ecc73b3543d4963d17a1fa630231a1d4729b195d
[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 = 4;
47
48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
49   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
50   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
51   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
52   int WeightKingSafety[2];
53   int WeightSpace;
54
55   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
56   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
57   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
58   // parameters at 100, which looks prettier.
59   //
60   // Values modified by Joona Kiiski
61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 248;
62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 271;
63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 233;
64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 201;
65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 252;
66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 259;
67   const int WeightKingSafetyInternal           = 247;
68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 259;
69   const int WeightSpaceInternal                = 46;
70
71   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
72   //
73   // Visually better to define tables constants
74   typedef Value V;
75
76   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
77   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
78   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
79   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
80     V(-38), V(-25),V(-12), V(0), V(12), V(25), V(31), V(38), V(38)
81   };
82
83   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
84   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
85     V(-33), V(-23),V(-13), V(-3), V(7), V(17), V(22), V(27), V(27)
86   };
87
88   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
89   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
90   // queens are also included.
91   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
92   //    0       1      2      3      4      5      6      7
93     V(-25), V(-11),  V(3), V(17), V(31), V(45), V(57), V(65),
94   //    8       9     10     11     12     13     14     15
95     V( 71), V( 74), V(76), V(78), V(79), V(80), V(81), V(81)
96   };
97
98   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
99   //    0       1      2      3      4      5      6      7
100     V(-30), V(-16), V(-2), V(12), V(26), V(40), V(52), V(60),
101   //    8       9     10     11     12     13     14     15
102     V( 65), V( 69), V(71), V(73), V(74), V(75), V(76), V(76)
103   };
104
105   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
106   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
107   // queens and rooks are also included.
108   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
109   //    0       1      2      3      4      5      6      7
110     V(-20), V(-14), V(-8), V(-2),  V(4), V(10), V(14), V(19),
111   //    8       9     10     11     12     13     14     15
112     V( 23), V( 26), V(27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32)
113   };
114
115   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
116   //    0       1      2      3      4      5      6      7
117     V(-36), V(-19), V(-3), V(13), V(29), V(46), V(62), V(79),
118   //    8       9     10     11     12     13     14     15
119     V( 95), V(106),V(111),V(114),V(116),V(117),V(118),V(118)
120   };
121
122   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
123   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
124   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
125   //    0      1      2      3      4      5      6      7
126     V(-10), V(-8), V(-6), V(-3), V(-1), V( 1), V( 3), V( 5),
127   //    8      9     10     11     12     13     14     15
128     V(  8), V(10), V(12), V(15), V(16), V(17), V(18), V(20),
129   //   16     17     18     19     20     21     22     23
130     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20),
131   //   24     25     26     27     28     29     30     31
132     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20)
133   };
134
135   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
136   //    0      1      2      3      4      5      6      7
137     V(-18),V(-13), V(-7), V(-2), V( 3), V (8), V(13), V(19),
138   //    8      9     10     11     12     13     14     15
139     V( 23), V(27), V(32), V(34), V(35), V(35), V(35), V(35),
140   //   16     17     18     19     20     21     22     23
141     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35),
142   //   24     25     26     27     28     29     30     31
143     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35)
144   };
145
146   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
147   // point of view).
148   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
149   //  A     B     C     D     E     F     G     H
150     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
151     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
152     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
153     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
154     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
155     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
156     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
157     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
158   };
159
160   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
161   //  A     B     C     D     E     F     G     H
162     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
163     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
164     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
165     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
166     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
167     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
168     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
169     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
170   };
171
172   // Bonus for unstoppable passed pawns
173   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
174
175   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
176   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
177   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
178   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
179   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
180
181   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
182   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
183   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
184
185   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
186   // right to castle.
187   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
188
189   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
190   // enemy pawns.
191   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
192
193   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
194   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
195     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
196     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
197   };
198
199   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
200   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
201   // happen in Chess960 games.
202   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
203
204   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
205   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
206     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
207     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
208   };
209
210   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
211   // the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
212   // based on how many squares inside this area are safe and available for
213   // friendly minor pieces.
214   const Bitboard SpaceMask[2] = {
215     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
216     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
217     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
218     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
219     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
220     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
221   };
222
223   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
224   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
225   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
226   /// as an index to SafetyTable[].
227
228   // Attack weights for each piece type
229   const int QueenAttackWeight  = 5;
230   const int RookAttackWeight   = 3;
231   const int BishopAttackWeight = 2;
232   const int KnightAttackWeight = 2;
233
234   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
235   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
236   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
237
238   // Scan for queen contact mates?
