]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/evaluate.cpp
fdfacc10b910f71d0a7a802afd8f0d8d33efda46
[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) 2008-2012 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20 #include <cassert>
21 #include <iomanip>
22 #include <sstream>
23 #include <algorithm>
24
25 #include "bitcount.h"
26 #include "evaluate.h"
27 #include "material.h"
28 #include "pawns.h"
29 #include "thread.h"
30 #include "ucioption.h"
31
32 namespace {
33
34   // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
35   // by the evaluation functions.
36   struct EvalInfo {
37
38     // Pointers to material and pawn hash table entries
39     MaterialEntry* mi;
40     PawnEntry* pi;
41
42     // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
43     // attacked by a given color and piece type, attackedBy[color][0] contains
44     // all squares attacked by the given color.
45     Bitboard attackedBy[2][8];
46
47     // kingRing[color] is the zone around the king which is considered
48     // by the king safety evaluation. This consists of the squares directly
49     // adjacent to the king, and the three (or two, for a king on an edge file)
50     // squares two ranks in front of the king. For instance, if black's king
51     // is on g8, kingRing[BLACK] is a bitboard containing the squares f8, h8,
52     // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
53     Bitboard kingRing[2];
54
55     // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
56     // which attack a square in the kingRing of the enemy king.
57     int kingAttackersCount[2];
58
59     // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weight" of the pieces of the
60     // given color which attack a square in the kingRing of the enemy king. The
61     // weights of the individual piece types are given by the variables
62     // QueenAttackWeight, RookAttackWeight, BishopAttackWeight and
63     // KnightAttackWeight in evaluate.cpp
64     int kingAttackersWeight[2];
65
66     // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks to squares
67     // directly adjacent to the king of the given color. Pieces which attack
68     // more than one square are counted multiple times. For instance, if black's
69     // king is on g8 and there's a white knight on g5, this knight adds
70     // 2 to kingAdjacentZoneAttacksCount[BLACK].
71     int kingAdjacentZoneAttacksCount[2];
72   };
73
74   // Evaluation grain size, must be a power of 2
75   const int GrainSize = 8;
76
77   // Evaluation weights, initialized from UCI options
78   enum { Mobility, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
79   Score Weights[6];
80
81   typedef Value V;
82   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
83
84   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
85   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
86   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
87   // parameters at 100, which looks prettier.
88   //
89   // Values modified by Joona Kiiski
90   const Score WeightsInternal[] = {
91       S(252, 344), S(216, 266), S(46, 0), S(247, 0), S(259, 0)
92   };
93
94   // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains mobility bonuses for middle and
95   // end game, indexed by piece type and number of attacked squares not occupied
96   // by friendly pieces.
97   const Score MobilityBonus[][32] = {
98      {}, {},
99      { S(-38,-33), S(-25,-23), S(-12,-13), S( 0, -3), S(12,  7), S(25, 17), // Knights
100        S( 31, 22), S( 38, 27), S( 38, 27) },
101      { S(-25,-30), S(-11,-16), S(  3, -2), S(17, 12), S(31, 26), S(45, 40), // Bishops
102        S( 57, 52), S( 65, 60), S( 71, 65), S(74, 69), S(76, 71), S(78, 73),
103        S( 79, 74), S( 80, 75), S( 81, 76), S(81, 76) },
104      { S(-20,-36), S(-14,-19), S( -8, -3), S(-2, 13), S( 4, 29), S(10, 46), // Rooks
105        S( 14, 62), S( 19, 79), S( 23, 95), S(26,106), S(27,111), S(28,114),
106        S( 29,116), S( 30,117), S( 31,118), S(32,118) },
107      { S(-10,-18), S( -8,-13), S( -6, -7), S(-3, -2), S(-1,  3), S( 1,  8), // Queens
108        S(  3, 13), S(  5, 19), S(  8, 23), S(10, 27), S(12, 32), S(15, 34),
109        S( 16, 35), S( 17, 35), S( 18, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
110        S( 20, 35), S( 20, 35), S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
111        S( 20, 35), S( 20, 35), S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
112        S( 20, 35), S( 20, 35) }
113   };
114
115   // OutpostBonus[PieceType][Square] contains outpost bonuses of knights and
116   // bishops, indexed by piece type and square (from white's point of view).
117   const Value OutpostBonus[][64] = {
118   {
119   //  A     B     C     D     E     F     G     H
120     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // Knights
121     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0),
122     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0),
123     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0),
124     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0),
125     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0) },
126   {
127     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // Bishops
128     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0),
129     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0),
130     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0),
131     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0),
132     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0) }
133   };
134
135   // ThreatBonus[attacking][attacked] contains threat bonuses according to
136   // which piece type attacks which one.
137   const Score ThreatBonus[][8] = {
138     {}, {},
139     { S(0, 0), S( 7, 39), S( 0,  0), S(24, 49), S(41,100), S(41,100) }, // KNIGHT
140     { S(0, 0), S( 7, 39), S(24, 49), S( 0,  0), S(41,100), S(41,100) }, // BISHOP
141     { S(0, 0), S( 0, 22), S(15, 49), S(15, 49), S( 0,  0), S(24, 49) }, // ROOK
142     { S(0, 0), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S( 0,  0) }  // QUEEN
143   };
144
145   // ThreatenedByPawnPenalty[PieceType] contains a penalty according to which
146   // piece type is attacked by an enemy pawn.
