Fix compile error on GCC
[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) 2008-2010 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
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27
28 #include "bitcount.h"
29 #include "evaluate.h"
30 #include "material.h"
31 #include "pawns.h"
32 #include "scale.h"
33 #include "thread.h"
34 #include "ucioption.h"
35
36
37 ////
38 //// Local definitions
39 ////
40
41 namespace {
42
43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
44
45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
46   const int GrainSize = 8;
47
48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
49   Score WeightMobility, WeightPawnStructure;
50   Score WeightPassedPawns, WeightSpace;
51   Score WeightKingSafety[2];
52
53   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
54   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
55   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
56   // parameters at 100, which looks prettier.
57   //
58   // Values modified by Joona Kiiski
59   const Score WeightMobilityInternal      = make_score(248, 271);
60   const Score WeightPawnStructureInternal = make_score(233, 201);
61   const Score WeightPassedPawnsInternal   = make_score(252, 259);
62   const Score WeightSpaceInternal         = make_score( 46,   0);
63   const Score WeightKingSafetyInternal    = make_score(247,   0);
64   const Score WeightKingOppSafetyInternal = make_score(259,   0);
65
66   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
67
68   typedef Value V;
69   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
70
71   CACHE_LINE_ALIGNMENT
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 Score KnightMobilityBonus[16] = {
76     S(-38,-33), S(-25,-23), S(-12,-13), S( 0,-3),
77     S( 12,  7), S( 25, 17), S( 31, 22), S(38, 27), S(38, 27)
78   };
79
80   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
81   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
82   // queens are also included.
83   const Score BishopMobilityBonus[16] = {
84     S(-25,-30), S(-11,-16), S( 3, -2), S(17, 12),
85     S( 31, 26), S( 45, 40), S(57, 52), S(65, 60),
86     S( 71, 65), S( 74, 69), S(76, 71), S(78, 73),
87     S( 79, 74), S( 80, 75), S(81, 76), S(81, 76)
88   };
89
90   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
91   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
92   // queens and rooks are also included.
93   const Score RookMobilityBonus[16] = {
94     S(-20,-36), S(-14,-19), S(-8, -3), S(-2, 13),
95     S(  4, 29), S( 10, 46), S(14, 62), S(19, 79),
96     S( 23, 95), S( 26,106), S(27,111), S(28,114),
97     S( 29,116), S( 30,117), S(31,118), S(32,118)
98   };
99
100   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
101   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
102   const Score QueenMobilityBonus[32] = {
103     S(-10,-18), S(-8,-13), S(-6, -7), S(-3, -2), S(-1,  3), S( 1,  8),
104     S(  3, 13), S( 5, 19), S( 8, 23), S(10, 27), S(12, 32), S(15, 34),
105     S( 16, 35), S(17, 35), S(18, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
106     S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
107     S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
108     S( 20, 35), S(20, 35)
109   };
110
111   // Pointers table to access mobility tables through piece type
112   const Score* MobilityBonus[8] = { 0, 0, KnightMobilityBonus, BishopMobilityBonus,
113                                     RookMobilityBonus, QueenMobilityBonus, 0, 0 };
114
115   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
116   // point of view).
117   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
118   //  A     B     C     D     E     F     G     H
119     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
120     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
121     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
122     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
123     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
124     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
125     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
126     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
127   };
128
129   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
130   //  A     B     C     D     E     F     G     H
131     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
132     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
133     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
134     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
135     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
136     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
137     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
138     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
139   };
140
141   // ThreatBonus[][] contains bonus according to which piece type
142   // attacks which one.
143   #define Z S(0, 0)
144
145   const Score ThreatBonus[8][8] = {
146       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
147       { Z, S(18,37),       Z, S(37,47), S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // KNIGHT attacks
148       { Z, S(18,37), S(37,47),       Z, S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // BISHOP attacks
149       { Z, S( 9,27), S(27,47), S(27,47),       Z, S(37,47), Z, Z }, // ROOK attacks
150       { Z, S(27,37), S(27,37), S(27,37), S(27,37),       Z, Z, Z }, // QUEEN attacks
151       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
152       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
153       { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }  // not used
154   };
155
156   // ThreatedByPawnPenalty[] contains a penalty according to which piece
157   // type is attacked by an enemy pawn.
