git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/evaluate.cpp

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26 #include <cstring>
  27
  28 #include "bitcount.h"
  29 #include "evaluate.h"
  30 #include "material.h"
  31 #include "pawns.h"
  32 #include "scale.h"
  33 #include "thread.h"
  34 #include "ucioption.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
  44
  45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
  46   const int GrainSize = 4;
  47
  48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
  49   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
  50   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
  51   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
  52   int WeightKingSafety[2];
  53   int WeightSpace;
  54
  55   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
  56   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
  57   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
  58   // parameters at 100, which looks prettier.
  59   //
  60   // Values modified by Joona Kiiski
  61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x0FA;
  62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x10A;
  63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x0EC;
  64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x0CD;
  65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x108;
  66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x109;
  67   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x0F7;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x101;
  69   const int WeightSpaceInternal                = 0x02F;
  70
  71   // Visually better to define tables constants
  72   typedef Value V;
  73
  74   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  75   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
  76   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
  77   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  78     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  79   };
  80
  81   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
  82   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  83     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  84   };
  85
  86   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  87   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
  88   // queens are also included.
  89   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
  90   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  91     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
  92   //    8       9     10     11     12     13     14     15
  93     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
  94   };
  95
  96   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
  97   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  98     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
  99   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 100     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 101   };
 102
 103   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 104   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
 105   // queens and rooks are also included.
 106   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
 107   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 108     V(-18), V(-12), V(-6),  V(0),  V(6), V(12), V(16), V(21),
 109   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 110     V( 24), V( 27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32), V(33)
 111   };
 112
 113   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
 114   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 115     V(-30), V(-18), V(-6),  V(6), V(18), V(30), V(42), V(54),
 116   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 117     V( 66), V( 74), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 118   };
 119
 120   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 121   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
 122   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
 123   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 124     V(-10), V(-8), V(-6), V(-4), V(-2), V( 0), V( 2), V( 4),
 125   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 126     V(  6), V( 8), V(10), V(12), V(13), V(14), V(15), V(16),
 127   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 128     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16),
 129   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 130     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16)
 131   };
 132
 133   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
 134   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 135     V(-20),V(-15),V(-10), V(-5), V( 0), V( 5), V(10), V(15),
 136   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 137     V( 19), V(23), V(27), V(29), V(30), V(30), V(30), V(30),
 138   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 139     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30),
 140   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 141     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30)
 142   };
 143
 144   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
 145   // point of view).
 146   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
 147   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 148     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 149     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 150     V(0), V(0), V(5),V(10),V(10), V(5), V(0), V(0), // 3
 151     V(0), V(5),V(20),V(30),V(30),V(20), V(5), V(0), // 4
 152     V(0),V(10),V(30),V(40),V(40),V(30),V(10), V(0), // 5
 153     V(0), V(5),V(20),V(20),V(20),V(20), V(5), V(0), // 6
 154     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 155     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 156   };
 157
 158   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
 159   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 160     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 161     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 162     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
 163     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
 164     V(0),V(10),V(20),V(20),V(20),V(20),V(10), V(0), // 5
 165     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
 166     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 167     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 168   };
 169
 170   // Bonus for unstoppable passed pawns
 171   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
 172
 173   // Rooks and queens on the 7th rank
 174   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
 175   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
 176   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
 177   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
 178
 179   // Rooks on open files
 180   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
 181   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
 182
 183   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
 184   // right to castle.
 185   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 186
 187   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
 188   // enemy pawns.
 189   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
 190
 191   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
 192   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
 193     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
 194     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
 195   };
 196
 197   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
 198   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
 199   // happen in Chess960 games.
 200   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
 201
 202   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
 203   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
 204     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
 205     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
 206   };
 207
 208   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
 209   // the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
 210   // based on how many squares inside this area are safe and available for
 211   // friendly minor pieces.
 212   const Bitboard SpaceMask[2] = {
 213     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
 214     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
 215     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
 216     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
 217     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
 218     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
 219   };
 220
 221   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
 222   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
 223   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
 224   /// as an index to SafetyTable[].
 225
 226   // Attack weights for each piece type
 227   const int QueenAttackWeight  = 5;
 228   const int RookAttackWeight   = 3;
 229   const int BishopAttackWeight = 2;
 230   const int KnightAttackWeight = 2;
 231
 232   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
 233   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
 234   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
 235
 236   // Scan for queen contact mates?
 237   const bool QueenContactMates = true;
 238
 239   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
 240   int MateThreatBonus;
 241
 242   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 243   // king.