147   const Score ThreatenedByPawnPenalty[] = {
148     S(0, 0), S(0, 0), S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118)
149   };
150
151   #undef S
152
153   // Bonus for having the side to move (modified by Joona Kiiski)
154   const Score Tempo = make_score(24, 11);
155
156   // Rooks and queens on the 7th rank
157   const Score RookOn7thBonus  = make_score(3, 20);
158   const Score QueenOn7thBonus = make_score(1,  8);
159
160   // Rooks and queens attacking pawns on the same rank
161   const Score RookOnPawnBonus  = make_score(3, 48);
162   const Score QueenOnPawnBonus = make_score(1, 40);
163
164   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
165   const Score RookOpenFileBonus     = make_score(43, 21);
166   const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 10);
167
168   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
169   // right to castle.
170   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
171
172   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
173   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
174   // happen in Chess960 games.
175   const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(100, 100);
176
177   // Penalty for an undefended bishop or knight
178   const Score UndefendedMinorPenalty = make_score(25, 10);
179
180   // The SpaceMask[Color] contains the area of the board which is considered
181   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
182   // based on how many squares inside this area are safe and available for
183   // friendly minor pieces.
184   const Bitboard SpaceMask[] = {
185     (1ULL << SQ_C2) | (1ULL << SQ_D2) | (1ULL << SQ_E2) | (1ULL << SQ_F2) |
186     (1ULL << SQ_C3) | (1ULL << SQ_D3) | (1ULL << SQ_E3) | (1ULL << SQ_F3) |
187     (1ULL << SQ_C4) | (1ULL << SQ_D4) | (1ULL << SQ_E4) | (1ULL << SQ_F4),
188     (1ULL << SQ_C7) | (1ULL << SQ_D7) | (1ULL << SQ_E7) | (1ULL << SQ_F7) |
189     (1ULL << SQ_C6) | (1ULL << SQ_D6) | (1ULL << SQ_E6) | (1ULL << SQ_F6) |
190     (1ULL << SQ_C5) | (1ULL << SQ_D5) | (1ULL << SQ_E5) | (1ULL << SQ_F5)
191   };
192
193   // King danger constants and variables. The king danger scores are taken
194   // from the KingDangerTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
195   // the strength of the enemy attack are added up into an integer, which
196   // is used as an index to KingDangerTable[].
197   //
198   // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
199   const int KingAttackWeights[] = { 0, 0, 2, 2, 3, 5 };
200
201   // Bonuses for enemy's safe checks
202   const int QueenContactCheckBonus = 6;
203   const int RookContactCheckBonus  = 4;
204   const int QueenCheckBonus        = 3;
205   const int RookCheckBonus         = 2;
206   const int BishopCheckBonus       = 1;
207   const int KnightCheckBonus       = 1;
208
209   // InitKingDanger[Square] contains penalties based on the position of the
210   // defending king, indexed by king's square (from white's point of view).
211   const int InitKingDanger[] = {
212      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
213      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
214      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
215     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
216     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
217     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
218     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
219     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
220   };
221
222   // KingDangerTable[Color][attackUnits] contains the actual king danger
223   // weighted scores, indexed by color and by a calculated integer number.
224   Score KingDangerTable[2][128];
225
226   // TracedTerms[Color][PieceType || TracedType] contains a breakdown of the
227   // evaluation terms, used when tracing.
228   Score TracedScores[2][16];
229   std::stringstream TraceStream;
230
231   enum TracedType {
232     PST = 8, IMBALANCE = 9, MOBILITY = 10, THREAT = 11,
233     PASSED = 12, UNSTOPPABLE = 13, SPACE = 14, TOTAL = 15
234   };
235
236   // Function prototypes
237   template<bool Trace>
238   Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin);
239
240   template<Color Us>
241   void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei);
242
243   template<Color Us, bool Trace>
244   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
245
246   template<Color Us, bool Trace>
247   Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]);
248
249   template<Color Us>
250   Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
251
252   template<Color Us>
253   int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
254
255   template<Color Us>
256   Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
257
258   Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
259
260   Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf);
261   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
262   double to_cp(Value v);
263   void trace_add(int idx, Score term_w, Score term_b = SCORE_ZERO);
264   void trace_row(const char* name, int idx);
265 }
266
267
268 namespace Eval {
269
270   Color RootColor;
271   Value ValueDrawContempt;
272
273   /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
274   /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
275   /// between them based on the remaining material.
276
277   Value evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
278     return do_evaluate<false>(pos, margin);
279   }
280
281
282   /// init() computes evaluation weights from the corresponding UCI parameters
283   /// and setup king tables.
284
285   void init() {
286
287     Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
288     Weights[PassedPawns]    = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
289     Weights[Space]          = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
290     Weights[KingDangerUs]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightsInternal[KingDangerUs]);
291     Weights[KingDangerThem] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightsInternal[KingDangerThem]);
292
293     // King safety is asymmetrical. Our king danger level is weighted by
294     // "Cowardice" UCI parameter, instead the opponent one by "Aggressiveness".
