNIGHT);
322     trace_row("Bishops", BISHOP);
323     trace_row("Rooks", ROOK);
324     trace_row("Queens", QUEEN);
325     trace_row("Mobility", MOBILITY);
326     trace_row("King safety", KING);
327     trace_row("Threats", THREAT);
328     trace_row("Passed pawns", PASSED);
329     trace_row("Unstoppable pawns", UNSTOPPABLE);
330     trace_row("Space", SPACE);
331
332     TraceStream <<             "---------------------+-------------+-------------+---------------\n";
333     trace_row("Total", TOTAL);
334     TraceStream << totals;
335
336     return TraceStream.str();
337   }
338
339 } // namespace Eval
340
341
342 namespace {
343
344 template<bool Trace>
345 Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
346
347   assert(!pos.checkers());
348
349   EvalInfo ei;
350   Value margins[COLOR_NB];
351   Score score, mobilityWhite, mobilityBlack;
352   Thread* th = pos.this_thread();
353
354   // margins[] store the uncertainty estimation of position's evaluation
355   // that typically is used by the search for pruning decisions.
356   margins[WHITE] = margins[BLACK] = VALUE_ZERO;
357
358   // Initialize score by reading the incrementally updated scores included
359   // in the position object (material + piece square tables) and adding
360   // Tempo bonus. Score is computed from the point of view of white.
361   score = pos.psq_score() + (pos.side_to_move() == WHITE ? Tempo : -Tempo);
362
363   // Probe the material hash table
364   ei.mi = Material::probe(pos, th->materialTable, th->endgames);
365   score += ei.mi->material_value();
366
367   // If we have a specialized evaluation function for the current material
368   // configuration, call it and return.
369   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
370   {
371       margin = VALUE_ZERO;
372       return ei.mi->evaluate(pos);
373   }
374
375   // Probe the pawn hash table
376   ei.pi = Pawns::probe(pos, th->pawnsTable);
377   score += ei.pi->pawns_value();
378
379   // Initialize attack and king safety bitboards
380   init_eval_info<WHITE>(pos, ei);
381   init_eval_info<BLACK>(pos, ei);
382
383   // Evaluate pieces and mobility
384   score +=  evaluate_pieces_of_color<WHITE, Trace>(pos, ei, mobilityWhite)
385           - evaluate_pieces_of_color<BLACK, Trace>(pos, ei, mobilityBlack);
386
387   score += apply_weight(mobilityWhite - mobilityBlack, Weights[Mobility]);
388
389   // Evaluate kings after all other pieces because we need complete attack
390   // information when computing the king safety evaluation.
391   score +=  evaluate_king<WHITE, Trace>(pos, ei, margins)
392           - evaluate_king<BLACK, Trace>(pos, ei, margins);
393
394   // Evaluate tactical threats, we need full attack information including king
395   score +=  evaluate_threats<WHITE>(pos, ei)
396           - evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
397
398   // Evaluate passed pawns, we need full attack information including king
399   score +=  evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei)
400           - evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei);
401
402   // If one side has only a king, check whether exists any unstoppable passed pawn
403   if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
404       score += evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei);
405
406   // Evaluate space for both sides, only in middle-game.
407   if (ei.mi->space_weight())
408   {
409       int s = evaluate_space<WHITE>(pos, ei) - evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
410       score += apply_weight(make_score(s * ei.mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
411   }
412
413   // Scale winning side if position is more drawish that what it appears
414   ScaleFactor sf = eg_value(score) > VALUE_DRAW ? ei.mi->scale_factor(pos, WHITE)
415                                                 : ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
416
417   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
418   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those.
419   if (   ei.mi->game_phase() < PHASE_MIDGAME
420       && pos.opposite_bishops()
421       && sf == SCALE_FACTOR_NORMAL)
422   {
423       // Only the two bishops ?
424       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
425           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
426       {
427           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
428           // certainly a draw or at least two pawns.
