c0b4866bfe4c2a2359a82349acbf84ac23e481f1
[stockfish] / src / evaluate.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27
28 #include "evaluate.h"
29 #include "material.h"
30 #include "pawns.h"
31 #include "scale.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "ucioption.h"
34
35
36 ////
37 //// Local definitions
38 ////
39
40 namespace {
41
42   const int Sign[2] = { 1, -1 };
43
44   // Evaluation grain size, must be a power of 2
45   const int GrainSize = 4;
46
47   // Evaluation weights, initialized from UCI options
48   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
49   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
50   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
51   int WeightKingSafety[2];
52   int WeightSpace;
53
54   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
55   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
56   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
57   // parameters at 100, which looks prettier.
58   //
59   // Values modified by Joona Kiiski
60   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x0FA;
61   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x10A;
62   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x0EC;
63   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x0CD;
64   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x108;
65   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x109;
66   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x0F7;
67   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x101;
68   const int WeightSpaceInternal                = 0x02F;
69
70   // Visually better to define tables constants
71   typedef Value V;
72
73   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
74   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
75   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
76   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
77     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
78   };
79
80   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
81   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
82     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
83   };
84
85   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
86   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
87   // queens are also included.
88   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
89   //    0       1      2      3      4      5      6      7
90     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
91   //    8       9     10     11     12     13     14     15
92     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
93   };
94
95   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
96   //    0       1      2      3      4      5      6      7
97     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
98   //    8       9     10     11     12     13     14     15
99     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
100   };
101
102   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
103   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
104   // queens and rooks are also included.
105   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
106   //    0       1      2      3      4      5      6      7
107     V(-18), V(-12), V(-6),  V(0),  V(6), V(12), V(16), V(21),
108   //    8       9     10     11     12     13     14     15
109     V( 24), V( 27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32), V(33)
110   };
111
112   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
113   //    0       1      2      3      4      5      6      7
114     V(-30), V(-18), V(-6),  V(6), V(18), V(30), V(42), V(54),
115   //    8       9     10     11     12     13     14     15
116     V( 66), V( 74), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
117   };
118
119   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
120   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
121   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
122   //    0      1      2      3      4      5      6      7
123     V(-10), V(-8), V(-6), V(-4), V(-2), V( 0), V( 2), V( 4),
124   //    8      9     10     11     12     13     14     15
125     V(  6), V( 8), V(10), V(12), V(13), V(14), V(15), V(16),
126   //   16     17     18     19     20     21     22     23
127     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16),
128   //   24     25     26     27     28     29     30     31
129     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16)
130   };
131
132   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
133   //    0      1      2      3      4      5      6      7
134     V(-20),V(-15),V(-10), V(-5), V( 0), V( 5), V(10), V(15),
135   //    8      9     10     11     12     13     14     15
136     V( 19), V(23), V(27), V(29), V(30), V(30), V(30), V(30),
137   //   16     17     18     19     20     21     22     23
138     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30),
139   //   24     25     26     27     28     29     30     31
140     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30)
141   };
142
143   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
144   // point of view).
145   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
146   //  A     B     C     D     E     F     G     H
147     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
148     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
149     V(0), V(0), V(5),V(10),V(10), V(5), V(0), V(0), // 3
150     V(0), V(5),V(20),V(30),V(30),V(20), V(5), V(0), // 4
151     V(0),V(10),V(30),V(40),V(40),V(30),V(10), V(0), // 5
152     V(0), V(5),V(20),V(20),V(20),V(20), V(5), V(0), // 6
153     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
154     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
155   };
156
157   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
158   //  A     B     C     D     E     F     G     H
159     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
160     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
161     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
162     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
163     V(0),V(10),V(20),V(20),V(20),V(20),V(10), V(0), // 5
164     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
165     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
166     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
167   };
168
169   // Bonus for unstoppable passed pawns
170   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
171
172   // Rooks and queens on the 7th rank
173   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
174   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
175   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
176   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
177
178   // Rooks on open files
179   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
180   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
181
182   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
183   // right to castle.
184   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
185
186   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
187   // enemy pawns.
188   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
189
190   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
191   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
192     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
193     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
194   };
195
196   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
197   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
198   // happen in Chess960 games.
199   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
200
201   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
202   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
203     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
204     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
205   };
206
207   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
208   // the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
209   // based on how many squares inside this area are safe and available for
210   // friendly minor pieces.