295     // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We
296     // do this by replacing both Weights[kingDangerUs] and Weights[kingDangerThem]
297     // by their average.
298     if (Options["UCI_AnalyseMode"])
299         Weights[KingDangerUs] = Weights[KingDangerThem] = (Weights[KingDangerUs] + Weights[KingDangerThem]) / 2;
300
301     const int MaxSlope = 30;
302     const int Peak = 1280;
303
304     for (int t = 0, i = 1; i < 100; i++)
305     {
306         t = std::min(Peak, std::min(int(0.4 * i * i), t + MaxSlope));
307
308         KingDangerTable[1][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerUs]);
309         KingDangerTable[0][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerThem]);
310     }
311
312     ValueDrawContempt = VALUE_DRAW - Options["Contempt Factor"] * PawnValueMg / 100;
313   }
314
315
316   /// trace() is like evaluate() but instead of a value returns a string suitable
317   /// to be print on stdout with the detailed descriptions and values of each
318   /// evaluation term. Used mainly for debugging.
319
320   std::string trace(const Position& pos) {
321
322     Value margin;
323     std::string totals;
324
325     RootColor = pos.side_to_move();
326
327     TraceStream.str("");
328     TraceStream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
329     memset(TracedScores, 0, 2 * 16 * sizeof(Score));
330
331     do_evaluate<true>(pos, margin);
332
333     totals = TraceStream.str();
334     TraceStream.str("");
335
336     TraceStream << std::setw(21) << "Eval term " << "|    White    |    Black    |     Total     \n"
337                 <<             "                     |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG     EG   \n"
338                 <<             "---------------------+-------------+-------------+---------------\n";
339
340     trace_row("Material, PST, Tempo", PST);
341     trace_row("Material imbalance", IMBALANCE);
342     trace_row("Pawns", PAWN);
343     trace_row("Knights", KNIGHT);
344     trace_row("Bishops", BISHOP);
345     trace_row("Rooks", ROOK);
346     trace_row("Queens", QUEEN);
347     trace_row("Mobility", MOBILITY);
348     trace_row("King safety", KING);
349     trace_row("Threats", THREAT);
350     trace_row("Passed pawns", PASSED);
351     trace_row("Unstoppable pawns", UNSTOPPABLE);
352     trace_row("Space", SPACE);
353
354     TraceStream <<             "---------------------+-------------+-------------+---------------\n";
355     trace_row("Total", TOTAL);
356     TraceStream << totals;
357
358     return TraceStream.str();
359   }
360
361 } // namespace Eval
362
363
364 namespace {
365
366 template<bool Trace>
367 Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
368
369   assert(!pos.in_check());
370
371   EvalInfo ei;
372   Value margins[2];
373   Score score, mobilityWhite, mobilityBlack;
374
375   // margins[] store the uncertainty estimation of position's evaluation
376   // that typically is used by the search for pruning decisions.
377   margins[WHITE] = margins[BLACK] = VALUE_ZERO;
378
379   // Initialize score by reading the incrementally updated scores included
380   // in the position object (material + piece square tables) and adding
381   // Tempo bonus. Score is computed from the point of view of white.
382   score = pos.psq_score() + (pos.side_to_move() == WHITE ? Tempo : -Tempo);
383
384   // Probe the material hash table
385   ei.mi = pos.this_thread()->materialTable.probe(pos);
386   score += ei.mi->material_value();
387
388   // If we have a specialized evaluation function for the current material
389   // configuration, call it and return.
390   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
391   {
392       margin = VALUE_ZERO;
393       return ei.mi->evaluate(pos);
394   }
395
396   // Probe the pawn hash table
397   ei.pi = pos.this_thread()->pawnTable.probe(pos);
398   score += ei.pi->pawns_value();
399
400   // Initialize attack and king safety bitboards
401   init_eval_info<WHITE>(pos, ei);
402   init_eval_info<BLACK>(pos, ei);
403
404   // Evaluate pieces and mobility
405   score +=  evaluate_pieces_of_color<WHITE, Trace>(pos, ei, mobilityWhite)
406           - evaluate_pieces_of_color<BLACK, Trace>(pos, ei, mobilityBlack);
407
408   score += apply_weight(mobilityWhite - mobilityBlack, Weights[Mobility]);
409
410   // Evaluate kings after all other pieces because we need complete attack
411   // information when computing the king safety evaluation.
412   score +=  evaluate_king<WHITE, Trace>(pos, ei, margins)
413           - evaluate_king<BLACK, Trace>(pos, ei, margins);
414
415   // Evaluate tactical threats, we need full attack information including king
416   score +=  evaluate_threats<WHITE>(pos, ei)
417           - evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
418
419   // Evaluate passed pawns, we need full attack information including king
420   score +=  evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei)
421           - evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei);
422
423   // If one side has only a king, check whether exists any unstoppable passed pawn
424   if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
425       score += evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei);
426
427   // Evaluate space for both sides, only in middle-game.
428   if (ei.mi->space_weight())
429   {
430       int s = evaluate_space<WHITE>(pos, ei) - evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
431       score += apply_weight(make_score(s * ei.mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
432   }
433
434   // Scale winning side if position is more drawish that what it appears
435   ScaleFactor sf = eg_value(score) > VALUE_DRAW ? ei.mi->scale_factor(pos, WHITE)
436                                                 : ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
437
438   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
439   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those.
