git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/evaluate.cpp

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26 #include <cstring>
  27
  28 #include "bitcount.h"
  29 #include "evaluate.h"
  30 #include "material.h"
  31 #include "pawns.h"
  32 #include "scale.h"
  33 #include "thread.h"
  34 #include "ucioption.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
  44
  45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
  46   const int GrainSize = 8;
  47
  48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
  49   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
  50   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
  51   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
  52   int WeightKingSafety[2];
  53   int WeightSpace;
  54
  55   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
  56   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
  57   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
  58   // parameters at 100, which looks prettier.
  59   //
  60   // Values modified by Joona Kiiski
  61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 248;
  62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 271;
  63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 233;
  64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 201;
  65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 252;
  66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 259;
  67   const int WeightKingSafetyInternal           = 247;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 259;
  69   const int WeightSpaceInternal                = 46;
  70
  71   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
  72   //
  73   // Visually better to define tables constants
  74   typedef Value V;
  75
  76   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  77   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
  78   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
  79   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  80     V(-38), V(-25),V(-12), V(0), V(12), V(25), V(31), V(38), V(38)
  81   };
  82
  83   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
  84   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  85     V(-33), V(-23),V(-13), V(-3), V(7), V(17), V(22), V(27), V(27)
  86   };
  87
  88   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  89   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
  90   // queens are also included.
  91   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
  92   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  93     V(-25), V(-11),  V(3), V(17), V(31), V(45), V(57), V(65),
  94   //    8       9     10     11     12     13     14     15
  95     V( 71), V( 74), V(76), V(78), V(79), V(80), V(81), V(81)
  96   };
  97
  98   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
  99   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 100     V(-30), V(-16), V(-2), V(12), V(26), V(40), V(52), V(60),
 101   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 102     V( 65), V( 69), V(71), V(73), V(74), V(75), V(76), V(76)
 103   };
 104
 105   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 106   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
 107   // queens and rooks are also included.
 108   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
 109   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 110     V(-20), V(-14), V(-8), V(-2),  V(4), V(10), V(14), V(19),
 111   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 112     V( 23), V( 26), V(27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32)
 113   };
 114
 115   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
 116   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 117     V(-36), V(-19), V(-3), V(13), V(29), V(46), V(62), V(79),
 118   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 119     V( 95), V(106),V(111),V(114),V(116),V(117),V(118),V(118)
 120   };
 121
 122   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 123   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
 124   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
 125   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 126     V(-10), V(-8), V(-6), V(-3), V(-1), V( 1), V( 3), V( 5),
 127   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 128     V(  8), V(10), V(12), V(15), V(16), V(17), V(18), V(20),
 129   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 130     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20),
 131   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 132     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20)
 133   };
 134
 135   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
 136   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 137     V(-18),V(-13), V(-7), V(-2), V( 3), V (8), V(13), V(19),
 138   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 139     V( 23), V(27), V(32), V(34), V(35), V(35), V(35), V(35),
 140   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 141     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35),
 142   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 143     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35)
 144   };
 145
 146   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
 147   // point of view).
 148   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
 149   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 150     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 151     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 152     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
 153     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
 154     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
 155     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
 156     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 157     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 158   };
 159
 160   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
 161   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 162     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 163     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 164     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
 165     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
 166     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
 167     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
 168     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 169     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 170   };
 171
 172   // Bonus for unstoppable passed pawns
 173   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
 174
 175   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
 176   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
 177   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
 178   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
 179   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
 180
 181   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
 182   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
 183   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
 184
 185   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
 186   // right to castle.
 187   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 188
 189   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
 190   // enemy pawns.
 191   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
 192
 193   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
 194   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
 195     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
 196     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
 197   };
 198
 199   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
 200   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
 201   // happen in Chess960 games.
 202   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
 203
 204   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
 205   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
 206     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
 207     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
 208   };
 209
 210   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
 211   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
 212   // based on how many squares inside this area are safe and available for
 213   // friendly minor pieces.
 214   const Bitboard SpaceMask[2] = {
 215     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
 216     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
 217     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
 218     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
 219     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
 220     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
 221   };
 222
 223   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
 224   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
 225   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
 226   /// as an index to SafetyTable[].
 227
 228   // Attack weights for each piece type
 229   const int QueenAttackWeight  = 5;
 230   const int RookAttackWeight   = 3;
 231   const int BishopAttackWeight = 2;
 232   const int KnightAttackWeight = 2;
 233
 234   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
 235   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
 236   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
 237
 238   // Scan for queen contact mates?
