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 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 "evaluate.h"
  29 #include "material.h"
  30 #include "pawns.h"
  31 #include "scale.h"
  32 #include "thread.h"
  33 #include "ucioption.h"
  34
  35
  36 ////
  37 //// Local definitions
  38 ////
  39
  40 namespace {
  41
  42   const int Sign[2] = {1, -1};
  43
  44   // Evaluation grain size, must be a power of 2.
  45   const int GrainSize = 4;
  46
  47   // Evaluation weights
  48   int WeightMobilityMidgame      = 0x100;
  49   int WeightMobilityEndgame      = 0x100;
  50   int WeightPawnStructureMidgame = 0x100;
  51   int WeightPawnStructureEndgame = 0x100;
  52   int WeightPassedPawnsMidgame   = 0x100;
  53   int WeightPassedPawnsEndgame   = 0x100;
  54   int WeightKingSafety[2] = { 0x100, 0x100 };
  55   int WeightSpace;
  56
  57   // Internal evaluation weights.  These are applied on top of the evaluation
  58   // weights read from UCI parameters.  The purpose is to be able to change
  59   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
  60   // parameters at 100, which looks prettier.
  61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x100;
  62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x100;
  63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x100;
  64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x100;
  65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x100;
  66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x100;
  67   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x100;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x100;
  69   const int WeightSpaceInternal                = 0x30;
  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:
 174   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(50);
 175   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(100);
 176   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(25);
 177   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(50);
 178
 179   // Rooks on open files:
 180   const Value RookOpenFileBonus     = Value(40);
 181   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(20);
 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 for each piece type.
 233   int QueenContactCheckBonus = 4;
 234   int RookContactCheckBonus  = 2;
 235   int QueenCheckBonus        = 2;
 236   int RookCheckBonus         = 1;
 237   int BishopCheckBonus       = 1;
 238   int KnightCheckBonus       = 1;
 239   int DiscoveredCheckBonus   = 3;
 240
 241   // Scan for queen contact mates?
 242   const bool QueenContactMates = true;
 243
 244   // Bonus for having a mate threat.
 245   int MateThreatBonus = 3;
 246
 247   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 248   // king.
 249   const int InitKingDanger[64] = {
 250      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 251      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 252      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 255     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 256     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 257     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 258   };
 259
 260   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores.  It is initialized
 261   // in init_safety().
 262   Value SafetyTable[100];
 263
 264   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 265   PawnInfoTable *PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 266   MaterialInfoTable *MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 267
 268   // Sizes of pawn and material hash tables
 269   const int PawnTableSize = 16384;
 270   const int MaterialTableSize = 1024;
 271
 272   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer:
 273   uint8_t BitCount8Bit[256];
 274
 275   // Function prototypes
 276   void evaluate_knight(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 277   void evaluate_bishop(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 278   void evaluate_rook(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 279   void evaluate_queen(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 280   void evaluate_king(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 281
 282   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 283   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 284                                     EvalInfo &ei);
 285   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 286                                     EvalInfo &ei);
 287
 288   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 289   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 290   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 291
 292   int count_1s_8bit(Bitboard b);
 293
 294   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 295   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 296   void init_safety();
 297
 298 }
 299
 300
 301 ////
 302 //// Functions
 303 ////
 304
 305 /// evaluate() is the main evaluation function.  It always computes two
 306 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 307 /// between them based on the remaining material.