440   if (   ei.mi->game_phase() < PHASE_MIDGAME
441       && pos.opposite_bishops()
442       && sf == SCALE_FACTOR_NORMAL)
443   {
444       // Only the two bishops ?
445       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
446           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
447       {
448           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
449           // certainly a draw or at least two pawns.
450           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
451           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
452       }
453       else
454           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
455           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
456            sf = ScaleFactor(50);
457   }
458
459   margin = margins[pos.side_to_move()];
460   Value v = interpolate(score, ei.mi->game_phase(), sf);
461
462   // In case of tracing add all single evaluation contributions for both white and black
463   if (Trace)
464   {
465       trace_add(PST, pos.psq_score());
466       trace_add(IMBALANCE, ei.mi->material_value());
467       trace_add(PAWN, ei.pi->pawns_value());
468       trace_add(MOBILITY, apply_weight(mobilityWhite, Weights[Mobility]), apply_weight(mobilityBlack, Weights[Mobility]));
469       trace_add(THREAT, evaluate_threats<WHITE>(pos, ei), evaluate_threats<BLACK>(pos, ei));
470       trace_add(PASSED, evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei), evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei));
471       trace_add(UNSTOPPABLE, evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei));
472       Score w = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<WHITE>(pos, ei), 0);
473       Score b = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<BLACK>(pos, ei), 0);
474       trace_add(SPACE, apply_weight(w, Weights[Space]), apply_weight(b, Weights[Space]));
475       trace_add(TOTAL, score);
476       TraceStream << "\nUncertainty margin: White: " << to_cp(margins[WHITE])
477                   << ", Black: " << to_cp(margins[BLACK])
478                   << "\nScaling: " << std::noshowpos
479                   << std::setw(6) << 100.0 * ei.mi->game_phase() / 128.0 << "% MG, "
480                   << std::setw(6) << 100.0 * (1.0 - ei.mi->game_phase() / 128.0) << "% * "
481                   << std::setw(6) << (100.0 * sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL << "% EG.\n"
482                   << "Total evaluation: " << to_cp(v);
483   }
484
485   return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
486 }
487
488
489   // init_eval_info() initializes king bitboards for given color adding
490   // pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
491
492   template<Color Us>
493   void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
494
495     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
496
497     Bitboard b = ei.attackedBy[Them][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(Them));
498     ei.attackedBy[Us][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(Us);
499
500     // Init king safety tables only if we are going to use them
501     if (   pos.piece_count(Us, QUEEN)
502         && pos.non_pawn_material(Us) >= QueenValueMg + RookValueMg)
503     {
504         ei.kingRing[Them] = (b | (Us == WHITE ? b >> 8 : b << 8));
505         b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
506         ei.kingAttackersCount[Us] = b ? popcount<Max15>(b) / 2 : 0;
507         ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
508     } else
509         ei.kingRing[Them] = ei.kingAttackersCount[Us] = 0;
510   }
511
512
513   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
514
515   template<PieceType Piece, Color Us>
516   Score evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
517
518     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
519
520     assert (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT);
521
522     // Initial bonus based on square
523     Value bonus = OutpostBonus[Piece == BISHOP][relative_square(Us, s)];
524
525     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
526     // no minor piece which can exchange the outpost piece.
527     if (bonus && (ei.attackedBy[Us][PAWN] & s))
528     {
529         if (   !pos.pieces(Them, KNIGHT)
530             && !(same_color_squares(s) & pos.pieces(Them, BISHOP)))
531             bonus += bonus + bonus / 2;
532         else
533             bonus += bonus / 2;
534     }
535     return make_score(bonus, bonus);
536   }
537
538
539   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
540
541   template<PieceType Piece, Color Us, bool Trace>
542   Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
543
544     Bitboard b;
545     Square s, ksq;
546     int mob;
547     File f;
548     Score score = SCORE_ZERO;
549
550     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
551     const Square* pl = pos.piece_list(Us, Piece);
552
553     ei.attackedBy[Us][Piece] = 0;
554
555     while ((s = *pl++) != SQ_NONE)
556     {
557         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
558         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
559             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
560         else if (Piece == BISHOP)
561             b = attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN));
562         else if (Piece == ROOK)
563             b = attacks_bb<ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN));
564         else
565             assert(false);
566
567         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
568
569         if (b & ei.kingRing[Them])
570         {
571             ei.kingAttackersCount[Us]++;
572             ei.kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Piece];
573             Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
574             if (bb)
575                 ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount<Max15>(bb);
576         }
577
578         mob = (Piece != QUEEN ? popcount<Max15>(b & mobilityArea)
579                               : popcount<Full >(b & mobilityArea));
580
581         mobility += MobilityBonus[Piece][mob];
582
583         // Add a bonus if a slider is pinning an enemy piece
584         if (   (Piece == BISHOP || Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
585             && (PseudoAttacks[Piece][pos.king_square(Them)] & s))
586         {
587             b = BetweenBB[s][pos.king_square(Them)] & pos.pieces();
588
589             assert(b);
590
591             if (!more_than_one(b) && (b & pos.pieces(Them)))
592                 score += ThreatBonus[Piece][type_of(pos.piece_on(lsb(b)))];
593         }
594
595         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
596         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
597         if (ei.attackedBy[Them][PAWN] & s)
598             score -= ThreatenedByPawnPenalty[Piece];
599
600         // Bishop and knight outposts squares
601         if (    (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT)
602             && !(pos.pieces(Them, PAWN) & attack_span_mask(Us, s)))
603             score += evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
604
605         if ((Piece == ROOK || Piece == QUEEN) && relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
606         {
607             // Major piece on 7th rank
608             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
609                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
610                 score += (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
611
612             // Major piece attacking pawns on the same rank
613             Bitboard pawns = pos.pieces(Them, PAWN) & rank_bb(s);
614             if (pawns)
615                 score += (Piece == ROOK ? RookOnPawnBonus
616                                         : QueenOnPawnBonus) * popcount<Max15>(pawns);
617         }
618
619         // Special extra evaluation for bishops
620         if (Piece == BISHOP && pos.is_chess960())
621         {
622             // An important Chess960 pattern: A cornered bishop blocked by
623             // a friendly pawn diagonally in front of it is a very serious
624             // problem, especially when that pawn is also blocked.