429           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
430           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
431       }
432       else
433           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
434           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
435            sf = ScaleFactor(50);
436   }
437
438   margin = margins[pos.side_to_move()];
439   Value v = interpolate(score, ei.mi->game_phase(), sf);
440
441   // In case of tracing add all single evaluation contributions for both white and black
442   if (Trace)
443   {
444       trace_add(PST, pos.psq_score());
445       trace_add(IMBALANCE, ei.mi->material_value());
446       trace_add(PAWN, ei.pi->pawns_value());
447       trace_add(MOBILITY, apply_weight(mobilityWhite, Weights[Mobility]), apply_weight(mobilityBlack, Weights[Mobility]));
448       trace_add(THREAT, evaluate_threats<WHITE>(pos, ei), evaluate_threats<BLACK>(pos, ei));
449       trace_add(PASSED, evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei), evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei));
450       trace_add(UNSTOPPABLE, evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei));
451       Score w = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<WHITE>(pos, ei), 0);
452       Score b = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<BLACK>(pos, ei), 0);
453       trace_add(SPACE, apply_weight(w, Weights[Space]), apply_weight(b, Weights[Space]));
454       trace_add(TOTAL, score);
455       TraceStream << "\nUncertainty margin: White: " << to_cp(margins[WHITE])
456                   << ", Black: " << to_cp(margins[BLACK])
457                   << "\nScaling: " << std::noshowpos
458                   << std::setw(6) << 100.0 * ei.mi->game_phase() / 128.0 << "% MG, "
459                   << std::setw(6) << 100.0 * (1.0 - ei.mi->game_phase() / 128.0) << "% * "
460                   << std::setw(6) << (100.0 * sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL << "% EG.\n"
461                   << "Total evaluation: " << to_cp(v);
462   }
463
464   return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
465 }
466
467
468   // init_eval_info() initializes king bitboards for given color adding
469   // pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
470
471   template<Color Us>
472   void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
473
474     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
475
476     Bitboard b = ei.attackedBy[Them][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(Them));
477     ei.attackedBy[Us][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(Us);
478
479     // Init king safety tables only if we are going to use them
480     if (   pos.piece_count(Us, QUEEN)
481         && pos.non_pawn_material(Us) > QueenValueMg + PawnValueMg)
482     {
483         ei.kingRing[Them] = (b | (Us == WHITE ? b >> 8 : b << 8));
484         b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
485         ei.kingAttackersCount[Us] = b ? popcount<Max15>(b) / 2 : 0;
486         ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
487     } else
488         ei.kingRing[Them] = ei.kingAttackersCount[Us] = 0;
489   }
490
491
492   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
493
494   template<PieceType Piece, Color Us>
495   Score evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
496
497     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
498
499     assert (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT);
500
501     // Initial bonus based on square
502     Value bonus = OutpostBonus[Piece == BISHOP][relative_square(Us, s)];
503
504     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
505     // no minor piece which can exchange the outpost piece.
506     if (bonus && (ei.attackedBy[Us][PAWN] & s))
507     {
508         if (   !pos.pieces(Them, KNIGHT)
509             && !(same_color_squares(s) & pos.pieces(Them, BISHOP)))
510             bonus += bonus + bonus / 2;
511         else
512             bonus += bonus / 2;
513     }
514     return make_score(bonus, bonus);
515   }
516
517
518   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
519
520   template<PieceType Piece, Color Us, bool Trace>
521   Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
522
523     Bitboard b;
524     Square s;
525     Score score = SCORE_ZERO;
526
527     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
528     const Square* pl = pos.piece_list(Us, Piece);
529
530     ei.attackedBy[Us][Piece] = 0;
531
532     while ((s = *pl++) != SQ_NONE)
533     {
534         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
535         b = Piece == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN))
536           : Piece ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
537                             : pos.attacks_from<Piece>(s);
538
539         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
540
541         if (b & ei.kingRing[Them])
542         {
543             ei.kingAttackersCount[Us]++;
544             ei.kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Piece];
545             Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
546             if (bb)
547                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount<Max15>(bb);
548         }
549
550         int mob = popcount<Piece == QUEEN ? Full : Max15>(b & mobilityArea);
551         mobility += MobilityBonus[Piece][mob];
552
553         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
554         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
555         if (ei.attackedBy[Them][PAWN] & s)
556             score -= ThreatenedByPawnPenalty[Piece];
557
558         // Otherwise give a bonus if we are a bishop and can pin a piece or can
559         // give a discovered check through an x-ray attack.