158   const Score ThreatedByPawnPenalty[8] = {
159     Z, Z, S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118), Z, Z
160   };
161
162   #undef Z
163   #undef S
164
165   // Bonus for unstoppable passed pawns
166   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
167
168   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
169   const Score RookOn7thBonus  = make_score(47, 98);
170   const Score QueenOn7thBonus = make_score(27, 54);
171
172   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
173   const Score RookOpenFileBonus = make_score(43, 43);
174   const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 19);
175
176   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
177   // right to castle.
178   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
179
180   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
181   // enemy pawns.
182   const Score TrappedBishopA7H7Penalty = make_score(300, 300);
183
184   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
185   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
186     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
187     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
188   };
189
190   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
191   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
192   // happen in Chess960 games.
193   const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(100, 100);
194
195   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
196   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
197     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
198     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
199   };
200
201   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
202   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
203   // based on how many squares inside this area are safe and available for
204   // friendly minor pieces.
205   const Bitboard SpaceMask[2] = {
206     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
207     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
208     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
209     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
210     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
211     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
212   };
213
214   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
215   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
216   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
217   /// as an index to SafetyTable[].
218
219   // Attack weights for each piece type and table indexed on piece type
220   const int QueenAttackWeight  = 5;
221   const int RookAttackWeight   = 3;
222   const int BishopAttackWeight = 2;
223   const int KnightAttackWeight = 2;
224
225   const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
226
227   // Bonuses for safe checks
228   const int QueenContactCheckBonus = 3;
229   const int DiscoveredCheckBonus   = 3;
230   const int QueenCheckBonus        = 2; 
231   const int RookCheckBonus         = 1;
232   const int BishopCheckBonus       = 1; 
233   const int KnightCheckBonus       = 1;
234
235   // Scan for queen contact mates?
236   const bool QueenContactMates = true;
237
238   // Bonus for having a mate threat
239   const int MateThreatBonus = 3;
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   // Note that they will be initialized at 0 being global variables.
260   MaterialInfoTable* MaterialTable[MAX_THREADS];
261   PawnInfoTable* PawnTable[MAX_THREADS];
262
263   // Sizes of pawn and material hash tables
264   const int PawnTableSize = 16384;
265   const int MaterialTableSize = 1024;
266
267   // Function prototypes
268   template<bool HasPopCnt>
269   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
270
271   template<Color Us, bool HasPopCnt>
272   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
273
274   template<Color Us, bool HasPopCnt>
275   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
276
277   template<Color Us>
278   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
279
280   template<Color Us, bool HasPopCnt>
281   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
282
283   template<Color Us>
284   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
285
286   void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
287   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
288   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
289   inline Score apply_weight(Score v, Score weight);
290   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
291   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
292   void init_safety();
293 }
294
295
296 ////
297 //// Functions
298 ////
299
300 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
301 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
302 /// between them based on the remaining material.
303 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
304
305     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
306                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
307 }
308
309 namespace {
310
311 template<bool HasPopCnt>
312 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
313
314   Bitboard b;
315   ScaleFactor factor[2];
316
317   assert(pos.is_ok());
318   assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
319   assert(!pos.is_check());
320
321   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
322
323   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
324   // position object (material + piece square tables)
325   ei.value = pos.value();
326
327   // Probe the material hash table
328   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
329   ei.value += ei.mi->material_value();
330
331   // If we have a specialized evaluation function for the current material
332   // configuration, call it and return
333   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
334       return ei.mi->evaluate(pos);
335
336   // After get_material_info() call that modifies them
337   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
338   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
339
340   // Probe the pawn hash table
341   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
342   ei.value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), WeightPawnStructure);
343
344   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
345   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
346   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
347   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
348   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
349
350   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
351   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
352   b = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
353   if (b)
354       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
355
356   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
357   b = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
358   if (b)
359       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
360
361   // Evaluate pieces
362   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
363   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
364
365   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
366   // because we need complete attack information for all pieces when computing
367   // the king safety evaluation.
