git.sesse.net Git - stockfish/blob - 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      = 0x0FA;
  62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x10A;
  63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x0EC;
  64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x0CD;
  65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x108;
  66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x109;
  67   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x0F7;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x101;
  69   const int WeightSpaceInternal                = 0x02F;
  70
  71   // Visually better to define tables constants
  72   typedef Value V;
  73
  74   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  75   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
  76   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
  77   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  78     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  79   };
  80
  81   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
  82   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  83     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  84   };
  85
  86   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  87   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
  88   // queens are also included.
  89   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
  90   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  91     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
  92   //    8       9     10     11     12     13     14     15
  93     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
  94   };
  95
  96   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
  97   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  98     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
  99   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 100     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 101   };
 102
 103   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 104   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
 105   // queens and rooks are also included.
 106   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
 107   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 108     V(-18), V(-12), V(-6),  V(0),  V(6), V(12), V(16), V(21),
 109   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 110     V( 24), V( 27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32), V(33)
 111   };
 112
 113   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
 114   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 115     V(-30), V(-18), V(-6),  V(6), V(18), V(30), V(42), V(54),
 116   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 117     V( 66), V( 74), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 118   };
 119
 120   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 121   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
 122   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
 123   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 124     V(-10), V(-8), V(-6), V(-4), V(-2), V( 0), V( 2), V( 4),
 125   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 126     V(  6), V( 8), V(10), V(12), V(13), V(14), V(15), V(16),
 127   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 128     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16),
 129   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 130     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16)
 131   };
 132
 133   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
 134   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 135     V(-20),V(-15),V(-10), V(-5), V( 0), V( 5), V(10), V(15),
 136   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 137     V( 19), V(23), V(27), V(29), V(30), V(30), V(30), V(30),
 138   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 139     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30),
 140   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 141     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30)
 142   };
 143
 144   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
 145   // point of view).
 146   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
 147   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 148     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 149     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 150     V(0), V(0), V(5),V(10),V(10), V(5), V(0), V(0), // 3
 151     V(0), V(5),V(20),V(30),V(30),V(20), V(5), V(0), // 4
 152     V(0),V(10),V(30),V(40),V(40),V(30),V(10), V(0), // 5
 153     V(0), V(5),V(20),V(20),V(20),V(20), V(5), V(0), // 6
 154     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 155     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 156   };
 157
 158   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
 159   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 160     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 161     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 162     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
 163     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
 164     V(0),V(10),V(20),V(20),V(20),V(20),V(10), V(0), // 5
 165     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
 166     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 167     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 168   };
 169
 170   // Bonus for unstoppable passed pawns
 171   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
 172
 173   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
 174   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
 175   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
 176   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
 177   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
 178
 179   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
 180   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
 181   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
 182
 183   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
 184   // right to castle.
 185   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 186
 187   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
 188   // enemy pawns.
 189   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
 190
 191   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
 192   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
 193     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
 194     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
 195   };
 196
 197   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
 198   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
 199   // happen in Chess960 games.
 200   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
 201
 202   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
 203   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
 204     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
 205     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
 206   };
 207
 208   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
 209   // the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
 210   // based on how many squares inside this area are safe and available for
 211   // friendly minor pieces.
 212   const Bitboard SpaceMask[2] = {
 213     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
 214     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
 215     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
 216     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
 217     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
 218     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
 219   };
 220
 221   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
 222   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
 223   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
 224   /// as an index to SafetyTable[].
 225
 226   // Attack weights for each piece type
 227   const int QueenAttackWeight  = 5;
 228   const int RookAttackWeight   = 3;
 229   const int BishopAttackWeight = 2;
 230   const int KnightAttackWeight = 2;
 231
 232   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
 233   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
 234   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
 235
 236   // Scan for queen contact mates?
 237   const bool QueenContactMates = true;
 238
 239   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
 240   int MateThreatBonus;
 241
 242   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 243   // king.
 244   const int InitKingDanger[64] = {
 245      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 246      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 247      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 248     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 249     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 253   };
 254
 255   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
 256   // in init_safety().