239   const bool QueenContactMates = true;
240
241   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
242   int MateThreatBonus;
243
244   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
245   // king.
246   const int InitKingDanger[64] = {
247      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
248      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
249      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
255   };
256
257   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
258   // in init_safety().
259   Value SafetyTable[100];
260
261   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
262   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
263   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
264
265   // Sizes of pawn and material hash tables
266   const int PawnTableSize = 16384;
267   const int MaterialTableSize = 1024;
268
269   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer
270   uint8_t BitCount8Bit[256];
271
272   // Function prototypes
273   template<bool HasPopCnt>
274   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
275
276   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
277   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
278
279   template<bool HasPopCnt>
280   void evaluate_king(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
281
282   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
283   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
284                                     EvalInfo &ei);
285   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
286                                     EvalInfo &ei);
287   template<bool HasPopCnt>
288   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
289   inline Value apply_weight(Value v, int w);
290   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
291
292   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
293   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
294   void init_safety();
295
296 }
297
298
299 ////
300 //// Functions
301 ////
302
303 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
304 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
305 /// between them based on the remaining material.
306 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
307
308     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
309                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
310 }
311
312 namespace {
313
314 template<bool HasPopCnt>
315 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
316
317   assert(pos.is_ok());
318   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
319
320   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
321
322   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
323   // position object (material + piece square tables)
324   ei.mgValue = pos.mg_value();
325   ei.egValue = pos.eg_value();
326
327   // Probe the material hash table
328   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
329   ei.mgValue += ei.mi->material_value();
330   ei.egValue += ei.mi->material_value();
331
332   // If we have a specialized evaluation function for the current material
333   // configuration, call it and return
334   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
335       return ei.mi->evaluate(pos);
336
337   // After get_material_info() call that modifies them
338   ScaleFactor factor[2];
339   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
340   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
341
342   // Probe the pawn hash table
343   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
344   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
345   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
346
347   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
348   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
349   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
350   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
351   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
352
353   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
354   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
355   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
356   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
357   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
358
359   // Evaluate pieces
360   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
361   {
362       evaluate_pieces<KNIGHT, HasPopCnt>(pos, c, ei);
363       evaluate_pieces<BISHOP, HasPopCnt>(pos, c, ei);
364       evaluate_pieces<ROOK,   HasPopCnt>(pos, c, ei);
365       evaluate_pieces<QUEEN,  HasPopCnt>(pos, c, ei);
366
367       // Sum up all attacked squares
368       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
369                             | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
370                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
371   }
372
373   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
374   // because we need complete attack information for all pieces when computing
375   // the king safety evaluation.
376   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
377       evaluate_king<HasPopCnt>(pos, c, ei);
378
379   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
380   // because we need to know which side promotes first in positions where
381   // both sides have an unstoppable passed pawn.
382   if (ei.pi->passed_pawns())
383       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
384
385   Phase phase = pos.game_phase();
386
387   // Middle-game specific evaluation terms
388   if (phase > PHASE_ENDGAME)
389   {
390     // Pawn storms in positions with opposite castling.
391     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
392         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
393
394         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
395                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
396
397     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
398              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
399
400         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
401                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
402
403     // Evaluate space for both sides
404     if (ei.mi->space_weight() > 0)
405     {
406         evaluate_space<HasPopCnt>(pos, WHITE, ei);
407         evaluate_space<HasPopCnt>(pos, BLACK, ei);
408     }
409   }
410
411   // Mobility
412   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
413   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
414
415   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
416   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
417   if (   phase < PHASE_MIDGAME
418       && pos.opposite_colored_bishops()
419       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
420           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
421   {
422       ScaleFactor sf;
423
424       // Only the two bishops ?
425       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
426           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
427       {
428           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
429           // certainly a draw or at least two pawns.
