Small code style triviality in evaluation
[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) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27
28 #include "evaluate.h"
29 #include "material.h"
30 #include "pawns.h"
31 #include "scale.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "ucioption.h"
34
35
36 ////
37 //// Local definitions
38 ////
39
40 namespace {
41
42   const int Sign[2] = { 1, -1 };
43
44   // Evaluation grain size, must be a power of 2
45   const int GrainSize = 4;
46
47   // Evaluation weights, initialized from UCI options
48   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
49   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
50   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
51   int WeightKingSafety[2];
52   int WeightSpace;
53
54   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
55   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
56   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
57   // parameters at 100, which looks prettier.
58   //
59   // Values modified by Joona Kiiski
60   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x0FA;
61   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x10A;
62   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x0EC;
63   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x0CD;
64   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x108;
65   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x109;
66   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x0F7;
67   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x101;
68   const int WeightSpaceInternal                = 0x02F;
69
70   // Visually better to define tables constants
71   typedef Value V;
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 Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
76   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
77     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
78   };
79
80   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
81   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
82     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
83   };
84
85   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
86   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
87   // queens are also included.
88   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
89   //    0       1      2      3      4      5      6      7
90     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
91   //    8       9     10     11     12     13     14     15
92     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
93   };
94
95   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
96   //    0       1      2      3      4      5      6      7
97     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
98   //    8       9     10     11     12     13     14     15
99     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
100   };
101
102   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
103   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
104   // queens and rooks are also included.
105   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
106   //    0       1      2      3      4      5      6      7
107     V(-18), V(-12), V(-6),  V(0),  V(6), V(12), V(16), V(21),
108   //    8       9     10     11     12     13     14     15
109     V( 24), V( 27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32), V(33)
110   };
111
112   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
113   //    0       1      2      3      4      5      6      7
114     V(-30), V(-18), V(-6),  V(6), V(18), V(30), V(42), V(54),
115   //    8       9     10     11     12     13     14     15
116     V( 66), V( 74), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
117   };
118
119   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
120   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
121   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
122   //    0      1      2      3      4      5      6      7
123     V(-10), V(-8), V(-6), V(-4), V(-2), V( 0), V( 2), V( 4),
124   //    8      9     10     11     12     13     14     15
125     V(  6), V( 8), V(10), V(12), V(13), V(14), V(15), V(16),
126   //   16     17     18     19     20     21     22     23
127     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16),
128   //   24     25     26     27     28     29     30     31
129     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16)
130   };
131
132   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
133   //    0      1      2      3      4      5      6      7
134     V(-20),V(-15),V(-10), V(-5), V( 0), V( 5), V(10), V(15),
135   //    8      9     10     11     12     13     14     15
136     V( 19), V(23), V(27), V(29), V(30), V(30), V(30), V(30),
137   //   16     17     18     19     20     21     22     23
138     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30),
139   //   24     25     26     27     28     29     30     31
140     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30)
141   };
142
143   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
144   // point of view).
145   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
146   //  A     B     C     D     E     F     G     H
147     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
148     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
149     V(0), V(0), V(5),V(10),V(10), V(5), V(0), V(0), // 3
150     V(0), V(5),V(20),V(30),V(30),V(20), V(5), V(0), // 4
151     V(0),V(10),V(30),V(40),V(40),V(30),V(10), V(0), // 5
152     V(0), V(5),V(20),V(20),V(20),V(20), V(5), V(0), // 6
153     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
154     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
155   };
156
157   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
158   //  A     B     C     D     E     F     G     H
159     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
160     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
161     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
162     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
163     V(0),V(10),V(20),V(20),V(20),V(20),V(10), V(0), // 5
164     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
165     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
166     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
167   };
168
169   // Bonus for unstoppable passed pawns
170   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
171
172   // Rooks and queens on the 7th rank
173   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
174   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
175   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
176   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
177
178   // Rooks on open files
179   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
180   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
181
182   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
183   // right to castle.
184   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
185
186   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
187   // enemy pawns.
188   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
189
190   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
191   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
192     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
193     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
194   };
195
196   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
197   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
198   // happen in Chess960 games.
199   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
200
201   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
202   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
203     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
204     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
205   };
206
207   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
208   // the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
209   // based on how many squares inside this area are safe and available for
210   // friendly minor pieces.
211   const Bitboard SpaceMask[2] = {
212     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
213     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
214     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
215     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
216     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
217     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
218   };
219
220   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
221   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
222   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
223   /// as an index to SafetyTable[].