560         else if (    Piece == BISHOP
561                  && (PseudoAttacks[Piece][pos.king_square(Them)] & s)
562                  && !more_than_one(BetweenBB[s][pos.king_square(Them)] & pos.pieces()))
563                  score += BishopPinBonus;
564
565         // Penalty for bishop with same coloured pawns
566         if (Piece == BISHOP)
567             score -= BishopPawnsPenalty * ei.pi->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
568
569         // Bishop and knight outposts squares
570         if (    (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT)
571             && !(pos.pieces(Them, PAWN) & attack_span_mask(Us, s)))
572             score += evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
573
574         if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
575             && relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
576         {
577             // Major piece on 7th rank and enemy king trapped on 8th
578             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
579                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
580                 score += Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus;
581
582             // Major piece attacking enemy pawns on the same rank
583             Bitboard pawns = pos.pieces(Them, PAWN) & rank_bb(s);
584             if (pawns)
585                 score += popcount<Max15>(pawns) * (Piece == ROOK ? RookOnPawnBonus : QueenOnPawnBonus);
586         }
587
588         // Special extra evaluation for rooks
589         if (Piece == ROOK)
590         {
591             // Give a bonus for a rook on a open or half-open file
592             if (ei.pi->half_open(Us, file_of(s)))
593                 score += ei.pi->half_open(Them, file_of(s)) ? RookOpenFileBonus
594                                                             : RookHalfOpenFileBonus;
595             if (mob > 6 || ei.pi->half_open(Us, file_of(s)))
596                 continue;
597
598             Square ksq = pos.king_square(Us);
599
600             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
601             // king has lost right to castle.
602             if (   ((file_of(ksq) < FILE_E) == (file_of(s) < file_of(ksq)))
603                 && rank_of(ksq) == rank_of(s)
604                 && relative_rank(Us, ksq) == RANK_1
605                 && !ei.pi->half_open_on_side(Us, file_of(ksq), file_of(ksq) < FILE_E))
606                 score -= (TrappedRookPenalty - make_score(mob * 8, 0)) * (pos.can_castle(Us) ? 1 : 2);
607         }
608
609         // An important Chess960 pattern: A cornered bishop blocked by a friendly
610         // pawn diagonally in front of it is a very serious problem, especially
611         // when that pawn is also blocked.
612         if (   Piece == BISHOP
613             && pos.is_chess960()
614             && (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1)))
615         {
616             const enum Piece P = make_piece(Us, PAWN);
617             Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
618             if (pos.piece_on(s + d) == P)
619                 score -= !pos.is_empty(s + d + pawn_push(Us)) ? TrappedBishopA1H1Penalty * 4
620                         : pos.piece_on(s + d + d) == P        ? TrappedBishopA1H1Penalty * 2
621                                                               : TrappedBishopA1H1Penalty;
622         }
623     }
624
625     if (Trace)
626         TracedScores[Us][Piece] = score;
627
628     return score;
629   }
630
631
632   // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
633   // and the type of attacked one.
634
635   template<Color Us>
636   Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
637
638     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
639
640     Bitboard b, undefendedMinors, weakEnemies;
641     Score score = SCORE_ZERO;
642
643     // Undefended minors get penalized even if not under attack
644     undefendedMinors =  pos.pieces(Them, BISHOP, KNIGHT)
645                       & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
646
647     if (undefendedMinors)
648         score += UndefendedMinorPenalty;
649
650     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
651     weakEnemies =  pos.pieces(Them)
652                  & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
653                  & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
654
655     if (!weakEnemies)
656         return score;
657
658     // Add bonus according to type of attacked enemy piece and to the
659     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
660     // considered because are already handled in king evaluation.
661     for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
662     {
663         b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
664         if (b)
665             for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
666                 if (b & pos.pieces(pt2))
667                     score += ThreatBonus[pt1][pt2];
668     }
669     return score;
670   }
671
672
673   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
674   // pieces of a given color.
