4b98a13c5fc5cfe0f26f0e52798f45db9547882c
[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 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27
28 #include "evaluate.h"
29 #include "material.h"
30 #include "pawns.h"
31 #include "scale.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "ucioption.h"
34
35
36 ////
37 //// Local definitions
38 ////
39
40 namespace {
41
42   const int Sign[2] = {1, -1};
43
44   // Evaluation grain size, must be a power of 2.
45   const int GrainSize = 4;
46
47   // Evaluation weights
48   int WeightMobilityMidgame      = 0x100;
49   int WeightMobilityEndgame      = 0x100;
50   int WeightPawnStructureMidgame = 0x100;
51   int WeightPawnStructureEndgame = 0x100;
52   int WeightPassedPawnsMidgame   = 0x100;
53   int WeightPassedPawnsEndgame   = 0x100;
54   int WeightKingSafety[2] = { 0x100, 0x100 };
55   int WeightSpace;
56
57   // Internal evaluation weights.  These are applied on top of the evaluation
58   // weights read from UCI parameters.  The purpose is to be able to change
59   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
60   // parameters at 100, which looks prettier.
61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x100;
62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x100;
63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x100;
64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x100;
65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x100;
66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x100;
67   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x110;
68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x110;
69   const int WeightSpaceInternal                = 0x30;
70
71   // Visually better to define tables constants
72   typedef Value V;
73
74   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
75   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
76   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
77   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
78     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
79   };
80
81   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
82   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
83     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
84   };
85
86   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
87   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.  X-ray attacks through
88   // queens are also included.
89   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
90   //    0       1      2      3      4      5      6      7
91     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
92   //    8       9     10     11     12     13     14     15
93     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
94   };
95
96   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
97   //    0       1      2      3      4      5      6      7
98     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
99   //    8       9     10     11     12     13     14     15
100     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
101   };
102
103   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
104   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.  X-ray attacks through
105   // queens and rooks are also included.
106   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
107   //    0       1      2      3      4      5      6      7
108     V(-18), V(-12), V(-6),  V(0),  V(6), V(12), V(16), V(21),
109   //    8       9     10     11     12     13     14     15
110     V( 24), V( 27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32), V(33)
111   };
112
113   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
114   //    0       1      2      3      4      5      6      7
115     V(-30), V(-18), V(-6),  V(6), V(18), V(30), V(42), V(54),
116   //    8       9     10     11     12     13     14     15
117     V( 66), V( 74), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
118   };
119
120   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
121   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
122   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
123   //    0      1      2      3      4      5      6      7
124     V(-10), V(-8), V(-6), V(-4), V(-2), V( 0), V( 2), V( 4),
125   //    8      9     10     11     12     13     14     15
126     V(  6), V( 8), V(10), V(12), V(13), V(14), V(15), V(16),
127   //   16     17     18     19     20     21     22     23
128     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16),
129   //   24     25     26     27     28     29     30     31
130     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16)
131   };
132
133   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
134   //    0      1      2      3      4      5      6      7
135     V(-20),V(-15),V(-10), V(-5), V( 0), V( 5), V(10), V(15),
136   //    8      9     10     11     12     13     14     15
137     V( 19), V(23), V(27), V(29), V(30), V(30), V(30), V(30),
138   //   16     17     18     19     20     21     22     23
139     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30),
140   //   24     25     26     27     28     29     30     31
141     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30)
142   };
143
144   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
145   // point of view).
146   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
147   //  A     B     C     D     E     F     G     H
148     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
149     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
150     V(0), V(0), V(5),V(10),V(10), V(5), V(0), V(0), // 3
151     V(0), V(5),V(20),V(30),V(30),V(20), V(5), V(0), // 4
152     V(0),V(10),V(30),V(40),V(40),V(30),V(10), V(0), // 5
153     V(0), V(5),V(20),V(20),V(20),V(20), V(5), V(0), // 6
154     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
155     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
156   };
157
158   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
159   //  A     B     C     D     E     F     G     H
160     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
161     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
162     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
163     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
164     V(0),V(10),V(20),V(20),V(20),V(20),V(10), V(0), // 5
165     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
166     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
167     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
168   };
169
170   // Bonus for unstoppable passed pawns:
171   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
172
173   // Rooks and queens on the 7th rank:
174   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(50);
175   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(100);
176   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(25);
177   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(50);
178
179   // Rooks on open files:
180   const Value RookOpenFileBonus     = Value(40);
181   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(20);
182
183   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
184   // right to castle:
185   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
186
187   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
188   // enemy pawns:
189   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
190
191   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black):
192   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
193     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
194     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
195   };
196
197   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
198   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black).  This can obviously only
199   // happen in Chess960 games.
