Define Score as an enum
[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   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   // Visually better to define tables constants
69   typedef Value V;
70   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
71
72   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
73   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
74   const Score KnightMobilityBonus[] = {
75     S(-38,-33), S(-25,-23), S(-12,-13), S( 0,-3),
76     S( 12,  7), S( 25, 17), S( 31, 22), S(38, 27), S(38, 27)
77   };
78
79   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
80   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
81   // queens are also included.
82   const Score BishopMobilityBonus[] = {
83     S(-25,-30), S(-11,-16), S( 3, -2), S(17, 12),
84     S( 31, 26), S( 45, 40), S(57, 52), S(65, 60),
85     S( 71, 65), S( 74, 69), S(76, 71), S(78, 73),
86     S( 79, 74), S( 80, 75), S(81, 76), S(81, 76)
87   };
88
89   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
90   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
91   // queens and rooks are also included.
92   const Score RookMobilityBonus[] = {
93     S(-20,-36), S(-14,-19), S(-8, -3), S(-2, 13),
94     S(  4, 29), S( 10, 46), S(14, 62), S(19, 79),
95     S( 23, 95), S( 26,106), S(27,111), S(28,114),
96     S( 29,116), S( 30,117), S(31,118), S(32,118)
97   };
98
99   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
100   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
101   const Score QueenMobilityBonus[] = {
102     S(-10,-18), S(-8,-13), S(-6, -7), S(-3, -2), S(-1,  3), S( 1,  8),
103     S(  3, 13), S( 5, 19), S( 8, 23), S(10, 27), S(12, 32), S(15, 34),
104     S( 16, 35), S(17, 35), S(18, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
105     S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 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)
108   };
109
110   // Pointers table to access mobility tables through piece type
111   const Score* MobilityBonus[] = { 0, 0, KnightMobilityBonus, BishopMobilityBonus, RookMobilityBonus, QueenMobilityBonus };
112
113   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
114   // point of view).
115   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
116   //  A     B     C     D     E     F     G     H
117     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
118     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
119     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
120     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
121     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
122     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
123     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
124     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
125   };
126
127   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
128   //  A     B     C     D     E     F     G     H
129     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
130     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
131     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
132     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
133     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
134     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
135     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
136     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
137   };
138
139   // Bonus for unstoppable passed pawns
140   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
141
142   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
143   const Score RookOn7thBonus  = make_score(47, 98);
144   const Score QueenOn7thBonus = make_score(27, 54);
145
146   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
147   const Score RookOpenFileBonus = make_score(43, 43);
148   const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 19);
149
150   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
151   // right to castle.
152   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
153
154   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
155   // enemy pawns.
156   const Score TrappedBishopA7H7Penalty = make_score(300, 300);
157
158   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
159   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
160     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
161     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
162   };
163
164   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
165   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
166   // happen in Chess960 games.
167   const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(100, 100);
168
169   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
170   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
171     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
172     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
173   };
174
175   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
176   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
177   // based on how many squares inside this area are safe and available for
178   // friendly minor pieces.
179   const Bitboard SpaceMask[2] = {
180     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
181     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
182     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
183     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
184     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
185     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
186   };
187
188   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
189   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
190   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
191   /// as an index to SafetyTable[].
192
193   // Attack weights for each piece type and table indexed on piece type
194   const int QueenAttackWeight  = 5;
195   const int RookAttackWeight   = 3;
196   const int BishopAttackWeight = 2;
197   const int KnightAttackWeight = 2;
198
199   const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
200
201   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
202   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
203   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
204
205   // Scan for queen contact mates?
206   const bool QueenContactMates = true;
207
208   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
209   int MateThreatBonus;
210
211   // ThreatBonus[][] contains bonus according to which piece type
212   // attacks which one.