224
225   // Attack weights for each piece type
226   const int QueenAttackWeight  = 5;
227   const int RookAttackWeight   = 3;
228   const int BishopAttackWeight = 2;
229   const int KnightAttackWeight = 2;
230
231   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
232   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
233   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
234
235   // Scan for queen contact mates?
236   const bool QueenContactMates = true;
237
238   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
239   int MateThreatBonus;
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   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
260   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
261
262   // Sizes of pawn and material hash tables
263   const int PawnTableSize = 16384;
264   const int MaterialTableSize = 1024;
265
266   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer
267   uint8_t BitCount8Bit[256];
268
269   // Function prototypes
270   template<PieceType Piece>
271   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
272
273   template<>
274   void evaluate_pieces<KING>(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
275
276   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
277   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
278                                     EvalInfo &ei);
279   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
280                                     EvalInfo &ei);
281
282   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
283   inline Value apply_weight(Value v, int w);
284   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
285
286   int count_1s_8bit(Bitboard b);
287
288   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
289   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
290   void init_safety();
291
292 }
293
294
295 ////
296 //// Functions
297 ////
298
299 /// evaluate() is the main evaluation function.  It always computes two
300 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
301 /// between them based on the remaining material.
302
303 Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
304
305   assert(pos.is_ok());
306   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
307
308   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
309
310   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
311   // position object (material + piece square tables)
312   ei.mgValue = pos.mg_value();
313   ei.egValue = pos.eg_value();
314
315   // Probe the material hash table
316   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
317   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
318   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
319
320   // If we have a specialized evaluation function for the current material
321   // configuration, call it and return
322   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
323       return ei.mi->evaluate(pos);
324
325   // After get_material_info() call that modifies them
326   ScaleFactor factor[2];
327   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
328   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
329
330   // Probe the pawn hash table
331   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
332   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
333   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
334
335   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
336   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
337   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
338   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
339   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
340
341   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
342   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
343   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
344   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
345   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
346
347   // Evaluate pieces
348   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
349   {
350       evaluate_pieces<KNIGHT>(pos, c, ei);
351       evaluate_pieces<BISHOP>(pos, c, ei);
352       evaluate_pieces<ROOK>(pos, c, ei);
353       evaluate_pieces<QUEEN>(pos, c, ei);
354
355       // Sum up all attacked squares
356       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
357                             | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
358                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
359   }
360
361   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
362   // because we need complete attack information for all pieces when computing
363   // the king safety evaluation.
364   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
365       evaluate_pieces<KING>(pos, c, ei);
366
367   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
368   // because we need to know which side promotes first in positions where
369   // both sides have an unstoppable passed pawn.
370   if (ei.pi->passed_pawns())
371       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
372
373   Phase phase = pos.game_phase();
374
375   // Middle-game specific evaluation terms
376   if (phase > PHASE_ENDGAME)
377   {
378     // Pawn storms in positions with opposite castling.
379     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
380         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
381
382         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
383                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
384
385     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
386              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
387
388         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
389                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
390
391     // Evaluate space for both sides
392     if (ei.mi->space_weight() > 0)
393     {
394         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
395         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
396     }
397   }
398
399   // Mobility
400   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
401   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
402
403   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
404   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
405   if (   phase < PHASE_MIDGAME
406       && pos.opposite_colored_bishops()
407       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
408           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
409   {
410       ScaleFactor sf;
411
412       // Only the two bishops ?
413       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
414           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
415       {
416           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
417           // certainly a draw or at least two pawns.
418           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
419           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
420       }
421       else
422           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
423           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
424            sf = ScaleFactor(50);
425
426       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
427           factor[WHITE] = sf;
428       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
429           factor[BLACK] = sf;
430   }
431
432   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
433   // return
434   Color stm = pos.side_to_move();
435
436   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
437
438   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
439 }
440
441
442 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
443 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
444 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
445
446 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
447
448   assert(pos.is_ok());
449
450   static const
451   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
452
453   Value mgv = pos.mg_value();
454   Value egv = pos.eg_value();
455   Phase ph = pos.game_phase();
456   Color stm = pos.side_to_move();
457
458   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
459 }
460
461
462 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
463
464 void init_eval(int threads) {
465
466   assert(threads <= THREAD_MAX);
467
468   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
469   {
470     if (i >= threads)
471     {
472         delete PawnTable[i];
473         delete MaterialTable[i];
474         PawnTable[i] = NULL;
475         MaterialTable[i] = NULL;
476         continue;
477     }
478     if (!PawnTable[i])
479         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
480     if (!MaterialTable[i])
481         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
482   }
483
484   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
485   {
486       assert(count_1s(b) == int(uint8_t(count_1s(b))));
487       BitCount8Bit[b] = (uint8_t)count_1s(b);
488   }
489 }
490
491
492 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
493
494 void quit_eval() {
495
496   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
497   {
498       delete PawnTable[i];
499       delete MaterialTable[i];
500       PawnTable[i] = NULL;
501       MaterialTable[i] = NULL;
502   }
503 }
504
505
506 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
507 /// parameters.
