9007e9c78a1d73e642e89e2ee07c90487fbc7f30
[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 = 8;
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      = 248;
62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 271;
63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 233;
64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 201;
65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 252;
66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 259;
67   const int WeightKingSafetyInternal           = 247;
68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 259;
69   const int WeightSpaceInternal                = 46;
70
71   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
72   //
73   // Visually better to define tables constants
74   typedef Value V;
75
76   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
77   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
78   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
79   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
80     V(-38), V(-25),V(-12), V(0), V(12), V(25), V(31), V(38), V(38)
81   };
82
83   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
84   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
85     V(-33), V(-23),V(-13), V(-3), V(7), V(17), V(22), V(27), V(27)
86   };
87
88   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
89   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
90   // queens are also included.
91   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
92   //    0       1      2      3      4      5      6      7
93     V(-25), V(-11),  V(3), V(17), V(31), V(45), V(57), V(65),
94   //    8       9     10     11     12     13     14     15
95     V( 71), V( 74), V(76), V(78), V(79), V(80), V(81), V(81)
96   };
97
98   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
99   //    0       1      2      3      4      5      6      7
100     V(-30), V(-16), V(-2), V(12), V(26), V(40), V(52), V(60),
101   //    8       9     10     11     12     13     14     15
102     V( 65), V( 69), V(71), V(73), V(74), V(75), V(76), V(76)
103   };
104
105   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
106   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
107   // queens and rooks are also included.
108   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
109   //    0       1      2      3      4      5      6      7
110     V(-20), V(-14), V(-8), V(-2),  V(4), V(10), V(14), V(19),
111   //    8       9     10     11     12     13     14     15
112     V( 23), V( 26), V(27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32)
113   };
114
115   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
116   //    0       1      2      3      4      5      6      7
117     V(-36), V(-19), V(-3), V(13), V(29), V(46), V(62), V(79),
118   //    8       9     10     11     12     13     14     15
119     V( 95), V(106),V(111),V(114),V(116),V(117),V(118),V(118)
120   };
121
122   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
123   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
124   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
125   //    0      1      2      3      4      5      6      7
126     V(-10), V(-8), V(-6), V(-3), V(-1), V( 1), V( 3), V( 5),
127   //    8      9     10     11     12     13     14     15
128     V(  8), V(10), V(12), V(15), V(16), V(17), V(18), V(20),
129   //   16     17     18     19     20     21     22     23
130     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20),
131   //   24     25     26     27     28     29     30     31
132     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20)
133   };
134
135   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
136   //    0      1      2      3      4      5      6      7
137     V(-18),V(-13), V(-7), V(-2), V( 3), V (8), V(13), V(19),
138   //    8      9     10     11     12     13     14     15
139     V( 23), V(27), V(32), V(34), V(35), V(35), V(35), V(35),
140   //   16     17     18     19     20     21     22     23
141     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35),
142   //   24     25     26     27     28     29     30     31
143     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35)
144   };
145
146   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
147   // point of view).
148   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
149   //  A     B     C     D     E     F     G     H
150     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
151     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
152     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
153     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
154     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
155     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
156     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
157     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
158   };
159
160   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
161   //  A     B     C     D     E     F     G     H
162     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
163     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
164     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
165     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
166     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
167     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
168     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
169     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
170   };
171
172   // Bonus for unstoppable passed pawns
173   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
174
175   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
176   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
177   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
178   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
179   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
180
181   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
182   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
183   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
184
185   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
186   // right to castle.
187   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
188
189   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
190   // enemy pawns.
191   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
192
193   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
194   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
195     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
196     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
197   };
198
199   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
200   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
201   // happen in Chess960 games.
202   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
203
204   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
205   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
206     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
207     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
208   };
209
210   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
211   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
212   // based on how many squares inside this area are safe and available for
213   // friendly minor pieces.
214   const Bitboard SpaceMask[2] = {
215     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
216     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
217     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
218     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
219     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
220     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
221   };
222
223   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
224   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
225   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
226   /// as an index to SafetyTable[].
