]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/evaluate.cpp
Small cleanups
[stockfish] / src / evaluate.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
4
5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8   (at your option) any later version.
9
10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13   GNU General Public License for more details.
14
15   You should have received a copy of the GNU General Public License
16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 */
18
19 #include <algorithm>
20 #include <cassert>
21 #include <cstdlib>
22 #include <cstring>   // For std::memset
23 #include <fstream>
24 #include <iomanip>
25 #include <sstream>
26 #include <iostream>
27 #include <streambuf>
28 #include <vector>
29
30 #include "bitboard.h"
31 #include "evaluate.h"
32 #include "material.h"
33 #include "misc.h"
34 #include "pawns.h"
35 #include "thread.h"
36 #include "uci.h"
37 #include "incbin/incbin.h"
38
39
40 // Macro to embed the default efficiently updatable neural network (NNUE) file
41 // data in the engine binary (using incbin.h, by Dale Weiler).
42 // This macro invocation will declare the following three variables
43 //     const unsigned char        gEmbeddedNNUEData[];  // a pointer to the embedded data
44 //     const unsigned char *const gEmbeddedNNUEEnd;     // a marker to the end
45 //     const unsigned int         gEmbeddedNNUESize;    // the size of the embedded file
46 // Note that this does not work in Microsoft Visual Studio.
47 #if !defined(_MSC_VER) && !defined(NNUE_EMBEDDING_OFF)
48   INCBIN(EmbeddedNNUE, EvalFileDefaultName);
49 #else
50   const unsigned char        gEmbeddedNNUEData[1] = {0x0};
51   const unsigned char *const gEmbeddedNNUEEnd = &gEmbeddedNNUEData[1];
52   const unsigned int         gEmbeddedNNUESize = 1;
53 #endif
54
55
56 using namespace std;
57 using namespace Eval::NNUE;
58
59 namespace Eval {
60
61   bool useNNUE;
62   string eval_file_loaded = "None";
63
64   /// NNUE::init() tries to load a NNUE network at startup time, or when the engine
65   /// receives a UCI command "setoption name EvalFile value nn-[a-z0-9]{12}.nnue"
66   /// The name of the NNUE network is always retrieved from the EvalFile option.
67   /// We search the given network in three locations: internally (the default
68   /// network may be embedded in the binary), in the active working directory and
69   /// in the engine directory. Distro packagers may define the DEFAULT_NNUE_DIRECTORY
70   /// variable to have the engine search in a special directory in their distro.
71
72   void NNUE::init() {
73
74     useNNUE = Options["Use NNUE"];
75     if (!useNNUE)
76         return;
77
78     string eval_file = string(Options["EvalFile"]);
79
80     #if defined(DEFAULT_NNUE_DIRECTORY)
81     #define stringify2(x) #x
82     #define stringify(x) stringify2(x)
83     vector<string> dirs = { "<internal>" , "" , CommandLine::binaryDirectory , stringify(DEFAULT_NNUE_DIRECTORY) };
84     #else
85     vector<string> dirs = { "<internal>" , "" , CommandLine::binaryDirectory };
86     #endif
87
88     for (string directory : dirs)
89         if (eval_file_loaded != eval_file)
90         {
91             if (directory != "<internal>")
92             {
93                 ifstream stream(directory + eval_file, ios::binary);
94                 if (load_eval(eval_file, stream))
95                     eval_file_loaded = eval_file;
96             }
97
98             if (directory == "<internal>" && eval_file == EvalFileDefaultName)
99             {
100                 // C++ way to prepare a buffer for a memory stream
101                 class MemoryBuffer : public basic_streambuf<char> {
102                     public: MemoryBuffer(char* p, size_t n) { setg(p, p, p + n); setp(p, p + n); }
103                 };
104
105                 MemoryBuffer buffer(const_cast<char*>(reinterpret_cast<const char*>(gEmbeddedNNUEData)),
106                                     size_t(gEmbeddedNNUESize));
107
108                 istream stream(&buffer);
109                 if (load_eval(eval_file, stream))
110                     eval_file_loaded = eval_file;
111             }
112         }
113   }
114
115   /// NNUE::verify() verifies that the last net used was loaded successfully
116   void NNUE::verify() {
117
118     string eval_file = string(Options["EvalFile"]);
119
120     if (useNNUE && eval_file_loaded != eval_file)
121     {
122         UCI::OptionsMap defaults;
123         UCI::init(defaults);
124
125         string msg1 = "If the UCI option \"Use NNUE\" is set to true, network evaluation parameters compatible with the engine must be available.";
126         string msg2 = "The option is set to true, but the network file " + eval_file + " was not loaded successfully.";
127         string msg3 = "The UCI option EvalFile might need to specify the full path, including the directory name, to the network file.";
128         string msg4 = "The default net can be downloaded from: https://tests.stockfishchess.org/api/nn/" + string(defaults["EvalFile"]);
129         string msg5 = "The engine will be terminated now.";
130
131         sync_cout << "info string ERROR: " << msg1 << sync_endl;
132         sync_cout << "info string ERROR: " << msg2 << sync_endl;
133         sync_cout << "info string ERROR: " << msg3 << sync_endl;
134         sync_cout << "info string ERROR: " << msg4 << sync_endl;
135         sync_cout << "info string ERROR: " << msg5 << sync_endl;
136
137         exit(EXIT_FAILURE);
138     }
139
140     if (useNNUE)
141         sync_cout << "info string NNUE evaluation using " << eval_file << " enabled" << sync_endl;
142     else
143         sync_cout << "info string classical evaluation enabled" << sync_endl;
144   }
145 }
146
147 namespace Trace {
148
149   enum Tracing { NO_TRACE, TRACE };
150
151   enum Term { // The first 8 entries are reserved for PieceType
152     MATERIAL = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, WINNABLE, TOTAL, TERM_NB
153   };
154
155   Score scores[TERM_NB][COLOR_NB];
156
157   double to_cp(Value v) { return double(v) / PawnValueEg; }
158
159   void add(int idx, Color c, Score s) {
160     scores[idx][c] = s;
161   }
162
163   void add(int idx, Score w, Score b = SCORE_ZERO) {
164     scores[idx][WHITE] = w;
165     scores[idx][BLACK] = b;
166   }
167
168   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Score s) {
169     os << std::setw(5) << to_cp(mg_value(s)) << " "
170        << std::setw(5) << to_cp(eg_value(s));
171     return os;
172   }
173
174   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Term t) {
175
176     if (t == MATERIAL || t == IMBALANCE || t == WINNABLE || t == TOTAL)
177         os << " ----  ----"    << " | " << " ----  ----";
178     else
179         os << scores[t][WHITE] << " | " << scores[t][BLACK];
180
181     os << " | " << scores[t][WHITE] - scores[t][BLACK] << "\n";
182     return os;
183   }
184 }
185
186 using namespace Trace;
187
188 namespace {
189
190   // Threshold for lazy and space evaluation
191   constexpr Value LazyThreshold1 =  Value(1565);
192   constexpr Value LazyThreshold2 =  Value(1102);
193   constexpr Value SpaceThreshold = Value(11551);
194   constexpr Value NNUEThreshold1 =   Value(682);
195   constexpr Value NNUEThreshold2 =   Value(176);
196
197   // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
198   constexpr int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 81, 52, 44, 10 };
199
200   // SafeCheck[PieceType][single/multiple] contains safe check bonus by piece type,
201   // higher if multiple safe checks are possible for that piece type.