200   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
201
202   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black):
203   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
204     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
205     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
206   };
207
208   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
209   // the space evaluation.  In the middle game, each side is given a bonus
210   // based on how many squares inside this area are safe and available for
211   // friendly minor pieces.
212   const Bitboard SpaceMask[2] = {
213     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
214     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
215     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
216     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
217     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
218     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
219   };
220
221   /// King safety constants and variables.  The king safety scores are taken
222   /// from the array SafetyTable[].  Various little "meta-bonuses" measuring
223   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
224   /// as an index to SafetyTable[].
225
226   // Attack weights for each piece type.
227   const int QueenAttackWeight  = 5;
228   const int RookAttackWeight   = 3;
229   const int BishopAttackWeight = 2;
230   const int KnightAttackWeight = 2;
231
232   // Bonuses for safe checks for each piece type.
233   int QueenContactCheckBonus = 3;
234   int QueenCheckBonus        = 2;
235   int RookCheckBonus         = 1;
236   int BishopCheckBonus       = 1;
237   int KnightCheckBonus       = 1;
238   int DiscoveredCheckBonus   = 3;
239
240   // Scan for queen contact mates?
241   const bool QueenContactMates = true;
242
243   // Bonus for having a mate threat.
244   int MateThreatBonus = 3;
245
246   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
247   // king.
248   const int InitKingDanger[64] = {
249      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
250      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
251      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
255     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
256     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
257   };
258
259   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores.  It is initialized
260   // in init_safety().
261   Value SafetyTable[100];
262
263   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
264   PawnInfoTable *PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
265   MaterialInfoTable *MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
266
267   // Sizes of pawn and material hash tables
268   const int PawnTableSize = 16384;
269   const int MaterialTableSize = 1024;
270
271   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer:
272   uint8_t BitCount8Bit[256];
273
274   // Function prototypes
275   void evaluate_knight(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
276   void evaluate_bishop(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
277   void evaluate_rook(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
278   void evaluate_queen(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
279   void evaluate_king(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
280
281   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
282   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
283                                     EvalInfo &ei);
284   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
285                                     EvalInfo &ei);
286
287   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
288   inline Value apply_weight(Value v, int w);
289   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
290
291   int count_1s_8bit(Bitboard b);
292
293   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
294   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
295   void init_safety();
296
297 }
298
299
300 ////
301 //// Functions
302 ////
303
304 /// evaluate() is the main evaluation function.  It always computes two
305 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
306 /// between them based on the remaining material.
307
308 Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
309
310   assert(pos.is_ok());
311   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
312
313   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
314
315   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
316   // position object (material + piece square tables)
317   ei.mgValue = pos.mg_value();
318   ei.egValue = pos.eg_value();
319
320   // Probe the material hash table
321   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
322   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
323   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
324
325   // If we have a specialized evaluation function for the current material
326   // configuration, call it and return
327   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
328       return ei.mi->evaluate(pos);
329
330   // After get_material_info() call that modifies them
331   ScaleFactor factor[2];
332   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
333   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
334
335   // Probe the pawn hash table
336   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
337   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
338   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
339
340   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
341   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
342   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
343   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
344   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
345
346   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
347   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
348   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
349   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
350   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
351
352   // Evaluate pieces
353   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
354   {
355     // Knights
356     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, KNIGHT); i++)
357         evaluate_knight(pos, pos.piece_list(c, KNIGHT, i), c, ei);
358
359     // Bishops
360     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, BISHOP); i++)
361         evaluate_bishop(pos, pos.piece_list(c, BISHOP, i), c, ei);
362
363     // Rooks
364     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, ROOK); i++)
365         evaluate_rook(pos, pos.piece_list(c, ROOK, i), c, ei);
366
367     // Queens
368     for(int i = 0; i < pos.piece_count(c, QUEEN); i++)
369         evaluate_queen(pos, pos.piece_list(c, QUEEN, i), c, ei);
370
371     // Special pattern: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
372     Bitboard b = pos.bishops(c) & MaskA7H7[c];
373     while (b)
374     {
375         Square s = pop_1st_bit(&b);
376         evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, c, ei);
377     }
378
379     // Special pattern: trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960:
380     if (Chess960)
381     {
382         b = pos.bishops(c) & MaskA1H1[c];
383         while (b)
384         {
385             Square s = pop_1st_bit(&b);
386             evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, c, ei);
387         }
388     }
389
390     // Sum up all attacked squares
391     ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
392                           | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
393                           | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
394   }
395
396   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
397   // because we need complete attack information for all pieces when computing
398   // the king safety evaluation.