 308
 309 Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
 310
 311   assert(pos.is_ok());
 312   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 313
 314   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 315
 316   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 317   // position object (material + piece square tables)
 318   ei.mgValue = pos.mg_value();
 319   ei.egValue = pos.eg_value();
 320
 321   // Probe the material hash table
 322   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 323   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
 324   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
 325
 326   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 327   // configuration, call it and return
 328   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 329       return ei.mi->evaluate(pos);
 330
 331   // After get_material_info() call that modifies them
 332   ScaleFactor factor[2];
 333   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 334   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 335
 336   // Probe the pawn hash table
 337   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 338   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 339   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 340
 341   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 342   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
 343   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
 344   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 345   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 346
 347   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 348   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 349   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 350   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
 351   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 352
 353   // Evaluate pieces
 354   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 355   {
 356     // Knights
 357     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, KNIGHT); i++)
 358         evaluate_knight(pos, pos.piece_list(c, KNIGHT, i), c, ei);
 359
 360     // Bishops
 361     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, BISHOP); i++)
 362         evaluate_bishop(pos, pos.piece_list(c, BISHOP, i), c, ei);
 363
 364     // Rooks
 365     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, ROOK); i++)
 366         evaluate_rook(pos, pos.piece_list(c, ROOK, i), c, ei);
 367
 368     // Queens
 369     for(int i = 0; i < pos.piece_count(c, QUEEN); i++)
 370         evaluate_queen(pos, pos.piece_list(c, QUEEN, i), c, ei);
 371
 372     // Special pattern: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 373     Bitboard b = pos.bishops(c) & MaskA7H7[c];
 374     while (b)
 375     {
 376         Square s = pop_1st_bit(&b);
 377         evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, c, ei);
 378     }
 379
 380     // Special pattern: trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960:
 381     if (Chess960)
 382     {
 383         b = pos.bishops(c) & MaskA1H1[c];
 384         while (b)
 385         {
 386             Square s = pop_1st_bit(&b);
 387             evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, c, ei);
 388         }
 389     }
 390
 391     // Sum up all attacked squares
 392     ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
 393                           | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
 394                           | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
 395   }
 396
 397   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 398   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 399   // the king safety evaluation.
 400   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 401       evaluate_king(pos, pos.king_square(c), c, ei);
 402
 403   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 404   // because we need to know which side promotes first in positions where
 405   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 406   if (ei.pi->passed_pawns())
 407       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 408
 409   Phase phase = pos.game_phase();
 410
 411   // Middle-game specific evaluation terms
 412   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 413   {
 414     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 415     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 416         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 417
 418         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 419                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 420
 421     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 422              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 423
 424         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 425                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 426
 427     // Evaluate space for both sides
 428     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 429     {
 430         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
 431         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
 432     }
 433   }
 434
 435   // Mobility
 436   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 437   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 438
 439   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 440   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 441   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 442       && pos.opposite_colored_bishops()
 443       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 444           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 445   {
 446       ScaleFactor sf;
 447
 448       // Only the two bishops ?
 449       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 450           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 451       {
 452           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 453           // certainly a draw or at least two pawns.
 454           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 455           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 456       }
 457       else
 458           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 459           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 460            sf = ScaleFactor(50);
 461
 462       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 463           factor[WHITE] = sf;
 464       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 465           factor[BLACK] = sf;
 466   }
 467
 468   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 469   // return
 470   Color stm = pos.side_to_move();
 471
 472   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 473
 474   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 475 }
 476
 477
 478 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 479 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 480 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 481
 482 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 483
 484   assert(pos.is_ok());
 485
 486   static const
 487   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 488
 489   Value mgv = pos.mg_value();
 490   Value egv = pos.eg_value();
 491   Phase ph = pos.game_phase();
 492   Color stm = pos.side_to_move();
 493
 494   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 495 }
 496
 497
 498 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 499
 500 void init_eval(int threads) {
 501
 502   assert(threads <= THREAD_MAX);
 503
 504   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 505   {
 506     if (i >= threads)
 507     {
 508         delete PawnTable[i];
 509         delete MaterialTable[i];
 510         PawnTable[i] = NULL;
 511         MaterialTable[i] = NULL;
 512         continue;
 513     }
 514     if (!PawnTable[i])
 515         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 516     if (!MaterialTable[i])
 517         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 518   }
 519
 520   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
 521       BitCount8Bit[b] = count_1s(b);
 522 }
 523
 524
 525 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 526
 527 void quit_eval() {
 528
 529   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 530   {
 531       delete PawnTable[i];
 532       delete MaterialTable[i];
 533   }
 534 }
 535
 536
 537 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 538 /// parameters.