227
228   // Attack weights for each piece type
229   const int QueenAttackWeight  = 5;
230   const int RookAttackWeight   = 3;
231   const int BishopAttackWeight = 2;
232   const int KnightAttackWeight = 2;
233
234   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
235   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
236   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
237
238   // Scan for queen contact mates?
239   const bool QueenContactMates = true;
240
241   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
242   int MateThreatBonus;
243
244   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
245   // king.
246   const int InitKingDanger[64] = {
247      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
248      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
249      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
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     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
255   };
256
257   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
258   // in init_safety().
259   Value SafetyTable[100];
260
261   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
262   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
263   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
264
265   // Sizes of pawn and material hash tables
266   const int PawnTableSize = 16384;
267   const int MaterialTableSize = 1024;
268
269   // Function prototypes
270   template<bool HasPopCnt>
271   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
272
273   template<Color Us, bool HasPopCnt>
274   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
275
276   template<Color Us, bool HasPopCnt>
277   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
278
279   template<Color Us, bool HasPopCnt>
280   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
281
282   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
283   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
284   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
285   inline Value apply_weight(Value v, int w);
286   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
287   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
288   void init_safety();
289 }
290
291
292 ////
293 //// Functions
294 ////
295
296 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
297 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
298 /// between them based on the remaining material.
299 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
300
301     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
302                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
303 }
304
305 namespace {
306
307 template<bool HasPopCnt>
308 Value do_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->material_value();
323   ei.egValue += ei.mi->material_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.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
342   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<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] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
348   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
349   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
350   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
351   if (b1)
352       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
353
354   if (b2)
355       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
356
357   // Evaluate pieces
358   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
359   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
360
361   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
362   // because we need complete attack information for all pieces when computing
363   // the king safety evaluation.
364   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
365   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
366
367   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
368   // because we need to know which side promotes first in positions where
369   // both sides have an unstoppable passed pawn.
370   if (ei.pi->passed_pawns())
371       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
372
373   Phase phase = pos.game_phase();
374
375   // Middle-game specific evaluation terms
376   if (phase > PHASE_ENDGAME)
377   {
378     // Pawn storms in positions with opposite castling.
379     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
380         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
381
382         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
383                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
384
385     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
386              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
387
388         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
389                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
390
391     // Evaluate space for both sides
392     if (ei.mi->space_weight() > 0)
393     {
394         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
395         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
396     }
397   }
398
399   // Mobility
400   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
401   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
402
403   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
404   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
405   if (   phase < PHASE_MIDGAME
406       && pos.opposite_colored_bishops()
407       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
408           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
409   {
410       ScaleFactor sf;
411
412       // Only the two bishops ?
413       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
414           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
415       {
416           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
417           // certainly a draw or at least two pawns.
418           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
419           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
420       }
421       else
422           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
423           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
424            sf = ScaleFactor(50);
425
426       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
427           factor[WHITE] = sf;
428       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
429           factor[BLACK] = sf;
430   }
431
432   // Interpolate between the middle game and the endgame score
433   Color stm = pos.side_to_move();
434
435   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
436
437   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
438 }
439
440 } // namespace
441
442 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
443 /// It currently considers only material and piece square table scores. Perhaps
444 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
445
446 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
447
448   assert(pos.is_ok());
449
450   static const
451   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
452
453   Value mgv = pos.mg_value();
454   Value egv = pos.eg_value();
455   Phase ph = pos.game_phase();
456   Color stm = pos.side_to_move();
457
458   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
459 }
460
461
462 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
463
464 void init_eval(int threads) {
465
466   assert(threads <= THREAD_MAX);
467
468   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
469   {
470     if (i >= threads)
471     {
472         delete PawnTable[i];
473         delete MaterialTable[i];
474         PawnTable[i] = NULL;
475         MaterialTable[i] = NULL;
476         continue;
477     }
478     if (!PawnTable[i])
479         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
480     if (!MaterialTable[i])
481         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
482   }
483 }
484
485
486 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
487
488 void quit_eval() {
489
490   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
491   {
492       delete PawnTable[i];
493       delete MaterialTable[i];
494       PawnTable[i] = NULL;
495       MaterialTable[i] = NULL;
496   }
497 }
498
499
500 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
501
502 void read_weights(Color us) {
503
504   Color them = opposite_color(us);
505
506   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
507   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
508   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
509   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
510   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
511   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
512   WeightSpace                = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
513   WeightKingSafety[us]       = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
