be76fe33a2fd3e3d194dec696d06e2bd9871f039
[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) 2008-2013 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20 #include <cassert>
21 #include <iomanip>
22 #include <sstream>
23 #include <algorithm>
24
25 #include "bitcount.h"
26 #include "evaluate.h"
27 #include "material.h"
28 #include "pawns.h"
29 #include "thread.h"
30 #include "ucioption.h"
31
32 namespace {
33
34   // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
35   // by the evaluation functions.
36   struct EvalInfo {
37
38     // Pointers to material and pawn hash table entries
39     Material::Entry* mi;
40     Pawns::Entry* pi;
41
42     // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
43     // attacked by a given color and piece type, attackedBy[color][ALL_PIECES]
44     // contains all squares attacked by the given color.
45     Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
46
47     // kingRing[color] is the zone around the king which is considered
48     // by the king safety evaluation. This consists of the squares directly
49     // adjacent to the king, and the three (or two, for a king on an edge file)
50     // squares two ranks in front of the king. For instance, if black's king
51     // is on g8, kingRing[BLACK] is a bitboard containing the squares f8, h8,
52     // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
53     Bitboard kingRing[COLOR_NB];
54
55     // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
56     // which attack a square in the kingRing of the enemy king.
57     int kingAttackersCount[COLOR_NB];
58
59     // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weight" of the pieces of the
60     // given color which attack a square in the kingRing of the enemy king. The
61     // weights of the individual piece types are given by the variables
62     // QueenAttackWeight, RookAttackWeight, BishopAttackWeight and
63     // KnightAttackWeight in evaluate.cpp
64     int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
65
66     // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks to squares
67     // directly adjacent to the king of the given color. Pieces which attack
68     // more than one square are counted multiple times. For instance, if black's
69     // king is on g8 and there's a white knight on g5, this knight adds
70     // 2 to kingAdjacentZoneAttacksCount[BLACK].
71     int kingAdjacentZoneAttacksCount[COLOR_NB];
72   };
73
74   // Evaluation grain size, must be a power of 2
75   const int GrainSize = 4;
76
77   // Evaluation weights, initialized from UCI options
78   enum { Mobility, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
79   Score Weights[6];
80
81   typedef Value V;
82   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
83
84   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
85   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
86   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
87   // parameters at 100, which looks prettier.
88   //
89   // Values modified by Joona Kiiski
90   const Score WeightsInternal[] = {
91       S(289, 344), S(221, 273), S(46, 0), S(271, 0), S(307, 0)
92   };
93
94   // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains mobility bonuses for middle and
95   // end game, indexed by piece type and number of attacked squares not occupied
96   // by friendly pieces.
97   const Score MobilityBonus[][32] = {
98      {}, {},
99      { S(-35,-30), S(-22,-20), S(-9,-10), S( 3,  0), S(15, 10), S(27, 20), // Knights
100        S( 37, 28), S( 42, 31), S(44, 33) },
101      { S(-22,-27), S( -8,-13), S( 6,  1), S(20, 15), S(34, 29), S(48, 43), // Bishops
102        S( 60, 55), S( 68, 63), S(74, 68), S(77, 72), S(80, 75), S(82, 77),
103        S( 84, 79), S( 86, 81), S(87, 82), S(87, 82) },
104      { S(-17,-33), S(-11,-16), S(-5,  0), S( 1, 16), S( 7, 32), S(13, 48), // Rooks
105        S( 18, 64), S( 22, 80), S(26, 96), S(29,109), S(31,115), S(33,119),
106        S( 35,122), S( 36,123), S(37,124), S(38,124) },
107      { S(-12,-20), S( -8,-13), S(-5, -7), S(-2, -1), S( 1,  5), S( 4, 11), // Queens
108        S(  7, 17), S( 10, 23), S(13, 29), S(16, 34), S(18, 38), S(20, 40),
109        S( 22, 41), S( 23, 41), S(24, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41),
110        S( 25, 41), S( 25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41),
111        S( 25, 41), S( 25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41),
112        S( 25, 41), S( 25, 41) }
113   };
114
115   // OutpostBonus[PieceType][Square] contains outpost bonuses of knights and
116   // bishops, indexed by piece type and square (from white's point of view).
117   const Value OutpostBonus[][SQUARE_NB] = {
118   {
119   //  A     B     C     D     E     F     G     H
120     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // Knights
121     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0),
122     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0),
123     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0),
124     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0),
125     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0) },
126   {
127     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // Bishops
128     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0),
129     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0),
130     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0),
131     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0),
132     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0) }
133   };
134
135   // ThreatBonus[attacking][attacked] contains threat bonuses according to
136   // which piece type attacks which one.
137   const Score ThreatBonus[][PIECE_TYPE_NB] = {
138     {}, {},
139     { S(0, 0), S( 7, 39), S( 0,  0), S(24, 49), S(41,100), S(41,100) }, // KNIGHT
140     { S(0, 0), S( 7, 39), S(24, 49), S( 0,  0), S(41,100), S(41,100) }, // BISHOP
141     { S(0, 0), S( 0, 22), S(15, 49), S(15, 49), S( 0,  0), S(24, 49) }, // ROOK
142     { S(0, 0), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S( 0,  0) }  // QUEEN
143   };
144
145   // ThreatenedByPawnPenalty[PieceType] contains a penalty according to which
146   // piece type is attacked by an enemy pawn.