 257   Value SafetyTable[100];
 258
 259   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 260   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 261   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 262
 263   // Sizes of pawn and material hash tables
 264   const int PawnTableSize = 16384;
 265   const int MaterialTableSize = 1024;
 266
 267   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer
 268   uint8_t BitCount8Bit[256];
 269
 270   // Function prototypes
 271   template<bool HasPopCnt>
 272   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
 273
 274   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 275   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
 276
 277   template<bool HasPopCnt>
 278   void evaluate_king(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
 279
 280   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 281   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 282                                     EvalInfo &ei);
 283   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 284                                     EvalInfo &ei);
 285
 286   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 287   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 288   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 289
 290   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 291   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 292   void init_safety();
 293
 294 }
 295
 296
 297 ////
 298 //// Functions
 299 ////
 300
 301 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
 302 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 303 /// between them based on the remaining material.
 304 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 305
 306     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
 307                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
 308 }
 309
 310 namespace {
 311
 312 template<bool HasPopCnt>
 313 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 314
 315   assert(pos.is_ok());
 316   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 317
 318   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 319
 320   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 321   // position object (material + piece square tables)
 322   ei.mgValue = pos.mg_value();
 323   ei.egValue = pos.eg_value();
 324
 325   // Probe the material hash table
 326   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 327   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
 328   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
 329
 330   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 331   // configuration, call it and return
 332   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 333       return ei.mi->evaluate(pos);
 334
 335   // After get_material_info() call that modifies them
 336   ScaleFactor factor[2];
 337   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 338   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 339
 340   // Probe the pawn hash table
 341   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 342   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 343   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 344
 345   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 346   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
 347   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
 348   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 349   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 350
 351   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 352   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 353   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 354   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
 355   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 356
 357   // Evaluate pieces
 358   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 359   {
 360       evaluate_pieces<KNIGHT, HasPopCnt>(pos, c, ei);
 361       evaluate_pieces<BISHOP, HasPopCnt>(pos, c, ei);
 362       evaluate_pieces<ROOK,   HasPopCnt>(pos, c, ei);
 363       evaluate_pieces<QUEEN,  HasPopCnt>(pos, c, ei);
 364
 365       // Sum up all attacked squares
 366       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
 367                             | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
 368                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
 369   }
 370
 371   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 372   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 373   // the king safety evaluation.
 374   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 375       evaluate_king<HasPopCnt>(pos, c, ei);
 376
 377   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 378   // because we need to know which side promotes first in positions where
 379   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 380   if (ei.pi->passed_pawns())
 381       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 382
 383   Phase phase = pos.game_phase();
 384
 385   // Middle-game specific evaluation terms
 386   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 387   {
 388     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 389     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 390         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 391
 392         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 393                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 394
 395     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 396              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 397
 398         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 399                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 400
 401     // Evaluate space for both sides
 402     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 403     {
 404         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
 405         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
 406     }
 407   }
 408
 409   // Mobility
 410   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 411   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 412
 413   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 414   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 415   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 416       && pos.opposite_colored_bishops()
 417       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 418           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 419   {
 420       ScaleFactor sf;
 421
 422       // Only the two bishops ?
 423       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 424           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 425       {
 426           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 427           // certainly a draw or at least two pawns.
 428           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 429           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 430       }
 431       else
 432           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 433           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 434            sf = ScaleFactor(50);
 435
 436       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 437           factor[WHITE] = sf;
 438       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 439           factor[BLACK] = sf;
 440   }
 441
 442   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 443   // return
 444   Color stm = pos.side_to_move();
 445
 446   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 447
 448   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 449 }
 450
 451 } // namespace
 452
 453 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 454 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 455 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 456
 457 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 458
 459   assert(pos.is_ok());
 460
 461   static const
 462   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 463
 464   Value mgv = pos.mg_value();
 465   Value egv = pos.eg_value();
 466   Phase ph = pos.game_phase();
 467   Color stm = pos.side_to_move();
 468
 469   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 470 }
 471
 472
 473 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 474
 475 void init_eval(int threads) {
 476
 477   assert(threads <= THREAD_MAX);
 478
 479   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 480   {
 481     if (i >= threads)
 482     {
 483         delete PawnTable[i];
 484         delete MaterialTable[i];
 485         PawnTable[i] = NULL;
 486         MaterialTable[i] = NULL;
 487         continue;
 488     }
 489     if (!PawnTable[i])
 490         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 491     if (!MaterialTable[i])
 492         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 493   }
 494
 495   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
 496   {
 497       assert(count_1s(b) == int(uint8_t(count_1s(b))));
 498       BitCount8Bit[b] = (uint8_t)count_1s(b);
 499   }
 500 }
 501
 502
 503 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 504
 505 void quit_eval() {
 506
 507   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 508   {
 509       delete PawnTable[i];
 510       delete MaterialTable[i];
 511       PawnTable[i] = NULL;
 512       MaterialTable[i] = NULL;
 513   }
 514 }
 515
 516
 517 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 518 /// parameters.