514   WeightKingSafety[them]     = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
515
516   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
517   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
518   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
519   {
520       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
521       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
522   }
523   init_safety();
524 }
525
526
527 namespace {
528
529   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
530
531   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
532   int evaluate_mobility(const Position& pos, Bitboard b, EvalInfo& ei) {
533
534     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
535     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
536     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
537     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
538     static const int lastIndex[] = { 0, 0, 8, 15, 15, 31 };
539
540     // Update attack info
541     ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
542
543     // King attacks
544     if (b & ei.kingZone[Us])
545     {
546         ei.kingAttackersCount[Us]++;
547         ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
548         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
549         if (bb)
550             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
551     }
552
553     // Remove squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
554     b &= ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
555
556     // The squares occupied by enemy pieces (not defended by pawns) will be
557     // counted two times instead of one. The shift (almost) guarantees that
558     // intersection of the shifted value with b is zero so that after or-ing
559     // the count of 1s bits is increased by the number of affected squares.
560     b |= Us == WHITE ? ((b & pos.pieces_of_color(Them)) >> 1)
561                      : ((b & pos.pieces_of_color(Them)) << 1);
562
563     // Mobility
564     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)
565                               : count_1s<HasPopCnt>(b));
566
567     if (mob > lastIndex[Piece])
568         mob = lastIndex[Piece];
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, Color Us>
579   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
580
581     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
582
583     // Initial bonus based on square
584     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
585                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
586
587     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
588     // no minor piece which can exchange the outpost piece
589     if (bonus && (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & pos.pieces(PAWN, Us)))
590     {
591         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
592             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
593             bonus += bonus + bonus / 2;
594         else
595             bonus += bonus / 2;
596     }
597     ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
598     ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
599   }
600
601
602   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
603
604   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
605   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
606
607     Bitboard b;
608     Square s, ksq;
609     int mob;
610     File f;
611
612     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
613     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
614
615     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
616     {
617         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
618             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
619         else if (Piece == BISHOP)
620             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
621         else if (Piece == ROOK)
622             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
623         else
624             assert(false);
625
626         // Attacks and mobility
627         mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, b, ei);
628
629         // Bishop and knight outposts squares
630         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
631             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
632
633         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
634         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
635         if (Piece == BISHOP)
636         {
637             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
638                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
639
640             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
641                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
642         }
643
644         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
645         {
646             // Queen or rook on 7th rank
647             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
648                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
649             {
650                 ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
651                 ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
652             }
653         }
654
655         // Special extra evaluation for rooks
656         if (Piece == ROOK)
657         {
658             // Open and half-open files
659             f = square_file(s);
660             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
661             {
662                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
663                 {
664                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
665                     ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
666                 }
667                 else
668                 {
669                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
670                     ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
671                 }
672             }
673
674             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
675             // king has lost right to castle.
676             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
677                 continue;
678
679             ksq = pos.king_square(Us);
680
681             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
682                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
683                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
684             {
685                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
686                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
687                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
688                                                     : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
689             }
690             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
691                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
692                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
693             {
694                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
695                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
696                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
697                                                     : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
698             }
699         }
700     }
701   }
702
703
704   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
705   // pieces of a given color.
706
707   template<Color Us, bool HasPopCnt>
708   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
709
710       evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
711       evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
712       evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
713       evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
714
715       // Sum up all attacked squares
716       ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
717                              | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
718                              | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
719   }
720
721
722   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
723
724   template<Color Us, bool HasPopCnt>
725   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
726
727     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
728     const Square s = pos.king_square(Us);
729     int shelter = 0;
730
731     // King shelter
732     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
733     {
734         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
735         ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
736     }
737
738     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
739     // from optimally tuned.