 244   const int InitKingDanger[64] = {
 245      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 246      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 247      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 248     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 249     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 253   };
 254
 255   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
 256   // in init_safety().
 257   Value SafetyTable[100];
 258
 259   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 260   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 261   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 262
 263   // Sizes of pawn and material hash tables
 264   const int PawnTableSize = 16384;
 265   const int MaterialTableSize = 1024;
 266
 267   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer
 268   uint8_t BitCount8Bit[256];
 269
 270   // Function prototypes
 271   template<bool HasPopCnt>
 272   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
 273
 274   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 275   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
 276
 277   template<>
 278   void evaluate_pieces<KING, false>(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
 279
 280   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 281   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 282                                     EvalInfo &ei);
 283   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 284                                     EvalInfo &ei);
 285
 286   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 287   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 288   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 289
 290   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 291   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 292   void init_safety();
 293
 294 }
 295
 296
 297 ////
 298 //// Functions
 299 ////
 300
 301 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
 302 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 303 /// between them based on the remaining material.
 304 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 305
 306     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
 307                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
 308 }
 309
 310 namespace {
 311
 312 template<bool HasPopCnt>
 313 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 314
 315   assert(pos.is_ok());
 316   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 317
 318   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 319
 320   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 321   // position object (material + piece square tables)
 322   ei.mgValue = pos.mg_value();
 323   ei.egValue = pos.eg_value();
 324
 325   // Probe the material hash table
 326   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 327   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
 328   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
 329
 330   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 331   // configuration, call it and return
 332   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 333       return ei.mi->evaluate(pos);
 334
 335   // After get_material_info() call that modifies them
 336   ScaleFactor factor[2];
 337   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 338   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 339
 340   // Probe the pawn hash table
 341   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 342   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 343   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 344
 345   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 346   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
 347   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
 348   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 349   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 350
 351   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 352   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 353   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 354   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
 355   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 356
 357   // Evaluate pieces
 358   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 359   {
 360       evaluate_pieces<KNIGHT, HasPopCnt>(pos, c, ei);
 361       evaluate_pieces<BISHOP, HasPopCnt>(pos, c, ei);
 362       evaluate_pieces<ROOK,   HasPopCnt>(pos, c, ei);
 363       evaluate_pieces<QUEEN,  HasPopCnt>(pos, c, ei);
 364
 365       // Sum up all attacked squares
 366       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
 367                             | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
 368                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
 369   }
 370
 371   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 372   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 373   // the king safety evaluation.
 374   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 375       evaluate_pieces<KING, false>(pos, c, ei);
 376
 377   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 378   // because we need to know which side promotes first in positions where
 379   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 380   if (ei.pi->passed_pawns())
 381       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 382
 383   Phase phase = pos.game_phase();
 384
 385   // Middle-game specific evaluation terms
 386   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 387   {
 388     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 389     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 390         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 391
 392         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 393                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 394
 395     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 396              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 397
 398         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 399                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 400
 401     // Evaluate space for both sides
 402     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 403     {
 404         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
 405         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
 406     }
 407   }
 408
 409   // Mobility
 410   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 411   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 412
 413   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 414   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 415   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 416       && pos.opposite_colored_bishops()
 417       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 418           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 419   {
 420       ScaleFactor sf;
 421
 422       // Only the two bishops ?
 423       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 424           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 425       {
 426           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 427           // certainly a draw or at least two pawns.
 428           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 429           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 430       }
 431       else
 432           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 433           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 434            sf = ScaleFactor(50);
 435
 436       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 437           factor[WHITE] = sf;
 438       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 439           factor[BLACK] = sf;
 440   }
 441
 442   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 443   // return
 444   Color stm = pos.side_to_move();
 445
 446   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 447
 448   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 449 }
 450
 451 } // namespace
 452
 453 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 454 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 455 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 456
 457 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 458
 459   assert(pos.is_ok());
 460
 461   static const
 462   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 463
 464   Value mgv = pos.mg_value();
 465   Value egv = pos.eg_value();
 466   Phase ph = pos.game_phase();
 467   Color stm = pos.side_to_move();
 468
 469   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 470 }
 471
 472
 473 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 474
 475 void init_eval(int threads) {
 476
 477   assert(threads <= THREAD_MAX);
 478
 479   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 480   {
 481     if (i >= threads)
 482     {
 483         delete PawnTable[i];
 484         delete MaterialTable[i];
 485         PawnTable[i] = NULL;
 486         MaterialTable[i] = NULL;
 487         continue;
 488     }
 489     if (!PawnTable[i])
 490         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 491     if (!MaterialTable[i])
 492         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 493   }
 494
 495   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
 496   {
 497       assert(count_1s(b) == int(uint8_t(count_1s(b))));
 498       BitCount8Bit[b] = (uint8_t)count_1s(b);
 499   }
 500 }
 501
 502
 503 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 504
 505 void quit_eval() {
 506
 507   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 508   {
 509       delete PawnTable[i];
 510       delete MaterialTable[i];
 511       PawnTable[i] = NULL;
 512       MaterialTable[i] = NULL;
 513   }
 514 }
 515
 516
 517 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 518 /// parameters.