 519
 520 void read_weights(Color us) {
 521
 522   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 523   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 524   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 525   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 526   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 527   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 528
 529   Color them = opposite_color(us);
 530
 531   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 532   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 533   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 534
 535   init_safety();
 536 }
 537
 538
 539 namespace {
 540
 541   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 542
 543   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 544   int evaluate_mobility(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, Color them, EvalInfo& ei) {
 545
 546     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 547     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 548     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 549
 550     // Update attack info
 551     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
 552
 553     // King attacks
 554     if (b & ei.kingZone[us])
 555     {
 556         ei.kingAttackersCount[us]++;
 557         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
 558         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
 559         if (bb)
 560             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
 561     }
 562
 563     // Remove squares protected by enemy pawns
 564     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
 565
 566     // Mobility
 567     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us))
 568                               : count_1s<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
 569
 570     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
 571     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
 572     return mob;
 573   }
 574
 575
 576   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 577
 578   template<PieceType Piece>
 579   void evaluate_outposts(const Position& p, Color us, Color them, EvalInfo& ei, Square s) {
 580
 581     // Initial bonus based on square
 582     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(us, s)]
 583                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(us, s)]);
 584
 585     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 586     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 587     if (bonus && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
 588     {
 589         if (    p.knights(them) == EmptyBoardBB
 590             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
 591             bonus += bonus + bonus / 2;
 592         else
 593             bonus += bonus / 2;
 594     }
 595     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
 596     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
 597   }
 598
 599
 600   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
 601   // color.
 602
 603   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 604   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
 605
 606     Bitboard b;
 607     Square s, ksq;
 608     int mob;
 609     File f;
 610     Color them = opposite_color(us);
 611
 612     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
 613     {
 614         s = pos.piece_list(us, Piece, i);
 615
 616         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 617             b = pos.piece_attacks<Piece>(s);
 618         else if (Piece == BISHOP)
 619             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
 620         else if (Piece == ROOK)
 621             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
 622         else
 623             assert(false);
 624
 625         // Attacks and mobility
 626         mob = evaluate_mobility<Piece, HasPopCnt>(pos, b, us, them, ei);
 627
 628         // Bishop and knight outposts squares
 629         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, them))
 630             evaluate_outposts<Piece>(pos, us, them, ei, s);
 631
 632         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 633         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
 634         if (Piece == BISHOP)
 635         {
 636             if (bit_is_set(MaskA7H7[us], s))
 637                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, us, ei);
 638
 639             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[us], s))
 640                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, us, ei);
 641         }
 642
 643         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
 644         {
 645             // Queen or rook on 7th rank
 646             if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 647                 && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
 648             {
 649                 ei.mgValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 650                 ei.egValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 651             }
 652         }
 653
 654         // Special extra evaluation for rooks
 655         if (Piece == ROOK)
 656         {
 657             // Open and half-open files
 658             f = square_file(s);
 659             if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 660             {
 661                 if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
 662                 {
 663                     ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 664                     ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 665                 }
 666                 else
 667                 {
 668                     ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 669                     ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 670                 }
 671             }
 672
 673             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 674             // king has lost right to castle.
 675             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 676                 continue;
 677
 678             ksq = pos.king_square(us);
 679
 680             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 681                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 682                 && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 683             {
 684                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 685                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
 686                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 687                                                     : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 688             }
 689             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 690                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 691                     && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 692             {
 693                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 694                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
 695                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 696                                                     : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 697             }
 698         }
 699     }
 700   }
 701
 702   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
 703
 704     return b >> (num << 3);
 705   }
 706
 707   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color.
 708
 709   template<bool HasPopCnt>
 710   void evaluate_king(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
 711
 712     int shelter = 0, sign = Sign[us];
 713     Square s = p.king_square(us);
 714
 715     // King shelter
 716     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
 717     {
 718         // Shelter cache lookup
 719         shelter = ei.pi->kingShelter(us, s);
 720         if (shelter == -1)
 721         {
 722             shelter = 0;
 723             Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
 724             Rank r = square_rank(s);
 725             for (int i = 1; i < 4; i++)
 726                 shelter += BitCount8Bit[shiftRowsDown(pawns, r+i*sign) & 0xFF] * (128 >> i);
 727
 728             // Cache shelter value in pawn info
 729             ei.pi->setKingShelter(us, s, shelter);
 730         }
 731         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
 732     }
 733
 734     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
 735     // from optimally tuned.