368   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
369   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
370
371   // Evaluate tactical threats, we need full attack info including king
372   evaluate_threats<WHITE>(pos, ei);
373   evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
374
375   // Evaluate passed pawns, we need full attack info including king
376   evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei);
377   evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei);
378
379   // If one side has only a king, check whether exsists any unstoppable passed pawn
380   if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
381       evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei);
382
383   Phase phase = ei.mi->game_phase();
384
385   // Middle-game specific evaluation terms
386   if (phase > PHASE_ENDGAME)
387   {
388     // Pawn storms in positions with opposite castling
389     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
390         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
391
392         ei.value += make_score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
393
394     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
395              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
396
397         ei.value += make_score(ei.pi->kingside_storm_value(WHITE) - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK), 0);
398
399     // Evaluate space for both sides
400     if (ei.mi->space_weight() > 0)
401     {
402         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
403         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
404     }
405   }
406
407   // Mobility
408   ei.value += apply_weight(ei.mobility, WeightMobility);
409
410   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
411   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
412   if (   phase < PHASE_MIDGAME
413       && pos.opposite_colored_bishops()
414       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) > Value(0))
415           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) < Value(0))))
416   {
417       ScaleFactor sf;
418
419       // Only the two bishops ?
420       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
421           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
422       {
423           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
424           // certainly a draw or at least two pawns.
425           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
426           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
427       }
428       else
429           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
430           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
431            sf = ScaleFactor(50);
432
433       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
434           factor[WHITE] = sf;
435       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
436           factor[BLACK] = sf;
437   }
438
439   // Interpolate between the middle game and the endgame score
440   Color stm = pos.side_to_move();
441
442   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.value, phase, factor);
443
444   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
445 }
446
447 } // namespace
448
449 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
450
451 void init_eval(int threads) {
452
453   assert(threads <= MAX_THREADS);
454
455   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
456   {
457     if (i >= threads)
458     {
459         delete PawnTable[i];
460         delete MaterialTable[i];
461         PawnTable[i] = NULL;
462         MaterialTable[i] = NULL;
463         continue;
464     }
465     if (!PawnTable[i])
466         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
467     if (!MaterialTable[i])
468         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
469   }
470 }
471
472
473 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
474
475 void quit_eval() {
476
477   for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
478   {
479       delete PawnTable[i];
480       delete MaterialTable[i];
481       PawnTable[i] = NULL;
482       MaterialTable[i] = NULL;
483   }
484 }
485
486
487 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
488
489 void read_weights(Color us) {
490
491   Color them = opposite_color(us);
492
493   WeightMobility         = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightMobilityInternal);
494   WeightPawnStructure    = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureInternal);
495   WeightPassedPawns      = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsInternal);
496   WeightSpace            = weight_option("Space", "Space", WeightSpaceInternal);
497   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
498   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
499
500   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
501   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
502   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
503   {
504       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
505       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
506   }
507   init_safety();
508 }
509
510
511 namespace {
512
513   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
514
515   template<PieceType Piece, Color Us>
516   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
517
518     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
519
520     // Initial bonus based on square
521     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
522                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
523
524     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
525     // no minor piece which can exchange the outpost piece
526     if (bonus && bit_is_set(ei.attackedBy[Us][PAWN], s))
527     {
528         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
529             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
530             bonus += bonus + bonus / 2;
531         else
532             bonus += bonus / 2;
533     }
534     ei.value += Sign[Us] * make_score(bonus, bonus);
535   }
536
537
538   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
539
540   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
541   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Bitboard no_mob_area) {
542
543     Bitboard b;
544     Square s, ksq;
545     int mob;
546     File f;
547
548     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
549     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
550
551     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
552     {
553         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
554         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
555             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
556         else if (Piece == BISHOP)
557             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
558         else if (Piece == ROOK)
559             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
560         else
561             assert(false);
562
563         // Update attack info
564         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
565
566         // King attacks
567         if (b & ei.kingZone[Us])
568         {
569             ei.kingAttackersCount[Us]++;
570             ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
571             Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
572             if (bb)
573                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
574         }
575
576         // Mobility
577         mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b & no_mob_area)
578                               : count_1s<HasPopCnt>(b & no_mob_area));
579
580         ei.mobility += Sign[Us] * MobilityBonus[Piece][mob];
581
582         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
583         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
584         if (bit_is_set(ei.attackedBy[Them][PAWN], s))
585             ei.value -= Sign[Us] * ThreatedByPawnPenalty[Piece];
586
587         // Bishop and knight outposts squares
588         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
589             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
590
591         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
592         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
593         if (Piece == BISHOP)
594         {
595             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
596                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
597
598             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
599                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
600         }
601
602         // Queen or rook on 7th rank
603         if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
604             && relative_rank(Us, s) == RANK_7
605             && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
606         {
607             ei.value += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
608         }
609
610         // Special extra evaluation for rooks
611         if (Piece == ROOK)
612         {
613             // Open and half-open files
614             f = square_file(s);
615             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
616             {
617                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
618                     ei.value += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
619                 else
620                     ei.value += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
621             }
622
623             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
624             // king has lost right to castle.
