Split evaluate_outposts from evaluate_common
[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 "bitcount.h"
29 #include "evaluate.h"
30 #include "material.h"
31 #include "pawns.h"
32 #include "scale.h"
33 #include "thread.h"
34 #include "ucioption.h"
35
36
37 ////
38 //// Local definitions
39 ////
40
41 namespace {
42
43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
44
45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
46   const int GrainSize = 4;
47
48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
49   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
50   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
51   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
52   int WeightKingSafety[2];
53   int WeightSpace;
54
55   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
56   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
57   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
58   // parameters at 100, which looks prettier.
59   //
60   // Values modified by Joona Kiiski
61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x0FA;
62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x10A;
63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x0EC;
64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x0CD;
65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x108;
66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x109;
67   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x0F7;
68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x101;
69   const int WeightSpaceInternal                = 0x02F;
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(47);
175   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
176   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
177   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
178
179   // Rooks on open files
180   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
181   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
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, initialized from UCI options
233   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
234   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
235
236   // Scan for queen contact mates?
237   const bool QueenContactMates = true;
238
239   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
240   int MateThreatBonus;
241
242   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
243   // king.
244   const int InitKingDanger[64] = {
245      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
246      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
247      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
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     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
253   };
254
255   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
256   // in init_safety().
257   Value SafetyTable[100];
258
259   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
260   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
261   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
262
263   // Sizes of pawn and material hash tables
264   const int PawnTableSize = 16384;
265   const int MaterialTableSize = 1024;
266
267   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer
268   uint8_t BitCount8Bit[256];
269
270   // Function prototypes
271   template<bool HasPopCnt>
272   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
273
274   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
275   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
276
277   template<>
278   void evaluate_pieces<KING, false>(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
279
280   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
281   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
282                                     EvalInfo &ei);
283   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
284                                     EvalInfo &ei);
285
286   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
287   inline Value apply_weight(Value v, int w);
288   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
289
290   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
291   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
292   void init_safety();
293
294 }
295
296
297 ////
298 //// Functions
299 ////
300
301 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
302 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
303 /// between them based on the remaining material.
304 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
305
306     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
307                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
308 }
309
310 namespace {
311
312 template<bool HasPopCnt>
313 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
314
315   assert(pos.is_ok());
316   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
317
318   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
319
320   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
321   // position object (material + piece square tables)
322   ei.mgValue = pos.mg_value();
323   ei.egValue = pos.eg_value();
324
325   // Probe the material hash table
326   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
327   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
328   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
329
330   // If we have a specialized evaluation function for the current material
331   // configuration, call it and return
332   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
333       return ei.mi->evaluate(pos);
334
335   // After get_material_info() call that modifies them
336   ScaleFactor factor[2];
337   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
338   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
339
340   // Probe the pawn hash table
341   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
342   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
343   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
344
345   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
346   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
347   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
348   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
349   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
350
351   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
352   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
353   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
354   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
355   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
356
357   // Evaluate pieces
358   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
359   {
360       evaluate_pieces<KNIGHT, HasPopCnt>(pos, c, ei);
361       evaluate_pieces<BISHOP, HasPopCnt>(pos, c, ei);
362       evaluate_pieces<ROOK,   HasPopCnt>(pos, c, ei);
363       evaluate_pieces<QUEEN,  HasPopCnt>(pos, c, ei);
364
365       // Sum up all attacked squares
366       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
367                             | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
368                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
369   }
370
371   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
372   // because we need complete attack information for all pieces when computing
373   // the king safety evaluation.
374   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
375       evaluate_pieces<KING, false>(pos, c, ei);
376
377   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
378   // because we need to know which side promotes first in positions where
379   // both sides have an unstoppable passed pawn.
380   if (ei.pi->passed_pawns())
381       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
382
383   Phase phase = pos.game_phase();
384
385   // Middle-game specific evaluation terms
386   if (phase > PHASE_ENDGAME)
387   {
388     // Pawn storms in positions with opposite castling.
389     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
390         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
391
392         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
393                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
394
395     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
396              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
397
398         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
399                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
400
401     // Evaluate space for both sides
402     if (ei.mi->space_weight() > 0)
403     {
404         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
405         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
406     }
407   }
408
409   // Mobility
410   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
411   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
412
413   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
414   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
415   if (   phase < PHASE_MIDGAME
416       && pos.opposite_colored_bishops()
417       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
418           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
419   {
420       ScaleFactor sf;
421
422       // Only the two bishops ?