211   const Bitboard SpaceMask[2] = {
212     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
213     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
214     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
215     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
216     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
217     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
218   };
219
220   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
221   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
222   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
223   /// as an index to SafetyTable[].
224
225   // Attack weights for each piece type
226   const int QueenAttackWeight  = 5;
227   const int RookAttackWeight   = 3;
228   const int BishopAttackWeight = 2;
229   const int KnightAttackWeight = 2;
230
231   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
232   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
233   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
234
235   // Scan for queen contact mates?
236   const bool QueenContactMates = true;
237
238   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
239   int MateThreatBonus;
240
241   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
242   // king.
243   const int InitKingDanger[64] = {
244      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
245      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
246      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
247     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
248     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
249     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
252   };
253
254   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
255   // in init_safety().
256   Value SafetyTable[100];
257
258   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
259   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
260   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
261
262   // Sizes of pawn and material hash tables
263   const int PawnTableSize = 16384;
264   const int MaterialTableSize = 1024;
265
266   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer
267   uint8_t BitCount8Bit[256];
268
269   // Function prototypes
270   template<PieceType Piece>
271   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
272
273   template<>
274   void evaluate_pieces<KING>(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
275
276   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
277   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
278                                     EvalInfo &ei);
279   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
280                                     EvalInfo &ei);
281
282   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
283   inline Value apply_weight(Value v, int w);
284   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
285
286   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
287   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
288   void init_safety();
289
290 }
291
292
293 ////
294 //// Functions
295 ////
296
297 /// evaluate() is the main evaluation function.  It always computes two
298 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
299 /// between them based on the remaining material.
300
301 Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
302
303   assert(pos.is_ok());
304   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
305
306   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
307
308   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
309   // position object (material + piece square tables)
310   ei.mgValue = pos.mg_value();
311   ei.egValue = pos.eg_value();
312
313   // Probe the material hash table
314   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
315   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
316   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
317
318   // If we have a specialized evaluation function for the current material
319   // configuration, call it and return
320   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
321       return ei.mi->evaluate(pos);
322
323   // After get_material_info() call that modifies them
324   ScaleFactor factor[2];
325   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
326   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
327
328   // Probe the pawn hash table
329   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
330   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
331   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
332
333   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
334   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
335   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
336   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
337   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
338
339   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
340   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
341   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
342   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
343   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
344
345   // Evaluate pieces
346   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
347   {
348       evaluate_pieces<KNIGHT>(pos, c, ei);
349       evaluate_pieces<BISHOP>(pos, c, ei);
350       evaluate_pieces<ROOK>(pos, c, ei);
351       evaluate_pieces<QUEEN>(pos, c, ei);
352
353       // Sum up all attacked squares
354       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
355                             | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
356                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
357   }
358
359   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
360   // because we need complete attack information for all pieces when computing
361   // the king safety evaluation.
362   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
363       evaluate_pieces<KING>(pos, c, ei);
364
365   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
366   // because we need to know which side promotes first in positions where
367   // both sides have an unstoppable passed pawn.
368   if (ei.pi->passed_pawns())
369       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
370
371   Phase phase = pos.game_phase();
372
373   // Middle-game specific evaluation terms
374   if (phase > PHASE_ENDGAME)
375   {
376     // Pawn storms in positions with opposite castling.
377     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
378         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
379
380         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
381                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
382
383     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
384              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
385
386         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
387                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
388
389     // Evaluate space for both sides
390     if (ei.mi->space_weight() > 0)
391     {
392         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
393         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
394     }
395   }
396
397   // Mobility
398   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
399   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
400
401   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
402   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
403   if (   phase < PHASE_MIDGAME
404       && pos.opposite_colored_bishops()
405       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
406           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
407   {
408       ScaleFactor sf;
409
410       // Only the two bishops ?
411       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
412           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
413       {
414           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
415           // certainly a draw or at least two pawns.