213   #define Z make_score(0, 0)
214
215   const Score ThreatBonus[8][8] = {
216       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
217       { Z, S(18,37),       Z, S(37,47), S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // KNIGHT attacks
218       { Z, S(18,37), S(37,47),       Z, S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // BISHOP attacks
219       { Z, S( 9,27), S(27,47), S(27,47),       Z, S(37,47), Z, Z }, // ROOK attacks
220       { Z, S(27,37), S(27,37), S(27,37), S(27,37),       Z, Z, Z }, // QUEEN attacks
221       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
222       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
223       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }  // not used
224   };
225
226   // ThreatedByPawnPenalty[] contains a penalty according to which piece
227   // type is attacked by an enemy pawn.
228   const Score ThreatedByPawnPenalty[8] = {
229     Z, Z, S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118), Z, Z
230   };
231
232   #undef Z
233   #undef S
234
235   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
236   // king.
237   const int InitKingDanger[64] = {
238      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
239      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
240      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
241     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
242     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
243     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
244     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
245     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
246   };
247
248   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
249   // in init_safety().
250   Value SafetyTable[100];
251
252   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
253   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
254   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
255
256   // Sizes of pawn and material hash tables
257   const int PawnTableSize = 16384;
258   const int MaterialTableSize = 1024;
259
260   // Function prototypes
261   template<bool HasPopCnt>
262   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
263
264   template<Color Us, bool HasPopCnt>
265   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
266
267   template<Color Us, bool HasPopCnt>
268   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
269
270   template<Color Us>
271   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
272
273   template<Color Us, bool HasPopCnt>
274   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
275
276   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
277   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
278   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
279   inline Score apply_weight(Score v, Score weight);
280   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
281   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
282   void init_safety();
283 }
284
285
286 ////
287 //// Functions
288 ////
289
290 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
291 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
292 /// between them based on the remaining material.
293 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
294
295     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
296                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
297 }
298
299 namespace {
300
301 template<bool HasPopCnt>
302 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
303
304   assert(pos.is_ok());
305   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
306   assert(!pos.is_check());
307
308   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
309
310   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
311   // position object (material + piece square tables)
312   ei.value = pos.value();
313
314   // Probe the material hash table
315   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
316   ei.value += ei.mi->material_value();
317
318   // If we have a specialized evaluation function for the current material
319   // configuration, call it and return
320   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
321       return ei.mi->evaluate(pos);
322
323   // After get_material_info() call that modifies them
324   ScaleFactor factor[2];
325   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
326   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
327
328   // Probe the pawn hash table
329   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
330   ei.value += apply_weight(ei.pi->value(), WeightPawnStructure);
331
332   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
333   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
334   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
335   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
336   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
337
338   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
339   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
340   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
341   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
342   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
343   if (b1)
344       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
345
346   if (b2)
347       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
348
349   // Evaluate pieces
350   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
351   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
352
353   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
354   // because we need complete attack information for all pieces when computing
355   // the king safety evaluation.
356   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
357   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
358
359   // Evaluate tactical threats, we need full attack info
360   evaluate_threats<WHITE>(pos, ei);
361   evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
362
363   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
364   // because we need to know which side promotes first in positions where
365   // both sides have an unstoppable passed pawn. To be called after all attacks
366   // are computed, included king.
367   if (ei.pi->passed_pawns())
368       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
369
370   Phase phase = pos.game_phase();
371
372   // Middle-game specific evaluation terms
373   if (phase > PHASE_ENDGAME)
374   {
375     // Pawn storms in positions with opposite castling.
376     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
377         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
378
379         ei.value += make_score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
380
381     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
382              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
383
384         ei.value += make_score(ei.pi->kingside_storm_value(WHITE) - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK), 0);
385
386     // Evaluate space for both sides
387     if (ei.mi->space_weight() > 0)
388     {
389         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
390         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
391     }
392   }
393
394   // Mobility
395   ei.value += apply_weight(ei.mobility, WeightMobility);
396
397   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
398   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
399   if (   phase < PHASE_MIDGAME
400       && pos.opposite_colored_bishops()
401       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) > Value(0))
402           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) < Value(0))))
403   {
404       ScaleFactor sf;
405
406       // Only the two bishops ?