 539
 540 void read_weights(Color us) {
 541
 542   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 543   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 544   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 545   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 546   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 547   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 548
 549   Color them = opposite_color(us);
 550
 551   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 552   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 553   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 554
 555   init_safety();
 556 }
 557
 558
 559 namespace {
 560
 561   // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
 562
 563   int evaluate_common(const Position&p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei,
 564                        int AttackWeight, const Value* mgBonus, const Value* egBonus,
 565                        Square s = SQ_NONE, const Value* OutpostBonus = NULL) {
 566
 567     Color them = opposite_color(us);
 568
 569     // King attack
 570     if (b & ei.kingZone[us])
 571     {
 572         ei.kingAttackersCount[us]++;
 573         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight;
 574         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
 575         if (bb)
 576             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15(bb);
 577     }
 578
 579     // Mobility
 580     int mob = count_1s_max_15(b & ~p.pieces_of_color(us));
 581     ei.mgMobility += Sign[us] * mgBonus[mob];
 582     ei.egMobility += Sign[us] * egBonus[mob];
 583
 584     // Bishop and Knight outposts
 585     if (!OutpostBonus || !p.square_is_weak(s, them))
 586         return mob;
 587
 588     // Initial bonus based on square
 589     Value v, bonus;
 590     v = bonus = OutpostBonus[relative_square(us, s)];
 591
 592     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 593     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 594     if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
 595     {
 596         bonus += v / 2;
 597         if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
 598             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
 599             bonus += v;
 600     }
 601     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
 602     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
 603     return mob;
 604   }
 605
 606
 607   // evaluate_knight() assigns bonuses and penalties to a knight of a given
 608   // color on a given square.
 609
 610   void evaluate_knight(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 611
 612     Bitboard b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s);
 613     ei.attackedBy[us][KNIGHT] |= b;
 614
 615     // King attack, mobility and outposts
 616     evaluate_common(p, b, us, ei, KnightAttackWeight, MidgameKnightMobilityBonus,
 617                     EndgameKnightMobilityBonus, s, KnightOutpostBonus);
 618   }
 619
 620
 621   // evaluate_bishop() assigns bonuses and penalties to a bishop of a given
 622   // color on a given square.
 623
 624   void evaluate_bishop(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 625
 626     Bitboard b = bishop_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.queens(us));
 627     ei.attackedBy[us][BISHOP] |= b;
 628
 629     // King attack, mobility and outposts
 630     evaluate_common(p, b, us, ei, BishopAttackWeight, MidgameBishopMobilityBonus,
 631                     EndgameBishopMobilityBonus, s, BishopOutpostBonus);
 632   }
 633
 634
 635   // evaluate_rook() assigns bonuses and penalties to a rook of a given
 636   // color on a given square.
 637
 638   void evaluate_rook(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 639
 640     //Bitboard b = p.rook_attacks(s);
 641     Bitboard b = rook_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.rooks_and_queens(us));
 642     ei.attackedBy[us][ROOK] |= b;
 643
 644     // King attack and mobility
 645     int mob = evaluate_common(p, b, us, ei, RookAttackWeight, MidgameRookMobilityBonus,
 646                               EndgameRookMobilityBonus);
 647
 648     // Rook on 7th rank
 649     Color them = opposite_color(us);
 650
 651     if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 652         && relative_rank(us, p.king_square(them)) == RANK_8)
 653     {
 654         ei.mgValue += Sign[us] * MidgameRookOn7thBonus;
 655         ei.egValue += Sign[us] * EndgameRookOn7thBonus;
 656     }
 657
 658     // Open and half-open files
 659     File f = square_file(s);
 660     if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 661     {
 662         if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
 663         {
 664             ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 665             ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 666         }
 667         else
 668         {
 669             ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 670             ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 671         }
 672     }
 673
 674     // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 675     // king has lost right to castle
 676     if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 677         return;
 678
 679     Square ksq = p.king_square(us);
 680
 681     if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 682         &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 683         && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 684     {
 685         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 686         if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
 687             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 688                                           : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 689     }
 690     else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 691              &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 692              && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 693     {
 694         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 695         if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
 696             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 697                                           : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 698     }
 699   }
 700
 701
 702   // evaluate_queen() assigns bonuses and penalties to a queen of a given
 703   // color on a given square.
