Fix overflow in init_safety
[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) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
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   Score WeightMobility, WeightPawnStructure;
50   Score WeightPassedPawns, WeightSpace;
51   Score WeightKingSafety[2];
52
53   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
54   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
55   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
56   // parameters at 100, which looks prettier.
57   //
58   // Values modified by Joona Kiiski
59   const Score WeightMobilityInternal      = make_score(248, 271);
60   const Score WeightPawnStructureInternal = make_score(233, 201);
61   const Score WeightPassedPawnsInternal   = make_score(252, 259);
62   const Score WeightSpaceInternal         = make_score( 46,   0);
63   const Score WeightKingSafetyInternal    = make_score(247,   0);
64   const Score WeightKingOppSafetyInternal = make_score(259,   0);
65
66   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
67
68   typedef Value V;
69   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
70
71   CACHE_LINE_ALIGNMENT
72
73   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
74   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
75   const Score KnightMobilityBonus[16] = {
76     S(-38,-33), S(-25,-23), S(-12,-13), S( 0,-3),
77     S( 12,  7), S( 25, 17), S( 31, 22), S(38, 27), S(38, 27)
78   };
79
80   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
81   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
82   // queens are also included.
83   const Score BishopMobilityBonus[16] = {
84     S(-25,-30), S(-11,-16), S( 3, -2), S(17, 12),
85     S( 31, 26), S( 45, 40), S(57, 52), S(65, 60),
86     S( 71, 65), S( 74, 69), S(76, 71), S(78, 73),
87     S( 79, 74), S( 80, 75), S(81, 76), S(81, 76)
88   };
89
90   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
91   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
92   // queens and rooks are also included.
93   const Score RookMobilityBonus[16] = {
94     S(-20,-36), S(-14,-19), S(-8, -3), S(-2, 13),
95     S(  4, 29), S( 10, 46), S(14, 62), S(19, 79),
96     S( 23, 95), S( 26,106), S(27,111), S(28,114),
97     S( 29,116), S( 30,117), S(31,118), S(32,118)
98   };
99
100   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
101   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
102   const Score QueenMobilityBonus[32] = {
103     S(-10,-18), S(-8,-13), S(-6, -7), S(-3, -2), S(-1,  3), S( 1,  8),
104     S(  3, 13), S( 5, 19), S( 8, 23), S(10, 27), S(12, 32), S(15, 34),
105     S( 16, 35), S(17, 35), S(18, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
106     S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
107     S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
108     S( 20, 35), S(20, 35)
109   };
110
111   // Pointers table to access mobility tables through piece type
112   const Score* MobilityBonus[8] = { 0, 0, KnightMobilityBonus, BishopMobilityBonus,
113                                     RookMobilityBonus, QueenMobilityBonus, 0, 0 };
114
115   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
116   // point of view).
117   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
118   //  A     B     C     D     E     F     G     H
119     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
120     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
121     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
122     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
123     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
124     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
125     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
126     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
127   };
128
129   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
130   //  A     B     C     D     E     F     G     H
131     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
132     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
133     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
134     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
135     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
136     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
137     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
138     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
139   };
140
141   // ThreatBonus[][] contains bonus according to which piece type
142   // attacks which one.
143   #define Z S(0, 0)
144
145   const Score ThreatBonus[8][8] = {
146       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
147       { Z, S(18,37),       Z, S(37,47), S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // KNIGHT attacks
148       { Z, S(18,37), S(37,47),       Z, S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // BISHOP attacks
149       { Z, S( 9,27), S(27,47), S(27,47),       Z, S(37,47), Z, Z }, // ROOK attacks
150       { Z, S(27,37), S(27,37), S(27,37), S(27,37),       Z, Z, Z }, // QUEEN attacks
151       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
152       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
153       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }  // not used
154   };
155
156   // ThreatedByPawnPenalty[] contains a penalty according to which piece
157   // type is attacked by an enemy pawn.
158   const Score ThreatedByPawnPenalty[8] = {
159     Z, Z, S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118), Z, Z
160   };
161
162   #undef Z
163   #undef S
164
165   // Bonus for unstoppable passed pawns
166   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
167
168   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
169   const Score RookOn7thBonus  = make_score(47, 98);
170   const Score QueenOn7thBonus = make_score(27, 54);
171
172   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
173   const Score RookOpenFileBonus = make_score(43, 43);
174   const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 19);
175
176   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
177   // right to castle.