202   constexpr int SafeCheck[][2] = {
203       {}, {}, {803, 1292}, {639, 974}, {1087, 1878}, {759, 1132}
204   };
205
206 #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
207
208   // MobilityBonus[PieceType-2][attacked] contains bonuses for middle and end game,
209   // indexed by piece type and number of attacked squares in the mobility area.
210   constexpr Score MobilityBonus[][32] = {
211     { S(-62,-79), S(-53,-57), S(-12,-31), S( -3,-17), S(  3,  7), S( 12, 13), // Knight
212       S( 21, 16), S( 28, 21), S( 37, 26) },
213     { S(-47,-59), S(-20,-25), S( 14, -8), S( 29, 12), S( 39, 21), S( 53, 40), // Bishop
214       S( 53, 56), S( 60, 58), S( 62, 65), S( 69, 72), S( 78, 78), S( 83, 87),
215       S( 91, 88), S( 96, 98) },
216     { S(-60,-82), S(-24,-15), S(  0, 17) ,S(  3, 43), S(  4, 72), S( 14,100), // Rook
217       S( 20,102), S( 30,122), S( 41,133), S(41 ,139), S( 41,153), S( 45,160),
218       S( 57,165), S( 58,170), S( 67,175) },
219     { S(-29,-49), S(-16,-29), S( -8, -8), S( -8, 17), S( 18, 39), S( 25, 54), // Queen
220       S( 23, 59), S( 37, 73), S( 41, 76), S( 54, 95), S( 65, 95) ,S( 68,101),
221       S( 69,124), S( 70,128), S( 70,132), S( 70,133) ,S( 71,136), S( 72,140),
222       S( 74,147), S( 76,149), S( 90,153), S(104,169), S(105,171), S(106,171),
223       S(112,178), S(114,185), S(114,187), S(119,221) }
224   };
225
226   // BishopPawns[distance from edge] contains a file-dependent penalty for pawns on
227   // squares of the same color as our bishop.
228   constexpr Score BishopPawns[int(FILE_NB) / 2] = {
229     S(3, 8), S(3, 9), S(2, 8), S(3, 8)
230   };
231
232   // KingProtector[knight/bishop] contains penalty for each distance unit to own king
233   constexpr Score KingProtector[] = { S(8, 9), S(6, 9) };
234
235   // Outpost[knight/bishop] contains bonuses for each knight or bishop occupying a
236   // pawn protected square on rank 4 to 6 which is also safe from a pawn attack.
237   constexpr Score Outpost[] = { S(57, 38), S(31, 24) };
238
239   // PassedRank[Rank] contains a bonus according to the rank of a passed pawn
240   constexpr Score PassedRank[RANK_NB] = {
241     S(0, 0), S(7, 27), S(16, 32), S(17, 40), S(64, 71), S(170, 174), S(278, 262)
242   };
243
244   constexpr Score RookOnClosedFile = S(10, 5);
245   constexpr Score RookOnOpenFile[] = { S(19, 6), S(47, 26) };
246
247   // ThreatByMinor/ByRook[attacked PieceType] contains bonuses according to
248   // which piece type attacks which one. Attacks on lesser pieces which are
249   // pawn-defended are not considered.
250   constexpr Score ThreatByMinor[PIECE_TYPE_NB] = {
251     S(0, 0), S(5, 32), S(55, 41), S(77, 56), S(89, 119), S(79, 162)
252   };
253
254   constexpr Score ThreatByRook[PIECE_TYPE_NB] = {
255     S(0, 0), S(3, 44), S(37, 68), S(42, 60), S(0, 39), S(58, 43)
256   };
257
258   // Assorted bonuses and penalties
259   constexpr Score UncontestedOutpost  = S(  1, 10);
260   constexpr Score BishopOnKingRing    = S( 24,  0);
261   constexpr Score BishopXRayPawns     = S(  4,  5);
262   constexpr Score CorneredBishop      = S( 50, 50);
263   constexpr Score FlankAttacks        = S(  8,  0);
264   constexpr Score Hanging             = S( 69, 36);
265   constexpr Score KnightOnQueen       = S( 16, 11);
266   constexpr Score LongDiagonalBishop  = S( 45,  0);
267   constexpr Score MinorBehindPawn     = S( 18,  3);
268   constexpr Score PassedFile          = S( 11,  8);
269   constexpr Score PawnlessFlank       = S( 17, 95);
270   constexpr Score ReachableOutpost    = S( 31, 22);
271   constexpr Score RestrictedPiece     = S(  7,  7);
272   constexpr Score RookOnKingRing      = S( 16,  0);
273   constexpr Score SliderOnQueen       = S( 60, 18);
274   constexpr Score ThreatByKing        = S( 24, 89);
275   constexpr Score ThreatByPawnPush    = S( 48, 39);
276   constexpr Score ThreatBySafePawn    = S(173, 94);
277   constexpr Score TrappedRook         = S( 55, 13);
278   constexpr Score WeakQueenProtection = S( 14,  0);
279   constexpr Score WeakQueen           = S( 56, 15);
280
281
282 #undef S
283
284   // Evaluation class computes and stores attacks tables and other working data
285   template<Tracing T>
286   class Evaluation {
287
288   public:
289     Evaluation() = delete;
290     explicit Evaluation(const Position& p) : pos(p) {}
291     Evaluation& operator=(const Evaluation&) = delete;
292     Value value();
293
294   private:
295     template<Color Us> void initialize();
296     template<Color Us, PieceType Pt> Score pieces();
297     template<Color Us> Score king() const;
298     template<Color Us> Score threats() const;
299     template<Color Us> Score passed() const;
300     template<Color Us> Score space() const;
301     Value winnable(Score score) const;
302
303     const Position& pos;
304     Material::Entry* me;
305     Pawns::Entry* pe;
306     Bitboard mobilityArea[COLOR_NB];
307     Score mobility[COLOR_NB] = { SCORE_ZERO, SCORE_ZERO };
308
309     // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
310     // attacked by a given color and piece type. Special "piece types" which
311     // is also calculated is ALL_PIECES.