407       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
408           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
409       {
410           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
411           // certainly a draw or at least two pawns.
412           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
413           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
414       }
415       else
416           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
417           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
418            sf = ScaleFactor(50);
419
420       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
421           factor[WHITE] = sf;
422       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
423           factor[BLACK] = sf;
424   }
425
426   // Interpolate between the middle game and the endgame score
427   Color stm = pos.side_to_move();
428
429   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.value, phase, factor);
430
431   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
432 }
433
434 } // namespace
435
436 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
437 /// It currently considers only material and piece square table scores. Perhaps
438 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
439
440 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
441
442   assert(pos.is_ok());
443
444   static const
445   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
446
447   Phase ph = pos.game_phase();
448   Color stm = pos.side_to_move();
449
450   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(pos.value(), ph, sf);
451 }
452
453
454 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
455
456 void init_eval(int threads) {
457
458   assert(threads <= THREAD_MAX);
459
460   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
461   {
462     if (i >= threads)
463     {
464         delete PawnTable[i];
465         delete MaterialTable[i];
466         PawnTable[i] = NULL;
467         MaterialTable[i] = NULL;
468         continue;
469     }
470     if (!PawnTable[i])
471         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
472     if (!MaterialTable[i])
473         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
474   }
475 }
476
477
478 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
479
480 void quit_eval() {
481
482   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
483   {
484       delete PawnTable[i];
485       delete MaterialTable[i];
486       PawnTable[i] = NULL;
487       MaterialTable[i] = NULL;
488   }
489 }
490
491
492 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
493
494 void read_weights(Color us) {
495
496   Color them = opposite_color(us);
497
498   WeightMobility         = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightMobilityInternal);
499   WeightPawnStructure    = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureInternal);
500   WeightPassedPawns      = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsInternal);
501   WeightSpace            = weight_option("Space", "Space", WeightSpaceInternal);
502   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
503   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
504
505   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
506   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
507   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
508   {
509       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
510       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
511   }
512   init_safety();
513 }
514
515
516 namespace {
517
518   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
519
520   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
521   int evaluate_mobility(Bitboard b, Bitboard mob_area, EvalInfo& ei) {
522
523     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
524
525     // Update attack info
526     ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
527
528     // King attacks
529     if (b & ei.kingZone[Us])
530     {
531         ei.kingAttackersCount[Us]++;
532         ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
533         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
534         if (bb)
535             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
536     }
537
538     // Mobility
539     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b & mob_area)
540                               : count_1s<HasPopCnt>(b & mob_area));
541
542     ei.mobility += Sign[Us] * MobilityBonus[Piece][mob];
543     return mob;
544   }
545
546
547   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
548
549   template<PieceType Piece, Color Us>
550   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
551
552     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
553
554     // Initial bonus based on square
555     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
556                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
557
558     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
559     // no minor piece which can exchange the outpost piece
560     if (bonus && (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & pos.pieces(PAWN, Us)))
561     {
562         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
563             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
564             bonus += bonus + bonus / 2;
565         else
566             bonus += bonus / 2;
567     }
568     ei.value += Sign[Us] * make_score(bonus, bonus);
569   }
570
571
572   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
573
574   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
575   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
576
577     Bitboard b;
578     Square s, ksq;
579     int mob;
580     File f;
581
582     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
583     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
584
585     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
586     const Bitboard mob_area = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
587
588     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
589     {
590         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
591             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
592         else if (Piece == BISHOP)
593             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
594         else if (Piece == ROOK)
595             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
596         else
597             assert(false);
598
599         // Attacks and mobility
600         mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(b, mob_area, ei);
601
602         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
603         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
604         if (bit_is_set(ei.attackedBy[Them][PAWN], s))
605             ei.value -= Sign[Us] * ThreatedByPawnPenalty[Piece];
606
607         // Bishop and knight outposts squares
608         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
609             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
610
611         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
612         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
613         if (Piece == BISHOP)
614         {
615             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
616                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
617
618             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
619                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
620         }
621
622         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
623         {
624             // Queen or rook on 7th rank
625             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
626                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
627             {
628                 ei.value += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
629             }
630         }
631
632         // Special extra evaluation for rooks
633         if (Piece == ROOK)
634         {
635             // Open and half-open files
636             f = square_file(s);
637             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
638             {
639                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
640                     ei.value += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
641                 else
642                     ei.value += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
643             }
644
645             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
646             // king has lost right to castle.
