Save futilityMargin for both colors
[stockfish] / src / evaluate.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27
28 #include "bitcount.h"
29 #include "evaluate.h"
30 #include "material.h"
31 #include "pawns.h"
32 #include "scale.h"
33 #include "thread.h"
34 #include "ucioption.h"
35
36
37 ////
38 //// Local definitions
39 ////
40
41 namespace {
42
43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
44
45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
46   const int GrainSize = 8;
47
48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
49   Score WeightMobility, WeightPawnStructure;
50   Score WeightPassedPawns, WeightSpace;
51   Score WeightKingSafety[2];
52
53   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
54   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
55   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
56   // parameters at 100, which looks prettier.
57   //
58   // Values modified by Joona Kiiski
59   const Score WeightMobilityInternal      = make_score(248, 271);
60   const Score WeightPawnStructureInternal = make_score(233, 201);
61   const Score WeightPassedPawnsInternal   = make_score(252, 259);
62   const Score WeightSpaceInternal         = make_score( 46,   0);
63   const Score WeightKingSafetyInternal    = make_score(247,   0);
64   const Score WeightKingOppSafetyInternal = make_score(259,   0);
65
66   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
67
68   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, initialized from UCI options
228   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
229   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
230
231   // Scan for queen contact mates?
232   const bool QueenContactMates = true;
233
234   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
235   int MateThreatBonus;
236
237   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
238   // king.
239   const int InitKingDanger[64] = {
240      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
241      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
242      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
243     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
244     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
245     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
246     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
247     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
248   };
249
250   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
251   // in init_safety().
252   Value SafetyTable[100];
253
254   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id.
255   // Note that they will be initialized at 0 being global variables.
256   MaterialInfoTable* MaterialTable[THREAD_MAX];
257   PawnInfoTable* PawnTable[THREAD_MAX];
258
259   // Sizes of pawn and material hash tables
260   const int PawnTableSize = 16384;
261   const int MaterialTableSize = 1024;
262
263   // Function prototypes
264   template<bool HasPopCnt>
265   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
266
267   template<Color Us, bool HasPopCnt>
268   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
269
270   template<Color Us, bool HasPopCnt>
271   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
272
273   template<Color Us>
274   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
275
276   template<Color Us, bool HasPopCnt>
277   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
278
279   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
280   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
281   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
282   inline Score apply_weight(Score v, Score weight);
283   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
284   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
285   void init_safety();
286 }
287
288
289 ////
290 //// Functions
291 ////
292
293 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
294 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
295 /// between them based on the remaining material.
296 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
297
298     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
299                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
300 }
301
302 namespace {
303
304 template<bool HasPopCnt>
305 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
306
307   assert(pos.is_ok());
308   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
309   assert(!pos.is_check());
310
311   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
312
313   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
314   // position object (material + piece square tables)
315   ei.value = pos.value();
316
317   // Probe the material hash table
318   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
319   ei.value += ei.mi->material_value();
320
321   // If we have a specialized evaluation function for the current material
322   // configuration, call it and return
323   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
324       return ei.mi->evaluate(pos);
325
326   // After get_material_info() call that modifies them
327   ScaleFactor factor[2];
328   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
329   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
330
331   // Probe the pawn hash table
332   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
333   ei.value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), WeightPawnStructure);
334
335   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
336   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
337   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
338   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
339   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
340
341   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
342   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
343   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
344   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
345   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
346   if (b1)
347       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
348
349   if (b2)
350       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
351
352   // Evaluate pieces
353   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
354   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
355
356   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
357   // because we need complete attack information for all pieces when computing
358   // the king safety evaluation.
359   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
360   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
361
362   // Evaluate tactical threats, we need full attack info
363   evaluate_threats<WHITE>(pos, ei);
364   evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
365
366   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
367   // because we need to know which side promotes first in positions where
368   // both sides have an unstoppable passed pawn. To be called after all attacks
369   // are computed, included king.
370   if (ei.pi->passed_pawns())
371       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
372
373   Phase phase = ei.mi->game_phase();
374
375   // Middle-game specific evaluation terms
376   if (phase > PHASE_ENDGAME)
377   {
378     // Pawn storms in positions with opposite castling.