625             if (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1))
626             {
627                 Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
628                 if (pos.piece_on(s + d) == make_piece(Us, PAWN))
629                 {
630                     if (!pos.is_empty(s + d + pawn_push(Us)))
631                         score -= 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
632                     else if (pos.piece_on(s + 2*d) == make_piece(Us, PAWN))
633                         score -= TrappedBishopA1H1Penalty;
634                     else
635                         score -= TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
636                 }
637             }
638         }
639
640         // Special extra evaluation for rooks
641         if (Piece == ROOK)
642         {
643             // Open and half-open files
644             f = file_of(s);
645             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
646             {
647                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
648                     score += RookOpenFileBonus;
649                 else
650                     score += RookHalfOpenFileBonus;
651             }
652
653             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
654             // king has lost right to castle.
655             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
656                 continue;
657
658             ksq = pos.king_square(Us);
659
660             if (    file_of(ksq) >= FILE_E
661                 &&  file_of(s) > file_of(ksq)
662                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || rank_of(ksq) == rank_of(s)))
663             {
664                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
665                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, file_of(ksq)))
666                     score -= make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
667                                                            : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
668             }
669             else if (    file_of(ksq) <= FILE_D
670                      &&  file_of(s) < file_of(ksq)
671                      && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || rank_of(ksq) == rank_of(s)))
672             {
673                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
674                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, file_of(ksq)))
675                     score -= make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
676                                                            : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
677             }
678         }
679     }
680
681     if (Trace)
682         TracedScores[Us][Piece] = score;
683
684     return score;
685   }
686
687
688   // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
689   // and the type of attacked one.
690
691   template<Color Us>
692   Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
693
694     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
695
696     Bitboard b, undefendedMinors, weakEnemies;
697     Score score = SCORE_ZERO;
698
699     // Undefended minors get penalized even if not under attack
700     undefendedMinors =  pos.pieces(Them)
701                       & (pos.pieces(BISHOP) | pos.pieces(KNIGHT))
702                       & ~ei.attackedBy[Them][0];
703
704     if (undefendedMinors)
705         score += more_than_one(undefendedMinors) ? UndefendedMinorPenalty * 2
706                                                  : UndefendedMinorPenalty;
707
708     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
709     weakEnemies =  pos.pieces(Them)
710                  & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
711                  & ei.attackedBy[Us][0];
712
713     if (!weakEnemies)
714         return score;
715
716     // Add bonus according to type of attacked enemy piece and to the
717     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
718     // considered because are already handled in king evaluation.
719     for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
720     {
721         b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
722         if (b)
723             for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
724                 if (b & pos.pieces(pt2))
725                     score += ThreatBonus[pt1][pt2];
726     }
727     return score;
728   }
729
730
731   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
732   // pieces of a given color.
733
734   template<Color Us, bool Trace>
735   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility) {
736
737     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
738
739     Score score = mobility = SCORE_ZERO;
740
741     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
742     const Bitboard mobilityArea = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces(Us));
743
744     score += evaluate_pieces<KNIGHT, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
745     score += evaluate_pieces<BISHOP, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
746     score += evaluate_pieces<ROOK,   Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
747     score += evaluate_pieces<QUEEN,  Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
748
749     // Sum up all attacked squares
750     ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
751                            | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
752                            | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
753     return score;
754   }
755
756
757   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
758
759   template<Color Us, bool Trace>
760   Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]) {
761
762     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
763
764     Bitboard undefended, b, b1, b2, safe;
765     int attackUnits;
766     const Square ksq = pos.king_square(Us);
767
768     // King shelter and enemy pawns storm
769     Score score = ei.pi->king_safety<Us>(pos, ksq);
770
771     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
772     // from optimally tuned.
773     if (   ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
774         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
775     {
776         // Find the attacked squares around the king which has no defenders
777         // apart from the king itself
778         undefended = ei.attackedBy[Them][0] & ei.attackedBy[Us][KING];
779         undefended &= ~(  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
780                         | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
781                         | ei.attackedBy[Us][QUEEN]);
782
783         // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
784         // index to the KingDangerTable[] array. The initial value is based on
785         // the number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
786         // attacked and undefended squares around our king, the square of the
787         // king, and the quality of the pawn shelter.