647             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
648                 continue;
649
650             ksq = pos.king_square(Us);
651
652             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
653                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
654                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
655             {
656                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
657                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
658                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
659                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
660             }
661             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
662                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
663                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
664             {
665                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
666                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
667                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
668                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
669             }
670         }
671     }
672   }
673
674
675   // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
676   // and the type of attacked one.
677
678   template<Color Us>
679   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
680
681     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
682
683     Bitboard b;
684     Score bonus = make_score(0, 0);
685
686     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
687     Bitboard weakEnemies =  pos.pieces_of_color(Them)
688                           & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
689                           & ei.attackedBy[Us][0];
690     if (!weakEnemies)
691         return;
692
693     // Add bonus according to type of attacked enemy pieces and to the
694     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
695     // considered because are already special handled in king evaluation.
696     for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
697     {
698         b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
699         if (b)
700             for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
701                 if (b & pos.pieces(pt2))
702                     bonus += ThreatBonus[pt1][pt2];
703     }
704     ei.value += Sign[Us] * bonus;
705   }
706
707
708   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
709   // pieces of a given color.
710
711   template<Color Us, bool HasPopCnt>
712   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
713
714       evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
715       evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
716       evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
717       evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
718
719       // Sum up all attacked squares
720       ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
721                              | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
722                              | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
723   }
724
725
726   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
727
728   template<Color Us, bool HasPopCnt>
729   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
730
731     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
732     const Square s = pos.king_square(Us);
733     int shelter = 0;
734
735     // King shelter
736     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
737     {
738         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
739         ei.value += Sign[Us] * make_score(shelter, 0);
740     }
741
742     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
743     // from optimally tuned.
744     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
745         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
746         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
747         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
748     {
749       // Is it the attackers turn to move?
750       bool sente = (Them == pos.side_to_move());
751
752       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
753       // apart from the king itself
754       Bitboard undefended =
755              ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
756           & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
757           & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
758           &  ei.attacked_by(Us, KING);
759
760       Bitboard occ = pos.occupied_squares(), b, b2;
761
762       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
763       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
764       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
765       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
766       // quality of the pawn shelter.
767       int attackUnits =
768             Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
769           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
770           + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
771
772       // Analyse safe queen contact checks
773       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
774       if (b)
775       {
776         Bitboard attackedByOthers =
777               ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
778             | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
779
780         b &= attackedByOthers;
781         if (b)
782         {
783           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
784           // contact checks.
785           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
786           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
787
788           // Is there a mate threat?
789           if (QueenContactMates && !pos.is_check())
790           {
791             Bitboard escapeSquares =
792                 pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
793
794             while (b)
795             {
796                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
797                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
798                 {
799                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
800                     // is an X-ray attack through the queen.
801                     for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
802                     {
803                         from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
804                         if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
805                             && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
806                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
807                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
808
809                             ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
810                     }
811                 }
812             }
813           }
814         }
815       }
816
817       // Analyse safe distance checks
818       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
819       {
820           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
821
822           // Queen checks
823           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
824           if (b2)
825               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
826
827           // Rook checks
828           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
829           if (b2)
830               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
831       }
832       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
833       {
834           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
835
836           // Queen checks
837           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
838           if (b2)
839               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
840
841           // Bishop checks
842           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
843           if (b2)
844               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
845       }
846       if (KnightCheckBonus > 0)
847       {
848           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
849
850           // Knight checks
851           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
852           if (b2)
853               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
854       }
855
856       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
857       // adding pawns later).