379     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
380         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
381
382         ei.value += make_score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
383
384     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
385              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
386
387         ei.value += make_score(ei.pi->kingside_storm_value(WHITE) - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK), 0);
388
389     // Evaluate space for both sides
390     if (ei.mi->space_weight() > 0)
391     {
392         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
393         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
394     }
395   }
396
397   // Mobility
398   ei.value += apply_weight(ei.mobility, WeightMobility);
399
400   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
401   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
402   if (   phase < PHASE_MIDGAME
403       && pos.opposite_colored_bishops()
404       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) > Value(0))
405           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) < Value(0))))
406   {
407       ScaleFactor sf;
408
409       // Only the two bishops ?
410       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
411           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
412       {
413           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
414           // certainly a draw or at least two pawns.
415           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
416           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
417       }
418       else
419           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
420           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
421            sf = ScaleFactor(50);
422
423       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
424           factor[WHITE] = sf;
425       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
426           factor[BLACK] = sf;
427   }
428
429   // Interpolate between the middle game and the endgame score
430   Color stm = pos.side_to_move();
431
432   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.value, phase, factor);
433
434   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
435 }
436
437 } // namespace
438
439 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
440
441 void init_eval(int threads) {
442
443   assert(threads <= THREAD_MAX);
444
445   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
446   {
447     if (i >= threads)
448     {
449         delete PawnTable[i];
450         delete MaterialTable[i];
451         PawnTable[i] = NULL;
452         MaterialTable[i] = NULL;
453         continue;
454     }
455     if (!PawnTable[i])
456         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
457     if (!MaterialTable[i])
458         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
459   }
460 }
461
462
463 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
464
465 void quit_eval() {
466
467   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
468   {
469       delete PawnTable[i];
470       delete MaterialTable[i];
471       PawnTable[i] = NULL;
472       MaterialTable[i] = NULL;
473   }
474 }
475
476
477 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
478
479 void read_weights(Color us) {
480
481   Color them = opposite_color(us);
482
483   WeightMobility         = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightMobilityInternal);
484   WeightPawnStructure    = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureInternal);
485   WeightPassedPawns      = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsInternal);
486   WeightSpace            = weight_option("Space", "Space", WeightSpaceInternal);
487   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
488   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
489
490   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
491   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
492   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
493   {
494       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
495       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
496   }
497   init_safety();
498 }
499
500
501 namespace {
502
503   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
504
505   template<PieceType Piece, Color Us>
506   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
507
508     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
509
510     // Initial bonus based on square
511     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
512                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
513
514     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
515     // no minor piece which can exchange the outpost piece
516     if (bonus && bit_is_set(ei.attackedBy[Us][PAWN], s))
517     {
518         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
519             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
520             bonus += bonus + bonus / 2;
521         else
522             bonus += bonus / 2;
523     }
524     ei.value += Sign[Us] * make_score(bonus, bonus);
525   }
526
527
528   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
529
530   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
531   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Bitboard no_mob_area) {
532
533     Bitboard b;
534     Square s, ksq;
535     int mob;
536     File f;
537
538     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
539     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
540
541     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
542     {
543         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
544         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
545             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
546         else if (Piece == BISHOP)
547             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
548         else if (Piece == ROOK)
549             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
550         else
551             assert(false);
552
553         // Update attack info
554         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
555
556         // King attacks
557         if (b & ei.kingZone[Us])
558         {
559             ei.kingAttackersCount[Us]++;
560             ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
561             Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
562             if (bb)
563                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
564         }
565
566         // Mobility
567         mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b & no_mob_area)
568                               : count_1s<HasPopCnt>(b & no_mob_area));
569
570         ei.mobility += Sign[Us] * MobilityBonus[Piece][mob];
571
572         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
573         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
574         if (bit_is_set(ei.attackedBy[Them][PAWN], s))
575             ei.value -= Sign[Us] * ThreatedByPawnPenalty[Piece];
576
577         // Bishop and knight outposts squares
578         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
579             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
580
581         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
582         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
583         if (Piece == BISHOP)
584         {
585             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
586                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
587
588             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
589                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
590         }
591
592         // Queen or rook on 7th rank
593         if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
594             && relative_rank(Us, s) == RANK_7
595             && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
596         {
597             ei.value += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
598         }
599
600         // Special extra evaluation for rooks
601         if (Piece == ROOK)
602         {
603             // Open and half-open files
604             f = square_file(s);
605             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
606             {
607                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
608                     ei.value += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
609                 else
610                     ei.value += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
611             }
612
613             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
614             // king has lost right to castle.