788         attackUnits =  std::min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
789                      + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + popcount<Max15>(undefended))
790                      + InitKingDanger[relative_square(Us, ksq)]
791                      - mg_value(score) / 32;
792
793         // Analyse enemy's safe queen contact checks. First find undefended
794         // squares around the king attacked by enemy queen...
795         b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces(Them);
796         if (b)
797         {
798             // ...then remove squares not supported by another enemy piece
799             b &= (  ei.attackedBy[Them][PAWN]   | ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
800                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][ROOK]);
801             if (b)
802                 attackUnits +=  QueenContactCheckBonus
803                               * popcount<Max15>(b)
804                               * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
805         }
806
807         // Analyse enemy's safe rook contact checks. First find undefended
808         // squares around the king attacked by enemy rooks...
809         b = undefended & ei.attackedBy[Them][ROOK] & ~pos.pieces(Them);
810
811         // Consider only squares where the enemy rook gives check
812         b &= PseudoAttacks[ROOK][ksq];
813
814         if (b)
815         {
816             // ...then remove squares not supported by another enemy piece
817             b &= (  ei.attackedBy[Them][PAWN]   | ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
818                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][QUEEN]);
819             if (b)
820                 attackUnits +=  RookContactCheckBonus
821                               * popcount<Max15>(b)
822                               * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
823         }
824
825         // Analyse enemy's safe distance checks for sliders and knights
826         safe = ~(pos.pieces(Them) | ei.attackedBy[Us][0]);
827
828         b1 = pos.attacks_from<ROOK>(ksq) & safe;
829         b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq) & safe;
830
831         // Enemy queen safe checks
832         b = (b1 | b2) & ei.attackedBy[Them][QUEEN];
833         if (b)
834             attackUnits += QueenCheckBonus * popcount<Max15>(b);
835
836         // Enemy rooks safe checks
837         b = b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK];
838         if (b)
839             attackUnits += RookCheckBonus * popcount<Max15>(b);
840
841         // Enemy bishops safe checks
842         b = b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP];
843         if (b)
844             attackUnits += BishopCheckBonus * popcount<Max15>(b);
845
846         // Enemy knights safe checks
847         b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attackedBy[Them][KNIGHT] & safe;
848         if (b)
849             attackUnits += KnightCheckBonus * popcount<Max15>(b);
850
851         // To index KingDangerTable[] attackUnits must be in [0, 99] range
852         attackUnits = std::min(99, std::max(0, attackUnits));
853
854         // Finally, extract the king danger score from the KingDangerTable[]
855         // array and subtract the score from evaluation. Set also margins[]
856         // value that will be used for pruning because this value can sometimes
857         // be very big, and so capturing a single attacking piece can therefore
858         // result in a score change far bigger than the value of the captured piece.
859         score -= KingDangerTable[Us == Eval::RootColor][attackUnits];
860         margins[Us] += mg_value(KingDangerTable[Us == Eval::RootColor][attackUnits]);
861     }
862
863     if (Trace)
864         TracedScores[Us][KING] = score;
865
866     return score;
867   }
868
869
870   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
871
872   template<Color Us>
873   Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
874
875     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
876
877     Bitboard b, squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares, supportingPawns;
878     Score score = SCORE_ZERO;
879
880     b = ei.pi->passed_pawns(Us);
881
882     if (!b)
883         return SCORE_ZERO;
884
885     do {
886         Square s = pop_lsb(&b);
887
888         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
889
890         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
891         int rr = r * (r - 1);
892
893         // Base bonus based on rank
894         Value mbonus = Value(20 * rr);
895         Value ebonus = Value(10 * (rr + r + 1));
896
897         if (rr)
898         {
899             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
900
901             // Adjust bonus based on kings proximity
902             ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 5 * rr);
903             ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 2 * rr);
904
905             // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
906             if (rank_of(blockSq) != (Us == WHITE ? RANK_8 : RANK_1))
907                 ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * rr);
908
909             // If the pawn is free to advance, increase bonus
910             if (pos.is_empty(blockSq))
911             {
912                 squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
913                 defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][0];
914
915                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
916                 // add all X-ray attacks by the rook or queen. Otherwise consider only
917                 // the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
918                 if (   (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
919                     && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
920                     unsafeSquares = squaresToQueen;
921                 else
922                     unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][0] | pos.pieces(Them));
923
924                 // If there aren't enemy attacks or pieces along the path to queen give
925                 // huge bonus. Even bigger if we protect the pawn's path.
926                 if (!unsafeSquares)
927                     ebonus += Value(rr * (squaresToQueen == defendedSquares ? 17 : 15));
928                 else
929                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
930                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
931                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
932                     // if no, somewhat smaller bonus.
933                     ebonus += Value(rr * ((unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 13 : 8));
934             }
935         } // rr != 0
936
937         // Increase the bonus if the passed pawn is supported by a friendly pawn
938         // on the same rank and a bit smaller if it's on the previous rank.