858       if (DiscoveredCheckBonus)
859       {
860         b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
861         if (b)
862           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
863       }
864
865       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
866       // side with the mating move is the side to move, because in that
867       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
868       // evaluation function instead.
869       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
870           attackUnits += MateThreatBonus;
871
872       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
873       // out of bounds errors:
874       if (attackUnits < 0)
875           attackUnits = 0;
876
877       if (attackUnits >= 100)
878           attackUnits = 99;
879
880       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
881       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
882       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
883       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
884       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
885       // change far bigger than the value of the captured piece.
886       Score v = apply_weight(make_score(SafetyTable[attackUnits], 0), WeightKingSafety[Us]);
887
888       ei.value -= Sign[Us] * v;
889
890       if (Us == pos.side_to_move())
891           ei.futilityMargin += mg_value(v);
892     }
893   }
894
895
896   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
897
898   template<Color Us>
899   void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, int movesToGo[], Square pawnToGo[], EvalInfo& ei) {
900
901     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
902
903     Bitboard b2, b3, b4;
904     Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
905     Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
906     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
907
908     while (b)
909     {
910         Square s = pop_1st_bit(&b);
911
912         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
913         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
914
915         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
916         int tr = Max(0, r * (r - 1));
917
918         // Base bonus based on rank
919         Value mbonus = Value(20 * tr);
920         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
921
922         // Adjust bonus based on king proximity
923         if (tr)
924         {
925             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
926
927             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
928             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
929             ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
930
931             // If the pawn is free to advance, increase bonus
932             if (pos.square_is_empty(blockSq))
933             {
934                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
935                 b2 = squares_in_front_of(Us, s);
936
937                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
938
939                 // Squares attacked by us
940                 b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
941
942                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
943                 b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
944
945                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
946                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
947                 if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
948                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
949                     b3 = b2;
950
951                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
952                 if (b3 == EmptyBoardBB)
953                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
954                     // Even bigger if we protect the pawn's path
955                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
956                 else
957                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
958                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
959                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
960                     // if no, somewhat smaller bonus.
961                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
962
963                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
964                 // in the pawn's path.
965                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
966                     ebonus += Value(tr);
967             }
968         } // tr != 0
969
970         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
971         b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
972         if (b2 & rank_bb(s))
973             ebonus += Value(r * 20);
974         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
975             ebonus += Value(r * 12);
976
977         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
978         // unstoppable
979         if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
980         {
981             Square qsq;
982             int d;
983
984             qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
985             d =  square_distance(s, qsq)
986                - square_distance(theirKingSq, qsq)
987                + (Us != pos.side_to_move());
988
989             if (d < 0)
990             {
991                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
992                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
993                 mtg += blockerCount;
994                 d += blockerCount;
995                 if (d < 0 && (!movesToGo[Us] || movesToGo[Us] > mtg))
996                 {
997                     movesToGo[Us] = mtg;
998                     pawnToGo[Us] = s;
999                 }
1000             }
1001         }
1002
1003         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
1004         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
1005         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1006         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1007         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1008         // value if the other side has a rook or queen.
1009         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1010         {
1011             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
1012                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
1013                 ebonus += ebonus / 4;
1014             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
1015                 ebonus -= ebonus / 4;
1016         }
1017
1018         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1019         ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), WeightPassedPawns);
1020
1021     } // while
1022   }
1023
1024
1025   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
1026
1027   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1028
1029     int movesToGo[2] = {0, 0};
1030     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
1031
1032     // Evaluate pawns for each color
1033     evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1034     evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1035
1036     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
1037     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
1038         return;
1039
1040     // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
1041     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
1042     {
1043         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
1044         ei.value += make_score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide])));
1045     }
1046     else
1047     {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1048         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1049         // plies until the pawn queens for both sides.
1050         movesToGo[WHITE] *= 2;
1051         movesToGo[BLACK] *= 2;
1052         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1053
1054         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
1055         Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
1056
1057         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
1058         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
1059             ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1060
1061         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
1062         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
1063         // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
1064         // consider only free paths to queen for both pawns.