399   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
400       evaluate_king(pos, pos.king_square(c), c, ei);
401
402   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
403   // because we need to know which side promotes first in positions where
404   // both sides have an unstoppable passed pawn.
405   if (ei.pi->passed_pawns())
406       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
407
408   Phase phase = pos.game_phase();
409
410   // Middle-game specific evaluation terms
411   if (phase > PHASE_ENDGAME)
412   {
413     // Pawn storms in positions with opposite castling.
414     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
415         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
416
417         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
418                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
419
420     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
421              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
422
423         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
424                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
425
426     // Evaluate space for both sides
427     if (ei.mi->space_weight() > 0)
428     {
429         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
430         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
431     }
432   }
433
434   // Mobility
435   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
436   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
437
438   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
439   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
440   if (   phase < PHASE_MIDGAME
441       && pos.opposite_colored_bishops()
442       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
443           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
444   {
445       ScaleFactor sf;
446
447       // Only the two bishops ?
448       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
449           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
450       {
451           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
452           // certainly a draw or at least two pawns.
453           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
454           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
455       }
456       else
457           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
458           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
459            sf = ScaleFactor(50);
460
461       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
462           factor[WHITE] = sf;
463       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
464           factor[BLACK] = sf;
465   }
466
467   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
468   // return
469   Color stm = pos.side_to_move();
470
471   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
472
473   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
474 }
475
476
477 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
478 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
479 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
480
481 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
482
483   assert(pos.is_ok());
484
485   static const
486   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};  
487
488   Value mgv = pos.mg_value();
489   Value egv = pos.eg_value();
490   Phase ph = pos.game_phase();
491   Color stm = pos.side_to_move();
492
493   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
494 }
495
496
497 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
498
499 void init_eval(int threads) {
500
501   assert(threads <= THREAD_MAX);
502
503   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
504   {
505     if (i >= threads)
506     {
507         delete PawnTable[i];
508         delete MaterialTable[i];
509         PawnTable[i] = NULL;
510         MaterialTable[i] = NULL;
511         continue;
512     }
513     if (!PawnTable[i])
514         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
515     if (!MaterialTable[i])
516         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
517   }
518
519   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
520       BitCount8Bit[b] = count_1s(b);
521 }
522
523
524 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
525
526 void quit_eval() {
527
528   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
529   {
530       delete PawnTable[i];
531       delete MaterialTable[i];
532   }
533 }
534
535
536 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
537 /// parameters.
538
539 void read_weights(Color us) {
540
541   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
542   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
543   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
544   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
545   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
546   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
547
548   Color them = opposite_color(us);
549
550   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
551   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
552   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
553
554   init_safety();
555 }
556
557
558 namespace {
559
560   // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
561
562   int evaluate_common(const Position&p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei,
563                        int AttackWeight, const Value* mgBonus, const Value* egBonus,
564                        Square s = SQ_NONE, const Value* OutpostBonus = NULL) {
565
566     Color them = opposite_color(us);
567
568     // King attack
569     if (b & ei.kingZone[us])
570     {
571         ei.kingAttackersCount[us]++;
572         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight;
573         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
574         if (bb)
575             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15(bb);
576     }
577
578     // Remove squares protected by enemy pawns
579     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
580
581     // Mobility
582     int mob = count_1s_max_15(bb & ~p.pieces_of_color(us));
583     ei.mgMobility += Sign[us] * mgBonus[mob];
584     ei.egMobility += Sign[us] * egBonus[mob];
585
586     // Bishop and Knight outposts
587     if (!OutpostBonus || !p.square_is_weak(s, them))
588         return mob;
589
590     // Initial bonus based on square
591     Value v, bonus;
592     v = bonus = OutpostBonus[relative_square(us, s)];
593
594     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
595     // no minor piece which can exchange the outpost piece
596     if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
597     {
598         bonus += v / 2;
599         if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
600             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
601             bonus += v;
602     }
603     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
604     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
605     return mob;
606   }
607
608
609   // evaluate_knight() assigns bonuses and penalties to a knight of a given
610   // color on a given square.
