]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/evaluate.cpp
Store pawn attacks in PawnInfo
[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 consdered 
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, const Bitboard& mob_bb, 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
539     // Update attack info
540     ei.attackedBy[Us][Piece] |= mob_bb;
541
542     // King attacks
543     if (mob_bb & ei.kingZone[Us])
544     {
545         ei.kingAttackersCount[Us]++;
546         ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
547         Bitboard b = (mob_bb & ei.attackedBy[Them][KING]);
548         if (b)
549             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
550     }
551
552     // Remove squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
553     Bitboard b = mob_bb & ~ei.attackedBy[Them][PAWN] & ~pos.pieces_of_color(Us);
554
555     // Mobility
556     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) : count_1s<HasPopCnt>(b));
557
558     ei.mgMobility += Sign[Us] * MgBonus[Piece][mob];
559     ei.egMobility += Sign[Us] * EgBonus[Piece][mob];
560     return mob;
561   }
562
563
564   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
565
566   template<PieceType Piece, Color Us>
567   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
568
569     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
570
571     // Initial bonus based on square
572     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
573                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
574
575     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
576     // no minor piece which can exchange the outpost piece
577     if (bonus && (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & pos.pieces(PAWN, Us)))
578     {
579         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
580             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
581             bonus += bonus + bonus / 2;
582         else
583             bonus += bonus / 2;
584     }
585     ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
586     ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
587   }
588
589
590   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
591
592   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
593   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
594
595     Bitboard mob_bb;
596     Square s, ksq;
597     int mob;
598     File f;
599
600     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
601     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
602
603     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
604     {
605         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
606             mob_bb = pos.attacks_from<Piece>(s);
607         else if (Piece == BISHOP)
608             mob_bb = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
609         else if (Piece == ROOK)
610             mob_bb = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
611         else
612             assert(false);
613
614         // Attacks and mobility
615         mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, mob_bb, ei);
616
617         // Bishop and knight outposts squares
618         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
619             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
620
621         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
622         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
623         if (Piece == BISHOP)
624         {
625             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
626                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
627
628             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
629                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
630         }
631
632         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
633         {
634             // Queen or rook on 7th rank
635             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
636                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
637             {
638                 ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
639                 ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
640             }
641         }
642
643         // Special extra evaluation for rooks
644         if (Piece == ROOK)
645         {
646             // Open and half-open files
647             f = square_file(s);
648             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
649             {
650                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
651                 {
652                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
653                     ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
654                 }
655                 else
656                 {
657                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
658                     ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
659                 }
660             }
661
662             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
663             // king has lost right to castle.
664             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
665                 continue;
666
667             ksq = pos.king_square(Us);
668
669             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
670                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
671                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
672             {
673                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
674                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
675                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
676                                                     : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
677             }
678             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
679                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
680                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
681             {
682                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
683                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
684                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
685                                                     : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
686             }
687         }
688     }
689   }
690
691
692   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
693   // pieces of a given color.
694
695   template<Color Us, bool HasPopCnt>
696   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
697
698       evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
699       evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
700       evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
701       evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
702
703       // Sum up all attacked squares
704       ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
705                              | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
706                              | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
707   }
708
709
710   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
711
712   template<Color Us, bool HasPopCnt>
713   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
714
715     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
716     const Square s = pos.king_square(Us);
717     int shelter = 0;
718
719     // King shelter
720     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
721     {
722         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
723         ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
724     }
725
726     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
727     // from optimally tuned.
728     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
729         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
730         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
731         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
732     {
733       // Is it the attackers turn to move?
734       bool sente = (Them == pos.side_to_move());
735
736       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
737       // apart from the king itself
738       Bitboard undefended =
739              ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
740           & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
741           & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
742           &  ei.attacked_by(Us, KING);
743
744       Bitboard occ = pos.occupied_squares(), b, b2;
745
746       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
747       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
748       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
749       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
750       // quality of the pawn shelter.
751       int attackUnits =
752             Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
753           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
754           + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
755
756       // Analyse safe queen contact checks
757       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
758       if (b)
759       {
760         Bitboard attackedByOthers =
761               ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
762             | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
763
764         b &= attackedByOthers;
765         if (b)
766         {
767           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
768           // contact checks.
769           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
770           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
771
772           // Is there a mate threat?
773           if (QueenContactMates && !pos.is_check())
774           {
775             Bitboard escapeSquares =
776                 pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
777
778             while (b)
779             {
780                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
781                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
782                 {
783                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
784                     // is an X-ray attack through the queen.
785                     for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
786                     {
787                         from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
788                         if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
789                             && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
790                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
791                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
792
793                             ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
794                     }
795                 }
796             }
797           }
798         }
799       }
800
801       // Analyse safe distance checks
802       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
803       {
804           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
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) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
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) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
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       if (attackUnits < 0)
859           attackUnits = 0;
860
861       if (attackUnits >= 100)
862           attackUnits = 99;
863
864       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
865       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
866       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
867       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
868       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
869       // change far bigger than the value of the captured piece.