312     Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
313
314     // attackedBy2[color] are the squares attacked by at least 2 units of a given
315     // color, including x-rays. But diagonal x-rays through pawns are not computed.
316     Bitboard attackedBy2[COLOR_NB];
317
318     // kingRing[color] are the squares adjacent to the king plus some other
319     // very near squares, depending on king position.
320     Bitboard kingRing[COLOR_NB];
321
322     // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
323     // which attack a square in the kingRing of the enemy king.
324     int kingAttackersCount[COLOR_NB];
325
326     // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weights" of the pieces of
327     // the given color which attack a square in the kingRing of the enemy king.
328     // The weights of the individual piece types are given by the elements in
329     // the KingAttackWeights array.
330     int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
331
332     // kingAttacksCount[color] is the number of attacks by the given color to
333     // squares directly adjacent to the enemy king. Pieces which attack more
334     // than one square are counted multiple times. For instance, if there is
335     // a white knight on g5 and black's king is on g8, this white knight adds 2
336     // to kingAttacksCount[WHITE].
337     int kingAttacksCount[COLOR_NB];
338   };
339
340
341   // Evaluation::initialize() computes king and pawn attacks, and the king ring
342   // bitboard for a given color. This is done at the beginning of the evaluation.
343
344   template<Tracing T> template<Color Us>
345   void Evaluation<T>::initialize() {
346
347     constexpr Color     Them = ~Us;
348     constexpr Direction Up   = pawn_push(Us);
349     constexpr Direction Down = -Up;
350     constexpr Bitboard LowRanks = (Us == WHITE ? Rank2BB | Rank3BB : Rank7BB | Rank6BB);
351
352     const Square ksq = pos.square<KING>(Us);
353
354     Bitboard dblAttackByPawn = pawn_double_attacks_bb<Us>(pos.pieces(Us, PAWN));
355
356     // Find our pawns that are blocked or on the first two ranks
357     Bitboard b = pos.pieces(Us, PAWN) & (shift<Down>(pos.pieces()) | LowRanks);
358
359     // Squares occupied by those pawns, by our king or queen, by blockers to attacks on our king
360     // or controlled by enemy pawns are excluded from the mobility area.
361     mobilityArea[Us] = ~(b | pos.pieces(Us, KING, QUEEN) | pos.blockers_for_king(Us) | pe->pawn_attacks(Them));
362
363     // Initialize attackedBy[] for king and pawns
364     attackedBy[Us][KING] = attacks_bb<KING>(ksq);
365     attackedBy[Us][PAWN] = pe->pawn_attacks(Us);
366     attackedBy[Us][ALL_PIECES] = attackedBy[Us][KING] | attackedBy[Us][PAWN];
367     attackedBy2[Us] = dblAttackByPawn | (attackedBy[Us][KING] & attackedBy[Us][PAWN]);
368
369     // Init our king safety tables
370     Square s = make_square(std::clamp(file_of(ksq), FILE_B, FILE_G),
371                            std::clamp(rank_of(ksq), RANK_2, RANK_7));
372     kingRing[Us] = attacks_bb<KING>(s) | s;
373
374     kingAttackersCount[Them] = popcount(kingRing[Us] & pe->pawn_attacks(Them));
375     kingAttacksCount[Them] = kingAttackersWeight[Them] = 0;
376
377     // Remove from kingRing[] the squares defended by two pawns
378     kingRing[Us] &= ~dblAttackByPawn;
379   }
380
381
382   // Evaluation::pieces() scores pieces of a given color and type
383
384   template<Tracing T> template<Color Us, PieceType Pt>
385   Score Evaluation<T>::pieces() {
386
387     constexpr Color     Them = ~Us;
388     constexpr Direction Down = -pawn_push(Us);
389     constexpr Bitboard OutpostRanks = (Us == WHITE ? Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB
390                                                    : Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB);
391     Bitboard b1 = pos.pieces(Us, Pt);
392     Bitboard b, bb;
393     Score score = SCORE_ZERO;
394
395     attackedBy[Us][Pt] = 0;
396
397     while (b1) {
398         Square s = pop_lsb(&b1);
399
400         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
401         b = Pt == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN))
402           : Pt ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN) ^ pos.pieces(Us, ROOK))
403                          : attacks_bb<Pt>(s, pos.pieces());
404
405         if (pos.blockers_for_king(Us) & s)
406             b &= line_bb(pos.square<KING>(Us), s);
407
408         attackedBy2[Us] |= attackedBy[Us][ALL_PIECES] & b;
409         attackedBy[Us][Pt] |= b;
410         attackedBy[Us][ALL_PIECES] |= b;
411
412         if (b & kingRing[Them])
413         {
414             kingAttackersCount[Us]++;
415             kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Pt];
416             kingAttacksCount[Us] += popcount(b & attackedBy[Them][KING]);
417         }
418
419         else if (Pt == ROOK && (file_bb(s) & kingRing[Them]))
420             score += RookOnKingRing;
421
422         else if (Pt == BISHOP && (attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces(PAWN)) & kingRing[Them]))
423             score += BishopOnKingRing;
424
425         int mob = popcount(b & mobilityArea[Us]);
426
427         mobility[Us] += MobilityBonus[Pt - 2][mob];
428
429         if (Pt == BISHOP || Pt == KNIGHT)
430         {
431             // Bonus if the piece is on an outpost square or can reach one
432             // Bonus for knights (UncontestedOutpost) if few relevant targets
433             bb = OutpostRanks & (attackedBy[Us][PAWN] | shift<Down>(pos.pieces(PAWN)))
434                               & ~pe->pawn_attacks_span(Them);
435             Bitboard targets = pos.pieces(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
436
437             if (   Pt == KNIGHT
438                 && bb & s & ~CenterFiles // on a side outpost
439                 && !(b & targets)        // no relevant attacks
440                 && (!more_than_one(targets & (s & QueenSide ? QueenSide : KingSide))))
441                 score += UncontestedOutpost * popcount(pos.pieces(PAWN) & (s & QueenSide ? QueenSide : KingSide));
442             else if (bb & s)
443                 score += Outpost[Pt == BISHOP];
444             else if (Pt == KNIGHT && bb & b & ~pos.pieces(Us))
445                 score += ReachableOutpost;
446
447             // Bonus for a knight or bishop shielded by pawn
448             if (shift<Down>(pos.pieces(PAWN)) & s)
449                 score += MinorBehindPawn;
450
451             // Penalty if the piece is far from the king
452             score -= KingProtector[Pt == BISHOP] * distance(pos.square<KING>(Us), s);
453
454             if constexpr (Pt == BISHOP)
455             {
456                 // Penalty according to the number of our pawns on the same color square as the
457                 // bishop, bigger when the center files are blocked with pawns and smaller
458                 // when the bishop is outside the pawn chain.