611
612   void evaluate_knight(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
613
614     Bitboard b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s);
615     ei.attackedBy[us][KNIGHT] |= b;
616
617     // King attack, mobility and outposts
618     evaluate_common(p, b, us, ei, KnightAttackWeight, MidgameKnightMobilityBonus,
619                     EndgameKnightMobilityBonus, s, KnightOutpostBonus);
620   }
621
622
623   // evaluate_bishop() assigns bonuses and penalties to a bishop of a given
624   // color on a given square.
625
626   void evaluate_bishop(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
627
628     Bitboard b = bishop_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.queens(us));
629     ei.attackedBy[us][BISHOP] |= b;
630
631     // King attack, mobility and outposts
632     evaluate_common(p, b, us, ei, BishopAttackWeight, MidgameBishopMobilityBonus,
633                     EndgameBishopMobilityBonus, s, BishopOutpostBonus);
634   }
635
636
637   // evaluate_rook() assigns bonuses and penalties to a rook of a given
638   // color on a given square.
639
640   void evaluate_rook(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
641
642     Bitboard b = rook_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.rooks_and_queens(us));
643     ei.attackedBy[us][ROOK] |= b;
644
645     // King attack and mobility
646     int mob = evaluate_common(p, b, us, ei, RookAttackWeight, MidgameRookMobilityBonus,
647                               EndgameRookMobilityBonus);
648
649     // Rook on 7th rank
650     Color them = opposite_color(us);
651
652     if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
653         && relative_rank(us, p.king_square(them)) == RANK_8)
654     {
655         ei.mgValue += Sign[us] * MidgameRookOn7thBonus;
656         ei.egValue += Sign[us] * EndgameRookOn7thBonus;
657     }
658
659     // Open and half-open files
660     File f = square_file(s);
661     if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
662     {
663         if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
664         {
665             ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
666             ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
667         }
668         else
669         {
670             ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
671             ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
672         }
673     }
674
675     // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
676     // king has lost right to castle
677     if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
678         return;
679
680     Square ksq = p.king_square(us);
681
682     if (    square_file(ksq) >= FILE_E
683         &&  square_file(s) > square_file(ksq)
684         && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
685     {
686         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
687         if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
688             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
689                                           : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
690     }
691     else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
692              &&  square_file(s) < square_file(ksq)
693              && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
694     {
695         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
696         if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
697             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
698                                           : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
699     }
700   }
701
702
703   // evaluate_queen() assigns bonuses and penalties to a queen of a given
704   // color on a given square.
705
706   void evaluate_queen(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
707
708     Bitboard b = p.piece_attacks<QUEEN>(s);
709     ei.attackedBy[us][QUEEN] |= b;
710
711     // King attack and mobility
712     evaluate_common(p, b, us, ei, QueenAttackWeight, MidgameQueenMobilityBonus,
713                     EndgameQueenMobilityBonus);
714
715     // Queen on 7th rank
716     Color them = opposite_color(us);
717
718     if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
719         && relative_rank(us, p.king_square(them)) == RANK_8)
720     {
721         ei.mgValue += Sign[us] * MidgameQueenOn7thBonus;
722         ei.egValue += Sign[us] * EndgameQueenOn7thBonus;
723     }
724   }
725
726   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
727
728     return b >> (num << 3);
729   }
730
731   // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given
732   // color on a given square.
733
734   void evaluate_king(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
735
736     int shelter = 0, sign = Sign[us];
737
738     // King shelter
739     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
740     {
741         Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
742         Rank r = square_rank(s);
743         for (int i = 1; i < 4; i++)
744             shelter += count_1s_8bit(shiftRowsDown(pawns, r+i*sign)) * (128>>i);
745
746         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
747     }
748
749     // King safety.  This is quite complicated, and is almost certainly far
750     // from optimally tuned.
751     Color them = opposite_color(us);
752
753     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
754         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
755         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
756         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
757     {
758       // Is it the attackers turn to move?
759       bool sente = (them == p.side_to_move());
760
761       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
762       // apart from the king itself
763       Bitboard undefended =
764              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
765           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
766           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
767           & ei.attacked_by(us, KING);
768
769       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
770
771       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
772       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
773       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
774       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
775       // quality of the pawn shelter.