675
676   template<Color Us, bool Trace>
677   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility) {
678
679     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
680
681     Score score = mobility = SCORE_ZERO;
682
683     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
684     const Bitboard mobilityArea = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces(Us, PAWN, KING));
685
686     score += evaluate_pieces<KNIGHT, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
687     score += evaluate_pieces<BISHOP, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
688     score += evaluate_pieces<ROOK,   Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
689     score += evaluate_pieces<QUEEN,  Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
690
691     // Sum up all attacked squares
692     ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
693                                     | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
694                                     | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
695     return score;
696   }
697
698
699   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
700
701   template<Color Us, bool Trace>
702   Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]) {
703
704     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
705
706     Bitboard undefended, b, b1, b2, safe;
707     int attackUnits;
708     const Square ksq = pos.king_square(Us);
709
710     // King shelter and enemy pawns storm
711     Score score = ei.pi->king_safety<Us>(pos, ksq);
712
713     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
714     // from optimally tuned.
715     if (   ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
716         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
717     {
718         // Find the attacked squares around the king which has no defenders
719         // apart from the king itself
720         undefended = ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] & ei.attackedBy[Us][KING];
721         undefended &= ~(  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
722                         | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
723                         | ei.attackedBy[Us][QUEEN]);
724
725         // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
726         // index to the KingDangerTable[] array. The initial value is based on
727         // the number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
728         // attacked and undefended squares around our king, the square of the
729         // king, and the quality of the pawn shelter.
730         attackUnits =  std::min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
731                      + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + popcount<Max15>(undefended))
732                      + InitKingDanger[relative_square(Us, ksq)]
733                      - mg_value(score) / 32;
734
735         // Analyse enemy's safe queen contact checks. First find undefended
736         // squares around the king attacked by enemy queen...
737         b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces(Them);
738         if (b)
739         {
740             // ...then remove squares not supported by another enemy piece
741             b &= (  ei.attackedBy[Them][PAWN]   | ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
742                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][ROOK]);
743             if (b)
744                 attackUnits +=  QueenContactCheckBonus
745                               * popcount<Max15>(b)
746                               * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
747         }
748
749         // Analyse enemy's safe rook contact checks. First find undefended
750         // squares around the king attacked by enemy rooks...
751         b = undefended & ei.attackedBy[Them][ROOK] & ~pos.pieces(Them);
752
753         // Consider only squares where the enemy rook gives check
754         b &= PseudoAttacks[ROOK][ksq];
755
756         if (b)
757         {
758             // ...then remove squares not supported by another enemy piece
759             b &= (  ei.attackedBy[Them][PAWN]   | ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
760                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][QUEEN]);
761             if (b)
762                 attackUnits +=  RookContactCheckBonus
763                               * popcount<Max15>(b)
764                               * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
765         }
766
767         // Analyse enemy's safe distance checks for sliders and knights
768         safe = ~(pos.pieces(Them) | ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
769
770         b1 = pos.attacks_from<ROOK>(ksq) & safe;
771         b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq) & safe;
772
773         // Enemy queen safe checks
774         b = (b1 | b2) & ei.attackedBy[Them][QUEEN];
775         if (b)
776             attackUnits += QueenCheckBonus * popcount<Max15>(b);
777
778         // Enemy rooks safe checks
779         b = b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK];
780         if (b)
781             attackUnits += RookCheckBonus * popcount<Max15>(b);
782
783         // Enemy bishops safe checks
784         b = b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP];
785         if (b)
786             attackUnits += BishopCheckBonus * popcount<Max15>(b);
787
788         // Enemy knights safe checks
789         b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attackedBy[Them][KNIGHT] & safe;
790         if (b)
791             attackUnits += KnightCheckBonus * popcount<Max15>(b);
792
793         // To index KingDangerTable[] attackUnits must be in [0, 99] range
794         attackUnits = std::min(99, std::max(0, attackUnits));
795
796         // Finally, extract the king danger score from the KingDangerTable[]
797         // array and subtract the score from evaluation. Set also margins[]
798         // value that will be used for pruning because this value can sometimes
799         // be very big, and so capturing a single attacking piece can therefore
800         // result in a score change far bigger than the value of the captured piece.