459                 Bitboard blocked = pos.pieces(Us, PAWN) & shift<Down>(pos.pieces());
460
461                 score -= BishopPawns[edge_distance(file_of(s))] * pos.pawns_on_same_color_squares(Us, s)
462                                      * (!(attackedBy[Us][PAWN] & s) + popcount(blocked & CenterFiles));
463
464                 // Penalty for all enemy pawns x-rayed
465                 score -= BishopXRayPawns * popcount(attacks_bb<BISHOP>(s) & pos.pieces(Them, PAWN));
466
467                 // Bonus for bishop on a long diagonal which can "see" both center squares
468                 if (more_than_one(attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces(PAWN)) & Center))
469                     score += LongDiagonalBishop;
470
471                 // An important Chess960 pattern: a cornered bishop blocked by a friendly
472                 // pawn diagonally in front of it is a very serious problem, especially
473                 // when that pawn is also blocked.
474                 if (   pos.is_chess960()
475                     && (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1)))
476                 {
477                     Direction d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? EAST : WEST);
478                     if (pos.piece_on(s + d) == make_piece(Us, PAWN))
479                         score -= !pos.empty(s + d + pawn_push(Us))                ? CorneredBishop * 4
480                                 : pos.piece_on(s + d + d) == make_piece(Us, PAWN) ? CorneredBishop * 2
481                                                                                   : CorneredBishop;
482                 }
483             }
484         }
485
486         if constexpr (Pt == ROOK)
487         {
488             // Bonuses for rook on a (semi-)open or closed file
489             if (pos.is_on_semiopen_file(Us, s))
490             {
491                 score += RookOnOpenFile[pos.is_on_semiopen_file(Them, s)];
492             }
493             else
494             {
495                 // If our pawn on this file is blocked, increase penalty
496                 if ( pos.pieces(Us, PAWN)
497                    & shift<Down>(pos.pieces())
498                    & file_bb(s))
499                 {
500                     score -= RookOnClosedFile;
501                 }
502
503                 // Penalty when trapped by the king, even more if the king cannot castle
504                 if (mob <= 3)
505                 {
506                     File kf = file_of(pos.square<KING>(Us));
507                     if ((kf < FILE_E) == (file_of(s) < kf))
508                         score -= TrappedRook * (1 + !pos.castling_rights(Us));
509                 }
510             }
511         }
512
513         if constexpr (Pt == QUEEN)
514         {
515             // Penalty if any relative pin or discovered attack against the queen
516             Bitboard queenPinners;
517             if (pos.slider_blockers(pos.pieces(Them, ROOK, BISHOP), s, queenPinners))
518                 score -= WeakQueen;
519         }
520     }
521     if constexpr (T)
522         Trace::add(Pt, Us, score);
523
524     return score;
525   }
526
527
528   // Evaluation::king() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
529
530   template<Tracing T> template<Color Us>
531   Score Evaluation<T>::king() const {
532
533     constexpr Color    Them = ~Us;
534     constexpr Bitboard Camp = (Us == WHITE ? AllSquares ^ Rank6BB ^ Rank7BB ^ Rank8BB
535                                            : AllSquares ^ Rank1BB ^ Rank2BB ^ Rank3BB);
536
537     Bitboard weak, b1, b2, b3, safe, unsafeChecks = 0;
538     Bitboard rookChecks, queenChecks, bishopChecks, knightChecks;
539     int kingDanger = 0;
540     const Square ksq = pos.square<KING>(Us);
541
542     // Init the score with king shelter and enemy pawns storm
543     Score score = pe->king_safety<Us>(pos);
544
545     // Attacked squares defended at most once by our queen or king
546     weak =  attackedBy[Them][ALL_PIECES]
547           & ~attackedBy2[Us]
548           & (~attackedBy[Us][ALL_PIECES] | attackedBy[Us][KING] | attackedBy[Us][QUEEN]);
549
550     // Analyse the safe enemy's checks which are possible on next move
551     safe  = ~pos.pieces(Them);
552     safe &= ~attackedBy[Us][ALL_PIECES] | (weak & attackedBy2[Them]);
553
554     b1 = attacks_bb<ROOK  >(ksq, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN));
555     b2 = attacks_bb<BISHOP>(ksq, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN));
556
557     // Enemy rooks checks
558     rookChecks = b1 & attackedBy[Them][ROOK] & safe;
559     if (rookChecks)
560         kingDanger += SafeCheck[ROOK][more_than_one(rookChecks)];
561     else
562         unsafeChecks |= b1 & attackedBy[Them][ROOK];
563
564     // Enemy queen safe checks: count them only if the checks are from squares from
565     // which opponent cannot give a rook check, because rook checks are more valuable.
566     queenChecks =  (b1 | b2) & attackedBy[Them][QUEEN] & safe
567                  & ~(attackedBy[Us][QUEEN] | rookChecks);
568     if (queenChecks)
569         kingDanger += SafeCheck[QUEEN][more_than_one(queenChecks)];
570
571     // Enemy bishops checks: count them only if they are from squares from which
572     // opponent cannot give a queen check, because queen checks are more valuable.