147   const Score ThreatenedByPawnPenalty[] = {
148     S(0, 0), S(0, 0), S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118)
149   };
150
151   #undef S
152
153   const Score Tempo = make_score(24, 11);
154
155   const Score BishopPinBonus         = make_score(66, 11);
156   const Score RookOn7thBonus         = make_score(11, 20);
157   const Score QueenOn7thBonus        = make_score( 3,  8);
158   const Score RookOnPawnBonus        = make_score(10, 28);
159   const Score QueenOnPawnBonus       = make_score( 4, 20);
160   const Score RookOpenFileBonus      = make_score(43, 21);
161   const Score RookHalfOpenFileBonus  = make_score(19, 10);
162   const Score BishopPawnsPenalty     = make_score( 8, 12);
163   const Score UndefendedMinorPenalty = make_score(25, 10);
164   const Score TrappedRookPenalty     = make_score(90,  0);
165
166   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
167   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
168   // happen in Chess960 games.
169   const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(50, 50);
170
171   // The SpaceMask[Color] contains the area of the board which is considered
172   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
173   // based on how many squares inside this area are safe and available for
174   // friendly minor pieces.
175   const Bitboard SpaceMask[] = {
176     (1ULL << SQ_C2) | (1ULL << SQ_D2) | (1ULL << SQ_E2) | (1ULL << SQ_F2) |
177     (1ULL << SQ_C3) | (1ULL << SQ_D3) | (1ULL << SQ_E3) | (1ULL << SQ_F3) |
178     (1ULL << SQ_C4) | (1ULL << SQ_D4) | (1ULL << SQ_E4) | (1ULL << SQ_F4),
179     (1ULL << SQ_C7) | (1ULL << SQ_D7) | (1ULL << SQ_E7) | (1ULL << SQ_F7) |
180     (1ULL << SQ_C6) | (1ULL << SQ_D6) | (1ULL << SQ_E6) | (1ULL << SQ_F6) |
181     (1ULL << SQ_C5) | (1ULL << SQ_D5) | (1ULL << SQ_E5) | (1ULL << SQ_F5)
182   };
183
184   // King danger constants and variables. The king danger scores are taken
185   // from the KingDangerTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
186   // the strength of the enemy attack are added up into an integer, which
187   // is used as an index to KingDangerTable[].
188   //
189   // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
190   const int KingAttackWeights[] = { 0, 0, 2, 2, 3, 5 };
191
192   // Bonuses for enemy's safe checks
193   const int QueenContactCheckBonus = 6;
194   const int RookContactCheckBonus  = 4;
195   const int QueenCheckBonus        = 3;
196   const int RookCheckBonus         = 2;
197   const int BishopCheckBonus       = 1;
198   const int KnightCheckBonus       = 1;
199
200   // InitKingDanger[Square] contains penalties based on the position of the
201   // defending king, indexed by king's square (from white's point of view).
202   const int InitKingDanger[] = {
203      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
204      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
205      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
206     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
207     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
208     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
209     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
210     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
211   };
212
213   // KingDangerTable[Color][attackUnits] contains the actual king danger
214   // weighted scores, indexed by color and by a calculated integer number.
215   Score KingDangerTable[COLOR_NB][128];
216
217   // TracedTerms[Color][PieceType || TracedType] contains a breakdown of the
218   // evaluation terms, used when tracing.
219   Score TracedScores[COLOR_NB][16];
220   std::stringstream TraceStream;
221
222   enum TracedType {
223     PST = 8, IMBALANCE = 9, MOBILITY = 10, THREAT = 11,
224     PASSED = 12, UNSTOPPABLE = 13, SPACE = 14, TOTAL = 15
225   };
226
227   // Function prototypes
228   template<bool Trace>
229   Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin);
230
231   template<Color Us>
232   void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei);
233
234   template<Color Us, bool Trace>
235   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
236
237   template<Color Us, bool Trace>
238   Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]);
239
240   template<Color Us, bool Trace>
241   Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
242
243   template<Color Us>
244   int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
245
246   template<Color Us, bool Trace>
247   Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
248
249   Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
250
251   Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf);
252   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
253   double to_cp(Value v);
254   void trace_add(int idx, Score term_w, Score term_b = SCORE_ZERO);
255   void trace_row(const char* name, int idx);
256 }
257
258
259 namespace Eval {
260
261   /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
262   /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
263   /// between them based on the remaining material.
264
265   Value evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
266     return do_evaluate<false>(pos, margin);
267   }
268
269
270   /// init() computes evaluation weights from the corresponding UCI parameters
271   /// and setup king tables.