801         score -= KingDangerTable[Us == Search::RootColor][attackUnits];
802         margins[Us] += mg_value(KingDangerTable[Us == Search::RootColor][attackUnits]);
803     }
804
805     if (Trace)
806         TracedScores[Us][KING] = score;
807
808     return score;
809   }
810
811
812   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
813
814   template<Color Us>
815   Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
816
817     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
818
819     Bitboard b, squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares, supportingPawns;
820     Score score = SCORE_ZERO;
821
822     b = ei.pi->passed_pawns(Us);
823
824     if (!b)
825         return SCORE_ZERO;
826
827     do {
828         Square s = pop_lsb(&b);
829
830         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
831
832         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
833         int rr = r * (r - 1);
834
835         // Base bonus based on rank
836         Value mbonus = Value(20 * rr);
837         Value ebonus = Value(10 * (rr + r + 1));
838
839         if (rr)
840         {
841             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
842
843             // Adjust bonus based on kings proximity
844             ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 5 * rr);
845             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 2 * rr);
846
847             // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
848             if (rank_of(blockSq) != (Us == WHITE ? RANK_8 : RANK_1))
849                 ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * rr);
850
851             // If the pawn is free to advance, increase bonus
852             if (pos.is_empty(blockSq))
853             {
854                 squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
855                 defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
856
857                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
858                 // add all X-ray attacks by the rook or queen. Otherwise consider only
859                 // the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
860                 if (   (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
861                     && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
862                     unsafeSquares = squaresToQueen;
863                 else
864                     unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
865
866                 // If there aren't enemy attacks huge bonus, a bit smaller if at
867                 // least block square is not attacked, otherwise smallest bonus.
868                 int k = !unsafeSquares ? 15 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 9 : 3;
869
870                 // Big bonus if the path to queen is fully defended, a bit less
871                 // if at least block square is defended.
872                 if (defendedSquares == squaresToQueen)
873                     k += 6;
874
875                 else if (defendedSquares & blockSq)
876                     k += (unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 4 : 2;
877
878                 mbonus += Value(k * rr), ebonus += Value(k * rr);
879             }
880         } // rr != 0
881
882         // Increase the bonus if the passed pawn is supported by a friendly pawn
883         // on the same rank and a bit smaller if it's on the previous rank.
884         supportingPawns = pos.pieces(Us, PAWN) & adjacent_files_bb(file_of(s));
885         if (supportingPawns & rank_bb(s))
886             ebonus += Value(r * 20);
887
888         else if (supportingPawns & rank_bb(s - pawn_push(Us)))
889             ebonus += Value(r * 12);
890
891         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
892         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
893         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
894         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
895         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
896         // value if the other side has a rook or queen.
897         if (file_of(s) == FILE_A || file_of(s) == FILE_H)
898         {
899             if (pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMg)
900                 ebonus += ebonus / 4;
901             else if (pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
902                 ebonus -= ebonus / 4;
903         }
904         score += make_score(mbonus, ebonus);
905
906     } while (b);
907
908     // Add the scores to the middle game and endgame eval
909     return apply_weight(score, Weights[PassedPawns]);
910   }
911
912
913   // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides, this is quite
914   // conservative and returns a winning score only when we are very sure that the pawn is winning.
915
916   Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
917
918     Bitboard b, b2, blockers, supporters, queeningPath, candidates;
919     Square s, blockSq, queeningSquare;
920     Color c, winnerSide, loserSide;
921     bool pathDefended, opposed;
922     int pliesToGo, movesToGo, oppMovesToGo, sacptg, blockersCount, minKingDist, kingptg, d;
923     int pliesToQueen[] = { 256, 256 };
924
925     // Step 1. Hunt for unstoppable passed pawns. If we find at least one,
926     // record how many plies are required for promotion.
927     for (c = WHITE; c <= BLACK; c++)
928     {
929         // Skip if other side has non-pawn pieces
930         if (pos.non_pawn_material(~c))
931             continue;
932
933         b = ei.pi->passed_pawns(c);
934
935         while (b)
936         {
937             s = pop_lsb(&b);
938             queeningSquare = relative_square(c, file_of(s) | RANK_8);
939             queeningPath = forward_bb(c, s);
940
941             // Compute plies to queening and check direct advancement
942             movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(c, s) == RANK_2);
943             oppMovesToGo = square_distance(pos.king_square(~c), queeningSquare) - int(c != pos.side_to_move());
944             pathDefended = ((ei.attackedBy[c][ALL_PIECES] & queeningPath) == queeningPath);
945
946             if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
947                 continue;
948
949             // Opponent king cannot block because path is defended and position
950             // is not in check. So only friendly pieces can be blockers.