 704
 705   void evaluate_queen(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 706
 707     Bitboard b = p.piece_attacks<QUEEN>(s);
 708     ei.attackedBy[us][QUEEN] |= b;
 709
 710     // King attack and mobility
 711     evaluate_common(p, b, us, ei, QueenAttackWeight, MidgameQueenMobilityBonus,
 712                     EndgameQueenMobilityBonus);
 713
 714     // Queen on 7th rank
 715     Color them = opposite_color(us);
 716
 717     if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 718         && relative_rank(us, p.king_square(them)) == RANK_8)
 719     {
 720         ei.mgValue += Sign[us] * MidgameQueenOn7thBonus;
 721         ei.egValue += Sign[us] * EndgameQueenOn7thBonus;
 722     }
 723   }
 724
 725   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
 726
 727     return b >> (num << 3);
 728   }
 729
 730   // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given
 731   // color on a given square.
 732
 733   void evaluate_king(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
 734
 735     int shelter = 0, sign = Sign[us];
 736
 737     // King shelter
 738     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
 739     {
 740         Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
 741         Rank r = square_rank(s);
 742         for (int i = 1; i < 4; i++)
 743             shelter += count_1s_8bit(shiftRowsDown(pawns, r+i*sign)) * (128>>i);
 744
 745         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
 746     }
 747
 748     // King safety.  This is quite complicated, and is almost certainly far
 749     // from optimally tuned.
 750     Color them = opposite_color(us);
 751
 752     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
 753         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
 754         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 755         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
 756     {
 757       // Is it the attackers turn to move?
 758       bool sente = (them == p.side_to_move());
 759
 760       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 761       // apart from the king itself
 762       Bitboard undefended =
 763              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
 764           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
 765           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
 766           & ei.attacked_by(us, KING);
 767
 768       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
 769
 770       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 771       // index to the SafetyTable[] array.  The initial is based on the number
 772       // and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 773       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 774       // quality of the pawn shelter.
 775       int attackUnits =
 776             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
 777           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
 778           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - shelter / 32;
 779
 780       // Analyse safe queen contact checks
 781       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
 782       if (b)
 783       {
 784         Bitboard attackedByOthers =
 785               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 786             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
 787
 788         b &= attackedByOthers;
 789         if (b)
 790         {
 791           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 792           // contact checks.
 793           int count = count_1s_max_15(b);
 794           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 795
 796           // Is there a mate threat?
 797           if (QueenContactMates && !p.is_check())
 798           {
 799             Bitboard escapeSquares =
 800                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
 801
 802             while (b)
 803             {
 804                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 805                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 806                 {
 807                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 808                     // is an X-ray attack through the queen.
 809                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
 810                     {
 811                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
 812                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
 813                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
 814                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
 815                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us)))
 816
 817                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
 818                     }
 819                 }
 820             }
 821           }
 822         }
 823       }
 824       // Analyse safe rook contact checks:
 825       if (RookContactCheckBonus)
 826       {
 827           b = undefended & ei.attacked_by(them, ROOK) & ~p.pieces_of_color(them);
 828           if (b)
 829           {
 830               Bitboard attackedByOthers =
 831                     ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 832                   | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, QUEEN);
 833
 834               b &= attackedByOthers;
 835               if (b)
 836               {
 837                   int count = count_1s_max_15(b);
 838                   attackUnits += (RookContactCheckBonus * count * (sente? 2 : 1));
 839               }
 840           }
 841       }
 842       // Analyse safe distance checks:
 843       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 844       {
 845           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 846
 847           // Queen checks
 848           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 849           if( b2)
 850               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 851
 852           // Rook checks
 853           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
 854           if (b2)
 855               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 856       }
 857       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 858       {
 859           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 860
 861           // Queen checks
 862           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 863           if (b2)
 864               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 865
 866           // Bishop checks
 867           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
 868           if (b2)
 869               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 870       }
 871       if (KnightCheckBonus > 0)
 872       {
 873           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 874
 875           // Knight checks
 876           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
 877           if (b2)
 878               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 879       }
 880
 881       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 882       // adding pawns later).
 883       if (DiscoveredCheckBonus)
 884       {
 885         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
 886         if (b)
 887           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
 888       }
 889
 890       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 891       // side with the mating move is the side to move, because in that
 892       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 893       // evaluation function instead.