573     bishopChecks =  b2 & attackedBy[Them][BISHOP] & safe
574                   & ~queenChecks;
575     if (bishopChecks)
576         kingDanger += SafeCheck[BISHOP][more_than_one(bishopChecks)];
577
578     else
579         unsafeChecks |= b2 & attackedBy[Them][BISHOP];
580
581     // Enemy knights checks
582     knightChecks = attacks_bb<KNIGHT>(ksq) & attackedBy[Them][KNIGHT];
583     if (knightChecks & safe)
584         kingDanger += SafeCheck[KNIGHT][more_than_one(knightChecks & safe)];
585     else
586         unsafeChecks |= knightChecks;
587
588     // Find the squares that opponent attacks in our king flank, the squares
589     // which they attack twice in that flank, and the squares that we defend.
590     b1 = attackedBy[Them][ALL_PIECES] & KingFlank[file_of(ksq)] & Camp;
591     b2 = b1 & attackedBy2[Them];
592     b3 = attackedBy[Us][ALL_PIECES] & KingFlank[file_of(ksq)] & Camp;
593
594     int kingFlankAttack  = popcount(b1) + popcount(b2);
595     int kingFlankDefense = popcount(b3);
596
597     kingDanger +=        kingAttackersCount[Them] * kingAttackersWeight[Them] // (~10 Elo)
598                  + 183 * popcount(kingRing[Us] & weak)                        // (~15 Elo)
599                  + 148 * popcount(unsafeChecks)                               // (~4 Elo)
600                  +  98 * popcount(pos.blockers_for_king(Us))                  // (~2 Elo)
601                  +  69 * kingAttacksCount[Them]                               // (~0.5 Elo)
602                  +   3 * kingFlankAttack * kingFlankAttack / 8                // (~0.5 Elo)
603                  +       mg_value(mobility[Them] - mobility[Us])              // (~0.5 Elo)
604                  - 873 * !pos.count<QUEEN>(Them)                              // (~24 Elo)
605                  - 100 * bool(attackedBy[Us][KNIGHT] & attackedBy[Us][KING])  // (~5 Elo)
606                  -   6 * mg_value(score) / 8                                  // (~8 Elo)
607                  -   4 * kingFlankDefense                                     // (~5 Elo)
608                  +  37;                                                       // (~0.5 Elo)
609
610     // Transform the kingDanger units into a Score, and subtract it from the evaluation
611     if (kingDanger > 100)
612         score -= make_score(kingDanger * kingDanger / 4096, kingDanger / 16);
613
614     // Penalty when our king is on a pawnless flank
615     if (!(pos.pieces(PAWN) & KingFlank[file_of(ksq)]))
616         score -= PawnlessFlank;
617
618     // Penalty if king flank is under attack, potentially moving toward the king
619     score -= FlankAttacks * kingFlankAttack;
620
621     if constexpr (T)
622         Trace::add(KING, Us, score);
623
624     return score;
625   }
626
627
628   // Evaluation::threats() assigns bonuses according to the types of the
629   // attacking and the attacked pieces.
630
631   template<Tracing T> template<Color Us>
632   Score Evaluation<T>::threats() const {
633
634     constexpr Color     Them     = ~Us;
635     constexpr Direction Up       = pawn_push(Us);
636     constexpr Bitboard  TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
637
638     Bitboard b, weak, defended, nonPawnEnemies, stronglyProtected, safe;
639     Score score = SCORE_ZERO;
640
641     // Non-pawn enemies
642     nonPawnEnemies = pos.pieces(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
643
644     // Squares strongly protected by the enemy, either because they defend the
645     // square with a pawn, or because they defend the square twice and we don't.
646     stronglyProtected =  attackedBy[Them][PAWN]
647                        | (attackedBy2[Them] & ~attackedBy2[Us]);
648
649     // Non-pawn enemies, strongly protected
650     defended = nonPawnEnemies & stronglyProtected;
651
652     // Enemies not strongly protected and under our attack
653     weak = pos.pieces(Them) & ~stronglyProtected & attackedBy[Us][ALL_PIECES];
654
655     // Bonus according to the kind of attacking pieces
656     if (defended | weak)
657     {
658         b = (defended | weak) & (attackedBy[Us][KNIGHT] | attackedBy[Us][BISHOP]);
659         while (b)
660             score += ThreatByMinor[type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&b)))];
661
662         b = weak & attackedBy[Us][ROOK];
663         while (b)
664             score += ThreatByRook[type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&b)))];
665
666         if (weak & attackedBy[Us][KING])
667             score += ThreatByKing;
668
669         b =  ~attackedBy[Them][ALL_PIECES]
670            | (nonPawnEnemies & attackedBy2[Us]);
671         score += Hanging * popcount(weak & b);
672
673         // Additional bonus if weak piece is only protected by a queen
674         score += WeakQueenProtection * popcount(weak & attackedBy[Them][QUEEN]);
675     }
676
677     // Bonus for restricting their piece moves
678     b =   attackedBy[Them][ALL_PIECES]
679        & ~stronglyProtected
680        &  attackedBy[Us][ALL_PIECES];
681     score += RestrictedPiece * popcount(b);
682
683     // Protected or unattacked squares
684     safe = ~attackedBy[Them][ALL_PIECES] | attackedBy[Us][ALL_PIECES];
685
686     // Bonus for attacking enemy pieces with our relatively safe pawns
687     b = pos.pieces(Us, PAWN) & safe;
688     b = pawn_attacks_bb<Us>(b) & nonPawnEnemies;
689     score += ThreatBySafePawn * popcount(b);
690
691     // Find squares where our pawns can push on the next move
692     b  = shift<Up>(pos.pieces(Us, PAWN)) & ~pos.pieces();
693     b |= shift<Up>(b & TRank3BB) & ~pos.pieces();
694
695     // Keep only the squares which are relatively safe
696     b &= ~attackedBy[Them][PAWN] & safe;
697
698     // Bonus for safe pawn threats on the next move
699     b = pawn_attacks_bb<Us>(b) & nonPawnEnemies;
700     score += ThreatByPawnPush * popcount(b);
701
702     // Bonus for threats on the next moves against enemy queen
703     if (pos.count<QUEEN>(Them) == 1)
704     {
705         bool queenImbalance = pos.count<QUEEN>() == 1;
706
707         Square s = pos.square<QUEEN>(Them);
708         safe =   mobilityArea[Us]
709               & ~pos.pieces(Us, PAWN)
710               & ~stronglyProtected;
711
712         b = attackedBy[Us][KNIGHT] & attacks_bb<KNIGHT>(s);
713
714         score += KnightOnQueen * popcount(b & safe) * (1 + queenImbalance);
715
716         b =  (attackedBy[Us][BISHOP] & attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces()))
717            | (attackedBy[Us][ROOK  ] & attacks_bb<ROOK  >(s, pos.pieces()));
718
719         score += SliderOnQueen * popcount(b & safe & attackedBy2[Us]) * (1 + queenImbalance);
720     }
721
722     if constexpr (T)
723         Trace::add(THREAT, Us, score);
724
725     return score;
726   }
727
728   // Evaluation::passed() evaluates the passed pawns and candidate passed
729   // pawns of the given color.