508
509 void read_weights(Color us) {
510
511   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
512   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
513   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
514   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
515   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
516   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
517
518   Color them = opposite_color(us);
519
520   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
521   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
522   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
523
524   init_safety();
525 }
526
527
528 namespace {
529
530   // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
531
532   template<PieceType Piece>
533   int evaluate_common(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei, Square s = SQ_NONE) {
534
535     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
536     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
537     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
538     static const Value* OutpostBonus[] = { 0, 0, KnightOutpostBonus, BishopOutpostBonus, 0, 0 };
539
540     Color them = opposite_color(us);
541
542     // Update attack info
543     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
544
545     // King attack
546     if (b & ei.kingZone[us])
547     {
548         ei.kingAttackersCount[us]++;
549         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
550         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
551         if (bb)
552             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15(bb);
553     }
554
555     // Remove squares protected by enemy pawns
556     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
557
558     // Mobility
559     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15(bb & ~p.pieces_of_color(us))
560                               : count_1s(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
561
562     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
563     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
564
565     // Bishop and Knight outposts
566     if (   (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) // compile time condition
567         && p.square_is_weak(s, them))
568     {
569         // Initial bonus based on square
570         Value v, bonus;
571         v = bonus = OutpostBonus[Piece][relative_square(us, s)];
572
573         // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
574         // no minor piece which can exchange the outpost piece
575         if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
576         {
577             bonus += v / 2;
578             if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
579                    && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
580                 bonus += v;
581         }
582         ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
583         ei.egValue += Sign[us] * bonus;
584     }
585     return mob;
586   }
587
588
589   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
590   // color.
591
592   template<PieceType Piece>
593   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
594
595     Bitboard b;
596     Square s, ksq;
597     Color them;
598     int mob;
599     File f;
600
601     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
602     {
603         s = pos.piece_list(us, Piece, i);
604
605         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
606             b = pos.piece_attacks<Piece>(s);
607         else if (Piece == BISHOP)
608             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
609         else if (Piece == ROOK)
610             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
611
612         // Attacks, mobility and outposts
613         mob = evaluate_common<Piece>(pos, b, us, ei, s);
614
615         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
616         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
617         if (Piece == BISHOP)
618         {
619             if (bit_is_set(MaskA7H7[us], s))
620                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, us, ei);
621
622             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[us], s))
623                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, us, ei);
624         }
625
626         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
627         {
628             // Queen or rook on 7th rank
629             them = opposite_color(us);
630
631             if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
632                 && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
633             {
634                 ei.mgValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
635                 ei.egValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
636             }
637         }
638
639         // Special extra evaluation for rooks
640         if (Piece == ROOK)
641         {
642             // Open and half-open files
643             f = square_file(s);
644             if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
645             {
646                 if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
647                 {
648                     ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
649                     ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
650                 }
651                 else
652                 {
653                     ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
654                     ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
655                 }
656             }
657
658             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
659             // king has lost right to castle.
660             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
661                 continue;
662
663             ksq = pos.king_square(us);
664
665             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
666                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
667                 && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
668             {
669                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
670                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
671                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
672                                                     : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
673             }
674             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
675                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
676                     && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
677             {
678                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
679                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
680                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
681                                                     : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
682             }
683         }
684     }
685   }
686
687   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
688
689     return b >> (num << 3);
690   }
691
692   // evaluate_pieces<KING>() assigns bonuses and penalties to a king of a given
693   // color.
694
695   template<>
696   void evaluate_pieces<KING>(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
697
698     int shelter = 0, sign = Sign[us];
699     Square s = p.king_square(us);
700
701     // King shelter
702     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
703     {
704         // Shelter cache lookup
705         shelter = ei.pi->kingShelter(us, s);
706         if (shelter == -1)
707         {
708             shelter = 0;
709             Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
710             Rank r = square_rank(s);
711             for (int i = 1; i < 4; i++)
712                 shelter += count_1s_8bit(shiftRowsDown(pawns, r+i*sign)) * (128>>i);
713
714             // Cache shelter value in pawn info
715             ei.pi->setKingShelter(us, s, shelter);
716         }
717         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
718     }
719
720     // King safety.  This is quite complicated, and is almost certainly far
721     // from optimally tuned.