178   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
179
180   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
181   // enemy pawns.
182   const Score TrappedBishopA7H7Penalty = make_score(300, 300);
183
184   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
185   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
186     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
187     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
188   };
189
190   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
191   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
192   // happen in Chess960 games.
193   const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(100, 100);
194
195   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
196   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
197     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
198     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
199   };
200
201   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
202   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
203   // based on how many squares inside this area are safe and available for
204   // friendly minor pieces.
205   const Bitboard SpaceMask[2] = {
206     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
207     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
208     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
209     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
210     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
211     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
212   };
213
214   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
215   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
216   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
217   /// as an index to SafetyTable[].
218
219   // Attack weights for each piece type and table indexed on piece type
220   const int QueenAttackWeight  = 5;
221   const int RookAttackWeight   = 3;
222   const int BishopAttackWeight = 2;
223   const int KnightAttackWeight = 2;
224
225   const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
226
227   // Bonuses for safe checks
228   const int QueenContactCheckBonus = 3;
229   const int DiscoveredCheckBonus   = 3;
230   const int QueenCheckBonus        = 2; 
231   const int RookCheckBonus         = 1;
232   const int BishopCheckBonus       = 1; 
233   const int KnightCheckBonus       = 1;
234
235   // Scan for queen contact mates?
236   const bool QueenContactMates = true;
237
238   // Bonus for having a mate threat
239   const int MateThreatBonus = 3;
240
241   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
242   // king.
243   const int InitKingDanger[64] = {
244      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
245      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
246      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
247     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
248     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
249     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
252   };
253
254   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
255   // in init_safety().
256   Value SafetyTable[100];
257
258   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id.
259   // Note that they will be initialized at 0 being global variables.
260   MaterialInfoTable* MaterialTable[MAX_THREADS];
261   PawnInfoTable* PawnTable[MAX_THREADS];
262
263   // Sizes of pawn and material hash tables
264   const int PawnTableSize = 16384;
265   const int MaterialTableSize = 1024;
266
267   // Function prototypes
268   template<bool HasPopCnt>
269   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
270
271   template<Color Us, bool HasPopCnt>
272   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
273
274   template<Color Us, bool HasPopCnt>
275   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
276
277   template<Color Us>
278   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
279
280   template<Color Us, bool HasPopCnt>
281   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
282
283   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
284   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
285   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
286   inline Score apply_weight(Score v, Score weight);
287   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
288   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
289   void init_safety();
290 }
291
292
293 ////
294 //// Functions
295 ////
296
297 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
298 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
299 /// between them based on the remaining material.
300 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
301
302     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
303                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
304 }
305
306 namespace {
307
308 template<bool HasPopCnt>
309 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
310
311   assert(pos.is_ok());
312   assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
313   assert(!pos.is_check());
314
315   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
316
317   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
318   // position object (material + piece square tables)
319   ei.value = pos.value();
320
321   // Probe the material hash table
322   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
323   ei.value += 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.value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), WeightPawnStructure);
338
339   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
340   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
341   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
342   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
343   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
344
345   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
346   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
347   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
348   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
349   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
350   if (b1)
351       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
352
353   if (b2)
354       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
355
356   // Evaluate pieces
357   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
358   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
359
360   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
361   // because we need complete attack information for all pieces when computing
362   // the king safety evaluation.
363   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
364   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
365
366   // Evaluate tactical threats, we need full attack info
367   evaluate_threats<WHITE>(pos, ei);
368   evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
369
370   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
371   // because we need to know which side promotes first in positions where
372   // both sides have an unstoppable passed pawn. To be called after all attacks
373   // are computed, included king.
374   if (ei.pi->passed_pawns())
375       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
376
377   Phase phase = ei.mi->game_phase();
378
379   // Middle-game specific evaluation terms
380   if (phase > PHASE_ENDGAME)
381   {
382     // Pawn storms in positions with opposite castling.