430           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
431           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
432       }
433       else
434           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
435           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
436            sf = ScaleFactor(50);
437
438       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
439           factor[WHITE] = sf;
440       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
441           factor[BLACK] = sf;
442   }
443
444   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
445   // return
446   Color stm = pos.side_to_move();
447
448   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
449
450   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
451 }
452
453 } // namespace
454
455 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
456 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
457 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
458
459 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
460
461   assert(pos.is_ok());
462
463   static const
464   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
465
466   Value mgv = pos.mg_value();
467   Value egv = pos.eg_value();
468   Phase ph = pos.game_phase();
469   Color stm = pos.side_to_move();
470
471   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
472 }
473
474
475 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
476
477 void init_eval(int threads) {
478
479   assert(threads <= THREAD_MAX);
480
481   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
482   {
483     if (i >= threads)
484     {
485         delete PawnTable[i];
486         delete MaterialTable[i];
487         PawnTable[i] = NULL;
488         MaterialTable[i] = NULL;
489         continue;
490     }
491     if (!PawnTable[i])
492         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
493     if (!MaterialTable[i])
494         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
495   }
496
497   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
498   {
499       assert(count_1s(b) == int(uint8_t(count_1s(b))));
500       BitCount8Bit[b] = (uint8_t)count_1s(b);
501   }
502 }
503
504
505 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
506
507 void quit_eval() {
508
509   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
510   {
511       delete PawnTable[i];
512       delete MaterialTable[i];
513       PawnTable[i] = NULL;
514       MaterialTable[i] = NULL;
515   }
516 }
517
518
519 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
520 /// parameters.
521
522 void read_weights(Color us) {
523
524   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
525   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
526   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
527   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
528   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
529   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
530
531   Color them = opposite_color(us);
532
533   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
534   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
535   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety.
536   // We do this by replacing both WeightKingSafety[us] and 
537   // WeightKingSafety[them] by their average.
538   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode")) {
539       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
540       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
541   }
542
543   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
544
545   init_safety();
546 }
547
548
549 namespace {
550
551   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
552
553   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
554   int evaluate_mobility(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, Color them, EvalInfo& ei) {
555
556     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
557     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
558     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
559
560     // Update attack info
561     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
562
563     // King attacks
564     if (b & ei.kingZone[us])
565     {
566         ei.kingAttackersCount[us]++;
567         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
568         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
569         if (bb)
570             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
571     }
572
573     // Remove squares protected by enemy pawns
574     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
575
576     // Mobility
577     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us))
578                               : count_1s<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
579
580     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
581     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
582     return mob;
583   }
584
585
586   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
587
588   template<PieceType Piece>
589   void evaluate_outposts(const Position& p, Color us, Color them, EvalInfo& ei, Square s) {
590
591     // Initial bonus based on square
592     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(us, s)]
593                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(us, s)]);
594
595     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
596     // no minor piece which can exchange the outpost piece
597     if (bonus && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
598     {
599         if (    p.knights(them) == EmptyBoardBB
600             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
601             bonus += bonus + bonus / 2;
602         else
603             bonus += bonus / 2;
604     }
605     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
606     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
607   }
608
609
610   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
611   // color.
612
613   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
614   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
615
616     Bitboard b;
617     Square s, ksq;
618     int mob;
619     File f;
620     Color them = opposite_color(us);
621
622     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
623     {
624         s = pos.piece_list(us, Piece, i);
625
626         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
627             b = pos.piece_attacks<Piece>(s);
628         else if (Piece == BISHOP)
629             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
630         else if (Piece == ROOK)
631             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
632         else
633             assert(false);
634
635         // Attacks and mobility
636         mob = evaluate_mobility<Piece, HasPopCnt>(pos, b, us, them, ei);
637
638         // Bishop and knight outposts squares
639         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, them))
640             evaluate_outposts<Piece>(pos, us, them, ei, s);
641
642         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
643         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
644         if (Piece == BISHOP)
645         {
646             if (bit_is_set(MaskA7H7[us], s))
647                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, us, ei);
648
649             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[us], s))
650                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, us, ei);
651         }
652
653         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
654         {
655             // Queen or rook on 7th rank
656             if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
657                 && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
658             {
659                 ei.mgValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
660                 ei.egValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
661             }
662         }
663
664         // Special extra evaluation for rooks
665         if (Piece == ROOK)
666         {
667             // Open and half-open files
668             f = square_file(s);
669             if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
670             {
671                 if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
672                 {
673                     ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
674                     ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
675                 }
676                 else
677                 {
678                     ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
679                     ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
680                 }
681             }
682
683             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
684             // king has lost right to castle.
685             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
686                 continue;
687
688             ksq = pos.king_square(us);
689
690             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
691                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
692                 && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
693             {
694                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
695                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
696                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
697                                                     : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
698             }
699             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
700                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
701                     && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
702             {
703                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
704                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
705                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
706                                                     : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
707             }
708         }
709     }
710   }
711
712   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
713
714     return b >> (num << 3);
715   }
716
717   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color.