776       int attackUnits =
777             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
778           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
779           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
780
781       // Analyse safe queen contact checks
782       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
783       if (b)
784       {
785         Bitboard attackedByOthers =
786               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
787             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
788
789         b &= attackedByOthers;
790         if (b)
791         {
792           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
793           // contact checks.
794           int count = count_1s_max_15(b);
795           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
796
797           // Is there a mate threat?
798           if (QueenContactMates && !p.is_check())
799           {
800             Bitboard escapeSquares =
801                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
802
803             while (b)
804             {
805                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
806                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
807                 {
808                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
809                     // is an X-ray attack through the queen.
810                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
811                     {
812                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
813                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
814                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
815                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
816                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us)))
817                             
818                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
819                     }
820                 }
821             }
822           }
823         }
824       }
825
826       // Analyse safe distance checks
827       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
828       {
829           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
830
831           // Queen checks
832           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
833           if( b2)
834               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
835
836           // Rook checks
837           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
838           if (b2)
839               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
840       }
841       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
842       {
843           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
844
845           // Queen checks
846           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
847           if (b2)
848               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
849
850           // Bishop checks
851           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
852           if (b2)
853               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
854       }
855       if (KnightCheckBonus > 0)
856       {
857           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
858
859           // Knight checks
860           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
861           if (b2)
862               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
863       }
864
865       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
866       // adding pawns later).
867       if (DiscoveredCheckBonus)
868       {
869         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
870         if (b)
871           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
872       }
873
874       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
875       // side with the mating move is the side to move, because in that
876       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
877       // evaluation function instead.
878       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
879           attackUnits += MateThreatBonus;
880
881       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
882       // out of bounds errors:
883       if (attackUnits < 0)
884           attackUnits = 0;
885
886       if (attackUnits >= 100)
887           attackUnits = 99;
888
889       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
890       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
891       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
892       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
893       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
894       // change far bigger than the value of the captured piece.
895       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
896
897       ei.mgValue -= sign * v;
898
899       if (us == p.side_to_move())
900           ei.futilityMargin += v;
901     }
902   }
903
904
905   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
906
907   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
908
909     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
910     int movesToGo[2] = {100, 100};
911
912     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
913     {
914         Color them = opposite_color(us);
915         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
916         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
917         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
918
919         while (b)
920         {
921             Square s = pop_1st_bit(&b);
922
923             assert(pos.piece_on(s) == pawn_of_color(us));
924             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
925
926             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
927             int tr = Max(0, r * (r - 1));
928             Square blockSq = s + pawn_push(us);
929
930             // Base bonus based on rank
931             Value mbonus = Value(20 * tr);
932             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
933
934             // Adjust bonus based on king proximity
935             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
936             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
937             ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
938
939             // If the pawn is free to advance, increase bonus
940             if (tr != 0 && pos.square_is_empty(blockSq))
941             {
942                 b2 = squares_in_front_of(us, s);
943                 b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
944                 b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
945
946                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
947                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
948                 if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
949                     && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
950                     b3 = b2;
951
952                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
953                 {
954                     // There are no enemy pieces in the pawn's path! Are any of the
955                     // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
956                     if (b3 == EmptyBoardBB)
957                         // No enemy attacks, huge bonus!
958                         ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
959                     else
960                         // OK, there are enemy attacks. Are those squares which are
961                         // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
962                         // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
963                         // somewhat smaller bonus.
964                         ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
965                 }
966                 else
967                 {
968                     // There are some enemy pieces in the pawn's path. While this is
969                     // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
970                     // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
971                     // also attacked by us.
972                     if (((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
973                         ebonus += Value(tr * 6);
974                 }
975                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
976                 // in the pawn's path.
977                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
978                     ebonus += Value(tr);
979             }
980
981             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
982             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
983             if (b2 & rank_bb(s))
984                 ebonus += Value(r * 20);
985             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
986                 ebonus += Value(r * 12);
987
988             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
989             // unstoppable
990             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
991             {
992                 Square qsq;
993                 int d;
994
995                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
996                 d =  square_distance(s, qsq)
997                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
998                    + (us != pos.side_to_move());
999
1000                 if (d < 0)
1001                 {
1002                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
1003                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
1004                     mtg += blockerCount;
1005                     d += blockerCount;
1006                     if (d < 0)
1007                     {
1008                         hasUnstoppable[us] = true;
1009                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
1010                     }
1011                 }
1012             }
1013             // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
1014             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
1015             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1016             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1017             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1018             // value if the other side has a rook or queen.