423       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
424           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
425       {
426           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
427           // certainly a draw or at least two pawns.
428           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
429           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
430       }
431       else
432           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
433           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
434            sf = ScaleFactor(50);
435
436       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
437           factor[WHITE] = sf;
438       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
439           factor[BLACK] = sf;
440   }
441
442   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
443   // return
444   Color stm = pos.side_to_move();
445
446   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
447
448   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
449 }
450
451 } // namespace
452
453 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
454 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
455 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
456
457 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
458
459   assert(pos.is_ok());
460
461   static const
462   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
463
464   Value mgv = pos.mg_value();
465   Value egv = pos.eg_value();
466   Phase ph = pos.game_phase();
467   Color stm = pos.side_to_move();
468
469   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
470 }
471
472
473 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
474
475 void init_eval(int threads) {
476
477   assert(threads <= THREAD_MAX);
478
479   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
480   {
481     if (i >= threads)
482     {
483         delete PawnTable[i];
484         delete MaterialTable[i];
485         PawnTable[i] = NULL;
486         MaterialTable[i] = NULL;
487         continue;
488     }
489     if (!PawnTable[i])
490         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
491     if (!MaterialTable[i])
492         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
493   }
494
495   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
496   {
497       assert(count_1s(b) == int(uint8_t(count_1s(b))));
498       BitCount8Bit[b] = (uint8_t)count_1s(b);
499   }
500 }
501
502
503 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
504
505 void quit_eval() {
506
507   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
508   {
509       delete PawnTable[i];
510       delete MaterialTable[i];
511       PawnTable[i] = NULL;
512       MaterialTable[i] = NULL;
513   }
514 }
515
516
517 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
518 /// parameters.
519
520 void read_weights(Color us) {
521
522   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
523   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
524   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
525   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
526   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
527   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
528
529   Color them = opposite_color(us);
530
531   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
532   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
533   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
534
535   init_safety();
536 }
537
538
539 namespace {
540
541   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
542
543   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
544   int evaluate_mobility(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, Color them, EvalInfo& ei) {
545
546     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
547     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
548     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
549
550     // Update attack info
551     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
552
553     // King attacks
554     if (b & ei.kingZone[us])
555     {
556         ei.kingAttackersCount[us]++;
557         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
558         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
559         if (bb)
560             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
561     }
562
563     // Remove squares protected by enemy pawns
564     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
565
566     // Mobility
567     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us))
568                               : count_1s<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
569
570     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
571     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
572     return mob;
573   }
574
575
576   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
577
578   template<PieceType Piece>
579   void evaluate_outposts(const Position& p, Color us, Color them, EvalInfo& ei, Square s) {
580
581     // Initial bonus based on square
582     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(us, s)]
583                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(us, s)]);
584
585     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
586     // no minor piece which can exchange the outpost piece
587     if (bonus && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
588     {
589         if (    p.knights(them) == EmptyBoardBB
590             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
591             bonus += bonus + bonus / 2;
592         else
593             bonus += bonus / 2;
594     }
595     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
596     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
597   }
598
599
600   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
601   // color.
602
603   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
604   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
605
606     Bitboard b;
607     Square s, ksq;
608     int mob;
609     File f;
610     Color them = opposite_color(us);
611
612     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
613     {
614         s = pos.piece_list(us, Piece, i);
615
616         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
617             b = pos.piece_attacks<Piece>(s);
618         else if (Piece == BISHOP)
619             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
620         else if (Piece == ROOK)
621             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
622         else
623             assert(false);
624
625         // Attacks and mobility
626         mob = evaluate_mobility<Piece, HasPopCnt>(pos, b, us, them, ei);
627
628         // Bishop and knight outposts squares
629         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, them))
630             evaluate_outposts<Piece>(pos, us, them, ei, s);
631
632         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
633         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
634         if (Piece == BISHOP)
635         {
636             if (bit_is_set(MaskA7H7[us], s))
637                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, us, ei);
638
639             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[us], s))
640                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, us, ei);
641         }
642
643         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
644         {
645             // Queen or rook on 7th rank
646             if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
647                 && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
648             {
649                 ei.mgValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
650                 ei.egValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
651             }
652         }
653
654         // Special extra evaluation for rooks
655         if (Piece == ROOK)
656         {
657             // Open and half-open files
658             f = square_file(s);
659             if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
660             {
661                 if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
662                 {
663                     ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
664                     ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
665                 }
666                 else
667                 {
668                     ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
669                     ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
670                 }
671             }
672
673             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
674             // king has lost right to castle.