615             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
616                 continue;
617
618             ksq = pos.king_square(Us);
619
620             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
621                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
622                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
623             {
624                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
625                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
626                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
627                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
628             }
629             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
630                      &&  square_file(s) < square_file(ksq)
631                      && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
632             {
633                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
634                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
635                     ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
636                                                                          : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
637             }
638         }
639     }
640   }
641
642
643   // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
644   // and the type of attacked one.
645
646   template<Color Us>
647   void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
648
649     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
650
651     Bitboard b;
652     Score bonus = make_score(0, 0);
653
654     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
655     Bitboard weakEnemies =  pos.pieces_of_color(Them)
656                           & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
657                           & ei.attackedBy[Us][0];
658     if (!weakEnemies)
659         return;
660
661     // Add bonus according to type of attacked enemy pieces and to the
662     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
663     // considered because are already special handled in king evaluation.
664     for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
665     {
666         b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
667         if (b)
668             for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
669                 if (b & pos.pieces(pt2))
670                     bonus += ThreatBonus[pt1][pt2];
671     }
672     ei.value += Sign[Us] * bonus;
673   }
674
675
676   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
677   // pieces of a given color.
678
679   template<Color Us, bool HasPopCnt>
680   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
681
682     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
683
684     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
685     const Bitboard no_mob_area = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
686
687     evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
688     evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
689     evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
690     evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
691
692     // Sum up all attacked squares
693     ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
694                            | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
695                            | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
696   }
697
698
699   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
700
701   template<Color Us, bool HasPopCnt>
702   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
703
704     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
705
706     Bitboard undefended, attackedByOthers, escapeSquares, occ, b, b2, safe;
707     Square from, to;
708     bool sente;
709     int attackUnits, count, shelter = 0;
710     const Square s = pos.king_square(Us);
711
712     // King shelter
713     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
714     {
715         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
716         ei.value += Sign[Us] * make_score(shelter, 0);
717     }
718
719     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
720     // from optimally tuned.
721     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
722         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
723         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
724         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
725     {
726       // Is it the attackers turn to move?
727       sente = (Them == pos.side_to_move());
728
729       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
730       // apart from the king itself
731       undefended = ei.attacked_by(Them) & ei.attacked_by(Us, KING);
732       undefended &= ~(  ei.attacked_by(Us, PAWN)   | ei.attacked_by(Us, KNIGHT)
733                       | ei.attacked_by(Us, BISHOP) | ei.attacked_by(Us, ROOK)
734                       | ei.attacked_by(Us, QUEEN));
735
736       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
737       // index to the SafetyTable[] array. The initial value is based on the
738       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
739       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
740       // quality of the pawn shelter.
741       attackUnits =  Min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
742                    + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended))
743                    + InitKingDanger[relative_square(Us, s)]
744                    - (shelter >> 5);
745
746       // Analyse safe queen contact checks
747       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
748       if (b)
749       {
750         attackedByOthers =  ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
751                           | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
752
753         b &= attackedByOthers;
754
755         // Squares attacked by the queen and supported by another enemy piece and
756         // not defended by other pieces but our king.
757         if (b)
758         {
759             // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
760             // contact checks.
761             count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
762             attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
763
764             // Is there a mate threat?
765             if (QueenContactMates && !pos.is_check())
766             {
767                 escapeSquares = pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
768                 occ = pos.occupied_squares();
769                 while (b)
770                 {
771                     to = pop_1st_bit(&b);
772
773                     // Do we have escape squares from queen contact check attack ?
774                     if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
775                     {
776                         // We have a mate, unless the queen is pinned or there
777                         // is an X-ray attack through the queen.