383     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
384         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
385
386         ei.value += make_score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
387
388     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
389              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
390
391         ei.value += make_score(ei.pi->kingside_storm_value(WHITE) - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK), 0);
392
393     // Evaluate space for both sides
394     if (ei.mi->space_weight() > 0)
395     {
396         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
397         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
398     }
399   }
400
401   // Mobility
402   ei.value += apply_weight(ei.mobility, WeightMobility);
403
404   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
405   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
406   if (   phase < PHASE_MIDGAME
407       && pos.opposite_colored_bishops()
408       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) > Value(0))
409           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) < Value(0))))
410   {
411       ScaleFactor sf;
412
413       // Only the two bishops ?
414       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
415           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
416       {
417           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
418           // certainly a draw or at least two pawns.
419           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
420           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
421       }
422       else
423           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
424           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
425            sf = ScaleFactor(50);
426
427       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
428           factor[WHITE] = sf;
429       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
430           factor[BLACK] = sf;
431   }
432
433   // Interpolate between the middle game and the endgame score
434   Color stm = pos.side_to_move();
435
436   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.value, phase, factor);
437
438   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
439 }
440
441 } // namespace
442
443 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
444
445 void init_eval(int threads) {
446
447   assert(threads <= MAX_THREADS);
448
449   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
450   {
451     if (i >= threads)
452     {
453         delete PawnTable[i];
454         delete MaterialTable[i];
455         PawnTable[i] = NULL;
456         MaterialTable[i] = NULL;
457         continue;
458     }
459     if (!PawnTable[i])
460         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
461     if (!MaterialTable[i])
462         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
463   }
464 }
465
466
467 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
468
469 void quit_eval() {
470
471   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
472   {
473       delete PawnTable[i];
474       delete MaterialTable[i];
475       PawnTable[i] = NULL;
476       MaterialTable[i] = NULL;
477   }
478 }
479
480
481 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
482
483 void read_weights(Color us) {
484
485   Color them = opposite_color(us);
486
487   WeightMobility         = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightMobilityInternal);
488   WeightPawnStructure    = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureInternal);
489   WeightPassedPawns      = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsInternal);
490   WeightSpace            = weight_option("Space", "Space", WeightSpaceInternal);
491   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
492   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
493
494   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
495   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
496   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
497   {
498       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
499       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
500   }
501   init_safety();
502 }
503
504
505 namespace {
506
507   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
508
509   template<PieceType Piece, Color Us>
510   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
511
512     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
513
514     // Initial bonus based on square
515     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
516                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
517
518     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
519     // no minor piece which can exchange the outpost piece
520     if (bonus && bit_is_set(ei.attackedBy[Us][PAWN], s))
521     {
522         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
523             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
524             bonus += bonus + bonus / 2;
525         else
526             bonus += bonus / 2;
527     }
528     ei.value += Sign[Us] * make_score(bonus, bonus);
529   }
530
531
532   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
533
534   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
535   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Bitboard no_mob_area) {
536
537     Bitboard b;
538     Square s, ksq;
539     int mob;
540     File f;
541
542     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
543     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
544
545     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
546     {
547         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
548         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
549             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
550         else if (Piece == BISHOP)
551             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
552         else if (Piece == ROOK)
553             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
554         else
555             assert(false);
556
557         // Update attack info
558         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
559
560         // King attacks
561         if (b & ei.kingZone[Us])
562         {
563             ei.kingAttackersCount[Us]++;
564             ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
565             Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
566             if (bb)
567                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
568         }
569
570         // Mobility
571         mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b & no_mob_area)
572                               : count_1s<HasPopCnt>(b & no_mob_area));
573
574         ei.mobility += Sign[Us] * MobilityBonus[Piece][mob];
575
576         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
577         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
578         if (bit_is_set(ei.attackedBy[Them][PAWN], s))
579             ei.value -= Sign[Us] * ThreatedByPawnPenalty[Piece];
580
581         // Bishop and knight outposts squares
582         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
583             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
584
585         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
586         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
587         if (Piece == BISHOP)
588         {
589             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
590                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
591
592             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
593                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
594         }
595
596         // Queen or rook on 7th rank
597         if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
598             && relative_rank(Us, s) == RANK_7
599             && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
600         {
601             ei.value += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
602         }
603
604         // Special extra evaluation for rooks
605         if (Piece == ROOK)
606         {
607             // Open and half-open files
608             f = square_file(s);
609             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
610             {
611                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
612                     ei.value += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
613                 else
614                     ei.value += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
615             }
616
617             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
618             // king has lost right to castle.