675             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
676                 continue;
677
678             ksq = pos.king_square(us);
679
680             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
681                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
682                 && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
683             {
684                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
685                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
686                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
687                                                     : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
688             }
689             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
690                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
691                     && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
692             {
693                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
694                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
695                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
696                                                     : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
697             }
698         }
699     }
700   }
701
702   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
703
704     return b >> (num << 3);
705   }
706
707   // evaluate_pieces<KING>() assigns bonuses and penalties to a king of a given
708   // color.
709
710   template<>
711   void evaluate_pieces<KING, false>(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
712
713     int shelter = 0, sign = Sign[us];
714     Square s = p.king_square(us);
715
716     // King shelter
717     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
718     {
719         // Shelter cache lookup
720         shelter = ei.pi->kingShelter(us, s);
721         if (shelter == -1)
722         {
723             shelter = 0;
724             Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
725             Rank r = square_rank(s);
726             for (int i = 1; i < 4; i++)
727                 shelter += BitCount8Bit[shiftRowsDown(pawns, r+i*sign) & 0xFF] * (128 >> i);
728
729             // Cache shelter value in pawn info
730             ei.pi->setKingShelter(us, s, shelter);
731         }
732         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
733     }
734
735     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
736     // from optimally tuned.
737     Color them = opposite_color(us);
738
739     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
740         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
741         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
742         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
743     {
744       // Is it the attackers turn to move?
745       bool sente = (them == p.side_to_move());
746
747       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
748       // apart from the king itself
749       Bitboard undefended =
750              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
751           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
752           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
753           & ei.attacked_by(us, KING);
754
755       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
756
757       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
758       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
759       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
760       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
761       // quality of the pawn shelter.
762       int attackUnits =
763             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
764           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
765           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
766
767       // Analyse safe queen contact checks
768       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
769       if (b)
770       {
771         Bitboard attackedByOthers =
772               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
773             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
774
775         b &= attackedByOthers;
776         if (b)
777         {
778           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
779           // contact checks.
780           int count = count_1s_max_15(b);
781           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
782
783           // Is there a mate threat?
784           if (QueenContactMates && !p.is_check())
785           {
786             Bitboard escapeSquares =
787                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
788
789             while (b)
790             {
791                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
792                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
793                 {
794                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
795                     // is an X-ray attack through the queen.
796                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
797                     {
798                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
799                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
800                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
801                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
802                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.bishops_and_queens(us)))
803
804                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
805                     }
806                 }
807             }
808           }
809         }
810       }
811
812       // Analyse safe distance checks
813       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
814       {
815           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
816
817           // Queen checks
818           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
819           if( b2)
820               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
821
822           // Rook checks
823           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
824           if (b2)
825               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
826       }
827       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
828       {
829           b = p.piece_attacks<BISHOP>(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           // Bishop checks
837           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
838           if (b2)
839               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
840       }
841       if (KnightCheckBonus > 0)
842       {
843           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
844
845           // Knight checks
846           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
847           if (b2)
848               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
849       }
850
851       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
852       // adding pawns later).
853       if (DiscoveredCheckBonus)
854       {
855         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
856         if (b)
857           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
858       }
859
860       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
861       // side with the mating move is the side to move, because in that
862       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
863       // evaluation function instead.
864       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
865           attackUnits += MateThreatBonus;
866
867       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
868       // out of bounds errors:
869       if (attackUnits < 0)
870           attackUnits = 0;
871
872       if (attackUnits >= 100)
873           attackUnits = 99;
874
875       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
876       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
877       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
878       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
879       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
880       // change far bigger than the value of the captured piece.