272
273   void init() {
274
275     Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
276     Weights[PassedPawns]    = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
277     Weights[Space]          = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
278     Weights[KingDangerUs]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightsInternal[KingDangerUs]);
279     Weights[KingDangerThem] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightsInternal[KingDangerThem]);
280
281     const int MaxSlope = 30;
282     const int Peak = 1280;
283
284     for (int t = 0, i = 1; i < 100; i++)
285     {
286         t = std::min(Peak, std::min(int(0.4 * i * i), t + MaxSlope));
287
288         KingDangerTable[1][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerUs]);
289         KingDangerTable[0][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerThem]);
290     }
291   }
292
293
294   /// trace() is like evaluate() but instead of a value returns a string suitable
295   /// to be print on stdout with the detailed descriptions and values of each
296   /// evaluation term. Used mainly for debugging.
297
298   std::string trace(const Position& pos) {
299
300     Value margin;
301     std::string totals;
302
303     Search::RootColor = pos.side_to_move();
304
305     TraceStream.str("");
306     TraceStream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
307     memset(TracedScores, 0, 2 * 16 * sizeof(Score));
308
309     do_evaluate<true>(pos, margin);
310
311     totals = TraceStream.str();
312     TraceStream.str("");
313
314     TraceStream << std::setw(21) << "Eval term " << "|    White    |    Black    |     Total     \n"
315                 <<             "                     |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG     EG   \n"
316                 <<             "---------------------+-------------+-------------+---------------\n";
317
318     trace_row("Material, PST, Tempo", PST);
319     trace_row("Material imbalance", IMBALANCE);
320     trace_row("Pawns", PAWN);
321     trace_row("Knights", KNIGHT);
322     trace_row("Bishops", BISHOP);
323     trace_row("Rooks", ROOK);
324     trace_row("Queens", QUEEN);
325     trace_row("Mobility", MOBILITY);
326     trace_row("King safety", KING);
327     trace_row("Threats", THREAT);
328     trace_row("Passed pawns", PASSED);
329     trace_row("Unstoppable pawns", UNSTOPPABLE);
330     trace_row("Space", SPACE);
331
332     TraceStream <<             "---------------------+-------------+-------------+---------------\n";
333     trace_row("Total", TOTAL);
334     TraceStream << totals;
335
336     return TraceStream.str();
337   }
338
339 } // namespace Eval
340
341
342 namespace {
343
344 template<bool Trace>
345 Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
346
347   assert(!pos.checkers());
348
349   EvalInfo ei;
350   Value margins[COLOR_NB];
351   Score score, mobilityWhite, mobilityBlack;
352   Thread* th = pos.this_thread();
353
354   // margins[] store the uncertainty estimation of position's evaluation
355   // that typically is used by the search for pruning decisions.
356   margins[WHITE] = margins[BLACK] = VALUE_ZERO;
357
358   // Initialize score by reading the incrementally updated scores included
359   // in the position object (material + piece square tables) and adding
360   // Tempo bonus. Score is computed from the point of view of white.
361   score = pos.psq_score() + (pos.side_to_move() == WHITE ? Tempo : -Tempo);
362
363   // Probe the material hash table
364   ei.mi = Material::probe(pos, th->materialTable, th->endgames);
365   score += ei.mi->material_value();
366
367   // If we have a specialized evaluation function for the current material
368   // configuration, call it and return.
369   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
370   {
371       margin = VALUE_ZERO;
372       return ei.mi->evaluate(pos);
373   }
374
375   // Probe the pawn hash table
376   ei.pi = Pawns::probe(pos, th->pawnsTable);
377   score += ei.pi->pawns_value();
378
379   // Initialize attack and king safety bitboards
380   init_eval_info<WHITE>(pos, ei);
381   init_eval_info<BLACK>(pos, ei);
382
383   // Evaluate pieces and mobility
384   score +=  evaluate_pieces_of_color<WHITE, Trace>(pos, ei, mobilityWhite)
385           - evaluate_pieces_of_color<BLACK, Trace>(pos, ei, mobilityBlack);
386
387   score += apply_weight(mobilityWhite - mobilityBlack, Weights[Mobility]);
388
389   // Evaluate kings after all other pieces because we need complete attack
390   // information when computing the king safety evaluation.
391   score +=  evaluate_king<WHITE, Trace>(pos, ei, margins)
392           - evaluate_king<BLACK, Trace>(pos, ei, margins);
393
394   // Evaluate tactical threats, we need full attack information including king
395   score +=  evaluate_threats<WHITE, Trace>(pos, ei)
396           - evaluate_threats<BLACK, Trace>(pos, ei);
397
398   // Evaluate passed pawns, we need full attack information including king
399   score +=  evaluate_passed_pawns<WHITE, Trace>(pos, ei)
400           - evaluate_passed_pawns<BLACK, Trace>(pos, ei);
401
402   // If one side has only a king, check whether exists any unstoppable passed pawn
403   if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
404       score += evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei);
405
406   // Evaluate space for both sides, only in middle-game.
407   if (ei.mi->space_weight())
408   {
409       int s = evaluate_space<WHITE>(pos, ei) - evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
410       score += apply_weight(make_score(s * ei.mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
411   }
412
413   // Scale winning side if position is more drawish that what it appears
414   ScaleFactor sf = eg_value(score) > VALUE_DRAW ? ei.mi->scale_factor(pos, WHITE)
415                                                 : ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
416
417   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
418   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those.