1065         else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
1066                  && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
1067         {
1068             assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
1069
1070             Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
1071             Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
1072
1073             Bitboard b = pos.occupied_squares();
1074             clear_bit(&b, pawnToGo[winnerSide]);
1075             clear_bit(&b, pawnToGo[loserSide]);
1076             b = queen_attacks_bb(winnerQSq, b);
1077
1078             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
1079                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
1080                 ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1081         }
1082     }
1083   }
1084
1085
1086   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1087   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1088   // if it is.
1089
1090   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1091
1092     assert(square_is_ok(s));
1093     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1094
1095     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1096     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1097
1098     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1099         && pos.see(s, b6) < 0
1100         && pos.see(s, b8) < 0)
1101     {
1102         ei.value -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1103     }
1104   }
1105
1106
1107   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1108   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1109   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1110   // only occur in Chess960 games.
1111
1112   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1113
1114     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1115     Square b2, b3, c3;
1116
1117     assert(Chess960);
1118     assert(square_is_ok(s));
1119     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1120
1121     if (square_file(s) == FILE_A)
1122     {
1123         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1124         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1125         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1126     }
1127     else
1128     {
1129         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1130         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1131         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1132     }
1133
1134     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1135     {
1136         Score penalty;
1137
1138         if (!pos.square_is_empty(b3))
1139             penalty = 2 * TrappedBishopA1H1Penalty;
1140         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1141             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1142         else
1143             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1144
1145         ei.value -= Sign[us] * penalty;
1146     }
1147   }
1148
1149
1150   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1151   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1152   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1153   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1154   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1155   // material hash table.
1156   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1157   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1158
1159     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1160
1161     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1162     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1163     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1164
1165     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1166                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1167                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1168                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1169
1170     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1171     // pawn.
1172     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1173     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1174     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1175
1176     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1177                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1178
1179     ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(space * ei.mi->space_weight(), 0), WeightSpace);
1180   }
1181
1182
1183   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value trying to prevent overflow
1184
1185   inline Score apply_weight(Score v, Score w) {
1186       return make_score((int(mg_value(v)) * mg_value(w)) / 0x100, (int(eg_value(v)) * eg_value(w)) / 0x100);
1187   }
1188
1189
1190   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1191   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1192   // ScaleFactor array.
1193
1194   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1195
1196     assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1197     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1198     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1199
1200     Value ev = apply_scale_factor(eg_value(v), sf[(eg_value(v) > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1201
1202     int result = (mg_value(v) * ph + ev * (128 - ph)) / 128;
1203     return Value(result & ~(GrainSize - 1));
1204   }
1205
1206
1207   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1208   // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
1209
1210   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
1211
1212     Score uciWeight = make_score(get_option_value_int(mgOpt), get_option_value_int(egOpt));
1213
1214     // Convert to integer to prevent overflow
1215     int mg = mg_value(uciWeight);
1216     int eg = eg_value(uciWeight);
1217
1218     mg = (mg * 0x100) / 100;
1219     eg = (eg * 0x100) / 100;
1220     mg = (mg * mg_value(internalWeight)) / 0x100;
1221     eg = (eg * eg_value(internalWeight)) / 0x100;
1222     return make_score(mg, eg);
1223   }
1224
1225   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1226   // parameters.  It is called from read_weights().
1227
1228   void init_safety() {
1229
1230     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1231     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1232     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1233     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1234     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1235     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1236     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1237
1238     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1239     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1240     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1241     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1242     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1243     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1244
1245     for (int i = 0; i < 100; i++)
1246     {
1247         if (i < b)
1248             SafetyTable[i] = Value(0);
1249         else if (quad)
1250             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1251         else if (linear)
1252             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1253     }
1254
1255     for (int i = 0; i < 100; i++)
1256     {
1257         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1258             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1259                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1260
1261         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1262             SafetyTable[i] = Value(peak);
1263     }
1264   }
1265 }