625             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
626                 continue;
627
628             ksq = pos.king_square(Us);
629
630             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
631                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
632                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
633             {
634                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
635                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
636                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
637                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
638             }
639             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
640                      &&  square_file(s) < square_file(ksq)
641                      && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
642             {
643                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
644                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
645                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
646                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
647             }
648         }
649     }
650   }
651
652
653   // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
654   // and the type of attacked one.
655
656   template<Color Us>
657   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
658
659     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
660
661     Bitboard b;
662     Score bonus = make_score(0, 0);
663
664     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
665     Bitboard weakEnemies =  pos.pieces_of_color(Them)
666                           & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
667                           & ei.attackedBy[Us][0];
668     if (!weakEnemies)
669         return;
670
671     // Add bonus according to type of attacked enemy pieces and to the
672     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
673     // considered because are already special handled in king evaluation.
674     for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
675     {
676         b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
677         if (b)
678             for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
679                 if (b & pos.pieces(pt2))
680                     bonus += ThreatBonus[pt1][pt2];
681     }
682     ei.value += Sign[Us] * bonus;
683   }
684
685
686   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
687   // pieces of a given color.
688
689   template<Color Us, bool HasPopCnt>
690   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
691
692     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
693
694     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
695     const Bitboard no_mob_area = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
696
697     evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
698     evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
699     evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
700     evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
701
702     // Sum up all attacked squares
703     ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
704                            | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
705                            | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
706   }
707
708
709   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
710
711   template<Color Us, bool HasPopCnt>
712   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
713
714     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
715
716     Bitboard undefended, attackedByOthers, escapeSquares, occ, b, b2, safe;
717     Square from, to;
718     bool sente;
719     int attackUnits, count, shelter = 0;
720     const Square s = pos.king_square(Us);
721
722     // King shelter
723     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
724     {
725         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
726         ei.value += Sign[Us] * make_score(shelter, 0);
727     }
728
729     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
730     // from optimally tuned.
731     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
732         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
733         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
734         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
735     {
736       // Is it the attackers turn to move?
737       sente = (Them == pos.side_to_move());
738
739       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
740       // apart from the king itself
741       undefended = ei.attacked_by(Them) & ei.attacked_by(Us, KING);
742       undefended &= ~(  ei.attacked_by(Us, PAWN)   | ei.attacked_by(Us, KNIGHT)
743                       | ei.attacked_by(Us, BISHOP) | ei.attacked_by(Us, ROOK)
744                       | ei.attacked_by(Us, QUEEN));
745
746       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
747       // index to the SafetyTable[] array. The initial value is based on the
748       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
749       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
750       // quality of the pawn shelter.
751       attackUnits =  Min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
752                    + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended))
753                    + InitKingDanger[relative_square(Us, s)]
754                    - (shelter >> 5);
755
756       // Analyse safe queen contact checks
757       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
758       if (b)
759       {
760         attackedByOthers =  ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
761                           | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
762
763         b &= attackedByOthers;
764
765         // Squares attacked by the queen and supported by another enemy piece and
766         // not defended by other pieces but our king.
767         if (b)
768         {
769             // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
770             // contact checks.
771             count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
772             attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
773
774             // Is there a mate threat?
775             if (QueenContactMates && !pos.is_check())
776             {
777                 escapeSquares = pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
778                 occ = pos.occupied_squares();
779                 while (b)
780                 {
781                     to = pop_1st_bit(&b);
782
783                     // Do we have escape squares from queen contact check attack ?
784                     if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
785                     {
786                         // We have a mate, unless the queen is pinned or there
787                         // is an X-ray attack through the queen.