730
731   template<Tracing T> template<Color Us>
732   Score Evaluation<T>::passed() const {
733
734     constexpr Color     Them = ~Us;
735     constexpr Direction Up   = pawn_push(Us);
736     constexpr Direction Down = -Up;
737
738     auto king_proximity = [&](Color c, Square s) {
739       return std::min(distance(pos.square<KING>(c), s), 5);
740     };
741
742     Bitboard b, bb, squaresToQueen, unsafeSquares, blockedPassers, helpers;
743     Score score = SCORE_ZERO;
744
745     b = pe->passed_pawns(Us);
746
747     blockedPassers = b & shift<Down>(pos.pieces(Them, PAWN));
748     if (blockedPassers)
749     {
750         helpers =  shift<Up>(pos.pieces(Us, PAWN))
751                  & ~pos.pieces(Them)
752                  & (~attackedBy2[Them] | attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
753
754         // Remove blocked candidate passers that don't have help to pass
755         b &=  ~blockedPassers
756             | shift<WEST>(helpers)
757             | shift<EAST>(helpers);
758     }
759
760     while (b)
761     {
762         Square s = pop_lsb(&b);
763
764         assert(!(pos.pieces(Them, PAWN) & forward_file_bb(Us, s + Up)));
765
766         int r = relative_rank(Us, s);
767
768         Score bonus = PassedRank[r];
769
770         if (r > RANK_3)
771         {
772             int w = 5 * r - 13;
773             Square blockSq = s + Up;
774
775             // Adjust bonus based on the king's proximity
776             bonus += make_score(0, (  king_proximity(Them, blockSq) * 19 / 4
777                                     - king_proximity(Us,   blockSq) *  2) * w);
778
779             // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
780             if (r != RANK_7)
781                 bonus -= make_score(0, king_proximity(Us, blockSq + Up) * w);
782
783             // If the pawn is free to advance, then increase the bonus
784             if (pos.empty(blockSq))
785             {
786                 squaresToQueen = forward_file_bb(Us, s);
787                 unsafeSquares = passed_pawn_span(Us, s);
788
789                 bb = forward_file_bb(Them, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN);
790
791                 if (!(pos.pieces(Them) & bb))
792                     unsafeSquares &= attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them);
793
794                 // If there are no enemy pieces or attacks on passed pawn span, assign a big bonus.
795                 // Or if there is some, but they are all attacked by our pawns, assign a bit smaller bonus.
796                 // Otherwise assign a smaller bonus if the path to queen is not attacked
797                 // and even smaller bonus if it is attacked but block square is not.
798                 int k = !unsafeSquares                    ? 36 :
799                 !(unsafeSquares & ~attackedBy[Us][PAWN])  ? 30 :
800                         !(unsafeSquares & squaresToQueen) ? 17 :
801                         !(unsafeSquares & blockSq)        ?  7 :
802                                                              0 ;
803
804                 // Assign a larger bonus if the block square is defended
805                 if ((pos.pieces(Us) & bb) || (attackedBy[Us][ALL_PIECES] & blockSq))
806                     k += 5;
807
808                 bonus += make_score(k * w, k * w);
809             }
810         } // r > RANK_3
811
812         score += bonus - PassedFile * edge_distance(file_of(s));
813     }
814
815     if constexpr (T)
816         Trace::add(PASSED, Us, score);
817
818     return score;
819   }
820
821
822   // Evaluation::space() computes a space evaluation for a given side, aiming to improve game
823   // play in the opening. It is based on the number of safe squares on the four central files
824   // on ranks 2 to 4. Completely safe squares behind a friendly pawn are counted twice.
825   // Finally, the space bonus is multiplied by a weight which decreases according to occupancy.
826
827   template<Tracing T> template<Color Us>
828   Score Evaluation<T>::space() const {
829
830     // Early exit if, for example, both queens or 6 minor pieces have been exchanged
831     if (pos.non_pawn_material() < SpaceThreshold)
832         return SCORE_ZERO;
833
834     constexpr Color Them     = ~Us;
835     constexpr Direction Down = -pawn_push(Us);
836     constexpr Bitboard SpaceMask =
837       Us == WHITE ? CenterFiles & (Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB)
838                   : CenterFiles & (Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB);
839
840     // Find the available squares for our pieces inside the area defined by SpaceMask
841     Bitboard safe =   SpaceMask
842                    & ~pos.pieces(Us, PAWN)
843                    & ~attackedBy[Them][PAWN];
844
845     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly pawn
846     Bitboard behind = pos.pieces(Us, PAWN);
847     behind |= shift<Down>(behind);
848     behind |= shift<Down+Down>(behind);
849
850     // Compute space score based on the number of safe squares and number of our pieces
851     // increased with number of total blocked pawns in position.
852     int bonus = popcount(safe) + popcount(behind & safe & ~attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
853     int weight = pos.count<ALL_PIECES>(Us) - 3 + std::min(pe->blocked_count(), 9);
854     Score score = make_score(bonus * weight * weight / 16, 0);
855
856     if constexpr (T)
857         Trace::add(SPACE, Us, score);
858
859     return score;
860   }
861
862
863   // Evaluation::winnable() adjusts the midgame and endgame score components, based on
864   // the known attacking/defending status of the players. The final value is derived
865   // by interpolation from the midgame and endgame values.