740     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
741         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
742         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
743         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
744     {
745       // Is it the attackers turn to move?
746       bool sente = (Them == pos.side_to_move());
747
748       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
749       // apart from the king itself
750       Bitboard undefended =
751              ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
752           & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
753           & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
754           &  ei.attacked_by(Us, KING);
755
756       Bitboard occ = pos.occupied_squares(), b, b2;
757
758       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
759       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
760       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
761       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
762       // quality of the pawn shelter.
763       int attackUnits =
764             Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
765           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
766           + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
767
768       // Analyse safe queen contact checks
769       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
770       if (b)
771       {
772         Bitboard attackedByOthers =
773               ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
774             | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
775
776         b &= attackedByOthers;
777         if (b)
778         {
779           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
780           // contact checks.
781           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
782           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
783
784           // Is there a mate threat?
785           if (QueenContactMates && !pos.is_check())
786           {
787             Bitboard escapeSquares =
788                 pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
789
790             while (b)
791             {
792                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
793                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
794                 {
795                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
796                     // is an X-ray attack through the queen.
797                     for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
798                     {
799                         from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
800                         if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
801                             && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
802                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
803                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
804
805                             ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
806                     }
807                 }
808             }
809           }
810         }
811       }
812
813       // Analyse safe distance checks
814       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
815       {
816           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
817
818           // Queen checks
819           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
820           if (b2)
821               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
822
823           // Rook checks
824           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
825           if (b2)
826               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
827       }
828       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
829       {
830           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
831
832           // Queen checks
833           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
834           if (b2)
835               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
836
837           // Bishop checks
838           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
839           if (b2)
840               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
841       }
842       if (KnightCheckBonus > 0)
843       {
844           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
845
846           // Knight checks
847           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
848           if (b2)
849               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
850       }
851
852       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
853       // adding pawns later).
854       if (DiscoveredCheckBonus)
855       {
856         b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
857         if (b)
858           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
859       }
860
861       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
862       // side with the mating move is the side to move, because in that
863       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
864       // evaluation function instead.
865       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
866           attackUnits += MateThreatBonus;
867
868       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
869       // out of bounds errors:
870       if (attackUnits < 0)
871           attackUnits = 0;
872
873       if (attackUnits >= 100)
874           attackUnits = 99;
875
876       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
877       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
878       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
879       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
880       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
881       // change far bigger than the value of the captured piece.
882       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
883
884       ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
885
886       if (Us == pos.side_to_move())
887           ei.futilityMargin += v;
888     }
889   }
890
891
892   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
893
894   template<Color Us>
895   void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, int movesToGo[], EvalInfo& ei) {
896
897     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
898
899     Bitboard b2, b3, b4;
900     Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
901     Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
902     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
903
904     while (b)
905     {
906         Square s = pop_1st_bit(&b);
907
908         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
909         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
910
911         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
912         int tr = Max(0, r * (r - 1));
913
914         // Base bonus based on rank
915         Value mbonus = Value(20 * tr);
916         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
917
918         // Adjust bonus based on king proximity
919         if (tr)
920         {
921             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
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                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
931                 b2 = squares_in_front_of(Us, s);
932
933                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
934
935                 // Squares attacked by us
936                 b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
937
938                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
939                 b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
940
941                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
942                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
943                 if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
944                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
945                     b3 = b2;
946
947                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
948                 if (b3 == EmptyBoardBB)
949                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
950                     // Even bigger if we protect the pawn's path
951                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
952                 else
953                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
954                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
955                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
956                     // if no, somewhat smaller bonus.
957                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
958
959                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
960                 // in the pawn's path.