619             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
620                 continue;
621
622             ksq = pos.king_square(Us);
623
624             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
625                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
626                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
627             {
628                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
629                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
630                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
631                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
632             }
633             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
634                      &&  square_file(s) < square_file(ksq)
635                      && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
636             {
637                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
638                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
639                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
640                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
641             }
642         }
643     }
644   }
645
646
647   // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
648   // and the type of attacked one.
649
650   template<Color Us>
651   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
652
653     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
654
655     Bitboard b;
656     Score bonus = make_score(0, 0);
657
658     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
659     Bitboard weakEnemies =  pos.pieces_of_color(Them)
660                           & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
661                           & ei.attackedBy[Us][0];
662     if (!weakEnemies)
663         return;
664
665     // Add bonus according to type of attacked enemy pieces and to the
666     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
667     // considered because are already special handled in king evaluation.
668     for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
669     {
670         b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
671         if (b)
672             for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
673                 if (b & pos.pieces(pt2))
674                     bonus += ThreatBonus[pt1][pt2];
675     }
676     ei.value += Sign[Us] * bonus;
677   }
678
679
680   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
681   // pieces of a given color.
682
683   template<Color Us, bool HasPopCnt>
684   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
685
686     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
687
688     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
689     const Bitboard no_mob_area = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
690
691     evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
692     evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
693     evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
694     evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
695
696     // Sum up all attacked squares
697     ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
698                            | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
699                            | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
700   }
701
702
703   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
704
705   template<Color Us, bool HasPopCnt>
706   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
707
708     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
709
710     Bitboard undefended, attackedByOthers, escapeSquares, occ, b, b2, safe;
711     Square from, to;
712     bool sente;
713     int attackUnits, count, shelter = 0;
714     const Square s = pos.king_square(Us);
715
716     // King shelter
717     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
718     {
719         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
720         ei.value += Sign[Us] * make_score(shelter, 0);
721     }
722
723     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
724     // from optimally tuned.
725     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
726         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
727         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
728         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
729     {
730       // Is it the attackers turn to move?
731       sente = (Them == pos.side_to_move());
732
733       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
734       // apart from the king itself
735       undefended = ei.attacked_by(Them) & ei.attacked_by(Us, KING);
736       undefended &= ~(  ei.attacked_by(Us, PAWN)   | ei.attacked_by(Us, KNIGHT)
737                       | ei.attacked_by(Us, BISHOP) | ei.attacked_by(Us, ROOK)
738                       | ei.attacked_by(Us, QUEEN));
739
740       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
741       // index to the SafetyTable[] array. The initial value is based on the
742       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
743       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
744       // quality of the pawn shelter.
745       attackUnits =  Min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
746                    + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended))
747                    + InitKingDanger[relative_square(Us, s)]
748                    - (shelter >> 5);
749
750       // Analyse safe queen contact checks
751       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
752       if (b)
753       {
754         attackedByOthers =  ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
755                           | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
756
757         b &= attackedByOthers;
758
759         // Squares attacked by the queen and supported by another enemy piece and
760         // not defended by other pieces but our king.
761         if (b)
762         {
763             // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
764             // contact checks.
765             count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
766             attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
767
768             // Is there a mate threat?
769             if (QueenContactMates && !pos.is_check())
770             {
771                 escapeSquares = pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
772                 occ = pos.occupied_squares();
773                 while (b)
774                 {
775                     to = pop_1st_bit(&b);
776
777                     // Do we have escape squares from queen contact check attack ?
778                     if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
779                     {
780                         // We have a mate, unless the queen is pinned or there
781                         // is an X-ray attack through the queen.