788                         for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
789                         {
790                             from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
791                             if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
792                                 && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
793                                 && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
794                                 && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
795
796                                 // Set the mate threat move
797                                 ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
798                         }
799                     }
800                 }
801             }
802         }
803       }
804
805       // Analyse safe distance checks
806       safe = ~(pos.pieces_of_color(Them) | ei.attacked_by(Us));
807
808       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
809       {
810           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & safe;
811
812           // Queen checks
813           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
814           if (b2)
815               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
816
817           // Rook checks
818           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
819           if (b2)
820               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
821       }
822       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
823       {
824           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & safe;
825
826           // Queen checks
827           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
828           if (b2)
829               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
830
831           // Bishop checks
832           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
833           if (b2)
834               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
835       }
836       if (KnightCheckBonus > 0)
837       {
838           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & safe;
839
840           // Knight checks
841           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
842           if (b2)
843               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
844       }
845
846       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
847       // adding pawns later).
848       if (DiscoveredCheckBonus)
849       {
850           b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
851           if (b)
852               attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
853       }
854
855       // Has a mate threat been found? We don't do anything here if the
856       // side with the mating move is the side to move, because in that
857       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
858       // evaluation function instead.
859       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
860           attackUnits += MateThreatBonus;
861
862       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
863       // out of bounds errors.
864       attackUnits = Min(99, Max(0, attackUnits));
865
866       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
867       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin. The
868       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
869       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
870       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
871       // change far bigger than the value of the captured piece.
872       Score v = apply_weight(make_score(SafetyTable[attackUnits], 0), WeightKingSafety[Us]);
873       ei.value -= Sign[Us] * v;
874       ei.futilityMargin[Us] += mg_value(v);
875     }
876   }
877
878
879   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
880
881   template<Color Us>
882   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
883
884     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
885
886     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(Us);
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
898         // Base bonus based on rank
899         Value mbonus = Value(20 * tr);
900         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
901
902         // Adjust bonus based on king proximity
903         if (tr)
904         {
905             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
906
907             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 3 * tr);
908             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
909             ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 6 * tr);
910
911             // If the pawn is free to advance, increase bonus
912             if (pos.square_is_empty(blockSq))
913             {
914                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
915                 Bitboard b2 = squares_in_front_of(Us, s);
916
917                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
918
919                 // Squares attacked by us
920                 Bitboard b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
921
922                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
923                 Bitboard b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
924
925                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
926                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
927                 if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
928                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
929                     b3 = b2;
930
931                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
932                 if (b3 == EmptyBoardBB)
933                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
934                     // Even bigger if we protect the pawn's path
935                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
936                 else
937                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
938                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
939                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
940                     // if no, somewhat smaller bonus.
941                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
942
943                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
944                 // in the pawn's path.
945                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
946                     ebonus += Value(tr);
947             }
948         } // tr != 0
949
950         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
951         Bitboard b1 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
952         if (b1 & rank_bb(s))
953             ebonus += Value(r * 20);
954         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b1)
955             ebonus += Value(r * 12);
956
957         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
958         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
959         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
960         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
961         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
962         // value if the other side has a rook or queen.
963         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
964         {
965             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
966                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
967                 ebonus += ebonus / 4;
968             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
969                 ebonus -= ebonus / 4;
970         }
971
972         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
973         ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), WeightPassedPawns);
974
975     } // while
976   }
977
978
979   // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides
980
981   void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
982
983     int movesToGo[2] = {0, 0};
984     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
985
986     for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
987     {
988         // Skip evaluation if other side has non-pawn pieces
989         if (pos.non_pawn_material(opposite_color(c)))
990             continue;
991
992         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(c);
993
994         while (b)
995         {
996             Square s = pop_1st_bit(&b);
997             Square queeningSquare = relative_square(c, make_square(square_file(s), RANK_8));
998             int d =  square_distance(s, queeningSquare)
999                    - square_distance(pos.king_square(opposite_color(c)), queeningSquare)
1000                    + int(c != pos.side_to_move());
1001
1002             if (d < 0)
1003             {
1004                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(c, s);
1005                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(c, s) & pos.occupied_squares());
1006                 mtg += blockerCount;
1007                 d += blockerCount;
1008                 if (d < 0 && (!movesToGo[c] || movesToGo[c] > mtg))
1009                 {
1010                     movesToGo[c] = mtg;
1011                     pawnToGo[c] = s;
1012                 }
1013             }
1014         }
1015     }
1016
1017     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
1018     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
1019         return;
1020
1021     // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
1022     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
1023     {
1024         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
1025         ei.value += make_score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide])));
1026     }
1027     else
1028     {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1029         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1030         // plies until the pawn queens for both sides.