961                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
962                     ebonus += Value(tr);
963             }
964         } // tr != 0
965
966         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
967         b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
968         if (b2 & rank_bb(s))
969             ebonus += Value(r * 20);
970         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
971             ebonus += Value(r * 12);
972
973         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
974         // unstoppable
975         if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
976         {
977             Square qsq;
978             int d;
979
980             qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
981             d =  square_distance(s, qsq)
982                - square_distance(theirKingSq, qsq)
983                + (Us != pos.side_to_move());
984
985             if (d < 0)
986             {
987                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
988                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
989                 mtg += blockerCount;
990                 d += blockerCount;
991                 if (d < 0)
992                     movesToGo[Us] = movesToGo[Us] ? Min(movesToGo[Us], mtg) : 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.pieces(ROOK, QUEEN, 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     } // while
1016   }
1017
1018
1019   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
1020
1021   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1022
1023     int movesToGo[2] = {0, 0};
1024
1025     // Evaluate pawns for each color
1026     evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, movesToGo, ei);
1027     evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, movesToGo, ei);
1028
1029     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1030     if (movesToGo[WHITE] && !movesToGo[BLACK])
1031         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1032     else if (movesToGo[BLACK] && !movesToGo[WHITE])
1033         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1034     else if (movesToGo[BLACK] && movesToGo[WHITE])
1035     {
1036         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1037         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1038         // plies until the pawn queens for both sides.
1039         movesToGo[WHITE] *= 2;
1040         movesToGo[BLACK] *= 2;
1041         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1042
1043         // If one side queens at least three plies before the other, that
1044         // side wins.
1045         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1046             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1047         else if (movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1048             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1049
1050         // We could also add some rules about the situation when one side
1051         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1052         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1053         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1054         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1055     }
1056   }
1057
1058
1059   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1060   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1061   // if it is.
1062
1063   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1064
1065     assert(square_is_ok(s));
1066     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1067
1068     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1069     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1070
1071     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1072         && pos.see(s, b6) < 0
1073         && pos.see(s, b8) < 0)
1074     {
1075         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1076         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1077     }
1078   }
1079
1080
1081   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1082   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1083   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1084   // only occur in Chess960 games.
1085
1086   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1087
1088     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1089     Square b2, b3, c3;
1090
1091     assert(Chess960);
1092     assert(square_is_ok(s));
1093     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1094
1095     if (square_file(s) == FILE_A)
1096     {
1097         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1098         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1099         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1100     }
1101     else
1102     {
1103         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1104         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1105         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1106     }
1107
1108     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1109     {
1110         Value penalty;
1111
1112         if (!pos.square_is_empty(b3))
1113             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1114         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1115             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1116         else
1117             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1118
1119         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1120         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1121     }
1122   }
1123
1124
1125   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1126   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1127   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1128   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1129   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1130   // material hash table.
1131   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1132   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1133
1134     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1135
1136     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1137     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1138     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1139
1140     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1141                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1142                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1143                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1144
1145     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1146     // pawn.
1147     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1148     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1149     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1150
1151     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1152                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1153
1154     ei.mgValue += Sign[Us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1155   }
1156
1157
1158   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1159
1160   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1161     return (v*w) / 0x100;
1162   }
1163
1164
1165   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1166   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1167   // ScaleFactor array.
1168
1169   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1170
1171     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1172     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1173     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1174
1175     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1176
1177     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1178     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1179   }
1180
1181
1182   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1183   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1184
1185   int weight_option(const std::string& opt, int internalWeight) {
1186
1187     int uciWeight = get_option_value_int(opt);
1188     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1189     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1190   }
1191
1192
1193   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1194   // parameters.  It is called from read_weights().
1195
1196   void init_safety() {
1197
1198     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1199     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1200     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1201     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1202     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1203     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1204     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1205
1206     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1207     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1208     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1209     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1210     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1211     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1212
1213     for (int i = 0; i < 100; i++)
1214     {
1215         if (i < b)
1216             SafetyTable[i] = Value(0);
1217         else if (quad)
1218             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1219         else if (linear)
1220             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1221     }
1222
1223     for (int i = 0; i < 100; i++)
1224     {
1225         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1226             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1227                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1228
1229         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1230             SafetyTable[i] = Value(peak);
1231     }
1232   }
1233 }