881       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
882
883       ei.mgValue -= sign * v;
884
885       if (us == p.side_to_move())
886           ei.futilityMargin += v;
887     }
888   }
889
890
891   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
892
893   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
894
895     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
896     int movesToGo[2] = {100, 100};
897
898     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
899     {
900         Color them = opposite_color(us);
901         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
902         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
903         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
904
905         while (b)
906         {
907             Square s = pop_1st_bit(&b);
908
909             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
910             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
911
912             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
913             int tr = Max(0, r * (r - 1));
914             Square blockSq = s + pawn_push(us);
915
916             // Base bonus based on rank
917             Value mbonus = Value(20 * tr);
918             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
919
920             // Adjust bonus based on king proximity
921             if (tr != 0)
922             {
923                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
924                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
925                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
926
927                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
928                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
929                 {
930                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
931                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
932                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
933
934                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
935                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
936                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
937                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
938                         b3 = b2;
939
940                     // Squares attacked or occupied by enemy pieces
941                     b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(them));
942
943                     // There are no enemy pawns in the pawn's path
944                     assert((b2 & pos.pieces_of_color_and_type(them, PAWN)) == EmptyBoardBB);
945
946                     // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
947                     if (b3 == EmptyBoardBB)
948                         // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
949                         ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
950                     else
951                         // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
952                         // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
953                         // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
954                         // if no, somewhat smaller bonus.
955                         ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
956
957                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
958                     // in the pawn's path.
959                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
960                         ebonus += Value(tr);
961                 }
962             }
963
964             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
965             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
966             if (b2 & rank_bb(s))
967                 ebonus += Value(r * 20);
968             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
969                 ebonus += Value(r * 12);
970
971             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
972             // unstoppable
973             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
974             {
975                 Square qsq;
976                 int d;
977
978                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
979                 d =  square_distance(s, qsq)
980                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
981                    + (us != pos.side_to_move());
982
983                 if (d < 0)
984                 {
985                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
986                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
987                     mtg += blockerCount;
988                     d += blockerCount;
989                     if (d < 0)
990                     {
991                         hasUnstoppable[us] = true;
992                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
993                     }
994                 }
995             }
996             // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
997             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
998             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
999             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1000             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1001             // value if the other side has a rook or queen.
1002             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1003             {
1004                 if (   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1005                     && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1006                     ebonus += ebonus / 4;
1007                 else if (pos.rooks_and_queens(them))
1008                     ebonus -= ebonus / 4;
1009             }
1010
1011             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1012             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1013             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1014         }
1015     }
1016
1017     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1018     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1019         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1020     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1021         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1022     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1023     {
1024         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1025         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1026         // plies until the pawn queens for both sides.
1027         movesToGo[WHITE] *= 2;
1028         movesToGo[BLACK] *= 2;
1029         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1030
1031         // If one side queens at least three plies before the other, that
1032         // side wins.
1033         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1034             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1035         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1036             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1037
1038         // We could also add some rules about the situation when one side
1039         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1040         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1041         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1042         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1043     }
1044   }
1045
1046
1047   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1048   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1049   // if it is.
1050
1051   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1052                                     EvalInfo &ei) {
1053     assert(square_is_ok(s));
1054     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1055
1056     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1057     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1058
1059     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1060         && pos.see(s, b6) < 0
1061         && pos.see(s, b8) < 0)
1062     {
1063         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1064         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1065     }
1066   }
1067
1068
1069   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1070   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1071   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1072   // only occur in Chess960 games.
1073
1074   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1075                                     EvalInfo &ei) {
1076     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1077     Square b2, b3, c3;
1078
1079     assert(Chess960);
1080     assert(square_is_ok(s));
1081     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1082
1083     if (square_file(s) == FILE_A)
1084     {
1085         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1086         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1087         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1088     }
1089     else
1090     {
1091         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1092         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1093         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1094     }
1095
1096     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1097     {
1098         Value penalty;
1099
1100         if (!pos.square_is_empty(b3))
1101             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1102         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1103             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1104         else
1105             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1106
1107         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1108         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1109     }
1110   }
1111
1112
1113   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1114   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1115   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1116   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1117   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1118   // material hash table.
1119
1120   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1121
1122     Color them = opposite_color(us);
1123
1124     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1125     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1126     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1127
1128     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1129                           & ~pos.pawns(us)
1130                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1131                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1132
1133     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1134     // pawn.
1135     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1136     if (us == WHITE)
1137     {
1138         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1139         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1140     }
1141     else
1142     {
1143         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1144         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1145     }
1146
1147     int space =  count_1s_max_15(safeSquares)
1148                + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1149
1150     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1151   }
1152
1153
1154   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1155
1156   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1157     return (v*w) / 0x100;
1158   }
1159
1160
1161   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1162   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1163   // ScaleFactor array.
1164
1165   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1166
1167     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1168     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1169     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1170
1171     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1172
1173     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1174     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
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 }