1019             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1020             {
1021                 if(   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1022                    && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1023                     ebonus += ebonus / 4;
1024                 else if(pos.rooks_and_queens(them))
1025                     ebonus -= ebonus / 4;
1026             }
1027
1028             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1029             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1030             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1031         }
1032     }
1033
1034     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1035     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1036        ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1037     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1038        ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1039     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1040     {
1041         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1042         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1043         // plies until the pawn queens for both sides.
1044         movesToGo[WHITE] *= 2;
1045         movesToGo[BLACK] *= 2;
1046         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1047
1048         // If one side queens at least three plies before the other, that
1049         // side wins.
1050         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1051             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1052         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1053             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1054
1055         // We could also add some rules about the situation when one side
1056         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1057         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1058         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1059         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1060     }
1061   }
1062
1063
1064   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1065   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1066   // if it is.
1067
1068   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1069                                     EvalInfo &ei) {
1070     assert(square_is_ok(s));
1071     assert(pos.piece_on(s) == bishop_of_color(us));
1072
1073     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1074     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1075
1076     if (   pos.piece_on(b6) == pawn_of_color(opposite_color(us))
1077         && pos.see(s, b6) < 0
1078         && pos.see(s, b8) < 0)
1079     {
1080         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1081         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1082     }
1083   }
1084
1085
1086   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1087   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1088   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1089   // only occur in Chess960 games.
1090
1091   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1092                                     EvalInfo &ei) {
1093     Piece pawn = pawn_of_color(us);
1094     Square b2, b3, c3;
1095
1096     assert(Chess960);
1097     assert(square_is_ok(s));
1098     assert(pos.piece_on(s) == bishop_of_color(us));
1099
1100     if (square_file(s) == FILE_A)
1101     {
1102         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1103         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1104         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1105     }
1106     else
1107     {
1108         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1109         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1110         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1111     }
1112
1113     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1114     {
1115         Value penalty;
1116
1117         if (!pos.square_is_empty(b3))
1118             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1119         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1120             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1121         else
1122             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1123
1124         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1125         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1126     }
1127   }
1128
1129
1130   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1131   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1132   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1133   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1134   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1135   // material hash table.
1136
1137   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1138
1139     Color them = opposite_color(us);
1140
1141     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1142     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1143     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1144
1145     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1146                           & ~pos.pawns(us)
1147                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1148                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1149
1150     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1151     // pawn.
1152     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1153     if (us == WHITE)
1154     {
1155         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1156         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1157     }
1158     else
1159     {
1160         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1161         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1162     }
1163
1164     int space =  count_1s_max_15(safeSquares)
1165                + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1166
1167     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1168   }
1169
1170
1171   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1172
1173   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1174     return (v*w) / 0x100;
1175   }
1176
1177
1178   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1179   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1180   // ScaleFactor array.
1181
1182   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1183
1184     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1185     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1186     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1187
1188     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1189
1190     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1191     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1192   }
1193
1194
1195   // count_1s_8bit() counts the number of nonzero bits in the 8 least
1196   // significant bits of a Bitboard. This function is used by the king
1197   // shield evaluation.
1198
1199   int count_1s_8bit(Bitboard b) {
1200     return int(BitCount8Bit[b & 0xFF]);
1201   }
1202
1203
1204   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1205   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1206
1207   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1208
1209     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1210     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1211   }
1212
1213
1214   // helper used in read_weights()
1215   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1216
1217     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1218   }
1219
1220
1221   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1222   // parameters.  It is called from read_weights().
1223
1224   void init_safety() {
1225
1226     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1227     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1228     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1229     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1230     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1231     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1232     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1233
1234     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1235     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1236     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1237     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1238     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1239     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1240
1241     for (int i = 0; i < 100; i++)
1242     {
1243         if (i < b)
1244             SafetyTable[i] = Value(0);
1245         else if(quad)
1246             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1247         else if(linear)
1248             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1249     }
1250
1251     for (int i = 0; i < 100; i++)
1252     {
1253         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1254             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1255                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1256
1257         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1258             SafetyTable[i] = Value(peak);
1259     }
1260   }
1261 }