782                         for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
783                         {
784                             from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
785                             if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
786                                 && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
787                                 && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
788                                 && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
789
790                                 // Set the mate threat move
791                                 ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
792                         }
793                     }
794                 }
795             }
796         }
797       }
798
799       // Analyse safe distance checks
800       safe = ~(pos.pieces_of_color(Them) | ei.attacked_by(Us));
801
802       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
803       {
804           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & safe;
805
806           // Queen checks
807           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
808           if (b2)
809               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
810
811           // Rook checks
812           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
813           if (b2)
814               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
815       }
816       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
817       {
818           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & safe;
819
820           // Queen checks
821           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
822           if (b2)
823               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
824
825           // Bishop checks
826           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
827           if (b2)
828               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
829       }
830       if (KnightCheckBonus > 0)
831       {
832           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & safe;
833
834           // Knight checks
835           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
836           if (b2)
837               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
838       }
839
840       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
841       // adding pawns later).
842       if (DiscoveredCheckBonus)
843       {
844           b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
845           if (b)
846               attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
847       }
848
849       // Has a mate threat been found? We don't do anything here if the
850       // side with the mating move is the side to move, because in that
851       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
852       // evaluation function instead.
853       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
854           attackUnits += MateThreatBonus;
855
856       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
857       // out of bounds errors.
858       attackUnits = Min(99, Max(0, attackUnits));
859
860       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
861       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin. The
862       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
863       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
864       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
865       // change far bigger than the value of the captured piece.
866       Score v = apply_weight(make_score(SafetyTable[attackUnits], 0), WeightKingSafety[Us]);
867       ei.value -= Sign[Us] * v;
868       ei.futilityMargin[Us] += mg_value(v);
869     }
870   }
871
872
873   // evaluate_passed_pawns_of_color() evaluates the passed pawns of the given color
874
875   template<Color Us>
876   void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, int movesToGo[], Square pawnToGo[], EvalInfo& ei) {
877
878     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
879
880     Bitboard b2, b3, b4;
881     Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
882     Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
883     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
884
885     while (b)
886     {
887         Square s = pop_1st_bit(&b);
888
889         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
890         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
891
892         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
893         int tr = Max(0, r * (r - 1));
894
895         // Base bonus based on rank
896         Value mbonus = Value(20 * tr);
897         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
898
899         // Adjust bonus based on king proximity
900         if (tr)
901         {
902             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
903
904             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
905             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
906             ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
907
908             // If the pawn is free to advance, increase bonus
909             if (pos.square_is_empty(blockSq))
910             {
911                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
912                 b2 = squares_in_front_of(Us, s);
913
914                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
915
916                 // Squares attacked by us
917                 b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
918
919                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
920                 b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
921
922                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
923                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
924                 if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
925                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
926                     b3 = b2;
927
928                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
929                 if (b3 == EmptyBoardBB)
930                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
931                     // Even bigger if we protect the pawn's path
932                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
933                 else
934                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
935                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
936                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
937                     // if no, somewhat smaller bonus.
938                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
939
940                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
941                 // in the pawn's path.
942                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
943                     ebonus += Value(tr);
944             }
945         } // tr != 0
946
947         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
948         b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
949         if (b2 & rank_bb(s))
950             ebonus += Value(r * 20);
951         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
952             ebonus += Value(r * 12);
953
954         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
955         // unstoppable
956         if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
957         {
958             Square qsq;
959             int d;
960
961             qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
962             d =  square_distance(s, qsq)
963                - square_distance(theirKingSq, qsq)
964                + int(Us != pos.side_to_move());
965
966             if (d < 0)
967             {
968                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
969                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
970                 mtg += blockerCount;
971                 d += blockerCount;
972                 if (d < 0 && (!movesToGo[Us] || movesToGo[Us] > mtg))
973                 {
974                     movesToGo[Us] = mtg;
975                     pawnToGo[Us] = s;
976                 }
977             }
978         }
979
980         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
981         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
982         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
983         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
984         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
985         // value if the other side has a rook or queen.
986         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
987         {
988             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
989                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
990                 ebonus += ebonus / 4;
991             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
992                 ebonus -= ebonus / 4;
993         }
994
995         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
996         ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), WeightPassedPawns);
997
998     } // while
999   }
1000
1001
1002   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
1003
1004   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1005
1006     int movesToGo[2] = {0, 0};
1007     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
1008
1009     // Evaluate pawns for each color
1010     evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1011     evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1012
1013     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
1014     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
1015         return;
1016
1017     // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
1018     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
1019     {
1020         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
1021         ei.value += make_score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide])));
1022     }
1023     else
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         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
1032         Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
1033
1034         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
1035         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
1036             ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1037
1038         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
1039         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
1040         // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
1041         // consider only free paths to queen for both pawns.