419   if (   ei.mi->game_phase() < PHASE_MIDGAME
420       && pos.opposite_bishops()
421       && sf == SCALE_FACTOR_NORMAL)
422   {
423       // Only the two bishops ?
424       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
425           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
426       {
427           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
428           // certainly a draw or at least two pawns.
429           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
430           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
431       }
432       else
433           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
434           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
435            sf = ScaleFactor(50);
436   }
437
438   margin = margins[pos.side_to_move()];
439   Value v = interpolate(score, ei.mi->game_phase(), sf);
440
441   // In case of tracing add all single evaluation contributions for both white and black
442   if (Trace)
443   {
444       trace_add(PST, pos.psq_score());
445       trace_add(IMBALANCE, ei.mi->material_value());
446       trace_add(PAWN, ei.pi->pawns_value());
447       trace_add(UNSTOPPABLE, evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei));
448       Score w = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<WHITE>(pos, ei), 0);
449       Score b = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<BLACK>(pos, ei), 0);
450       trace_add(SPACE, apply_weight(w, Weights[Space]), apply_weight(b, Weights[Space]));
451       trace_add(TOTAL, score);
452       TraceStream << "\nUncertainty margin: White: " << to_cp(margins[WHITE])
453                   << ", Black: " << to_cp(margins[BLACK])
454                   << "\nScaling: " << std::noshowpos
455                   << std::setw(6) << 100.0 * ei.mi->game_phase() / 128.0 << "% MG, "
456                   << std::setw(6) << 100.0 * (1.0 - ei.mi->game_phase() / 128.0) << "% * "
457                   << std::setw(6) << (100.0 * sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL << "% EG.\n"
458                   << "Total evaluation: " << to_cp(v);
459   }
460
461   return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
462 }
463
464
465   // init_eval_info() initializes king bitboards for given color adding
466   // pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
467
468   template<Color Us>
469   void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
470
471     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
472
473     Bitboard b = ei.attackedBy[Them][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(Them));
474     ei.attackedBy[Us][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(Us);
475
476     // Init king safety tables only if we are going to use them
477     if (   pos.piece_count(Us, QUEEN)
478         && pos.non_pawn_material(Us) > QueenValueMg + PawnValueMg)
479     {
480         ei.kingRing[Them] = (b | (Us == WHITE ? b >> 8 : b << 8));
481         b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
482         ei.kingAttackersCount[Us] = b ? popcount<Max15>(b) / 2 : 0;
483         ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
484     } else
485         ei.kingRing[Them] = ei.kingAttackersCount[Us] = 0;
486   }
487
488
489   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
490
491   template<PieceType Piece, Color Us>
492   Score evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
493
494     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
495
496     assert (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT);
497
498     // Initial bonus based on square
499     Value bonus = OutpostBonus[Piece == BISHOP][relative_square(Us, s)];
500
501     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
502     // no minor piece which can exchange the outpost piece.
503     if (bonus && (ei.attackedBy[Us][PAWN] & s))
504     {
505         if (   !pos.pieces(Them, KNIGHT)
506             && !(same_color_squares(s) & pos.pieces(Them, BISHOP)))
507             bonus += bonus + bonus / 2;
508         else
509             bonus += bonus / 2;
510     }
511     return make_score(bonus, bonus);
512   }
513
514
515   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
516
517   template<PieceType Piece, Color Us, bool Trace>
518   Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
519
520     Bitboard b;
521     Square s;
522     Score score = SCORE_ZERO;
523
524     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
525     const Square* pl = pos.piece_list(Us, Piece);
526
527     ei.attackedBy[Us][Piece] = 0;
528
529     while ((s = *pl++) != SQ_NONE)
530     {
531         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
532         b = Piece == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN))
533           : Piece ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
534                             : pos.attacks_from<Piece>(s);
535
536         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
537
538         if (b & ei.kingRing[Them])
539         {
540             ei.kingAttackersCount[Us]++;
541             ei.kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Piece];
542             Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
543             if (bb)
544                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount<Max15>(bb);
545         }
546
547         int mob = popcount<Piece == QUEEN ? Full : Max15>(b & mobilityArea);
548         mobility += MobilityBonus[Piece][mob];
549
550         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
551         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
552         if (ei.attackedBy[Them][PAWN] & s)
553             score -= ThreatenedByPawnPenalty[Piece];
554
555         // Otherwise give a bonus if we are a bishop and can pin a piece or can
556         // give a discovered check through an x-ray attack.