866
867   template<Tracing T>
868   Value Evaluation<T>::winnable(Score score) const {
869
870     int outflanking =  distance<File>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK))
871                     + int(rank_of(pos.square<KING>(WHITE)) - rank_of(pos.square<KING>(BLACK)));
872
873     bool pawnsOnBothFlanks =   (pos.pieces(PAWN) & QueenSide)
874                             && (pos.pieces(PAWN) & KingSide);
875
876     bool almostUnwinnable =   outflanking < 0
877                            && !pawnsOnBothFlanks;
878
879     bool infiltration =   rank_of(pos.square<KING>(WHITE)) > RANK_4
880                        || rank_of(pos.square<KING>(BLACK)) < RANK_5;
881
882     // Compute the initiative bonus for the attacking side
883     int complexity =   9 * pe->passed_count()
884                     + 12 * pos.count<PAWN>()
885                     +  9 * outflanking
886                     + 21 * pawnsOnBothFlanks
887                     + 24 * infiltration
888                     + 51 * !pos.non_pawn_material()
889                     - 43 * almostUnwinnable
890                     -110 ;
891
892     Value mg = mg_value(score);
893     Value eg = eg_value(score);
894
895     // Now apply the bonus: note that we find the attacking side by extracting the
896     // sign of the midgame or endgame values, and that we carefully cap the bonus
897     // so that the midgame and endgame scores do not change sign after the bonus.
898     int u = ((mg > 0) - (mg < 0)) * std::clamp(complexity + 50, -abs(mg), 0);
899     int v = ((eg > 0) - (eg < 0)) * std::max(complexity, -abs(eg));
900
901     mg += u;
902     eg += v;
903
904     // Compute the scale factor for the winning side
905     Color strongSide = eg > VALUE_DRAW ? WHITE : BLACK;
906     int sf = me->scale_factor(pos, strongSide);
907
908     // If scale factor is not already specific, scale down via general heuristics
909     if (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL)
910     {
911         if (pos.opposite_bishops())
912         {
913             // For pure opposite colored bishops endgames use scale factor
914             // based on the number of passed pawns of the strong side.
915             if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
916                 && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
917                 sf = 18 + 4 * popcount(pe->passed_pawns(strongSide));
918             // For every other opposite colored bishops endgames use scale factor
919             // based on the number of all pieces of the strong side.
920             else
921                 sf = 22 + 3 * pos.count<ALL_PIECES>(strongSide);
922         }
923         // For rook endgames with strong side not having overwhelming pawn number advantage
924         // and its pawns being on one flank and weak side protecting its pieces with a king
925         // use lower scale factor.
926         else if (  pos.non_pawn_material(WHITE) == RookValueMg
927                 && pos.non_pawn_material(BLACK) == RookValueMg
928                 && pos.count<PAWN>(strongSide) - pos.count<PAWN>(~strongSide) <= 1
929                 && bool(KingSide & pos.pieces(strongSide, PAWN)) != bool(QueenSide & pos.pieces(strongSide, PAWN))
930                 && (attacks_bb<KING>(pos.square<KING>(~strongSide)) & pos.pieces(~strongSide, PAWN)))
931             sf = 36;
932         // For queen vs no queen endgames use scale factor
933         // based on number of minors of side that doesn't have queen.
934         else if (pos.count<QUEEN>() == 1)
935             sf = 37 + 3 * (pos.count<QUEEN>(WHITE) == 1 ? pos.count<BISHOP>(BLACK) + pos.count<KNIGHT>(BLACK)
936                                                         : pos.count<BISHOP>(WHITE) + pos.count<KNIGHT>(WHITE));
937         // In every other case use scale factor based on
938         // the number of pawns of the strong side reduced if pawns are on a single flank.
939         else
940             sf = std::min(sf, 36 + 7 * pos.count<PAWN>(strongSide)) - 4 * !pawnsOnBothFlanks;
941
942         // Reduce scale factor in case of pawns being on a single flank
943         sf -= 4 * !pawnsOnBothFlanks;
944     }
945
946     // Interpolate between the middlegame and (scaled by 'sf') endgame score
947     v =  mg * int(me->game_phase())
948        + eg * int(PHASE_MIDGAME - me->game_phase()) * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
949     v /= PHASE_MIDGAME;
950
951     if constexpr (T)
952     {
953         Trace::add(WINNABLE, make_score(u, eg * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL - eg_value(score)));
954         Trace::add(TOTAL, make_score(mg, eg * ScaleFactor(sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL));
955     }
956
957     return Value(v);
958   }
959
960
961   // Evaluation::value() is the main function of the class. It computes the various
962   // parts of the evaluation and returns the value of the position from the point
963   // of view of the side to move.
964
965   template<Tracing T>
966   Value Evaluation<T>::value() {
967
968     assert(!pos.checkers());
969
970     // Probe the material hash table
971     me = Material::probe(pos);
972
973     // If we have a specialized evaluation function for the current material
974     // configuration, call it and return.
975     if (me->specialized_eval_exists())
976         return me->evaluate(pos);
977
978     // Initialize score by reading the incrementally updated scores included in
979     // the position object (material + piece square tables) and the material
980     // imbalance. Score is computed internally from the white point of view.
981     Score score = pos.psq_score() + me->imbalance() + pos.this_thread()->contempt;
982
983     // Probe the pawn hash table
984     pe = Pawns::probe(pos);
985     score += pe->pawn_score(WHITE) - pe->pawn_score(BLACK);
986
987     // Early exit if score is high
988     auto lazy_skip = [&](Value lazyThreshold) {
989         return abs(mg_value(score) + eg_value(score)) / 2 > lazyThreshold + pos.non_pawn_material() / 64;
990     };
991
992     if (lazy_skip(LazyThreshold1))
993         goto make_v;
994
995     // Main evaluation begins here
996     initialize<WHITE>();
997     initialize<BLACK>();
998
999     // Pieces evaluated first (also populates attackedBy, attackedBy2).
1000     // Note that the order of evaluation of the terms is left unspecified.