778                         for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
779                         {
780                             from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
781                             if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
782                                 && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
783                                 && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
784                                 && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
785
786                                 // Set the mate threat move
787                                 ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
788                         }
789                     }
790                 }
791             }
792         }
793       }
794
795       // Analyse safe distance checks
796       safe = ~(pos.pieces_of_color(Them) | ei.attacked_by(Us));
797
798       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
799       {
800           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & safe;
801
802           // Queen checks
803           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
804           if (b2)
805               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
806
807           // Rook checks
808           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
809           if (b2)
810               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
811       }
812       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
813       {
814           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & safe;
815
816           // Queen checks
817           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
818           if (b2)
819               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
820
821           // Bishop checks
822           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
823           if (b2)
824               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
825       }
826       if (KnightCheckBonus > 0)
827       {
828           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & safe;
829
830           // Knight checks
831           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
832           if (b2)
833               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
834       }
835
836       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
837       // adding pawns later).
838       if (DiscoveredCheckBonus)
839       {
840           b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
841           if (b)
842               attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
843       }
844
845       // Has a mate threat been found? We don't do anything here if the
846       // side with the mating move is the side to move, because in that
847       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
848       // evaluation function instead.
849       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
850           attackUnits += MateThreatBonus;
851
852       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
853       // out of bounds errors.
854       attackUnits = Min(99, Max(0, attackUnits));
855
856       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
857       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin. The
858       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
859       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
860       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
861       // change far bigger than the value of the captured piece.
862       Score v = apply_weight(make_score(SafetyTable[attackUnits], 0), WeightKingSafety[Us]);
863       ei.value -= Sign[Us] * v;
864       ei.futilityMargin[Us] += mg_value(v);
865     }
866   }
867
868
869   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
870
871   template<Color Us>
872   void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, int movesToGo[], Square pawnToGo[], EvalInfo& ei) {
873
874     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
875
876     Bitboard b2, b3, b4;
877     Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
878     Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
879     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
880
881     while (b)
882     {
883         Square s = pop_1st_bit(&b);
884
885         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
886         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
887
888         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
889         int tr = Max(0, r * (r - 1));
890
891         // Base bonus based on rank
892         Value mbonus = Value(20 * tr);
893         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
894
895         // Adjust bonus based on king proximity
896         if (tr)
897         {
898             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
899
900             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
901             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
902             ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
903
904             // If the pawn is free to advance, increase bonus
905             if (pos.square_is_empty(blockSq))
906             {
907                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
908                 b2 = squares_in_front_of(Us, s);
909
910                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
911
912                 // Squares attacked by us
913                 b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
914
915                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
916                 b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
917
918                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
919                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
920                 if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
921                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
922                     b3 = b2;
923
924                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
925                 if (b3 == EmptyBoardBB)
926                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
927                     // Even bigger if we protect the pawn's path
928                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
929                 else
930                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
931                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
932                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
933                     // if no, somewhat smaller bonus.
934                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
935
936                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
937                 // in the pawn's path.
938                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
939                     ebonus += Value(tr);
940             }
941         } // tr != 0
942
943         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
944         b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
945         if (b2 & rank_bb(s))
946             ebonus += Value(r * 20);
947         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
948             ebonus += Value(r * 12);
949
950         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
951         // unstoppable
952         if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
953         {
954             Square qsq;
955             int d;
956
957             qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
958             d =  square_distance(s, qsq)
959                - square_distance(theirKingSq, qsq)
960                + (Us != pos.side_to_move());
961
962             if (d < 0)
963             {
964                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
965                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
966                 mtg += blockerCount;
967                 d += blockerCount;
968                 if (d < 0 && (!movesToGo[Us] || movesToGo[Us] > mtg))
969                 {
970                     movesToGo[Us] = mtg;
971                     pawnToGo[Us] = s;
972                 }
973             }
974         }
975
976         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
977         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
978         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
979         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
980         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
981         // value if the other side has a rook or queen.
982         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
983         {
984             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
985                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
986                 ebonus += ebonus / 4;
987             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
988                 ebonus -= ebonus / 4;
989         }
990
991         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
992         ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), WeightPassedPawns);
993
994     } // while
995   }
996
997
998   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
999
1000   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1001
1002     int movesToGo[2] = {0, 0};
1003     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
1004
1005     // Evaluate pawns for each color
1006     evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1007     evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1008
1009     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
1010     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
1011         return;
1012
1013     // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
1014     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
1015     {
1016         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
1017         ei.value += make_score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide])));
1018     }
1019     else
1020     {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1021         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1022         // plies until the pawn queens for both sides.