 239   const bool QueenContactMates = true;
 240
 241   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
 242   int MateThreatBonus;
 243
 244   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 245   // king.
 246   const int InitKingDanger[64] = {
 247      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 248      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 249      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 255   };
 256
 257   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
 258   // in init_safety().
 259   Value SafetyTable[100];
 260
 261   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 262   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 263   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 264
 265   // Sizes of pawn and material hash tables
 266   const int PawnTableSize = 16384;
 267   const int MaterialTableSize = 1024;
 268
 269   // Function prototypes
 270   template<bool HasPopCnt>
 271   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
 272
 273   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 274   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 275
 276   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 277   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 278
 279   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 280   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 281
 282   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 283   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
 284   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
 285   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 286   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 287   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 288   void init_safety();
 289 }
 290
 291
 292 ////
 293 //// Functions
 294 ////
 295
 296 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
 297 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 298 /// between them based on the remaining material.
 299 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 300
 301     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
 302                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
 303 }
 304
 305 namespace {
 306
 307 template<bool HasPopCnt>
 308 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 309
 310   assert(pos.is_ok());
 311   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 312
 313   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 314
 315   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 316   // position object (material + piece square tables)
 317   ei.mgValue = pos.mg_value();
 318   ei.egValue = pos.eg_value();
 319
 320   // Probe the material hash table
 321   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 322   ei.mgValue += ei.mi->material_value();
 323   ei.egValue += ei.mi->material_value();
 324
 325   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 326   // configuration, call it and return
 327   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 328       return ei.mi->evaluate(pos);
 329
 330   // After get_material_info() call that modifies them
 331   ScaleFactor factor[2];
 332   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 333   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 334
 335   // Probe the pawn hash table
 336   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 337   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 338   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 339
 340   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 341   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
 342   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
 343   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 344   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 345
 346   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 347   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
 348   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
 349   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
 350   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
 351   if (b1)
 352       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
 353
 354   if (b2)
 355       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
 356
 357   // Evaluate pieces
 358   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 359   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 360
 361   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 362   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 363   // the king safety evaluation.
 364   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 365   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 366
 367   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
 368   // because we need to know which side promotes first in positions where
 369   // both sides have an unstoppable passed pawn. To be called after all attacks
 370   // are computed, included king.
 371   if (ei.pi->passed_pawns())
 372       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 373
 374   Phase phase = pos.game_phase();
 375
 376   // Middle-game specific evaluation terms
 377   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 378   {
 379     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 380     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 381         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 382
 383         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 384                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 385
 386     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 387              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 388
 389         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 390                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 391
 392     // Evaluate space for both sides
 393     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 394     {
 395         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 396         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 397     }
 398   }
 399
 400   // Mobility
 401   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 402   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 403
 404   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 405   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 406   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 407       && pos.opposite_colored_bishops()
 408       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 409           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 410   {
 411       ScaleFactor sf;
 412
 413       // Only the two bishops ?
 414       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 415           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 416       {
 417           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 418           // certainly a draw or at least two pawns.
 419           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 420           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 421       }
 422       else
 423           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 424           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 425            sf = ScaleFactor(50);
 426
 427       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 428           factor[WHITE] = sf;
 429       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 430           factor[BLACK] = sf;
 431   }
 432
 433   // Interpolate between the middle game and the endgame score
 434   Color stm = pos.side_to_move();
 435
 436   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 437
 438   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 439 }
 440
 441 } // namespace
 442
 443 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 444 /// It currently considers only material and piece square table scores. Perhaps
 445 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 446
 447 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 448
 449   assert(pos.is_ok());
 450
 451   static const
 452   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 453
 454   Value mgv = pos.mg_value();
 455   Value egv = pos.eg_value();
 456   Phase ph = pos.game_phase();
 457   Color stm = pos.side_to_move();
 458
 459   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 460 }
 461
 462
 463 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
 464
 465 void init_eval(int threads) {
 466
 467   assert(threads <= THREAD_MAX);
 468
 469   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 470   {
 471     if (i >= threads)
 472     {
 473         delete PawnTable[i];
 474         delete MaterialTable[i];
 475         PawnTable[i] = NULL;
 476         MaterialTable[i] = NULL;
 477         continue;
 478     }
 479     if (!PawnTable[i])
 480         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 481     if (!MaterialTable[i])
 482         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 483   }
 484 }
 485
 486
 487 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
 488
 489 void quit_eval() {
 490
 491   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 492   {
 493       delete PawnTable[i];
 494       delete MaterialTable[i];
 495       PawnTable[i] = NULL;
 496       MaterialTable[i] = NULL;
 497   }
 498 }
 499
 500
 501 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
 502
 503 void read_weights(Color us) {
 504
 505   Color them = opposite_color(us);
 506