416           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
417           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
418       }
419       else
420           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
421           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
422            sf = ScaleFactor(50);
423
424       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
425           factor[WHITE] = sf;
426       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
427           factor[BLACK] = sf;
428   }
429
430   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
431   // return
432   Color stm = pos.side_to_move();
433
434   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
435
436   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
437 }
438
439
440 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
441 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
442 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
443
444 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
445
446   assert(pos.is_ok());
447
448   static const
449   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
450
451   Value mgv = pos.mg_value();
452   Value egv = pos.eg_value();
453   Phase ph = pos.game_phase();
454   Color stm = pos.side_to_move();
455
456   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
457 }
458
459
460 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
461
462 void init_eval(int threads) {
463
464   assert(threads <= THREAD_MAX);
465
466   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
467   {
468     if (i >= threads)
469     {
470         delete PawnTable[i];
471         delete MaterialTable[i];
472         PawnTable[i] = NULL;
473         MaterialTable[i] = NULL;
474         continue;
475     }
476     if (!PawnTable[i])
477         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
478     if (!MaterialTable[i])
479         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
480   }
481
482   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
483   {
484       assert(count_1s(b) == int(uint8_t(count_1s(b))));
485       BitCount8Bit[b] = (uint8_t)count_1s(b);
486   }
487 }
488
489
490 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
491
492 void quit_eval() {
493
494   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
495   {
496       delete PawnTable[i];
497       delete MaterialTable[i];
498       PawnTable[i] = NULL;
499       MaterialTable[i] = NULL;
500   }
501 }
502
503
504 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
505 /// parameters.
506
507 void read_weights(Color us) {
508
509   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
510   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
511   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
512   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
513   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
514   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
515
516   Color them = opposite_color(us);
517
518   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
519   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
520   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
521
522   init_safety();
523 }
524
525
526 namespace {
527
528   // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
529
530   template<PieceType Piece>
531   int evaluate_common(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei, Square s = SQ_NONE) {
532
533     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
534     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
535     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
536     static const Value* OutpostBonus[] = { 0, 0, KnightOutpostBonus, BishopOutpostBonus, 0, 0 };
537
538     Color them = opposite_color(us);
539
540     // Update attack info
541     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
542
543     // King attack
544     if (b & ei.kingZone[us])
545     {
546         ei.kingAttackersCount[us]++;
547         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
548         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
549         if (bb)
550             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15(bb);
551     }
552
553     // Remove squares protected by enemy pawns
554     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
555
556     // Mobility
557     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15(bb & ~p.pieces_of_color(us))
558                               : count_1s(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
559
560     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
561     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
562
563     // Bishop and Knight outposts
564     if (   (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) // compile time condition
565         && p.square_is_weak(s, them))
566     {
567         // Initial bonus based on square
568         Value v, bonus;
569         v = bonus = OutpostBonus[Piece][relative_square(us, s)];
570
571         // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
572         // no minor piece which can exchange the outpost piece
573         if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
574         {
575             bonus += v / 2;
576             if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
577                    && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
578                 bonus += v;
579         }
580         ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
581         ei.egValue += Sign[us] * bonus;
582     }
583     return mob;
584   }
585
586
587   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
588   // color.
589
590   template<PieceType Piece>
591   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
592
593     Bitboard b;
594     Square s, ksq;
595     Color them;
596     int mob;
597     File f;
598
599     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
600     {
601         s = pos.piece_list(us, Piece, i);
602
603         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
604             b = pos.piece_attacks<Piece>(s);
605         else if (Piece == BISHOP)
606             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
607         else if (Piece == ROOK)
608             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
609
610         // Attacks, mobility and outposts
611         mob = evaluate_common<Piece>(pos, b, us, ei, s);
612
613         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
614         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
615         if (Piece == BISHOP)
616         {
617             if (bit_is_set(MaskA7H7[us], s))
618                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, us, ei);
619
620             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[us], s))
621                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, us, ei);
622         }
623
624         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
625         {
626             // Queen or rook on 7th rank
627             them = opposite_color(us);
628
629             if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
630                 && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
631             {
632                 ei.mgValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
633                 ei.egValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
634             }
635         }
636
637         // Special extra evaluation for rooks
638         if (Piece == ROOK)
639         {
640             // Open and half-open files
641             f = square_file(s);
642             if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
643             {
644                 if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
645                 {
646                     ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
647                     ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
648                 }
649                 else
650                 {
651                     ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
652                     ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
653                 }
654             }
655
656             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
657             // king has lost right to castle.
658             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
659                 continue;
660
661             ksq = pos.king_square(us);
662
663             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
664                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
665                 && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
666             {
667                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
668                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
669                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
670                                                     : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
671             }
672             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
673                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
674                     && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
675             {
676                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
677                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
678                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
679                                                     : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
680             }
681         }
682     }
683   }
684
685   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
686
687     return b >> (num << 3);
688   }
689
690   // evaluate_pieces<KING>() assigns bonuses and penalties to a king of a given
691   // color.