722     Color them = opposite_color(us);
723
724     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
725         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
726         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
727         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
728     {
729       // Is it the attackers turn to move?
730       bool sente = (them == p.side_to_move());
731
732       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
733       // apart from the king itself
734       Bitboard undefended =
735              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
736           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
737           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
738           & ei.attacked_by(us, KING);
739
740       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
741
742       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
743       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
744       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
745       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
746       // quality of the pawn shelter.
747       int attackUnits =
748             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
749           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
750           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
751
752       // Analyse safe queen contact checks
753       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
754       if (b)
755       {
756         Bitboard attackedByOthers =
757               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         if (b)
762         {
763           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
764           // contact checks.
765           int count = count_1s_max_15(b);
766           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
767
768           // Is there a mate threat?
769           if (QueenContactMates && !p.is_check())
770           {
771             Bitboard escapeSquares =
772                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
773
774             while (b)
775             {
776                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
777                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
778                 {
779                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
780                     // is an X-ray attack through the queen.
781                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
782                     {
783                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
784                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
785                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
786                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
787                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.bishops_and_queens(us)))
788
789                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
790                     }
791                 }
792             }
793           }
794         }
795       }
796
797       // Analyse safe distance checks
798       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
799       {
800           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
801
802           // Queen checks
803           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
804           if( b2)
805               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
806
807           // Rook checks
808           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
809           if (b2)
810               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
811       }
812       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
813       {
814           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
815
816           // Queen checks
817           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
818           if (b2)
819               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
820
821           // Bishop checks
822           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
823           if (b2)
824               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
825       }
826       if (KnightCheckBonus > 0)
827       {
828           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
829
830           // Knight checks
831           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
832           if (b2)
833               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
834       }
835
836       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
837       // adding pawns later).
838       if (DiscoveredCheckBonus)
839       {
840         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
841         if (b)
842           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
843       }
844
845       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
846       // side with the mating move is the side to move, because in that
847       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
848       // evaluation function instead.
849       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
850           attackUnits += MateThreatBonus;
851
852       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
853       // out of bounds errors:
854       if (attackUnits < 0)
855           attackUnits = 0;
856
857       if (attackUnits >= 100)
858           attackUnits = 99;
859
860       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
861       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
862       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
863       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
864       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
865       // change far bigger than the value of the captured piece.
866       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
867
868       ei.mgValue -= sign * v;
869
870       if (us == p.side_to_move())
871           ei.futilityMargin += v;
872     }
873   }
874
875
876   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
877
878   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
879
880     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
881     int movesToGo[2] = {100, 100};
882
883     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
884     {
885         Color them = opposite_color(us);
886         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
887         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
888         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
889
890         while (b)
891         {
892             Square s = pop_1st_bit(&b);
893
894             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
895             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
896
897             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
898             int tr = Max(0, r * (r - 1));
899             Square blockSq = s + pawn_push(us);
900
901             // Base bonus based on rank
902             Value mbonus = Value(20 * tr);
903             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
904
905             // Adjust bonus based on king proximity
906             if (tr != 0)
907             {
908                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
909                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
910                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
911
912                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
913                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
914                 {
915                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
916                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
917                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
918
919                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
920                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
921                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
922                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
923                         b3 = b2;
924
925                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
926                     {
927                         // There are no enemy pieces in the pawn's path! Are any of the
928                         // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
929                         if (b3 == EmptyBoardBB)
930                             // No enemy attacks, huge bonus!
931                             ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
932                         else
933                             // OK, there are enemy attacks. Are those squares which are
934                             // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
935                             // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
936                             // somewhat smaller bonus.
937                             ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
938                     }
939                     else
940                     {
941                         // There are some enemy pieces in the pawn's path. While this is
942                         // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
943                         // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
944                         // also attacked by us.
945                         if (((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
946                             ebonus += Value(tr * 6);
947                     }
948                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
949                     // in the pawn's path.