 507   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 508   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 509   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 510   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 511   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 512   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 513   WeightSpace                = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 514   WeightKingSafety[us]       = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 515   WeightKingSafety[them]     = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 516
 517   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
 518   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
 519   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
 520   {
 521       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
 522       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
 523   }
 524   init_safety();
 525 }
 526
 527
 528 namespace {
 529
 530   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 531
 532   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 533   int evaluate_mobility(const Position& pos, Bitboard b, EvalInfo& ei) {
 534
 535     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 536     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 537     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 538     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 539     static const int lastIndex[] = { 0, 0, 8, 15, 15, 31 };
 540
 541     // Update attack info
 542     ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
 543
 544     // King attacks
 545     if (b & ei.kingZone[Us])
 546     {
 547         ei.kingAttackersCount[Us]++;
 548         ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
 549         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
 550         if (bb)
 551             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
 552     }
 553
 554     // Remove squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
 555     b &= ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
 556
 557     // The squares occupied by enemy pieces (not defended by pawns) will be
 558     // counted two times instead of one. The shift (almost) guarantees that
 559     // intersection of the shifted value with b is zero so that after or-ing
 560     // the count of 1s bits is increased by the number of affected squares.
 561     b |= Us == WHITE ? ((b & pos.pieces_of_color(Them)) >> 1)
 562                      : ((b & pos.pieces_of_color(Them)) << 1);
 563
 564     // Mobility
 565     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)
 566                               : count_1s<HasPopCnt>(b));
 567
 568     if (mob > lastIndex[Piece])
 569         mob = lastIndex[Piece];
 570
 571     ei.mgMobility += Sign[Us] * MgBonus[Piece][mob];
 572     ei.egMobility += Sign[Us] * EgBonus[Piece][mob];
 573     return mob;
 574   }
 575
 576
 577   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 578
 579   template<PieceType Piece, Color Us>
 580   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
 581
 582     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 583
 584     // Initial bonus based on square
 585     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
 586                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
 587
 588     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 589     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 590     if (bonus && (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & pos.pieces(PAWN, Us)))
 591     {
 592         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
 593             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
 594             bonus += bonus + bonus / 2;
 595         else
 596             bonus += bonus / 2;
 597     }
 598     ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
 599     ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
 600   }
 601
 602
 603   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
 604
 605   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 606   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 607
 608     Bitboard b;
 609     Square s, ksq;
 610     int mob;
 611     File f;
 612
 613     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 614     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
 615
 616     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
 617     {
 618         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 619             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
 620         else if (Piece == BISHOP)
 621             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
 622         else if (Piece == ROOK)
 623             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
 624         else
 625             assert(false);
 626
 627         // Attacks and mobility
 628         mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, b, ei);
 629
 630         // Bishop and knight outposts squares
 631         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
 632             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
 633
 634         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 635         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
 636         if (Piece == BISHOP)
 637         {
 638             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
 639                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
 640
 641             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
 642                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
 643         }
 644
 645         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
 646         {
 647             // Queen or rook on 7th rank
 648             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
 649                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
 650             {
 651                 ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 652                 ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 653             }
 654         }
 655
 656         // Special extra evaluation for rooks
 657         if (Piece == ROOK)
 658         {
 659             // Open and half-open files
 660             f = square_file(s);
 661             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 662             {
 663                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
 664                 {
 665                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 666                     ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 667                 }
 668                 else
 669                 {
 670                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 671                     ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 672                 }
 673             }
 674
 675             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 676             // king has lost right to castle.
 677             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 678                 continue;
 679
 680             ksq = pos.king_square(Us);
 681
 682             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 683                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 684                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 685             {
 686                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 687                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
 688                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 689                                                     : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 690             }
 691             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 692                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 693                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 694             {
 695                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 696                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
 697                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 698                                                     : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 699             }
 700         }
 701     }
 702   }
 703
 704
 705   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
 706   // pieces of a given color.
 707
 708   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 709   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 710
 711       evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 712       evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 713       evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 714       evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 715
 716       // Sum up all attacked squares
 717       ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
 718                              | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
 719                              | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
 720   }
 721
 722
 723   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 724
 725   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 726   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 727
 728     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 729     const Square s = pos.king_square(Us);
 730     int shelter = 0;
 731
 732     // King shelter
 733     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
 734     {
 735         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
 736         ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
 737     }
 738
 739     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
 740     // from optimally tuned.