951             assert(!pos.checkers());
952             assert((queeningPath & pos.pieces()) == (queeningPath & pos.pieces(c)));
953
954             // Add moves needed to free the path from friendly pieces and retest condition
955             movesToGo += popcount<Max15>(queeningPath & pos.pieces(c));
956
957             if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
958                 continue;
959
960             pliesToGo = 2 * movesToGo - int(c == pos.side_to_move());
961             pliesToQueen[c] = std::min(pliesToQueen[c], pliesToGo);
962         }
963     }
964
965     // Step 2. If either side cannot promote at least three plies before the other side then situation
966     // becomes too complex and we give up. Otherwise we determine the possibly "winning side"
967     if (abs(pliesToQueen[WHITE] - pliesToQueen[BLACK]) < 3)
968         return SCORE_ZERO;
969
970     winnerSide = (pliesToQueen[WHITE] < pliesToQueen[BLACK] ? WHITE : BLACK);
971     loserSide = ~winnerSide;
972
973     // Step 3. Can the losing side possibly create a new passed pawn and thus prevent the loss?
974     b = candidates = pos.pieces(loserSide, PAWN);
975
976     while (b)
977     {
978         s = pop_lsb(&b);
979
980         // Compute plies from queening
981         queeningSquare = relative_square(loserSide, file_of(s) | RANK_8);
982         movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
983         pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
984
985         // Check if (without even considering any obstacles) we're too far away or doubled
986         if (   pliesToQueen[winnerSide] + 3 <= pliesToGo
987             || (forward_bb(loserSide, s) & pos.pieces(loserSide, PAWN)))
988             candidates ^= s;
989     }
990
991     // If any candidate is already a passed pawn it _may_ promote in time. We give up.
992     if (candidates & ei.pi->passed_pawns(loserSide))
993         return SCORE_ZERO;
994
995     // Step 4. Check new passed pawn creation through king capturing and pawn sacrifices
996     b = candidates;
997
998     while (b)
999     {
1000         s = pop_lsb(&b);
1001         sacptg = blockersCount = 0;
1002         minKingDist = kingptg = 256;
1003
1004         // Compute plies from queening
1005         queeningSquare = relative_square(loserSide, file_of(s) | RANK_8);
1006         movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
1007         pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
1008
1009         // Generate list of blocking pawns and supporters
1010         supporters = adjacent_files_bb(file_of(s)) & candidates;
1011         opposed = forward_bb(loserSide, s) & pos.pieces(winnerSide, PAWN);
1012         blockers = passed_pawn_mask(loserSide, s) & pos.pieces(winnerSide, PAWN);
1013
1014         assert(blockers);
1015
1016         // How many plies does it take to remove all the blocking pawns?
1017         while (blockers)
1018         {
1019             blockSq = pop_lsb(&blockers);
1020             movesToGo = 256;
1021
1022             // Check pawns that can give support to overcome obstacle, for instance
1023             // black pawns: a4, b4 white: b2 then pawn in b4 is giving support.
1024             if (!opposed)
1025             {
1026                 b2 = supporters & in_front_bb(winnerSide, blockSq + pawn_push(winnerSide));
1027
1028                 while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
1029                 {
1030                     d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
1031                     movesToGo = std::min(movesToGo, d);
1032                 }
1033             }
1034
1035             // Check pawns that can be sacrificed against the blocking pawn
1036             b2 = attack_span_mask(winnerSide, blockSq) & candidates & ~(1ULL << s);
1037
1038             while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
1039             {
1040                 d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
1041                 movesToGo = std::min(movesToGo, d);
1042             }
1043
1044             // If obstacle can be destroyed with an immediate pawn exchange / sacrifice,
1045             // it's not a real obstacle and we have nothing to add to pliesToGo.