 736     Color them = opposite_color(us);
 737
 738     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
 739         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
 740         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 741         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
 742     {
 743       // Is it the attackers turn to move?
 744       bool sente = (them == p.side_to_move());
 745
 746       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 747       // apart from the king itself
 748       Bitboard undefended =
 749              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
 750           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
 751           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
 752           & ei.attacked_by(us, KING);
 753
 754       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
 755
 756       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 757       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 758       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 759       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 760       // quality of the pawn shelter.
 761       int attackUnits =
 762             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
 763           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
 764           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
 765
 766       // Analyse safe queen contact checks
 767       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
 768       if (b)
 769       {
 770         Bitboard attackedByOthers =
 771               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 772             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
 773
 774         b &= attackedByOthers;
 775         if (b)
 776         {
 777           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 778           // contact checks.
 779           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
 780           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 781
 782           // Is there a mate threat?
 783           if (QueenContactMates && !p.is_check())
 784           {
 785             Bitboard escapeSquares =
 786                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
 787
 788             while (b)
 789             {
 790                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 791                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 792                 {
 793                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 794                     // is an X-ray attack through the queen.
 795                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
 796                     {
 797                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
 798                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
 799                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
 800                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
 801                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.bishops_and_queens(us)))
 802
 803                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
 804                     }
 805                 }
 806             }
 807           }
 808         }
 809       }
 810
 811       // Analyse safe distance checks
 812       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 813       {
 814           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 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           // Rook checks
 822           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
 823           if (b2)
 824               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 825       }
 826       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 827       {
 828           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 829
 830           // Queen checks
 831           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 832           if (b2)
 833               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 834
 835           // Bishop checks
 836           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
 837           if (b2)
 838               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 839       }
 840       if (KnightCheckBonus > 0)
 841       {
 842           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 843
 844           // Knight checks
 845           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
 846           if (b2)
 847               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 848       }
 849
 850       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 851       // adding pawns later).
 852       if (DiscoveredCheckBonus)
 853       {
 854         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
 855         if (b)
 856           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente? 2 : 1);
 857       }
 858
 859       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 860       // side with the mating move is the side to move, because in that
 861       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 862       // evaluation function instead.
 863       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
 864           attackUnits += MateThreatBonus;
 865
 866       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 867       // out of bounds errors:
 868       if (attackUnits < 0)
 869           attackUnits = 0;
 870
 871       if (attackUnits >= 100)
 872           attackUnits = 99;
 873
 874       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 875       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 876       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 877       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 878       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 879       // change far bigger than the value of the captured piece.
 880       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
 881
 882       ei.mgValue -= sign * v;
 883
 884       if (us == p.side_to_move())
 885           ei.futilityMargin += v;
 886     }
 887   }
 888
 889
 890   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 891
 892   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 893
 894     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 895     int movesToGo[2] = {100, 100};
 896
 897     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
 898     {
 899         Color them = opposite_color(us);
 900         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 901         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 902         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
 903
 904         while (b)
 905         {
 906             Square s = pop_1st_bit(&b);
 907
 908             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
 909             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 910
 911             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 912             int tr = Max(0, r * (r - 1));
 913             Square blockSq = s + pawn_push(us);
 914
 915             // Base bonus based on rank
 916             Value mbonus = Value(20 * tr);
 917             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 918
 919             // Adjust bonus based on king proximity
 920             if (tr != 0)
 921             {
 922                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 923                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 924                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 925
 926                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
 927                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
 928                 {
 929                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
 930                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 931                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 932
 933                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 934                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 935                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
 936                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
 937                         b3 = b2;
 938
 939                     // Squares attacked or occupied by enemy pieces
 940                     b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(them));
 941
 942                     // There are no enemy pawns in the pawn's path
 943                     assert((b2 & pos.pieces_of_color_and_type(them, PAWN)) == EmptyBoardBB);
 944
 945                     // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
 946                     if (b3 == EmptyBoardBB)
 947                         // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
 948                         ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 949                     else
 950                         // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
 951                         // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
 952                         // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
 953                         // if no, somewhat smaller bonus.
 954                         ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 955
 956                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 957                     // in the pawn's path.