1001     score +=  pieces<WHITE, KNIGHT>() - pieces<BLACK, KNIGHT>()
1002             + pieces<WHITE, BISHOP>() - pieces<BLACK, BISHOP>()
1003             + pieces<WHITE, ROOK  >() - pieces<BLACK, ROOK  >()
1004             + pieces<WHITE, QUEEN >() - pieces<BLACK, QUEEN >();
1005
1006     score += mobility[WHITE] - mobility[BLACK];
1007
1008     // More complex interactions that require fully populated attack bitboards
1009     score +=  king<   WHITE>() - king<   BLACK>()
1010             + passed< WHITE>() - passed< BLACK>();
1011
1012     if (lazy_skip(LazyThreshold2))
1013         goto make_v;
1014
1015     score +=  threats<WHITE>() - threats<BLACK>()
1016             + space<  WHITE>() - space<  BLACK>();
1017
1018 make_v:
1019     // Derive single value from mg and eg parts of score
1020     Value v = winnable(score);
1021
1022     // In case of tracing add all remaining individual evaluation terms
1023     if constexpr (T)
1024     {
1025         Trace::add(MATERIAL, pos.psq_score());
1026         Trace::add(IMBALANCE, me->imbalance());
1027         Trace::add(PAWN, pe->pawn_score(WHITE), pe->pawn_score(BLACK));
1028         Trace::add(MOBILITY, mobility[WHITE], mobility[BLACK]);
1029     }
1030
1031     // Evaluation grain
1032     v = (v / 16) * 16;
1033
1034     // Side to move point of view
1035     v = (pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v) + Tempo;
1036
1037     return v;
1038   }
1039
1040 } // namespace
1041
1042
1043 /// evaluate() is the evaluator for the outer world. It returns a static
1044 /// evaluation of the position from the point of view of the side to move.
1045
1046 Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
1047
1048   Value v;
1049
1050   if (!Eval::useNNUE)
1051       v = Evaluation<NO_TRACE>(pos).value();
1052   else
1053   {
1054       // Scale and shift NNUE for compatibility with search and classical evaluation
1055       auto  adjusted_NNUE = [&](){
1056          int mat = pos.non_pawn_material() + 2 * PawnValueMg * pos.count<PAWN>();
1057          return NNUE::evaluate(pos) * (641 + mat / 32 - 4 * pos.rule50_count()) / 1024 + Tempo;
1058       };
1059
1060       // If there is PSQ imbalance use classical eval, with small probability if it is small
1061       Value psq = Value(abs(eg_value(pos.psq_score())));
1062       int   r50 = 16 + pos.rule50_count();
1063       bool  largePsq = psq * 16 > (NNUEThreshold1 + pos.non_pawn_material() / 64) * r50;
1064       bool  classical = largePsq || (psq > PawnValueMg / 4 && !(pos.this_thread()->nodes & 0xB));
1065
1066       // Use classical evaluation for really low piece endgames.
1067       // The most critical case is a bishop + A/H file pawn vs naked king draw.
1068       bool strongClassical = pos.non_pawn_material() < 2 * RookValueMg && pos.count<PAWN>() < 2;
1069
1070       v = classical || strongClassical ? Evaluation<NO_TRACE>(pos).value() : adjusted_NNUE();
1071
1072       // If the classical eval is small and imbalance large, use NNUE nevertheless.
1073       // For the case of opposite colored bishops, switch to NNUE eval with
1074       // small probability if the classical eval is less than the threshold.
1075       if (   largePsq && !strongClassical
1076           && (   abs(v) * 16 < NNUEThreshold2 * r50
1077               || (   pos.opposite_bishops()
1078                   && abs(v) * 16 < (NNUEThreshold1 + pos.non_pawn_material() / 64) * r50
1079                   && !(pos.this_thread()->nodes & 0xB))))
1080           v = adjusted_NNUE();
1081   }
1082
1083   // Damp down the evaluation linearly when shuffling
1084   v = v * (100 - pos.rule50_count()) / 100;
1085
1086   // Guarantee evaluation does not hit the tablebase range
1087   v = std::clamp(v, VALUE_TB_LOSS_IN_MAX_PLY + 1, VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY - 1);
1088
1089   return v;
1090 }
1091
1092 /// trace() is like evaluate(), but instead of returning a value, it returns
1093 /// a string (suitable for outputting to stdout) that contains the detailed
1094 /// descriptions and values of each evaluation term. Useful for debugging.
1095 /// Trace scores are from white's point of view
1096
1097 std::string Eval::trace(const Position& pos) {
1098
1099   if (pos.checkers())
1100       return "Final evaluation: none (in check)";
1101
1102   std::stringstream ss;
1103   ss << std::showpoint << std::noshowpos << std::fixed << std::setprecision(2);
1104
1105   Value v;
1106
1107   std::memset(scores, 0, sizeof(scores));
1108
1109   pos.this_thread()->contempt = SCORE_ZERO; // Reset any dynamic contempt
1110
1111   v = Evaluation<TRACE>(pos).value();
1112
1113   ss << std::showpoint << std::noshowpos << std::fixed << std::setprecision(2)
1114      << "     Term    |    White    |    Black    |    Total   \n"
1115      << "             |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG    EG \n"
1116      << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
1117      << "    Material | " << Term(MATERIAL)
1118      << "   Imbalance | " << Term(IMBALANCE)
1119      << "       Pawns | " << Term(PAWN)
1120      << "     Knights | " << Term(KNIGHT)
1121      << "     Bishops | " << Term(BISHOP)
1122      << "       Rooks | " << Term(ROOK)
1123      << "      Queens | " << Term(QUEEN)
1124      << "    Mobility | " << Term(MOBILITY)
1125      << " King safety | " << Term(KING)
1126      << "     Threats | " << Term(THREAT)
1127      << "      Passed | " << Term(PASSED)
1128      << "       Space | " << Term(SPACE)
1129      << "    Winnable | " << Term(WINNABLE)
1130      << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
1131      << "       Total | " << Term(TOTAL);
1132
1133   v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
1134
1135   ss << "\nClassical evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
1136
1137   if (Eval::useNNUE)
1138   {
1139       v = NNUE::evaluate(pos);
1140       v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
1141       ss << "\nNNUE evaluation:      " << to_cp(v) << " (white side)\n";
1142   }
1143
1144   v = evaluate(pos);
1145   v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
1146   ss << "\nFinal evaluation:     " << to_cp(v) << " (white side)\n";
1147
1148   return ss.str();
1149 }