 519
 520 void read_weights(Color us) {
 521
 522   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 523   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 524   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 525   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 526   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 527   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 528
 529   Color them = opposite_color(us);
 530
 531   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 532   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 533   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 534
 535   init_safety();
 536 }
 537
 538
 539 namespace {
 540
 541   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 542
 543   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 544   int evaluate_mobility(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, Color them, EvalInfo& ei) {
 545
 546     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 547     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 548     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 549
 550     // Update attack info
 551     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
 552
 553     // King attacks
 554     if (b & ei.kingZone[us])
 555     {
 556         ei.kingAttackersCount[us]++;
 557         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
 558         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
 559         if (bb)
 560             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
 561     }
 562
 563     // Remove squares protected by enemy pawns
 564     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
 565
 566     // Mobility
 567     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us))
 568                               : count_1s<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
 569
 570     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
 571     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
 572     return mob;
 573   }
 574
 575
 576   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 577
 578   template<PieceType Piece>
 579   void evaluate_outposts(const Position& p, Color us, Color them, EvalInfo& ei, Square s) {
 580
 581     // Initial bonus based on square
 582     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(us, s)]
 583                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(us, s)]);
 584
 585     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 586     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 587     if (bonus && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
 588     {
 589         if (    p.knights(them) == EmptyBoardBB
 590             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
 591             bonus += bonus + bonus / 2;
 592         else
 593             bonus += bonus / 2;
 594     }
 595     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
 596     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
 597   }
 598
 599
 600   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
 601   // color.
 602
 603   template<PieceType Piece, bool HasPopCnt>
 604   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
 605
 606     Bitboard b;
 607     Square s, ksq;
 608     int mob;
 609     File f;
 610     Color them = opposite_color(us);
 611
 612     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
 613     {
 614         s = pos.piece_list(us, Piece, i);
 615
 616         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 617             b = pos.piece_attacks<Piece>(s);
 618         else if (Piece == BISHOP)
 619             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
 620         else if (Piece == ROOK)
 621             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
 622         else
 623             assert(false);
 624
 625         // Attacks and mobility
 626         mob = evaluate_mobility<Piece, HasPopCnt>(pos, b, us, them, ei);
 627
 628         // Bishop and knight outposts squares
 629         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, them))
 630             evaluate_outposts<Piece>(pos, us, them, ei, s);
 631
 632         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 633         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
 634         if (Piece == BISHOP)
 635         {
 636             if (bit_is_set(MaskA7H7[us], s))
 637                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, us, ei);
 638
 639             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[us], s))
 640                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, us, ei);
 641         }
 642
 643         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
 644         {
 645             // Queen or rook on 7th rank
 646             if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 647                 && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
 648             {
 649                 ei.mgValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 650                 ei.egValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 651             }
 652         }
 653
 654         // Special extra evaluation for rooks
 655         if (Piece == ROOK)
 656         {
 657             // Open and half-open files
 658             f = square_file(s);
 659             if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 660             {
 661                 if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
 662                 {
 663                     ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 664                     ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 665                 }
 666                 else
 667                 {
 668                     ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 669                     ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 670                 }
 671             }
 672
 673             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 674             // king has lost right to castle.
 675             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 676                 continue;
 677
 678             ksq = pos.king_square(us);
 679
 680             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 681                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 682                 && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 683             {
 684                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 685                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
 686                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 687                                                     : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 688             }
 689             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 690                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 691                     && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 692             {
 693                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 694                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
 695                     ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 696                                                     : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 697             }
 698         }
 699     }
 700   }
 701
 702   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
 703
 704     return b >> (num << 3);
 705   }
 706
 707   // evaluate_pieces<KING>() assigns bonuses and penalties to a king of a given
 708   // color.