870       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
871
872       ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
873
874       if (Us == pos.side_to_move())
875           ei.futilityMargin += v;
876     }
877   }
878
879
880   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
881
882   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
883
884     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
885     int movesToGo[2] = {100, 100};
886
887     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
888     {
889         Color them = opposite_color(us);
890         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
891         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
892         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, us), b2, b3, b4;
893
894         while (b)
895         {
896             Square s = pop_1st_bit(&b);
897
898             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
899             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
900
901             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
902             int tr = Max(0, r * (r - 1));
903             Square blockSq = s + pawn_push(us);
904
905             // Base bonus based on rank
906             Value mbonus = Value(20 * tr);
907             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
908
909             // Adjust bonus based on king proximity
910             if (tr != 0)
911             {
912                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
913                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
914                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
915
916                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
917                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
918                 {
919                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
920                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
921                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
922
923                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
924                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
925                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
926                         && (squares_behind(us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, them)))
927                         b3 = b2;
928
929                     // Squares attacked or occupied by enemy pieces
930                     b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(them));
931
932                     // There are no enemy pawns in the pawn's path
933                     assert((b2 & pos.pieces(PAWN, them)) == EmptyBoardBB);
934
935                     // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
936                     if (b3 == EmptyBoardBB)
937                         // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
938                         ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
939                     else
940                         // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
941                         // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
942                         // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
943                         // if no, somewhat smaller bonus.
944                         ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
945
946                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
947                     // in the pawn's path.
948                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
949                         ebonus += Value(tr);
950                 }
951             }
952
953             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
954             b2 = pos.pieces(PAWN, us) & neighboring_files_bb(s);
955             if (b2 & rank_bb(s))
956                 ebonus += Value(r * 20);
957             else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, them) & b2)
958                 ebonus += Value(r * 12);
959
960             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
961             // unstoppable
962             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
963             {
964                 Square qsq;
965                 int d;
966
967                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
968                 d =  square_distance(s, qsq)
969                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
970                    + (us != pos.side_to_move());
971
972                 if (d < 0)
973                 {
974                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
975                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
976                     mtg += blockerCount;
977                     d += blockerCount;
978                     if (d < 0)
979                     {
980                         hasUnstoppable[us] = true;
981                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
982                     }
983                 }
984             }
985             // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
986             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
987             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
988             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
989             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
990             // value if the other side has a rook or queen.
991             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
992             {
993                 if (   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
994                     && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
995                     ebonus += ebonus / 4;
996                 else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, them))
997                     ebonus -= ebonus / 4;
998             }
999
1000             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1001             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1002             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1003         }
1004     }
1005
1006     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1007     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1008         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1009     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1010         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1011     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1012     {
1013         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1014         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1015         // plies until the pawn queens for both sides.
1016         movesToGo[WHITE] *= 2;
1017         movesToGo[BLACK] *= 2;
1018         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1019
1020         // If one side queens at least three plies before the other, that
1021         // side wins.
1022         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1023             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1024         else if (movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1025             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1026
1027         // We could also add some rules about the situation when one side
1028         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1029         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1030         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1031         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1032     }
1033   }
1034
1035
1036   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1037   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1038   // if it is.
1039
1040   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1041
1042     assert(square_is_ok(s));
1043     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1044
1045     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1046     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1047
1048     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1049         && pos.see(s, b6) < 0
1050         && pos.see(s, b8) < 0)
1051     {
1052         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1053         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1054     }
1055   }
1056
1057
1058   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1059   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1060   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1061   // only occur in Chess960 games.
1062
1063   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1064
1065     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1066     Square b2, b3, c3;
1067
1068     assert(Chess960);
1069     assert(square_is_ok(s));
1070     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1071
1072     if (square_file(s) == FILE_A)
1073     {
1074         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1075         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1076         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1077     }
1078     else
1079     {
1080         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1081         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1082         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1083     }
1084
1085     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1086     {
1087         Value penalty;
1088
1089         if (!pos.square_is_empty(b3))
1090             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1091         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1092             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1093         else
1094             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1095
1096         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1097         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1098     }
1099   }
1100
1101
1102   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1103   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1104   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1105   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1106   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1107   // material hash table.
1108   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1109   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1110
1111     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1112
1113     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1114     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1115     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1116
1117     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1118                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1119                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1120                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1121
1122     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1123     // pawn.
1124     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1125     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1126     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1127
1128     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1129                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1130
1131     ei.mgValue += Sign[Us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1132   }
1133
1134
1135   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1136
1137   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1138     return (v*w) / 0x100;
1139   }
1140
1141
1142   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1143   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1144   // ScaleFactor array.
1145
1146   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1147
1148     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1149     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1150     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1151
1152     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1153
1154     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1155     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1156   }
1157
1158
1159   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1160   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1161
1162   int weight_option(const std::string& opt, int internalWeight) {
1163
1164     int uciWeight = get_option_value_int(opt);
1165     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1166     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1167   }
1168
1169
1170   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1171   // parameters.  It is called from read_weights().
1172
1173   void init_safety() {
1174
1175     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1176     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1177     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1178     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1179     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1180     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1181     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1182
1183     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1184     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1185     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1186     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1187     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1188     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1189
1190     for (int i = 0; i < 100; i++)
1191     {
1192         if (i < b)
1193             SafetyTable[i] = Value(0);
1194         else if (quad)
1195             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1196         else if (linear)
1197             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1198     }
1199
1200     for (int i = 0; i < 100; i++)
1201     {
1202         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1203             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1204                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1205
1206         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1207             SafetyTable[i] = Value(peak);
1208     }
1209   }
1210 }