939         supportingPawns = pos.pieces(Us, PAWN) & adjacent_files_bb(file_of(s));
940         if (supportingPawns & rank_bb(s))
941             ebonus += Value(r * 20);
942
943         else if (supportingPawns & rank_bb(s - pawn_push(Us)))
944             ebonus += Value(r * 12);
945
946         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
947         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
948         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
949         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
950         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
951         // value if the other side has a rook or queen.
952         if (file_of(s) == FILE_A || file_of(s) == FILE_H)
953         {
954             if (pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMg)
955                 ebonus += ebonus / 4;
956             else if (pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
957                 ebonus -= ebonus / 4;
958         }
959         score += make_score(mbonus, ebonus);
960
961     } while (b);
962
963     // Add the scores to the middle game and endgame eval
964     return apply_weight(score, Weights[PassedPawns]);
965   }
966
967
968   // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides, this is quite
969   // conservative and returns a winning score only when we are very sure that the pawn is winning.
970
971   Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
972
973     Bitboard b, b2, blockers, supporters, queeningPath, candidates;
974     Square s, blockSq, queeningSquare;
975     Color c, winnerSide, loserSide;
976     bool pathDefended, opposed;
977     int pliesToGo, movesToGo, oppMovesToGo, sacptg, blockersCount, minKingDist, kingptg, d;
978     int pliesToQueen[] = { 256, 256 };
979
980     // Step 1. Hunt for unstoppable passed pawns. If we find at least one,
981     // record how many plies are required for promotion.
982     for (c = WHITE; c <= BLACK; c++)
983     {
984         // Skip if other side has non-pawn pieces
985         if (pos.non_pawn_material(~c))
986             continue;
987
988         b = ei.pi->passed_pawns(c);
989
990         while (b)
991         {
992             s = pop_lsb(&b);
993             queeningSquare = relative_square(c, file_of(s) | RANK_8);
994             queeningPath = forward_bb(c, s);
995
996             // Compute plies to queening and check direct advancement
997             movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(c, s) == RANK_2);
998             oppMovesToGo = square_distance(pos.king_square(~c), queeningSquare) - int(c != pos.side_to_move());
999             pathDefended = ((ei.attackedBy[c][0] & queeningPath) == queeningPath);
1000
1001             if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
1002                 continue;
1003
1004             // Opponent king cannot block because path is defended and position
1005             // is not in check. So only friendly pieces can be blockers.
1006             assert(!pos.in_check());
1007             assert((queeningPath & pos.pieces()) == (queeningPath & pos.pieces(c)));
1008
1009             // Add moves needed to free the path from friendly pieces and retest condition
1010             movesToGo += popcount<Max15>(queeningPath & pos.pieces(c));
1011
1012             if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
1013                 continue;
1014
1015             pliesToGo = 2 * movesToGo - int(c == pos.side_to_move());
1016             pliesToQueen[c] = std::min(pliesToQueen[c], pliesToGo);
1017         }
1018     }
1019
1020     // Step 2. If either side cannot promote at least three plies before the other side then situation
1021     // becomes too complex and we give up. Otherwise we determine the possibly "winning side"
1022     if (abs(pliesToQueen[WHITE] - pliesToQueen[BLACK]) < 3)
1023         return SCORE_ZERO;
1024
1025     winnerSide = (pliesToQueen[WHITE] < pliesToQueen[BLACK] ? WHITE : BLACK);
1026     loserSide = ~winnerSide;
1027
1028     // Step 3. Can the losing side possibly create a new passed pawn and thus prevent the loss?
1029     b = candidates = pos.pieces(loserSide, PAWN);
1030
1031     while (b)
1032     {
1033         s = pop_lsb(&b);
1034
1035         // Compute plies from queening
1036         queeningSquare = relative_square(loserSide, file_of(s) | RANK_8);
1037         movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
1038         pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
1039
1040         // Check if (without even considering any obstacles) we're too far away or doubled
1041         if (   pliesToQueen[winnerSide] + 3 <= pliesToGo
1042             || (forward_bb(loserSide, s) & pos.pieces(loserSide, PAWN)))
1043             candidates ^= s;
1044     }
1045
1046     // If any candidate is already a passed pawn it _may_ promote in time. We give up.
1047     if (candidates & ei.pi->passed_pawns(loserSide))
1048         return SCORE_ZERO;
1049
1050     // Step 4. Check new passed pawn creation through king capturing and pawn sacrifices
1051     b = candidates;
1052
1053     while (b)
1054     {
1055         s = pop_lsb(&b);
1056         sacptg = blockersCount = 0;
1057         minKingDist = kingptg = 256;
1058
1059         // Compute plies from queening
1060         queeningSquare = relative_square(loserSide, file_of(s) | RANK_8);
1061         movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
1062         pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
1063
1064         // Generate list of blocking pawns and supporters
1065         supporters = adjacent_files_bb(file_of(s)) & candidates;
1066         opposed = forward_bb(loserSide, s) & pos.pieces(winnerSide, PAWN);
1067         blockers = passed_pawn_mask(loserSide, s) & pos.pieces(winnerSide, PAWN);
1068
1069         assert(blockers);
1070
1071         // How many plies does it take to remove all the blocking pawns?