 741     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
 742         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
 743         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 744         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
 745     {
 746       // Is it the attackers turn to move?
 747       bool sente = (Them == pos.side_to_move());
 748
 749       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 750       // apart from the king itself
 751       Bitboard undefended =
 752              ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
 753           & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
 754           & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
 755           &  ei.attacked_by(Us, KING);
 756
 757       Bitboard occ = pos.occupied_squares(), b, b2;
 758
 759       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 760       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 761       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 762       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 763       // quality of the pawn shelter.
 764       int attackUnits =
 765             Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
 766           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
 767           + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
 768
 769       // Analyse safe queen contact checks
 770       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
 771       if (b)
 772       {
 773         Bitboard attackedByOthers =
 774               ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
 775             | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
 776
 777         b &= attackedByOthers;
 778         if (b)
 779         {
 780           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 781           // contact checks.
 782           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
 783           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 784
 785           // Is there a mate threat?
 786           if (QueenContactMates && !pos.is_check())
 787           {
 788             Bitboard escapeSquares =
 789                 pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
 790
 791             while (b)
 792             {
 793                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 794                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 795                 {
 796                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 797                     // is an X-ray attack through the queen.
 798                     for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
 799                     {
 800                         from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
 801                         if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
 802                             && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
 803                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
 804                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
 805
 806                             ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
 807                     }
 808                 }
 809             }
 810           }
 811         }
 812       }
 813
 814       // Analyse safe distance checks
 815       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 816       {
 817           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 818
 819           // Queen checks
 820           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 821           if (b2)
 822               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 823
 824           // Rook checks
 825           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
 826           if (b2)
 827               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 828       }
 829       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 830       {
 831           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 832
 833           // Queen checks
 834           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 835           if (b2)
 836               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 837
 838           // Bishop checks
 839           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
 840           if (b2)
 841               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 842       }
 843       if (KnightCheckBonus > 0)
 844       {
 845           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 846
 847           // Knight checks
 848           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
 849           if (b2)
 850               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 851       }
 852
 853       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 854       // adding pawns later).
 855       if (DiscoveredCheckBonus)
 856       {
 857         b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
 858         if (b)
 859           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
 860       }
 861
 862       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 863       // side with the mating move is the side to move, because in that
 864       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 865       // evaluation function instead.
 866       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
 867           attackUnits += MateThreatBonus;
 868
 869       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 870       // out of bounds errors:
 871       if (attackUnits < 0)
 872           attackUnits = 0;
 873
 874       if (attackUnits >= 100)
 875           attackUnits = 99;
 876
 877       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 878       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 879       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 880       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 881       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 882       // change far bigger than the value of the captured piece.
 883       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
 884
 885       ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
 886
 887       if (Us == pos.side_to_move())
 888           ei.futilityMargin += v;
 889     }
 890   }
 891
 892
 893   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
 894
 895   template<Color Us>
 896   void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, int movesToGo[], Square pawnToGo[], EvalInfo& ei) {
 897
 898     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 899
 900     Bitboard b2, b3, b4;
 901     Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
 902     Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
 903     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
 904
 905     while (b)
 906     {
 907         Square s = pop_1st_bit(&b);
 908
 909         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
 910         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
 911
 912         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
 913         int tr = Max(0, r * (r - 1));
 914
 915         // Base bonus based on rank
 916         Value mbonus = Value(20 * tr);
 917         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 918
 919         // Adjust bonus based on king proximity
 920         if (tr)
 921         {
 922             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
 923
 924             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 925             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
 926             ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 927
 928             // If the pawn is free to advance, increase bonus
 929             if (pos.square_is_empty(blockSq))
 930             {
 931                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
 932                 b2 = squares_in_front_of(Us, s);
 933
 934                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
 935
 936                 // Squares attacked by us
 937                 b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
 938
 939                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
 940                 b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
 941
 942                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 943                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 944                 if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
 945                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
 946                     b3 = b2;
 947
 948                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
 949                 if (b3 == EmptyBoardBB)
 950                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
 951                     // Even bigger if we protect the pawn's path
 952                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 953                 else
 954                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
 955                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
 956                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
 957                     // if no, somewhat smaller bonus.
 958                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 959
 960                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 961                 // in the pawn's path.