950                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
951                         ebonus += Value(tr);
952                 }
953             }
954
955             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
956             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
957             if (b2 & rank_bb(s))
958                 ebonus += Value(r * 20);
959             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
960                 ebonus += Value(r * 12);
961
962             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
963             // unstoppable
964             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
965             {
966                 Square qsq;
967                 int d;
968
969                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
970                 d =  square_distance(s, qsq)
971                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
972                    + (us != pos.side_to_move());
973
974                 if (d < 0)
975                 {
976                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
977                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
978                     mtg += blockerCount;
979                     d += blockerCount;
980                     if (d < 0)
981                     {
982                         hasUnstoppable[us] = true;
983                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
984                     }
985                 }
986             }
987             // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
988             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
989             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
990             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
991             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
992             // value if the other side has a rook or queen.
993             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
994             {
995                 if(   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
996                    && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
997                     ebonus += ebonus / 4;
998                 else if(pos.rooks_and_queens(them))
999                     ebonus -= ebonus / 4;
1000             }
1001
1002             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1003             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1004             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1005         }
1006     }
1007
1008     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1009     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1010        ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1011     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1012        ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1013     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1014     {
1015         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1016         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1017         // plies until the pawn queens for both sides.
1018         movesToGo[WHITE] *= 2;
1019         movesToGo[BLACK] *= 2;
1020         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1021
1022         // If one side queens at least three plies before the other, that
1023         // side wins.
1024         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1025             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1026         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1027             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1028
1029         // We could also add some rules about the situation when one side
1030         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1031         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1032         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1033         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1034     }
1035   }
1036
1037
1038   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1039   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1040   // if it is.
1041
1042   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1043                                     EvalInfo &ei) {
1044     assert(square_is_ok(s));
1045     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1046
1047     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1048     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1049
1050     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1051         && pos.see(s, b6) < 0
1052         && pos.see(s, b8) < 0)
1053     {
1054         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1055         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1056     }
1057   }
1058
1059
1060   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1061   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1062   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1063   // only occur in Chess960 games.
1064
1065   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1066                                     EvalInfo &ei) {
1067     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1068     Square b2, b3, c3;
1069
1070     assert(Chess960);
1071     assert(square_is_ok(s));
1072     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1073
1074     if (square_file(s) == FILE_A)
1075     {
1076         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1077         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1078         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1079     }
1080     else
1081     {
1082         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1083         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1084         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1085     }
1086
1087     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1088     {
1089         Value penalty;
1090
1091         if (!pos.square_is_empty(b3))
1092             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1093         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1094             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1095         else
1096             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1097
1098         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1099         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1100     }
1101   }
1102
1103
1104   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1105   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1106   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1107   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1108   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1109   // material hash table.
1110
1111   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1112
1113     Color them = opposite_color(us);
1114
1115     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1116     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1117     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1118
1119     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1120                           & ~pos.pawns(us)
1121                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1122                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1123
1124     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1125     // pawn.
1126     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1127     if (us == WHITE)
1128     {
1129         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1130         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1131     }
1132     else
1133     {
1134         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1135         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1136     }
1137
1138     int space =  count_1s_max_15(safeSquares)
1139                + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1140
1141     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1142   }
1143
1144
1145   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1146
1147   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1148     return (v*w) / 0x100;
1149   }
1150
1151
1152   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1153   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1154   // ScaleFactor array.
1155
1156   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1157
1158     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1159     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1160     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1161
1162     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1163
1164     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1165     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1166   }
1167
1168
1169   // count_1s_8bit() counts the number of nonzero bits in the 8 least
1170   // significant bits of a Bitboard. This function is used by the king
1171   // shield evaluation.
1172
1173   int count_1s_8bit(Bitboard b) {
1174     return int(BitCount8Bit[b & 0xFF]);
1175   }
1176
1177
1178   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1179   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1180
1181   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1182
1183     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1184     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1185   }
1186
1187
1188   // helper used in read_weights()
1189   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1190
1191     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1192   }
1193
1194
1195   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1196   // parameters.  It is called from read_weights().
1197
1198   void init_safety() {
1199
1200     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1201     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1202     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1203     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1204     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1205     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1206     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1207
1208     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1209     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1210     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1211     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1212     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1213     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1214
1215     for (int i = 0; i < 100; i++)
1216     {
1217         if (i < b)
1218             SafetyTable[i] = Value(0);
1219         else if(quad)
1220             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1221         else if(linear)
1222             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1223     }
1224
1225     for (int i = 0; i < 100; i++)
1226     {
1227         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1228             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1229                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1230
1231         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1232             SafetyTable[i] = Value(peak);
1233     }
1234   }
1235 }