557         else if (    Piece == BISHOP
558                  && (PseudoAttacks[Piece][pos.king_square(Them)] & s)
559                  && !more_than_one(BetweenBB[s][pos.king_square(Them)] & pos.pieces()))
560                  score += BishopPinBonus;
561
562         // Penalty for bishop with same coloured pawns
563         if (Piece == BISHOP)
564             score -= BishopPawnsPenalty * ei.pi->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
565
566         // Bishop and knight outposts squares
567         if (    (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT)
568             && !(pos.pieces(Them, PAWN) & attack_span_mask(Us, s)))
569             score += evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
570
571         if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
572             && relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
573         {
574             // Major piece on 7th rank and enemy king trapped on 8th
575             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
576                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
577                 score += Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus;
578
579             // Major piece attacking enemy pawns on the same rank
580             Bitboard pawns = pos.pieces(Them, PAWN) & rank_bb(s);
581             if (pawns)
582                 score += popcount<Max15>(pawns) * (Piece == ROOK ? RookOnPawnBonus : QueenOnPawnBonus);
583         }
584
585         // Special extra evaluation for rooks
586         if (Piece == ROOK)
587         {
588             // Give a bonus for a rook on a open or half-open file
589             if (ei.pi->half_open(Us, file_of(s)))
590                 score += ei.pi->half_open(Them, file_of(s)) ? RookOpenFileBonus
591                                                             : RookHalfOpenFileBonus;
592             if (mob > 6 || ei.pi->half_open(Us, file_of(s)))
593                 continue;
594
595             Square ksq = pos.king_square(Us);
596
597             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
598             // king has lost right to castle.
599             if (   ((file_of(ksq) < FILE_E) == (file_of(s) < file_of(ksq)))
600                 && (rank_of(ksq) == rank_of(s) || relative_rank(Us, ksq) == RANK_1)
601                 && !ei.pi->half_open_on_side(Us, file_of(ksq), file_of(ksq) < FILE_E))
602                 score -= (TrappedRookPenalty - make_score(mob * 8, 0)) * (pos.can_castle(Us) ? 1 : 2);
603         }
604
605         // An important Chess960 pattern: A cornered bishop blocked by a friendly
606         // pawn diagonally in front of it is a very serious problem, especially
607         // when that pawn is also blocked.
608         if (   Piece == BISHOP
609             && pos.is_chess960()
610             && (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1)))
611         {
612             const enum Piece P = make_piece(Us, PAWN);
613             Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
614             if (pos.piece_on(s + d) == P)
615                 score -= !pos.is_empty(s + d + pawn_push(Us)) ? TrappedBishopA1H1Penalty * 4
616                         : pos.piece_on(s + d + d) == P        ? TrappedBishopA1H1Penalty * 2
617                                                               : TrappedBishopA1H1Penalty;
618         }
619     }
620
621     if (Trace)
622         TracedScores[Us][Piece] = score;
623
624     return score;
625   }
626
627
628   // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
629   // and the type of attacked one.
630
631   template<Color Us, bool Trace>
632   Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
633
634     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
635
636     Bitboard b, undefendedMinors, weakEnemies;
637     Score score = SCORE_ZERO;
638
639     // Undefended minors get penalized even if not under attack
640     undefendedMinors =  pos.pieces(Them, BISHOP, KNIGHT)
641                       & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
642
643     if (undefendedMinors)
644         score += UndefendedMinorPenalty;
645
646     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
647     weakEnemies =  pos.pieces(Them)
648                  & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
649                  & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
650
651     // Add bonus according to type of attacked enemy piece and to the
652     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
653     // considered because are already handled in king evaluation.
654     if (weakEnemies)
655         for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
656         {
657             b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
658             if (b)
659                 for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
660                     if (b & pos.pieces(pt2))
661                         score += ThreatBonus[pt1][pt2];
662         }
663
664     if (Trace)
665         TracedScores[Us][THREAT] = score;
666
667     return score;
668   }
669
670
671   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
672   // pieces of a given color.
673
674   template<Color Us, bool Trace>
675   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility) {
676
677     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
678
679     Score score = mobility = SCORE_ZERO;
680
681     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
682     const Bitboard mobilityArea = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces(Us, PAWN, KING));
683
684     score += evaluate_pieces<KNIGHT, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
685     score += evaluate_pieces<BISHOP, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
686     score += evaluate_pieces<ROOK,   Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
687     score += evaluate_pieces<QUEEN,  Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
688
689     // Sum up all attacked squares
690     ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
691                                     | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
692                                     | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
693     if (Trace)
694         TracedScores[Us][MOBILITY] = apply_weight(mobility, Weights[Mobility]);
695
696     return score;
697   }
698
699
700   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
701
702   template<Color Us, bool Trace>
703   Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]) {
704
705     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
706
707     Bitboard undefended, b, b1, b2, safe;
708     int attackUnits;
709     const Square ksq = pos.king_square(Us);
710
711     // King shelter and enemy pawns storm
712     Score score = ei.pi->king_safety<Us>(pos, ksq);
713
714     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
715     // from optimally tuned.
716     if (   ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
717         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
718     {
719         // Find the attacked squares around the king which has no defenders
720         // apart from the king itself
721         undefended = ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] & ei.attackedBy[Us][KING];
722         undefended &= ~(  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
723                         | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
724                         | ei.attackedBy[Us][QUEEN]);
725
726         // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
727         // index to the KingDangerTable[] array. The initial value is based on
728         // the number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
729         // attacked and undefended squares around our king, the square of the
730         // king, and the quality of the pawn shelter.
731         attackUnits =  std::min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
732                      + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + popcount<Max15>(undefended))
733                      + InitKingDanger[relative_square(Us, ksq)]
734                      - mg_value(score) / 32;
735
736         // Analyse enemy's safe queen contact checks. First find undefended
737         // squares around the king attacked by enemy queen...