 962                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
 963                     ebonus += Value(tr);
 964             }
 965         } // tr != 0
 966
 967         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 968         b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
 969         if (b2 & rank_bb(s))
 970             ebonus += Value(r * 20);
 971         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
 972             ebonus += Value(r * 12);
 973
 974         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 975         // unstoppable
 976         if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
 977         {
 978             Square qsq;
 979             int d;
 980
 981             qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 982             d =  square_distance(s, qsq)
 983                - square_distance(theirKingSq, qsq)
 984                + (Us != pos.side_to_move());
 985
 986             if (d < 0)
 987             {
 988                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
 989                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
 990                 mtg += blockerCount;
 991                 d += blockerCount;
 992                 if (d < 0 && (!movesToGo[Us] || movesToGo[Us] > mtg))
 993                 {
 994                     movesToGo[Us] = mtg;
 995                     pawnToGo[Us] = s;
 996                 }
 997             }
 998         }
 999
1000         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
1001         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
1002         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1003         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1004         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1005         // value if the other side has a rook or queen.
1006         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1007         {
1008             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
1009                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
1010                 ebonus += ebonus / 4;
1011             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
1012                 ebonus -= ebonus / 4;
1013         }
1014
1015         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1016         ei.mgValue += apply_weight(Sign[Us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1017         ei.egValue += apply_weight(Sign[Us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1018
1019     } // while
1020   }
1021
1022
1023   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
1024
1025   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1026
1027     int movesToGo[2] = {0, 0};
1028     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
1029
1030     // Evaluate pawns for each color
1031     evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1032     evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1033
1034     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
1035     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
1036         return;
1037
1038     // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
1039     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
1040     {
1041         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
1042         ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide]));
1043     }
1044     else
1045     {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1046         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1047         // plies until the pawn queens for both sides.
1048         movesToGo[WHITE] *= 2;
1049         movesToGo[BLACK] *= 2;
1050         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1051
1052         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
1053         Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
1054
1055         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
1056         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
1057             ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1058
1059         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
1060         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
1061         // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
1062         // consider only free paths to queen for both pawns.
1063         else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
1064                  && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
1065         {
1066             assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
1067
1068             Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
1069             Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
1070
1071             Bitboard b = pos.attacks_from<QUEEN>(winnerQSq);
1072
1073             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
1074                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
1075                 ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1076         }
1077     }
1078   }
1079
1080
1081   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1082   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1083   // if it is.
1084
1085   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1086
1087     assert(square_is_ok(s));
1088     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1089
1090     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1091     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1092
1093     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1094         && pos.see(s, b6) < 0
1095         && pos.see(s, b8) < 0)
1096     {
1097         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1098         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1099     }
1100   }
1101
1102
1103   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1104   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1105   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1106   // only occur in Chess960 games.
1107
1108   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1109
1110     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1111     Square b2, b3, c3;
1112
1113     assert(Chess960);
1114     assert(square_is_ok(s));
1115     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1116
1117     if (square_file(s) == FILE_A)
1118     {
1119         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1120         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1121         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1122     }
1123     else
1124     {
1125         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1126         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1127         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1128     }
1129
1130     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1131     {
1132         Value penalty;
1133
1134         if (!pos.square_is_empty(b3))
1135             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1136         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1137             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1138         else
1139             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1140
1141         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1142         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1143     }
1144   }
1145
1146
1147   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1148   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1149   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1150   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1151   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1152   // material hash table.
1153   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1154   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1155
1156     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1157
1158     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1159     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1160     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1161
1162     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1163                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1164                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1165                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1166
1167     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1168     // pawn.
1169     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1170     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1171     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1172
1173     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1174                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1175
1176     ei.mgValue += Sign[Us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1177   }
1178
1179
1180   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1181
1182   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1183     return (v*w) / 0x100;
1184   }
1185
1186
1187   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1188   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1189   // ScaleFactor array.
1190
1191   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1192
1193     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1194     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1195     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1196
1197     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1198
1199     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1200     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1201   }
1202
1203
1204   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1205   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1206
1207   int weight_option(const std::string& opt, int internalWeight) {
1208
1209     int uciWeight = get_option_value_int(opt);
1210     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1211     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1212   }
1213
1214
1215   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1216   // parameters.  It is called from read_weights().
1217
1218   void init_safety() {
1219
1220     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1221     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1222     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1223     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1224     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1225     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1226     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1227
1228     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1229     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1230     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1231     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1232     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1233     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1234
1235     for (int i = 0; i < 100; i++)
1236     {
1237         if (i < b)
1238             SafetyTable[i] = Value(0);
1239         else if (quad)
1240             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1241         else if (linear)
1242             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1243     }
1244
1245     for (int i = 0; i < 100; i++)
1246     {
1247         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1248             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1249                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1250
1251         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1252             SafetyTable[i] = Value(peak);
1253     }
1254   }
1255 }