1023         movesToGo[WHITE] *= 2;
1024         movesToGo[BLACK] *= 2;
1025         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1026
1027         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
1028         Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
1029
1030         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
1031         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
1032             ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1033
1034         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
1035         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
1036         // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
1037         // consider only free paths to queen for both pawns.
1038         else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
1039                  && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
1040         {
1041             assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
1042
1043             Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
1044             Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
1045
1046             Bitboard b = pos.occupied_squares();
1047             clear_bit(&b, pawnToGo[winnerSide]);
1048             clear_bit(&b, pawnToGo[loserSide]);
1049             b = queen_attacks_bb(winnerQSq, b);
1050
1051             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
1052                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
1053                 ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1054         }
1055     }
1056   }
1057
1058
1059   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1060   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1061   // if it is.
1062
1063   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1064
1065     assert(square_is_ok(s));
1066     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1067
1068     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1069     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1070
1071     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1072         && pos.see(s, b6) < 0
1073         && pos.see(s, b8) < 0)
1074     {
1075         ei.value -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1076     }
1077   }
1078
1079
1080   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1081   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1082   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1083   // only occur in Chess960 games.
1084
1085   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1086
1087     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1088     Square b2, b3, c3;
1089
1090     assert(Chess960);
1091     assert(square_is_ok(s));
1092     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1093
1094     if (square_file(s) == FILE_A)
1095     {
1096         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1097         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1098         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1099     }
1100     else
1101     {
1102         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1103         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1104         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1105     }
1106
1107     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1108     {
1109         Score penalty;
1110
1111         if (!pos.square_is_empty(b3))
1112             penalty = 2 * TrappedBishopA1H1Penalty;
1113         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1114             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1115         else
1116             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1117
1118         ei.value -= Sign[us] * penalty;
1119     }
1120   }
1121
1122
1123   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1124   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1125   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1126   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1127   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1128   // material hash table.
1129   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1130   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1131
1132     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1133
1134     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1135     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1136     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1137
1138     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1139                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1140                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1141                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1142
1143     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1144     // pawn.
1145     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1146     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1147     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1148
1149     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1150                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1151
1152     ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(space * ei.mi->space_weight(), 0), WeightSpace);
1153   }
1154
1155
1156   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value trying to prevent overflow
1157
1158   inline Score apply_weight(Score v, Score w) {
1159       return make_score((int(mg_value(v)) * mg_value(w)) / 0x100, (int(eg_value(v)) * eg_value(w)) / 0x100);
1160   }
1161
1162
1163   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1164   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1165   // ScaleFactor array.
1166
1167   Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1168
1169     assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1170     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1171     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1172
1173     Value ev = apply_scale_factor(eg_value(v), sf[(eg_value(v) > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1174
1175     int result = (mg_value(v) * ph + ev * (128 - ph)) / 128;
1176     return Value(result & ~(GrainSize - 1));
1177   }
1178
1179
1180   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1181   // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
1182
1183   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
1184
1185     Score uciWeight = make_score(get_option_value_int(mgOpt), get_option_value_int(egOpt));
1186
1187     // Convert to integer to prevent overflow
1188     int mg = mg_value(uciWeight);
1189     int eg = eg_value(uciWeight);
1190
1191     mg = (mg * 0x100) / 100;
1192     eg = (eg * 0x100) / 100;
1193     mg = (mg * mg_value(internalWeight)) / 0x100;
1194     eg = (eg * eg_value(internalWeight)) / 0x100;
1195     return make_score(mg, eg);
1196   }
1197
1198   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1199   // parameters.  It is called from read_weights().
1200
1201   void init_safety() {
1202
1203     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1204     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1205     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1206     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1207     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1208     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1209     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1210
1211     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1212     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1213     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1214     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1215     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1216     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1217
1218     for (int i = 0; i < 100; i++)
1219     {
1220         if (i < b)
1221             SafetyTable[i] = Value(0);
1222         else if (quad)
1223             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1224         else if (linear)
1225             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1226     }
1227
1228     for (int i = 0; i < 100; i++)
1229     {
1230         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1231             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1232                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1233
1234         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1235             SafetyTable[i] = Value(peak);
1236     }
1237   }
1238 }