1042         else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
1043                  && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
1044         {
1045             assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
1046
1047             Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
1048             Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
1049
1050             Bitboard b = pos.occupied_squares();
1051             clear_bit(&b, pawnToGo[winnerSide]);
1052             clear_bit(&b, pawnToGo[loserSide]);
1053             b = queen_attacks_bb(winnerQSq, b);
1054
1055             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
1056                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
1057                 ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1058         }
1059     }
1060   }
1061
1062
1063   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1064   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1065   // if it is.
1066
1067   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1068
1069     assert(square_is_ok(s));
1070     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1071
1072     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1073     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1074
1075     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1076         && pos.see(s, b6) < 0
1077         && pos.see(s, b8) < 0)
1078     {
1079         ei.value -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1080     }
1081   }
1082
1083
1084   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1085   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1086   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1087   // only occur in Chess960 games.
1088
1089   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1090
1091     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1092     Square b2, b3, c3;
1093
1094     assert(Chess960);
1095     assert(square_is_ok(s));
1096     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1097
1098     if (square_file(s) == FILE_A)
1099     {
1100         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1101         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1102         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1103     }
1104     else
1105     {
1106         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1107         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1108         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1109     }
1110
1111     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1112     {
1113         Score penalty;
1114
1115         if (!pos.square_is_empty(b3))
1116             penalty = 2 * TrappedBishopA1H1Penalty;
1117         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1118             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1119         else
1120             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1121
1122         ei.value -= Sign[us] * penalty;
1123     }
1124   }
1125
1126
1127   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1128   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1129   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1130   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1131   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1132   // material hash table.
1133   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1134   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1135
1136     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1137
1138     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1139     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1140     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1141
1142     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1143                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1144                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1145                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1146
1147     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1148     // pawn.
1149     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1150     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1151     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1152
1153     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1154                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1155
1156     ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(space * ei.mi->space_weight(), 0), WeightSpace);
1157   }
1158
1159
1160   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value trying to prevent overflow
1161
1162   inline Score apply_weight(Score v, Score w) {
1163       return make_score((int(mg_value(v)) * mg_value(w)) / 0x100, (int(eg_value(v)) * eg_value(w)) / 0x100);
1164   }
1165
1166
1167   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1168   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1169   // ScaleFactor array.
1170
1171   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1172
1173     assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1174     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1175     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1176
1177     Value ev = apply_scale_factor(eg_value(v), sf[(eg_value(v) > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1178
1179     int result = (mg_value(v) * ph + ev * (128 - ph)) / 128;
1180     return Value(result & ~(GrainSize - 1));
1181   }
1182
1183
1184   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1185   // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
1186
1187   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
1188
1189     Score uciWeight = make_score(get_option_value_int(mgOpt), get_option_value_int(egOpt));
1190
1191     // Convert to integer to prevent overflow
1192     int mg = mg_value(uciWeight);
1193     int eg = eg_value(uciWeight);
1194
1195     mg = (mg * 0x100) / 100;
1196     eg = (eg * 0x100) / 100;
1197     mg = (mg * mg_value(internalWeight)) / 0x100;
1198     eg = (eg * eg_value(internalWeight)) / 0x100;
1199     return make_score(mg, eg);
1200   }
1201
1202   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1203   // parameters.  It is called from read_weights().
1204
1205   void init_safety() {
1206
1207     int maxSlope = 30;
1208     int peak     = 0x500;
1209     double a     = 0.4;
1210     double b     = 0.0;
1211
1212     for (int i = 0; i < 100; i++)
1213     {
1214         if (i < b)
1215             SafetyTable[i] = Value(0);
1216         else
1217             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1218     }
1219
1220     for (int i = 1; i < 100; i++)
1221     {
1222         if (SafetyTable[i] - SafetyTable[i - 1] > maxSlope)
1223             SafetyTable[i] = SafetyTable[i - 1] + Value(maxSlope);
1224
1225         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1226             SafetyTable[i] = Value(peak);
1227     }
1228   }
1229 }