738         b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces(Them);
739         if (b)
740         {
741             // ...then remove squares not supported by another enemy piece
742             b &= (  ei.attackedBy[Them][PAWN]   | ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
743                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][ROOK]);
744             if (b)
745                 attackUnits +=  QueenContactCheckBonus
746                               * popcount<Max15>(b)
747                               * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
748         }
749
750         // Analyse enemy's safe rook contact checks. First find undefended
751         // squares around the king attacked by enemy rooks...
752         b = undefended & ei.attackedBy[Them][ROOK] & ~pos.pieces(Them);
753
754         // Consider only squares where the enemy rook gives check
755         b &= PseudoAttacks[ROOK][ksq];
756
757         if (b)
758         {
759             // ...then remove squares not supported by another enemy piece
760             b &= (  ei.attackedBy[Them][PAWN]   | ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
761                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][QUEEN]);
762             if (b)
763                 attackUnits +=  RookContactCheckBonus
764                               * popcount<Max15>(b)
765                               * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
766         }
767
768         // Analyse enemy's safe distance checks for sliders and knights
769         safe = ~(pos.pieces(Them) | ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
770
771         b1 = pos.attacks_from<ROOK>(ksq) & safe;
772         b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq) & safe;
773
774         // Enemy queen safe checks
775         b = (b1 | b2) & ei.attackedBy[Them][QUEEN];
776         if (b)
777             attackUnits += QueenCheckBonus * popcount<Max15>(b);
778
779         // Enemy rooks safe checks
780         b = b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK];
781         if (b)
782             attackUnits += RookCheckBonus * popcount<Max15>(b);
783
784         // Enemy bishops safe checks
785         b = b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP];
786         if (b)
787             attackUnits += BishopCheckBonus * popcount<Max15>(b);
788
789         // Enemy knights safe checks
790         b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attackedBy[Them][KNIGHT] & safe;
791         if (b)
792             attackUnits += KnightCheckBonus * popcount<Max15>(b);
793
794         // To index KingDangerTable[] attackUnits must be in [0, 99] range
795         attackUnits = std::min(99, std::max(0, attackUnits));
796
797         // Finally, extract the king danger score from the KingDangerTable[]
798         // array and subtract the score from evaluation. Set also margins[]
799         // value that will be used for pruning because this value can sometimes
800         // be very big, and so capturing a single attacking piece can therefore
801         // result in a score change far bigger than the value of the captured piece.
802         score -= KingDangerTable[Us == Search::RootColor][attackUnits];
803         margins[Us] += mg_value(KingDangerTable[Us == Search::RootColor][attackUnits]);
804     }
805
806     if (Trace)
807         TracedScores[Us][KING] = score;
808
809     return score;
810   }
811
812
813   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
814
815   template<Color Us, bool Trace>
816   Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
817
818     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
819
820     Bitboard b, squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares, supportingPawns;
821     Score score = SCORE_ZERO;
822
823     b = ei.pi->passed_pawns(Us);
824
825     while (b)
826     {
827         Square s = pop_lsb(&b);
828
829         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
830
831         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
832         int rr = r * (r - 1);
833
834         // Base bonus based on rank
835         Value mbonus = Value(20 * rr);
836         Value ebonus = Value(10 * (rr + r + 1));
837
838         if (rr)
839         {
840             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
841
842             // Adjust bonus based on kings proximity
843             ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 5 * rr);
844             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 2 * rr);
845
846             // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
847             if (rank_of(blockSq) != (Us == WHITE ? RANK_8 : RANK_1))
848                 ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * rr);
849
850             // If the pawn is free to advance, increase bonus
851             if (pos.is_empty(blockSq))
852             {
853                 squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
854                 defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
855
856                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
857                 // add all X-ray attacks by the rook or queen. Otherwise consider only
858                 // the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
859                 if (   (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
860                     && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
861                     unsafeSquares = squaresToQueen;
862                 else
863                     unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
864
865                 // If there aren't enemy attacks huge bonus, a bit smaller if at
866                 // least block square is not attacked, otherwise smallest bonus.
867                 int k = !unsafeSquares ? 15 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 9 : 3;
868
869                 // Big bonus if the path to queen is fully defended, a bit less
870                 // if at least block square is defended.
871                 if (defendedSquares == squaresToQueen)
872                     k += 6;
873
874                 else if (defendedSquares & blockSq)
875                     k += (unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 4 : 2;
876
877                 mbonus += Value(k * rr), ebonus += Value(k * rr);
878             }
879         } // rr != 0
880
881         // Increase the bonus if the passed pawn is supported by a friendly pawn
882         // on the same rank and a bit smaller if it's on the previous rank.
883         supportingPawns = pos.pieces(Us, PAWN) & adjacent_files_bb(file_of(s));
884         if (supportingPawns & rank_bb(s))
885             ebonus += Value(r * 20);
886
887         else if (supportingPawns & rank_bb(s - pawn_push(Us)))
888             ebonus += Value(r * 12);
889
890         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
891         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
892         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
893         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
894         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
895         // value if the other side has a rook or queen.