692
693   template<>
694   void evaluate_pieces<KING>(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
695
696     int shelter = 0, sign = Sign[us];
697     Square s = p.king_square(us);
698
699     // King shelter
700     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
701     {
702         // Shelter cache lookup
703         shelter = ei.pi->kingShelter(us, s);
704         if (shelter == -1)
705         {
706             shelter = 0;
707             Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
708             Rank r = square_rank(s);
709             for (int i = 1; i < 4; i++)
710                 shelter += BitCount8Bit[shiftRowsDown(pawns, r+i*sign) & 0xFF] * (128 >> i);
711
712             // Cache shelter value in pawn info
713             ei.pi->setKingShelter(us, s, shelter);
714         }
715         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
716     }
717
718     // King safety.  This is quite complicated, and is almost certainly far
719     // from optimally tuned.
720     Color them = opposite_color(us);
721
722     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
723         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
724         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
725         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
726     {
727       // Is it the attackers turn to move?
728       bool sente = (them == p.side_to_move());
729
730       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
731       // apart from the king itself
732       Bitboard undefended =
733              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
734           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
735           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
736           & ei.attacked_by(us, KING);
737
738       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
739
740       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
741       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
742       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
743       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
744       // quality of the pawn shelter.
745       int attackUnits =
746             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
747           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
748           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
749
750       // Analyse safe queen contact checks
751       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
752       if (b)
753       {
754         Bitboard attackedByOthers =
755               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
756             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
757
758         b &= attackedByOthers;
759         if (b)
760         {
761           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
762           // contact checks.
763           int count = count_1s_max_15(b);
764           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
765
766           // Is there a mate threat?
767           if (QueenContactMates && !p.is_check())
768           {
769             Bitboard escapeSquares =
770                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
771
772             while (b)
773             {
774                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
775                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
776                 {
777                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
778                     // is an X-ray attack through the queen.
779                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
780                     {
781                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
782                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
783                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
784                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
785                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.bishops_and_queens(us)))
786
787                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
788                     }
789                 }
790             }
791           }
792         }
793       }
794
795       // Analyse safe distance checks
796       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
797       {
798           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
799
800           // Queen checks
801           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
802           if( b2)
803               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
804
805           // Rook checks
806           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
807           if (b2)
808               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
809       }
810       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
811       {
812           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
813
814           // Queen checks
815           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
816           if (b2)
817               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
818
819           // Bishop checks
820           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
821           if (b2)
822               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
823       }
824       if (KnightCheckBonus > 0)
825       {
826           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
827
828           // Knight checks
829           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
830           if (b2)
831               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
832       }
833
834       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
835       // adding pawns later).
836       if (DiscoveredCheckBonus)
837       {
838         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
839         if (b)
840           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
841       }
842
843       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
844       // side with the mating move is the side to move, because in that
845       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
846       // evaluation function instead.
847       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
848           attackUnits += MateThreatBonus;
849
850       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
851       // out of bounds errors:
852       if (attackUnits < 0)
853           attackUnits = 0;
854
855       if (attackUnits >= 100)
856           attackUnits = 99;
857
858       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
859       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
860       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
861       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
862       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
863       // change far bigger than the value of the captured piece.
864       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
865
866       ei.mgValue -= sign * v;
867
868       if (us == p.side_to_move())
869           ei.futilityMargin += v;
870     }
871   }
872
873
874   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
875
876   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
877
878     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
879     int movesToGo[2] = {100, 100};
880
881     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
882     {
883         Color them = opposite_color(us);
884         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
885         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
886         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
887
888         while (b)
889         {
890             Square s = pop_1st_bit(&b);
891
892             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
893             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
894
895             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
896             int tr = Max(0, r * (r - 1));
897             Square blockSq = s + pawn_push(us);
898
899             // Base bonus based on rank
900             Value mbonus = Value(20 * tr);
901             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
902
903             // Adjust bonus based on king proximity
904             if (tr != 0)
905             {
906                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
907                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
908                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
909
910                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
911                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
912                 {
913                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
914                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
915                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
916
917                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
918                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
919                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
920                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
921                         b3 = b2;
922
923                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
924                     {
925                         // There are no enemy pieces in the pawn's path! Are any of the
926                         // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
927                         if (b3 == EmptyBoardBB)
928                             // No enemy attacks, huge bonus!
929                             ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
930                         else
931                             // OK, there are enemy attacks. Are those squares which are
932                             // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
933                             // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
934                             // somewhat smaller bonus.
935                             ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
936                     }
937                     else
938                     {
939                         // There are some enemy pieces in the pawn's path. While this is
940                         // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
941                         // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
942                         // also attacked by us.