718
719   template<bool HasPopCnt>
720   void evaluate_king(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
721
722     int shelter = 0, sign = Sign[us];
723     Square s = p.king_square(us);
724
725     // King shelter
726     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
727     {
728         // Shelter cache lookup
729         shelter = ei.pi->kingShelter(us, s);
730         if (shelter == -1)
731         {
732             shelter = 0;
733             Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
734             Rank r = square_rank(s);
735             for (int i = 1; i < 4; i++)
736                 shelter += BitCount8Bit[shiftRowsDown(pawns, r+i*sign) & 0xFF] * (128 >> i);
737
738             // Cache shelter value in pawn info
739             ei.pi->setKingShelter(us, s, shelter);
740         }
741         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
742     }
743
744     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
745     // from optimally tuned.
746     Color them = opposite_color(us);
747
748     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
749         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
750         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
751         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
752     {
753       // Is it the attackers turn to move?
754       bool sente = (them == p.side_to_move());
755
756       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
757       // apart from the king itself
758       Bitboard undefended =
759              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
760           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
761           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
762           & ei.attacked_by(us, KING);
763
764       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
765
766       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
767       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
768       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
769       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
770       // quality of the pawn shelter.
771       int attackUnits =
772             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
773           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
774           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
775
776       // Analyse safe queen contact checks
777       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
778       if (b)
779       {
780         Bitboard attackedByOthers =
781               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
782             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
783
784         b &= attackedByOthers;
785         if (b)
786         {
787           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
788           // contact checks.
789           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
790           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
791
792           // Is there a mate threat?
793           if (QueenContactMates && !p.is_check())
794           {
795             Bitboard escapeSquares =
796                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
797
798             while (b)
799             {
800                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
801                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
802                 {
803                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
804                     // is an X-ray attack through the queen.
805                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
806                     {
807                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
808                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
809                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
810                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
811                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.bishops_and_queens(us)))
812
813                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
814                     }
815                 }
816             }
817           }
818         }
819       }
820
821       // Analyse safe distance checks
822       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
823       {
824           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
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           // Rook checks
832           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
833           if (b2)
834               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
835       }
836       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
837       {
838           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
839
840           // Queen checks
841           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
842           if (b2)
843               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
844
845           // Bishop checks
846           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
847           if (b2)
848               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
849       }
850       if (KnightCheckBonus > 0)
851       {
852           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
853
854           // Knight checks
855           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
856           if (b2)
857               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
858       }
859
860       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
861       // adding pawns later).
862       if (DiscoveredCheckBonus)
863       {
864         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
865         if (b)
866           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente? 2 : 1);
867       }
868
869       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
870       // side with the mating move is the side to move, because in that
871       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
872       // evaluation function instead.
873       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
874           attackUnits += MateThreatBonus;
875
876       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
877       // out of bounds errors:
878       if (attackUnits < 0)
879           attackUnits = 0;
880
881       if (attackUnits >= 100)
882           attackUnits = 99;
883
884       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
885       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
886       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
887       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
888       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
889       // change far bigger than the value of the captured piece.
890       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
891
892       ei.mgValue -= sign * v;
893
894       if (us == p.side_to_move())
895           ei.futilityMargin += v;
896     }
897   }
898
899
900   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
901
902   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
903
904     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
905     int movesToGo[2] = {100, 100};
906
907     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
908     {
909         Color them = opposite_color(us);
910         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
911         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
912         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
913
914         while (b)
915         {
916             Square s = pop_1st_bit(&b);
917
918             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
919             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
920
921             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
922             int tr = Max(0, r * (r - 1));
923             Square blockSq = s + pawn_push(us);
924
925             // Base bonus based on rank
926             Value mbonus = Value(20 * tr);
927             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
928
929             // Adjust bonus based on king proximity
930             if (tr != 0)
931             {
932                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
933                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
934                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
935
936                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
937                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
938                 {
939                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
940                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
941                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
942
943                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
944                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
945                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
946                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
947                         b3 = b2;
948
949                     // Squares attacked or occupied by enemy pieces
950                     b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(them));
951
952                     // There are no enemy pawns in the pawn's path
953                     assert((b2 & pos.pieces_of_color_and_type(them, PAWN)) == EmptyBoardBB);
954
955                     // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
956                     if (b3 == EmptyBoardBB)
957                         // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
958                         ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
959                     else
960                         // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
961                         // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
962                         // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
963                         // if no, somewhat smaller bonus.