896         if (file_of(s) == FILE_A || file_of(s) == FILE_H)
897         {
898             if (pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMg)
899                 ebonus += ebonus / 4;
900             else if (pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
901                 ebonus -= ebonus / 4;
902         }
903         score += make_score(mbonus, ebonus);
904
905     }
906
907     if (Trace)
908         TracedScores[Us][PASSED] = apply_weight(score, Weights[PassedPawns]);
909
910     // Add the scores to the middle game and endgame eval
911     return apply_weight(score, Weights[PassedPawns]);
912   }
913
914
915   // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides, this is quite
916   // conservative and returns a winning score only when we are very sure that the pawn is winning.
917
918   Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
919
920     Bitboard b, b2, blockers, supporters, queeningPath, candidates;
921     Square s, blockSq, queeningSquare;
922     Color c, winnerSide, loserSide;
923     bool pathDefended, opposed;
924     int pliesToGo, movesToGo, oppMovesToGo, sacptg, blockersCount, minKingDist, kingptg, d;
925     int pliesToQueen[] = { 256, 256 };
926
927     // Step 1. Hunt for unstoppable passed pawns. If we find at least one,
928     // record how many plies are required for promotion.
929     for (c = WHITE; c <= BLACK; c++)
930     {
931         // Skip if other side has non-pawn pieces
932         if (pos.non_pawn_material(~c))
933             continue;
934
935         b = ei.pi->passed_pawns(c);
936
937         while (b)
938         {
939             s = pop_lsb(&b);
940             queeningSquare = relative_square(c, file_of(s) | RANK_8);
941             queeningPath = forward_bb(c, s);
942
943             // Compute plies to queening and check direct advancement
944             movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(c, s) == RANK_2);
945             oppMovesToGo = square_distance(pos.king_square(~c), queeningSquare) - int(c != pos.side_to_move());
946             pathDefended = ((ei.attackedBy[c][ALL_PIECES] & queeningPath) == queeningPath);
947
948             if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
949                 continue;
950
951             // Opponent king cannot block because path is defended and position
952             // is not in check. So only friendly pieces can be blockers.
953             assert(!pos.checkers());
954             assert((queeningPath & pos.pieces()) == (queeningPath & pos.pieces(c)));
955
956             // Add moves needed to free the path from friendly pieces and retest condition
957             movesToGo += popcount<Max15>(queeningPath & pos.pieces(c));
958
959             if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
960                 continue;
961
962             pliesToGo = 2 * movesToGo - int(c == pos.side_to_move());
963             pliesToQueen[c] = std::min(pliesToQueen[c], pliesToGo);
964         }
965     }
966
967     // Step 2. If either side cannot promote at least three plies before the other side then situation
968     // becomes too complex and we give up. Otherwise we determine the possibly "winning side"
969     if (abs(pliesToQueen[WHITE] - pliesToQueen[BLACK]) < 3)
970         return SCORE_ZERO;
971
972     winnerSide = (pliesToQueen[WHITE] < pliesToQueen[BLACK] ? WHITE : BLACK);
973     loserSide = ~winnerSide;
974
975     // Step 3. Can the losing side possibly create a new passed pawn and thus prevent the loss?
976     b = candidates = pos.pieces(loserSide, PAWN);
977
978     while (b)
979     {
980         s = pop_lsb(&b);
981
982         // Compute plies from queening
983         queeningSquare = relative_square(loserSide, file_of(s) | RANK_8);
984         movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
985         pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
986
987         // Check if (without even considering any obstacles) we're too far away or doubled
988         if (   pliesToQueen[winnerSide] + 3 <= pliesToGo
989             || (forward_bb(loserSide, s) & pos.pieces(loserSide, PAWN)))
990             candidates ^= s;
991     }
992
993     // If any candidate is already a passed pawn it _may_ promote in time. We give up.
994     if (candidates & ei.pi->passed_pawns(loserSide))
995         return SCORE_ZERO;
996
997     // Step 4. Check new passed pawn creation through king capturing and pawn sacrifices
998     b = candidates;
999
1000     while (b)
1001     {
1002         s = pop_lsb(&b);
1003         sacptg = blockersCount = 0;
1004         minKingDist = kingptg = 256;
1005
1006         // Compute plies from queening
1007         queeningSquare = relative_square(loserSide, file_of(s) | RANK_8);
1008         movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
1009         pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
1010
1011         // Generate list of blocking pawns and supporters
1012         supporters = adjacent_files_bb(file_of(s)) & candidates;
1013         opposed = forward_bb(loserSide, s) & pos.pieces(winnerSide, PAWN);
1014         blockers = passed_pawn_mask(loserSide, s) & pos.pieces(winnerSide, PAWN);
1015
1016         assert(blockers);
1017
1018         // How many plies does it take to remove all the blocking pawns?
1019         while (blockers)
1020         {
1021             blockSq = pop_lsb(&blockers);
1022             movesToGo = 256;
1023
1024             // Check pawns that can give support to overcome obstacle, for instance
1025             // black pawns: a4, b4 white: b2 then pawn in b4 is giving support.