943                         if (((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
944                             ebonus += Value(tr * 6);
945                     }
946                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
947                     // in the pawn's path.
948                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
949                         ebonus += Value(tr);
950                 }
951             }
952
953             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
954             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
955             if (b2 & rank_bb(s))
956                 ebonus += Value(r * 20);
957             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
958                 ebonus += Value(r * 12);
959
960             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
961             // unstoppable
962             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
963             {
964                 Square qsq;
965                 int d;
966
967                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
968                 d =  square_distance(s, qsq)
969                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
970                    + (us != pos.side_to_move());
971
972                 if (d < 0)
973                 {
974                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
975                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
976                     mtg += blockerCount;
977                     d += blockerCount;
978                     if (d < 0)
979                     {
980                         hasUnstoppable[us] = true;
981                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
982                     }
983                 }
984             }
985             // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
986             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
987             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
988             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
989             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
990             // value if the other side has a rook or queen.
991             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
992             {
993                 if(   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
994                    && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
995                     ebonus += ebonus / 4;
996                 else if(pos.rooks_and_queens(them))
997                     ebonus -= ebonus / 4;
998             }
999
1000             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1001             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1002             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1003         }
1004     }
1005
1006     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1007     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1008        ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1009     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1010        ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1011     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1012     {
1013         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1014         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1015         // plies until the pawn queens for both sides.
1016         movesToGo[WHITE] *= 2;
1017         movesToGo[BLACK] *= 2;
1018         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1019
1020         // If one side queens at least three plies before the other, that
1021         // side wins.
1022         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1023             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1024         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1025             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1026
1027         // We could also add some rules about the situation when one side
1028         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1029         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1030         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1031         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1032     }
1033   }
1034
1035
1036   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1037   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1038   // if it is.
1039
1040   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1041                                     EvalInfo &ei) {
1042     assert(square_is_ok(s));
1043     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1044
1045     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1046     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1047
1048     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1049         && pos.see(s, b6) < 0
1050         && pos.see(s, b8) < 0)
1051     {
1052         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1053         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1054     }
1055   }
1056
1057
1058   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1059   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1060   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1061   // only occur in Chess960 games.
1062
1063   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1064                                     EvalInfo &ei) {
1065     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1066     Square b2, b3, c3;
1067
1068     assert(Chess960);
1069     assert(square_is_ok(s));
1070     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1071
1072     if (square_file(s) == FILE_A)
1073     {
1074         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1075         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1076         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1077     }
1078     else
1079     {
1080         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1081         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1082         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1083     }
1084
1085     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1086     {
1087         Value penalty;
1088
1089         if (!pos.square_is_empty(b3))
1090             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1091         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1092             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1093         else
1094             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1095
1096         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1097         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1098     }
1099   }
1100
1101
1102   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1103   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1104   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1105   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1106   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1107   // material hash table.
1108
1109   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1110
1111     Color them = opposite_color(us);
1112
1113     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1114     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1115     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1116
1117     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1118                           & ~pos.pawns(us)
1119                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1120                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1121
1122     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1123     // pawn.
1124     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1125     if (us == WHITE)
1126     {
1127         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1128         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1129     }
1130     else
1131     {
1132         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1133         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1134     }
1135
1136     int space =  count_1s_max_15(safeSquares)
1137                + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1138
1139     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1140   }
1141
1142
1143   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1144
1145   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1146     return (v*w) / 0x100;
1147   }
1148
1149
1150   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1151   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1152   // ScaleFactor array.
1153
1154   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1155
1156     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1157     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1158     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1159
1160     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1161
1162     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1163     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1164   }
1165
1166
1167   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1168   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1169
1170   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1171
1172     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1173     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1174   }
1175
1176
1177   // helper used in read_weights()
1178   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1179
1180     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1181   }
1182
1183
1184   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1185   // parameters.  It is called from read_weights().
1186
1187   void init_safety() {
1188
1189     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1190     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1191     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1192     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1193     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1194     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1195     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1196
1197     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1198     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1199     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1200     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1201     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1202     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1203
1204     for (int i = 0; i < 100; i++)
1205     {
1206         if (i < b)
1207             SafetyTable[i] = Value(0);
1208         else if(quad)
1209             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1210         else if(linear)
1211             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1212     }
1213
1214     for (int i = 0; i < 100; i++)
1215     {
1216         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1217             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1218                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1219
1220         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1221             SafetyTable[i] = Value(peak);
1222     }
1223   }
1224 }