 709
 710   template<>
 711   void evaluate_pieces<KING, false>(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
 712
 713     int shelter = 0, sign = Sign[us];
 714     Square s = p.king_square(us);
 715
 716     // King shelter
 717     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
 718     {
 719         // Shelter cache lookup
 720         shelter = ei.pi->kingShelter(us, s);
 721         if (shelter == -1)
 722         {
 723             shelter = 0;
 724             Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
 725             Rank r = square_rank(s);
 726             for (int i = 1; i < 4; i++)
 727                 shelter += BitCount8Bit[shiftRowsDown(pawns, r+i*sign) & 0xFF] * (128 >> i);
 728
 729             // Cache shelter value in pawn info
 730             ei.pi->setKingShelter(us, s, shelter);
 731         }
 732         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
 733     }
 734
 735     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
 736     // from optimally tuned.
 737     Color them = opposite_color(us);
 738
 739     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
 740         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
 741         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 742         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
 743     {
 744       // Is it the attackers turn to move?
 745       bool sente = (them == p.side_to_move());
 746
 747       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 748       // apart from the king itself
 749       Bitboard undefended =
 750              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
 751           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
 752           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
 753           & ei.attacked_by(us, KING);
 754
 755       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
 756
 757       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 758       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 759       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 760       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 761       // quality of the pawn shelter.
 762       int attackUnits =
 763             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
 764           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
 765           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
 766
 767       // Analyse safe queen contact checks
 768       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
 769       if (b)
 770       {
 771         Bitboard attackedByOthers =
 772               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 773             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
 774
 775         b &= attackedByOthers;
 776         if (b)
 777         {
 778           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 779           // contact checks.
 780           int count = count_1s_max_15(b);
 781           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 782
 783           // Is there a mate threat?
 784           if (QueenContactMates && !p.is_check())
 785           {
 786             Bitboard escapeSquares =
 787                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
 788
 789             while (b)
 790             {
 791                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 792                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 793                 {
 794                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 795                     // is an X-ray attack through the queen.
 796                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
 797                     {
 798                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
 799                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
 800                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
 801                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
 802                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.bishops_and_queens(us)))
 803
 804                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
 805                     }
 806                 }
 807             }
 808           }
 809         }
 810       }
 811
 812       // Analyse safe distance checks
 813       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 814       {
 815           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 816
 817           // Queen checks
 818           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 819           if( b2)
 820               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 821
 822           // Rook checks
 823           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
 824           if (b2)
 825               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 826       }
 827       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 828       {
 829           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 830
 831           // Queen checks
 832           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 833           if (b2)
 834               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 835
 836           // Bishop checks
 837           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
 838           if (b2)
 839               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 840       }
 841       if (KnightCheckBonus > 0)
 842       {
 843           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 844
 845           // Knight checks
 846           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
 847           if (b2)
 848               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 849       }
 850
 851       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 852       // adding pawns later).
 853       if (DiscoveredCheckBonus)
 854       {
 855         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
 856         if (b)
 857           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
 858       }
 859
 860       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 861       // side with the mating move is the side to move, because in that
 862       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 863       // evaluation function instead.
 864       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
 865           attackUnits += MateThreatBonus;
 866
 867       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 868       // out of bounds errors:
 869       if (attackUnits < 0)
 870           attackUnits = 0;
 871
 872       if (attackUnits >= 100)
 873           attackUnits = 99;
 874
 875       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 876       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 877       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 878       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 879       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 880       // change far bigger than the value of the captured piece.
 881       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
 882
 883       ei.mgValue -= sign * v;
 884
 885       if (us == p.side_to_move())
 886           ei.futilityMargin += v;
 887     }
 888   }
 889
 890
 891   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 892
 893   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 894
 895     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 896     int movesToGo[2] = {100, 100};
 897
 898     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
 899     {
 900         Color them = opposite_color(us);
 901         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 902         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 903         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
 904
 905         while (b)
 906         {
 907             Square s = pop_1st_bit(&b);
 908
 909             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
 910             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 911
 912             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 913             int tr = Max(0, r * (r - 1));
 914             Square blockSq = s + pawn_push(us);
 915
 916             // Base bonus based on rank
 917             Value mbonus = Value(20 * tr);
 918             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 919
 920             // Adjust bonus based on king proximity
 921             if (tr != 0)
 922             {
 923                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 924                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 925                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 926
 927                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
 928                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
 929                 {
 930                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
 931                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 932                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 933
 934                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 935                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 936                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
 937                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
 938                         b3 = b2;
 939
 940                     // Squares attacked or occupied by enemy pieces
 941                     b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(them));
 942
 943                     // There are no enemy pawns in the pawn's path
 944                     assert((b2 & pos.pieces_of_color_and_type(them, PAWN)) == EmptyBoardBB);
 945
 946                     // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
 947                     if (b3 == EmptyBoardBB)
 948                         // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
 949                         ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 950                     else
 951                         // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
 952                         // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
 953                         // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
 954                         // if no, somewhat smaller bonus.