1031         movesToGo[WHITE] *= 2;
1032         movesToGo[BLACK] *= 2;
1033         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1034
1035         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
1036         Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
1037
1038         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
1039         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
1040             ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1041
1042         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
1043         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
1044         // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
1045         // consider only free paths to queen for both pawns.
1046         else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
1047                  && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
1048         {
1049             assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
1050
1051             Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
1052             Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
1053
1054             Bitboard b = pos.occupied_squares();
1055             clear_bit(&b, pawnToGo[winnerSide]);
1056             clear_bit(&b, pawnToGo[loserSide]);
1057             b = queen_attacks_bb(winnerQSq, b);
1058
1059             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
1060                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
1061                 ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1062         }
1063     }
1064   }
1065
1066
1067   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1068   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1069   // if it is.
1070
1071   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1072
1073     assert(square_is_ok(s));
1074     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1075
1076     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1077     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1078
1079     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1080         && pos.see(s, b6) < 0
1081         && pos.see(s, b8) < 0)
1082     {
1083         ei.value -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1084     }
1085   }
1086
1087
1088   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1089   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1090   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1091   // only occur in Chess960 games.
1092
1093   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1094
1095     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1096     Square b2, b3, c3;
1097
1098     assert(Chess960);
1099     assert(square_is_ok(s));
1100     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1101
1102     if (square_file(s) == FILE_A)
1103     {
1104         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1105         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1106         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1107     }
1108     else
1109     {
1110         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1111         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1112         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1113     }
1114
1115     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1116     {
1117         Score penalty;
1118
1119         if (!pos.square_is_empty(b3))
1120             penalty = 2 * TrappedBishopA1H1Penalty;
1121         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1122             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1123         else
1124             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1125
1126         ei.value -= Sign[us] * penalty;
1127     }
1128   }
1129
1130
1131   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1132   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1133   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1134   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1135   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1136   // material hash table.
1137   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1138   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1139
1140     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1141
1142     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1143     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1144     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1145
1146     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1147                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1148                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1149                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1150
1151     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1152     // pawn.
1153     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1154     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1155     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1156
1157     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1158                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1159
1160     ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(space * ei.mi->space_weight(), 0), WeightSpace);
1161   }
1162
1163
1164   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value trying to prevent overflow
1165
1166   inline Score apply_weight(Score v, Score w) {
1167       return make_score((int(mg_value(v)) * mg_value(w)) / 0x100, (int(eg_value(v)) * eg_value(w)) / 0x100);
1168   }
1169
1170
1171   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1172   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1173   // ScaleFactor array.
1174
1175   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1176
1177     assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1178     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1179     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1180
1181     Value ev = apply_scale_factor(eg_value(v), sf[(eg_value(v) > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1182
1183     int result = (mg_value(v) * ph + ev * (128 - ph)) / 128;
1184     return Value(result & ~(GrainSize - 1));
1185   }
1186
1187
1188   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1189   // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
1190
1191   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
1192
1193     Score uciWeight = make_score(get_option_value_int(mgOpt), get_option_value_int(egOpt));
1194
1195     // Convert to integer to prevent overflow
1196     int mg = mg_value(uciWeight);
1197     int eg = eg_value(uciWeight);
1198
1199     mg = (mg * 0x100) / 100;
1200     eg = (eg * 0x100) / 100;
1201     mg = (mg * mg_value(internalWeight)) / 0x100;
1202     eg = (eg * eg_value(internalWeight)) / 0x100;
1203     return make_score(mg, eg);
1204   }
1205
1206   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1207   // parameters.  It is called from read_weights().
1208
1209   void init_safety() {
1210
1211     int maxSlope = 30;
1212     int peak     = 0x500;
1213     double a     = 0.4;
1214     double b     = 0.0;
1215
1216     for (int i = 0; i < 100; i++)
1217     {
1218         if (i < b)
1219             SafetyTable[i] = Value(0);
1220         else
1221             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1222     }
1223
1224     for (int i = 1; i < 100; i++)
1225     {
1226         if (SafetyTable[i] - SafetyTable[i - 1] > maxSlope)
1227             SafetyTable[i] = SafetyTable[i - 1] + Value(maxSlope);
1228
1229         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1230             SafetyTable[i] = Value(peak);
1231     }
1232   }
1233 }