1046             if (movesToGo <= 0)
1047                 continue;
1048
1049             // Plies needed to sacrifice against all the blocking pawns
1050             sacptg += movesToGo * 2;
1051             blockersCount++;
1052
1053             // Plies needed for the king to capture all the blocking pawns
1054             d = square_distance(pos.king_square(loserSide), blockSq);
1055             minKingDist = std::min(minKingDist, d);
1056             kingptg = (minKingDist + blockersCount) * 2;
1057         }
1058
1059         // Check if pawn sacrifice plan _may_ save the day
1060         if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + sacptg)
1061             return SCORE_ZERO;
1062
1063         // Check if king capture plan _may_ save the day (contains some false positives)
1064         if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + kingptg)
1065             return SCORE_ZERO;
1066     }
1067
1068     // Winning pawn is unstoppable and will promote as first, return big score
1069     Score score = make_score(0, (Value) 1280 - 32 * pliesToQueen[winnerSide]);
1070     return winnerSide == WHITE ? score : -score;
1071   }
1072
1073
1074   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1075   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1076   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1077   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1078   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1079   // material hash table. The aim is to improve play on game opening.
1080   template<Color Us>
1081   int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1082
1083     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1084
1085     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1086     // SpaceMask[]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1087     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1088     Bitboard safe =   SpaceMask[Us]
1089                    & ~pos.pieces(Us, PAWN)
1090                    & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
1091                    & (ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
1092
1093     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly pawn
1094     Bitboard behind = pos.pieces(Us, PAWN);
1095     behind |= (Us == WHITE ? behind >>  8 : behind <<  8);
1096     behind |= (Us == WHITE ? behind >> 16 : behind << 16);
1097
1098     // Since SpaceMask[Us] is fully on our half of the board
1099     assert(unsigned(safe >> (Us == WHITE ? 32 : 0)) == 0);
1100
1101     // Count safe + (behind & safe) with a single popcount
1102     return popcount<Full>((Us == WHITE ? safe << 32 : safe >> 32) | (behind & safe));
1103   }
1104
1105
1106   // interpolate() interpolates between a middle game and an endgame score,
1107   // based on game phase. It also scales the return value by a ScaleFactor array.
1108
1109   Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf) {
1110
1111     assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1112     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1113     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1114
1115     int ev = (eg_value(v) * int(sf)) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
1116     int result = (mg_value(v) * int(ph) + ev * int(128 - ph)) / 128;
1117     return Value((result + GrainSize / 2) & ~(GrainSize - 1));
1118   }
1119
1120
1121   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1122   // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
1123
1124   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
1125
1126     // Scale option value from 100 to 256
1127     int mg = Options[mgOpt] * 256 / 100;
1128     int eg = Options[egOpt] * 256 / 100;
1129
1130     return apply_weight(make_score(mg, eg), internalWeight);
1131   }
1132
1133
1134   // A couple of little helpers used by tracing code, to_cp() converts a value to
1135   // a double in centipawns scale, trace_add() stores white and black scores.
1136
1137   double to_cp(Value v) { return double(v) / double(PawnValueMg); }
1138
1139   void trace_add(int idx, Score wScore, Score bScore) {
1140
1141     TracedScores[WHITE][idx] = wScore;
1142     TracedScores[BLACK][idx] = bScore;
1143   }
1144
1145
1146   // trace_row() is an helper function used by tracing code to register the
1147   // values of a single evaluation term.
1148
1149   void trace_row(const char* name, int idx) {
1150
1151     Score wScore = TracedScores[WHITE][idx];
1152     Score bScore = TracedScores[BLACK][idx];
1153
1154     switch (idx) {
1155     case PST: case IMBALANCE: case PAWN: case UNSTOPPABLE: case TOTAL:
1156         TraceStream << std::setw(20) << name << " |   ---   --- |   ---   --- | "
1157                     << std::setw(6)  << to_cp(mg_value(wScore)) << " "
1158                     << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " \n";
1159         break;
1160     default:
1161         TraceStream << std::setw(20) << name << " | " << std::noshowpos
1162                     << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(wScore)) << " "
1163                     << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " | "
1164                     << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(bScore)) << " "
1165                     << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(bScore)) << " | "
1166                     << std::showpos
1167                     << std::setw(6)  << to_cp(mg_value(wScore - bScore)) << " "
1168                     << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(wScore - bScore)) << " \n";
1169     }
1170   }
1171 }