 958                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 959                         ebonus += Value(tr);
 960                 }
 961             }
 962
 963             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 964             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
 965             if (b2 & rank_bb(s))
 966                 ebonus += Value(r * 20);
 967             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
 968                 ebonus += Value(r * 12);
 969
 970             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 971             // unstoppable
 972             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
 973             {
 974                 Square qsq;
 975                 int d;
 976
 977                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 978                 d =  square_distance(s, qsq)
 979                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
 980                    + (us != pos.side_to_move());
 981
 982                 if (d < 0)
 983                 {
 984                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
 985                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
 986                     mtg += blockerCount;
 987                     d += blockerCount;
 988                     if (d < 0)
 989                     {
 990                         hasUnstoppable[us] = true;
 991                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
 992                     }
 993                 }
 994             }
 995             // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
 996             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
 997             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
 998             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
 999             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1000             // value if the other side has a rook or queen.
1001             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1002             {
1003                 if (   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1004                     && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1005                     ebonus += ebonus / 4;
1006                 else if (pos.rooks_and_queens(them))
1007                     ebonus -= ebonus / 4;
1008             }
1009
1010             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1011             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1012             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1013         }
1014     }
1015
1016     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1017     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1018         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1019     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1020         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1021     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1022     {
1023         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1024         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1025         // plies until the pawn queens for both sides.
1026         movesToGo[WHITE] *= 2;
1027         movesToGo[BLACK] *= 2;
1028         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1029
1030         // If one side queens at least three plies before the other, that
1031         // side wins.
1032         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1033             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1034         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1035             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1036
1037         // We could also add some rules about the situation when one side
1038         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1039         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1040         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1041         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1042     }
1043   }
1044
1045
1046   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1047   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1048   // if it is.
1049
1050   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1051                                     EvalInfo &ei) {
1052     assert(square_is_ok(s));
1053     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1054
1055     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1056     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1057
1058     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1059         && pos.see(s, b6) < 0
1060         && pos.see(s, b8) < 0)
1061     {
1062         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1063         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1064     }
1065   }
1066
1067
1068   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1069   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1070   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1071   // only occur in Chess960 games.
1072
1073   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1074                                     EvalInfo &ei) {
1075     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1076     Square b2, b3, c3;
1077
1078     assert(Chess960);
1079     assert(square_is_ok(s));
1080     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1081
1082     if (square_file(s) == FILE_A)
1083     {
1084         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1085         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1086         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1087     }
1088     else
1089     {
1090         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1091         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1092         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1093     }
1094
1095     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1096     {
1097         Value penalty;
1098
1099         if (!pos.square_is_empty(b3))
1100             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1101         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1102             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1103         else
1104             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1105
1106         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1107         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1108     }
1109   }
1110
1111
1112   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1113   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1114   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1115   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1116   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1117   // material hash table.
1118
1119   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1120
1121     Color them = opposite_color(us);
1122
1123     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1124     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1125     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1126
1127     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1128                           & ~pos.pawns(us)
1129                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1130                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1131
1132     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1133     // pawn.
1134     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1135     if (us == WHITE)
1136     {
1137         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1138         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1139     }
1140     else
1141     {
1142         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1143         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1144     }
1145
1146     int space =  count_1s_max_15(safeSquares)
1147                + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1148
1149     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1150   }
1151
1152
1153   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1154
1155   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1156     return (v*w) / 0x100;
1157   }
1158
1159
1160   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1161   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1162   // ScaleFactor array.
1163
1164   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1165
1166     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1167     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1168     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1169
1170     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1171
1172     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1173     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1174   }
1175
1176
1177   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1178   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1179
1180   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1181
1182     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1183     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1184   }
1185
1186
1187   // helper used in read_weights()
1188   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1189
1190     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1191   }
1192
1193
1194   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1195   // parameters.  It is called from read_weights().
1196
1197   void init_safety() {
1198
1199     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1200     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1201     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1202     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1203     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1204     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1205     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1206
1207     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1208     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1209     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1210     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1211     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1212     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1213
1214     for (int i = 0; i < 100; i++)
1215     {
1216         if (i < b)
1217             SafetyTable[i] = Value(0);
1218         else if(quad)
1219             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1220         else if(linear)
1221             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1222     }
1223
1224     for (int i = 0; i < 100; i++)
1225     {
1226         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1227             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1228                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1229
1230         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1231             SafetyTable[i] = Value(peak);
1232     }
1233   }
1234 }