1026             if (!opposed)
1027             {
1028                 b2 = supporters & in_front_bb(winnerSide, blockSq + pawn_push(winnerSide));
1029
1030                 while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
1031                 {
1032                     d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
1033                     movesToGo = std::min(movesToGo, d);
1034                 }
1035             }
1036
1037             // Check pawns that can be sacrificed against the blocking pawn
1038             b2 = attack_span_mask(winnerSide, blockSq) & candidates & ~(1ULL << s);
1039
1040             while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
1041             {
1042                 d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
1043                 movesToGo = std::min(movesToGo, d);
1044             }
1045
1046             // If obstacle can be destroyed with an immediate pawn exchange / sacrifice,
1047             // it's not a real obstacle and we have nothing to add to pliesToGo.
1048             if (movesToGo <= 0)
1049                 continue;
1050
1051             // Plies needed to sacrifice against all the blocking pawns
1052             sacptg += movesToGo * 2;
1053             blockersCount++;
1054
1055             // Plies needed for the king to capture all the blocking pawns
1056             d = square_distance(pos.king_square(loserSide), blockSq);
1057             minKingDist = std::min(minKingDist, d);
1058             kingptg = (minKingDist + blockersCount) * 2;
1059         }
1060
1061         // Check if pawn sacrifice plan _may_ save the day
1062         if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + sacptg)
1063             return SCORE_ZERO;
1064
1065         // Check if king capture plan _may_ save the day (contains some false positives)
1066         if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + kingptg)
1067             return SCORE_ZERO;
1068     }
1069
1070     // Winning pawn is unstoppable and will promote as first, return big score
1071     Score score = make_score(0, (Value) 1280 - 32 * pliesToQueen[winnerSide]);
1072     return winnerSide == WHITE ? score : -score;
1073   }
1074
1075
1076   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1077   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1078   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1079   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1080   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1081   // material hash table. The aim is to improve play on game opening.
1082   template<Color Us>
1083   int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1084
1085     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1086
1087     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1088     // SpaceMask[]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1089     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1090     Bitboard safe =   SpaceMask[Us]
1091                    & ~pos.pieces(Us, PAWN)
1092                    & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
1093                    & (ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
1094
1095     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly pawn
1096     Bitboard behind = pos.pieces(Us, PAWN);
1097     behind |= (Us == WHITE ? behind >>  8 : behind <<  8);
1098     behind |= (Us == WHITE ? behind >> 16 : behind << 16);
1099
1100     // Since SpaceMask[Us] is fully on our half of the board
1101     assert(unsigned(safe >> (Us == WHITE ? 32 : 0)) == 0);
1102
1103     // Count safe + (behind & safe) with a single popcount
1104     return popcount<Full>((Us == WHITE ? safe << 32 : safe >> 32) | (behind & safe));
1105   }
1106
1107
1108   // interpolate() interpolates between a middle game and an endgame score,
1109   // based on game phase. It also scales the return value by a ScaleFactor array.
1110
1111   Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf) {
1112
1113     assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1114     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1115     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1116
1117     int ev = (eg_value(v) * int(sf)) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
1118     int result = (mg_value(v) * int(ph) + ev * int(128 - ph)) / 128;
1119     return Value((result + GrainSize / 2) & ~(GrainSize - 1));
1120   }
1121
1122
1123   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1124   // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
1125
1126   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
1127
1128     // Scale option value from 100 to 256
1129     int mg = Options[mgOpt] * 256 / 100;
1130     int eg = Options[egOpt] * 256 / 100;
1131
1132     return apply_weight(make_score(mg, eg), internalWeight);
1133   }
1134
1135
1136   // A couple of little helpers used by tracing code, to_cp() converts a value to
1137   // a double in centipawns scale, trace_add() stores white and black scores.
1138
1139   double to_cp(Value v) { return double(v) / double(PawnValueMg); }
1140
1141   void trace_add(int idx, Score wScore, Score bScore) {
1142
1143     TracedScores[WHITE][idx] = wScore;
1144     TracedScores[BLACK][idx] = bScore;
1145   }
1146
1147
1148   // trace_row() is an helper function used by tracing code to register the
1149   // values of a single evaluation term.
1150
1151   void trace_row(const char* name, int idx) {
1152
1153     Score wScore = TracedScores[WHITE][idx];
1154     Score bScore = TracedScores[BLACK][idx];
1155
1156     switch (idx) {
1157     case PST: case IMBALANCE: case PAWN: case UNSTOPPABLE: case TOTAL:
1158         TraceStream << std::setw(20) << name << " |   ---   --- |   ---   --- | "
1159                     << std::setw(6)  << to_cp(mg_value(wScore)) << " "
1160                     << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " \n";
1161         break;
1162     default:
1163         TraceStream << std::setw(20) << name << " | " << std::noshowpos
1164                     << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(wScore)) << " "
1165                     << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " | "
1166                     << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(bScore)) << " "
1167                     << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(bScore)) << " | "
1168                     << std::showpos
1169                     << std::setw(6)  << to_cp(mg_value(wScore - bScore)) << " "
1170                     << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(wScore - bScore)) << " \n";
1171     }
1172   }
1173 }