 894       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
 895           attackUnits += MateThreatBonus;
 896
 897       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 898       // out of bounds errors:
 899       if (attackUnits < 0)
 900           attackUnits = 0;
 901
 902       if (attackUnits >= 100)
 903           attackUnits = 99;
 904
 905       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 906       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 907       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 908       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 909       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 910       // change far bigger than the value of the captured piece.
 911       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
 912
 913       ei.mgValue -= sign * v;
 914
 915       if (us == p.side_to_move())
 916           ei.futilityMargin += v;
 917     }
 918   }
 919
 920
 921   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 922
 923   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 924     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 925     int movesToGo[2] = {100, 100};
 926
 927     for(Color us = WHITE; us <= BLACK; us++) {
 928       Color them = opposite_color(us);
 929       Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 930       Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 931       Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
 932
 933       while(b) {
 934         Square s = pop_1st_bit(&b);
 935         assert(pos.piece_on(s) == pawn_of_color(us));
 936         assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 937
 938         int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 939         int tr = Max(0, r * (r-1));
 940         Square blockSq = s + pawn_push(us);
 941
 942         // Base bonus based on rank:
 943         Value mbonus = Value(20 * tr);
 944         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 945
 946         // Adjust bonus based on king proximity:
 947         ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 948         ebonus -=
 949           Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 950         ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 951
 952         // If the pawn is free to advance, increase bonus:
 953         if(pos.square_is_empty(blockSq)) {
 954
 955           b2 = squares_in_front_of(us, s);
 956           b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 957           b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 958           if((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB) {
 959             // There are no enemy pieces in the pawn's path!  Are any of the
 960             // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
 961             if(b3 == EmptyBoardBB)
 962               // No enemy attacks, huge bonus!
 963               ebonus += Value(tr * ((b2 == b4)? 17 : 15));
 964             else
 965               // OK, there are enemy attacks.  Are those squares which are
 966               // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
 967               // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
 968               // somewhat smaller bonus.
 969               ebonus += Value(tr * (((b3 & b4) == b3)? 13 : 8));
 970           }
 971           else {
 972             // There are some enemy pieces in the pawn's path.  While this is
 973             // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
 974             // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
 975             // also attacked by us.
 976             if(((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
 977               ebonus += Value(tr * 6);
 978           }
 979           // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 980           // in the pawn's path:
 981           if((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 982             ebonus += Value(tr);
 983         }
 984
 985         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus.
 986         b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
 987         if(b2 & rank_bb(s))
 988           ebonus += Value(r * 20);
 989         else if(pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
 990           ebonus += Value(r * 12);
 991
 992         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 993         // unstoppable:
 994         if(pos.non_pawn_material(them) == Value(0)) {
 995           Square qsq;
 996           int d;
 997
 998           qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 999           d = square_distance(s, qsq) - square_distance(theirKingSq, qsq)
1000             + ((us == pos.side_to_move())? 0 : 1);
1001
1002           if(d < 0) {
1003             int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
1004             int blockerCount =
1005               count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s)&pos.occupied_squares());
1006             mtg += blockerCount;
1007             d += blockerCount;
1008             if(d < 0) {
1009               hasUnstoppable[us] = true;
1010               movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
1011             }
1012           }
1013         }
1014         // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
1015         // sometimes better than other passed pawns.  It is difficult to find
1016         // good rules for determining whether they are good or bad.  For now,
1017         // we try the following:  Increase the value for rook pawns if the
1018         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1019         // value if the other side has a rook or queen.
1020         if(square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H) {
1021           if(pos.non_pawn_material(them) == KnightValueMidgame
1022              && pos.piece_count(them, KNIGHT) == 1)
1023             ebonus += ebonus / 4;
1024           else if(pos.rooks_and_queens(them))
1025             ebonus -= ebonus / 4;
1026         }
1027
1028         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1029         ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1030         ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1031       }
1032     }
1033
1034     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1035     if(hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1036       ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1037     else if(hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1038       ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1039     else if(hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE]) {
1040       // Both sides have unstoppable pawns!  Try to find out who queens
1041       // first.  We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1042       // plies until the pawn queens for both sides:
1043       movesToGo[WHITE] *= 2;
1044       movesToGo[BLACK] *= 2;
1045       movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1046
1047       // If one side queens at least three plies before the other, that
1048       // side wins:
1049       if(movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1050         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1051       else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1052         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1053
1054       // We could also add some rules about the situation when one side
1055       // queens exactly one ply before the other:  Does the first queen
1056       // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1057       // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1058       // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1059     }
1060   }
1061
1062
1063   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1064   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1065   // if it is.