964                         ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
965
966                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
967                     // in the pawn's path.
968                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
969                         ebonus += Value(tr);
970                 }
971             }
972
973             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
974             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
975             if (b2 & rank_bb(s))
976                 ebonus += Value(r * 20);
977             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
978                 ebonus += Value(r * 12);
979
980             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
981             // unstoppable
982             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
983             {
984                 Square qsq;
985                 int d;
986
987                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
988                 d =  square_distance(s, qsq)
989                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
990                    + (us != pos.side_to_move());
991
992                 if (d < 0)
993                 {
994                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
995                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
996                     mtg += blockerCount;
997                     d += blockerCount;
998                     if (d < 0)
999                     {
1000                         hasUnstoppable[us] = true;
1001                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
1002                     }
1003                 }
1004             }
1005             // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
1006             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
1007             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1008             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1009             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1010             // value if the other side has a rook or queen.
1011             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1012             {
1013                 if (   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1014                     && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1015                     ebonus += ebonus / 4;
1016                 else if (pos.rooks_and_queens(them))
1017                     ebonus -= ebonus / 4;
1018             }
1019
1020             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1021             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1022             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1023         }
1024     }
1025
1026     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1027     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1028         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1029     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1030         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1031     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1032     {
1033         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1034         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1035         // plies until the pawn queens for both sides.
1036         movesToGo[WHITE] *= 2;
1037         movesToGo[BLACK] *= 2;
1038         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1039
1040         // If one side queens at least three plies before the other, that
1041         // side wins.
1042         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1043             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1044         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1045             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1046
1047         // We could also add some rules about the situation when one side
1048         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1049         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1050         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1051         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1052     }
1053   }
1054
1055
1056   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1057   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1058   // if it is.
1059
1060   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1061                                     EvalInfo &ei) {
1062     assert(square_is_ok(s));
1063     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1064
1065     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1066     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1067
1068     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1069         && pos.see(s, b6) < 0
1070         && pos.see(s, b8) < 0)
1071     {
1072         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1073         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1074     }
1075   }
1076
1077
1078   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1079   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1080   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1081   // only occur in Chess960 games.
1082
1083   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1084                                     EvalInfo &ei) {
1085     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1086     Square b2, b3, c3;
1087
1088     assert(Chess960);
1089     assert(square_is_ok(s));
1090     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1091
1092     if (square_file(s) == FILE_A)
1093     {
1094         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1095         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1096         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1097     }
1098     else
1099     {
1100         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1101         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1102         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1103     }
1104
1105     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1106     {
1107         Value penalty;
1108
1109         if (!pos.square_is_empty(b3))
1110             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1111         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1112             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1113         else
1114             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1115
1116         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1117         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1118     }
1119   }
1120
1121
1122   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1123   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1124   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1125   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1126   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1127   // material hash table.
1128   template<bool HasPopCnt>
1129   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1130
1131     Color them = opposite_color(us);
1132
1133     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1134     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1135     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1136
1137     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1138                           & ~pos.pawns(us)
1139                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1140                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1141
1142     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1143     // pawn.
1144     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1145     if (us == WHITE)
1146     {
1147         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1148         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1149     }
1150     else
1151     {
1152         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1153         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1154     }
1155
1156     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1157                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1158
1159     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1160   }
1161
1162
1163   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1164
1165   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1166     return (v*w) / 0x100;
1167   }
1168
1169
1170   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1171   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1172   // ScaleFactor array.
1173
1174   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1175
1176     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1177     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1178     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1179
1180     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1181
1182     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1183     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1184   }
1185
1186
1187   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1188   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1189
1190   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1191
1192     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1193     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1194   }
1195
1196
1197   // helper used in read_weights()
1198   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1199
1200     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1201   }
1202
1203
1204   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1205   // parameters.  It is called from read_weights().
1206
1207   void init_safety() {
1208
1209     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1210     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1211     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1212     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1213     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1214     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1215     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1216
1217     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1218     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1219     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1220     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1221     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1222     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1223
1224     for (int i = 0; i < 100; i++)
1225     {
1226         if (i < b)
1227             SafetyTable[i] = Value(0);
1228         else if(quad)
1229             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1230         else if(linear)
1231             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1232     }
1233
1234     for (int i = 0; i < 100; i++)
1235     {
1236         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1237             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1238                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1239
1240         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1241             SafetyTable[i] = Value(peak);
1242     }
1243   }
1244 }