 955                         ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 956
 957                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 958                     // in the pawn's path.
 959                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 960                         ebonus += Value(tr);
 961                 }
 962             }
 963
 964             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 965             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
 966             if (b2 & rank_bb(s))
 967                 ebonus += Value(r * 20);
 968             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
 969                 ebonus += Value(r * 12);
 970
 971             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 972             // unstoppable
 973             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
 974             {
 975                 Square qsq;
 976                 int d;
 977
 978                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 979                 d =  square_distance(s, qsq)
 980                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
 981                    + (us != pos.side_to_move());
 982
 983                 if (d < 0)
 984                 {
 985                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
 986                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
 987                     mtg += blockerCount;
 988                     d += blockerCount;
 989                     if (d < 0)
 990                     {
 991                         hasUnstoppable[us] = true;
 992                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
 993                     }
 994                 }
 995             }
 996             // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
 997             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
 998             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
 999             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1000             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1001             // value if the other side has a rook or queen.
1002             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1003             {
1004                 if (   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1005                     && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1006                     ebonus += ebonus / 4;
1007                 else if (pos.rooks_and_queens(them))
1008                     ebonus -= ebonus / 4;
1009             }
1010
1011             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1012             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1013             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1014         }
1015     }
1016
1017     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1018     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1019         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1020     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1021         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1022     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1023     {
1024         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1025         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1026         // plies until the pawn queens for both sides.
1027         movesToGo[WHITE] *= 2;
1028         movesToGo[BLACK] *= 2;
1029         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1030
1031         // If one side queens at least three plies before the other, that
1032         // side wins.
1033         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1034             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1035         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1036             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1037
1038         // We could also add some rules about the situation when one side
1039         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1040         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1041         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1042         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1043     }
1044   }
1045
1046
1047   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1048   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1049   // if it is.
1050
1051   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1052                                     EvalInfo &ei) {
1053     assert(square_is_ok(s));
1054     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1055
1056     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1057     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1058
1059     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1060         && pos.see(s, b6) < 0
1061         && pos.see(s, b8) < 0)
1062     {
1063         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1064         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1065     }
1066   }
1067
1068
1069   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1070   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1071   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1072   // only occur in Chess960 games.
1073
1074   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1075                                     EvalInfo &ei) {
1076     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1077     Square b2, b3, c3;
1078
1079     assert(Chess960);
1080     assert(square_is_ok(s));
1081     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1082
1083     if (square_file(s) == FILE_A)
1084     {
1085         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1086         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1087         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1088     }
1089     else
1090     {
1091         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1092         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1093         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1094     }
1095
1096     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1097     {
1098         Value penalty;
1099
1100         if (!pos.square_is_empty(b3))
1101             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1102         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1103             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1104         else
1105             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1106
1107         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1108         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1109     }
1110   }
1111
1112
1113   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1114   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1115   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1116   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1117   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1118   // material hash table.
1119
1120   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1121
1122     Color them = opposite_color(us);
1123
1124     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1125     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1126     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1127
1128     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1129                           & ~pos.pawns(us)
1130                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1131                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1132
1133     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1134     // pawn.
1135     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1136     if (us == WHITE)
1137     {
1138         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1139         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1140     }
1141     else
1142     {
1143         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1144         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1145     }
1146
1147     int space =  count_1s_max_15(safeSquares)
1148                + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1149
1150     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1151   }
1152
1153
1154   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1155
1156   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1157     return (v*w) / 0x100;
1158   }
1159
1160
1161   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1162   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1163   // ScaleFactor array.
1164
1165   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1166
1167     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1168     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1169     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1170
1171     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1172
1173     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1174     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1175   }
1176
1177
1178   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1179   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1180
1181   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1182
1183     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1184     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1185   }
1186
1187
1188   // helper used in read_weights()
1189   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1190
1191     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1192   }
1193
1194
1195   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1196   // parameters.  It is called from read_weights().
1197
1198   void init_safety() {
1199
1200     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1201     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1202     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1203     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1204     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1205     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1206     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1207
1208     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1209     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1210     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1211     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1212     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1213     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1214
1215     for (int i = 0; i < 100; i++)
1216     {
1217         if (i < b)
1218             SafetyTable[i] = Value(0);
1219         else if(quad)
1220             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1221         else if(linear)
1222             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1223     }
1224
1225     for (int i = 0; i < 100; i++)
1226     {
1227         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1228             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1229                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1230
1231         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1232             SafetyTable[i] = Value(peak);
1233     }
1234   }
1235 }