1066
1067   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1068                                     EvalInfo &ei) {
1069
1070     assert(square_is_ok(s));
1071     assert(pos.piece_on(s) == bishop_of_color(us));
1072
1073     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1074     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1075
1076     if (   pos.piece_on(b6) == pawn_of_color(opposite_color(us))
1077         && pos.see(s, b6) < 0
1078         && pos.see(s, b8) < 0)
1079     {
1080         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1081         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1082     }
1083   }
1084
1085
1086   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1087   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1088   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1089   // only occur in Chess960 games.
1090
1091   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1092                                     EvalInfo &ei) {
1093     Piece pawn = pawn_of_color(us);
1094     Square b2, b3, c3;
1095
1096     assert(Chess960);
1097     assert(square_is_ok(s));
1098     assert(pos.piece_on(s) == bishop_of_color(us));
1099
1100     if(square_file(s) == FILE_A) {
1101       b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1102       b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1103       c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1104     }
1105     else {
1106       b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1107       b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1108       c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1109     }
1110
1111     if(pos.piece_on(b2) == pawn) {
1112       Value penalty;
1113
1114       if(!pos.square_is_empty(b3))
1115         penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1116       else if(pos.piece_on(c3) == pawn)
1117         penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1118       else
1119         penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1120
1121       ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1122       ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1123     }
1124
1125   }
1126
1127
1128   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1129   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1130   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1131   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1132   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1133   // material hash table.
1134
1135   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1136
1137     Color them = opposite_color(us);
1138
1139     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1140     // SpaceMask[us].  A square is unsafe it is attacked by an enemy
1141     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1142
1143     Bitboard safeSquares =
1144       SpaceMask[us] & ~pos.pawns(us) & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1145       & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1146
1147     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1148     // pawn.
1149     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1150     if(us == WHITE) {
1151       behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1152       behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1153     }
1154     else {
1155       behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1156       behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1157     }
1158
1159     int space =
1160       count_1s_max_15(safeSquares)
1161       + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1162
1163     ei.mgValue += Sign[us] *
1164       apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1165   }
1166
1167
1168   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1169
1170   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1171     return (v*w) / 0x100;
1172   }
1173
1174
1175   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1176   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1177   // ScaleFactor array.
1178
1179   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1180
1181     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1182     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1183     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1184
1185     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1186
1187     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1188     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1189   }
1190
1191
1192   // count_1s_8bit() counts the number of nonzero bits in the 8 least
1193   // significant bits of a Bitboard. This function is used by the king
1194   // shield evaluation.
1195
1196   int count_1s_8bit(Bitboard b) {
1197     return int(BitCount8Bit[b & 0xFF]);
1198   }
1199
1200
1201   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1202   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1203
1204   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1205     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1206     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1207   }
1208
1209
1210   // helper used in read_weights()
1211   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1212
1213     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1214   }
1215
1216
1217   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1218   // parameters.  It is called from read_weights().
1219
1220   void init_safety() {
1221
1222     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1223     RookContactCheckBonus  = get_option_value_int("Rook Contact Check Bonus");
1224     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1225     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1226     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1227     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1228     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1229     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1230
1231     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1232     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1233     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1234     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1235     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1236     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1237
1238     for (int i = 0; i < 100; i++)
1239     {
1240         if (i < b)
1241             SafetyTable[i] = Value(0);
1242         else if(quad)
1243             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1244         else if(linear)
1245             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1246     }
1247
1248     for (int i = 0; i < 100; i++)
1249     {
1250         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1251             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1252                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1253
1254         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1255             SafetyTable[i] = Value(peak);
1256     }
1257   }
1258
1259 }