1072         while (blockers)
1073         {
1074             blockSq = pop_lsb(&blockers);
1075             movesToGo = 256;
1076
1077             // Check pawns that can give support to overcome obstacle, for instance
1078             // black pawns: a4, b4 white: b2 then pawn in b4 is giving support.
1079             if (!opposed)
1080             {
1081                 b2 = supporters & in_front_bb(winnerSide, blockSq + pawn_push(winnerSide));
1082
1083                 while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
1084                 {
1085                     d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
1086                     movesToGo = std::min(movesToGo, d);
1087                 }
1088             }
1089
1090             // Check pawns that can be sacrificed against the blocking pawn
1091             b2 = attack_span_mask(winnerSide, blockSq) & candidates & ~(1ULL << s);
1092
1093             while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
1094             {
1095                 d = square_distance(blockSq, pop_lsb(&b2)) - 2;
1096                 movesToGo = std::min(movesToGo, d);
1097             }
1098
1099             // If obstacle can be destroyed with an immediate pawn exchange / sacrifice,
1100             // it's not a real obstacle and we have nothing to add to pliesToGo.
1101             if (movesToGo <= 0)
1102                 continue;
1103
1104             // Plies needed to sacrifice against all the blocking pawns
1105             sacptg += movesToGo * 2;
1106             blockersCount++;
1107
1108             // Plies needed for the king to capture all the blocking pawns
1109             d = square_distance(pos.king_square(loserSide), blockSq);
1110             minKingDist = std::min(minKingDist, d);
1111             kingptg = (minKingDist + blockersCount) * 2;
1112         }
1113
1114         // Check if pawn sacrifice plan _may_ save the day
1115         if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + sacptg)
1116             return SCORE_ZERO;
1117
1118         // Check if king capture plan _may_ save the day (contains some false positives)
1119         if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + kingptg)
1120             return SCORE_ZERO;
1121     }
1122
1123     // Winning pawn is unstoppable and will promote as first, return big score
1124     Score score = make_score(0, (Value) 1280 - 32 * pliesToQueen[winnerSide]);
1125     return winnerSide == WHITE ? score : -score;
1126   }
1127
1128
1129   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1130   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1131   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1132   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1133   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1134   // material hash table. The aim is to improve play on game opening.
1135   template<Color Us>
1136   int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1137
1138     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1139
1140     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1141     // SpaceMask[]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1142     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1143     Bitboard safe =   SpaceMask[Us]
1144                    & ~pos.pieces(Us, PAWN)
1145                    & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
1146                    & (ei.attackedBy[Us][0] | ~ei.attackedBy[Them][0]);
1147
1148     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly pawn
1149     Bitboard behind = pos.pieces(Us, PAWN);
1150     behind |= (Us == WHITE ? behind >>  8 : behind <<  8);
1151     behind |= (Us == WHITE ? behind >> 16 : behind << 16);
1152
1153     return popcount<Max15>(safe) + popcount<Max15>(behind & safe);
1154   }
1155
1156
1157   // interpolate() interpolates between a middle game and an endgame score,
1158   // based on game phase. It also scales the return value by a ScaleFactor array.
1159
1160   Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf) {
1161
1162     assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1163     assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
1164     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1165
1166     int ev = (eg_value(v) * int(sf)) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
1167     int result = (mg_value(v) * int(ph) + ev * int(128 - ph)) / 128;
1168     return Value((result + GrainSize / 2) & ~(GrainSize - 1));
1169   }
1170
1171
1172   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1173   // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
1174
1175   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
1176
1177     // Scale option value from 100 to 256
1178     int mg = Options[mgOpt] * 256 / 100;
1179     int eg = Options[egOpt] * 256 / 100;
1180
1181     return apply_weight(make_score(mg, eg), internalWeight);
1182   }
1183
1184
1185   // A couple of little helpers used by tracing code, to_cp() converts a value to
1186   // a double in centipawns scale, trace_add() stores white and black scores.
1187
1188   double to_cp(Value v) { return double(v) / double(PawnValueMg); }
1189
1190   void trace_add(int idx, Score wScore, Score bScore) {
1191
1192     TracedScores[WHITE][idx] = wScore;
1193     TracedScores[BLACK][idx] = bScore;
1194   }
1195
1196
1197   // trace_row() is an helper function used by tracing code to register the
1198   // values of a single evaluation term.
1199
1200   void trace_row(const char* name, int idx) {
1201
1202     Score wScore = TracedScores[WHITE][idx];
1203     Score bScore = TracedScores[BLACK][idx];
1204
1205     switch (idx) {
1206     case PST: case IMBALANCE: case PAWN: case UNSTOPPABLE: case TOTAL:
1207         TraceStream << std::setw(20) << name << " |   ---   --- |   ---   --- | "
1208                     << std::setw(6)  << to_cp(mg_value(wScore)) << " "
1209                     << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " \n";
1210         break;
1211     default:
1212         TraceStream << std::setw(20) << name << " | " << std::noshowpos
1213                     << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(wScore)) << " "
1214                     << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " | "
1215                     << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(bScore)) << " "
1216                     << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(bScore)) << " | "
1217                     << std::showpos
1218                     << std::setw(6)  << to_cp(mg_value(wScore - bScore)) << " "
1219                     << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(wScore - bScore)) << " \n";
1220     }
1221   }
1222 }