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

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008 Marco Costalba
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26 #include <cstring>
  27
  28 #include "evaluate.h"
  29 #include "material.h"
  30 #include "pawns.h"
  31 #include "scale.h"
  32 #include "thread.h"
  33 #include "ucioption.h"
  34
  35
  36 ////
  37 //// Local definitions
  38 ////
  39
  40 namespace {
  41
  42   const int Sign[2] = {1, -1};
  43
  44   // Evaluation grain size, must be a power of 2.
  45   const int GrainSize = 4;
  46
  47   // Evaluation weights
  48   int WeightMobilityMidgame      = 0x100;
  49   int WeightMobilityEndgame      = 0x100;
  50   int WeightPawnStructureMidgame = 0x100;
  51   int WeightPawnStructureEndgame = 0x100;
  52   int WeightPassedPawnsMidgame   = 0x100;
  53   int WeightPassedPawnsEndgame   = 0x100;
  54   int WeightKingSafety[2] = { 0x100, 0x100 };
  55   int WeightSpace;
  56
  57   // Internal evaluation weights.  These are applied on top of the evaluation
  58   // weights read from UCI parameters.  The purpose is to be able to change
  59   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
  60   // parameters at 100, which looks prettier.
  61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x100;
  62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x100;
  63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x100;
  64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x100;
  65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x100;
  66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x100;
  67   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x110;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x110;
  69   const int WeightSpaceInternal                = 0x30;
  70
  71   // Visually better to define tables constants
  72   typedef Value V;
  73
  74   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  75   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
  76   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
  77   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  78     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  79   };
  80
  81   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
  82   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  83     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  84   };
  85
  86   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  87   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.  X-ray attacks through
  88   // queens are also included.
  89   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
  90   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  91     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
  92   //    8       9     10     11     12     13     14     15
  93     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
  94   };
  95
  96   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
  97   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  98     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
  99   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 100     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 101   };
 102
 103   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 104   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.  X-ray attacks through
 105   // queens and rooks are also included.
 106   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
 107   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 108     V(-18), V(-12), V(-6),  V(0),  V(6), V(12), V(16), V(21),
 109   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 110     V( 24), V( 27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32), V(33)
 111   };
 112
 113   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
 114   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 115     V(-30), V(-18), V(-6),  V(6), V(18), V(30), V(42), V(54),
 116   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 117     V( 66), V( 74), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 118   };
 119
 120   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 121   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
 122   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
 123   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 124     V(-10), V(-8), V(-6), V(-4), V(-2), V( 0), V( 2), V( 4),
 125   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 126     V(  6), V( 8), V(10), V(12), V(13), V(14), V(15), V(16),
 127   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 128     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16),
 129   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 130     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16)
 131   };
 132
 133   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
 134   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 135     V(-20),V(-15),V(-10), V(-5), V( 0), V( 5), V(10), V(15),
 136   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 137     V( 19), V(23), V(27), V(29), V(30), V(30), V(30), V(30),
 138   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 139     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30),
 140   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 141     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30)
 142   };
 143
 144   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
 145   // point of view).
 146   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
 147   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 148     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 149     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 150     V(0), V(0), V(5),V(10),V(10), V(5), V(0), V(0), // 3
 151     V(0), V(5),V(20),V(30),V(30),V(20), V(5), V(0), // 4
 152     V(0),V(10),V(30),V(40),V(40),V(30),V(10), V(0), // 5
 153     V(0), V(5),V(20),V(20),V(20),V(20), V(5), V(0), // 6
 154     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 155     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 156   };
 157
 158   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
 159   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 160     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 161     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 162     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
 163     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
 164     V(0),V(10),V(20),V(20),V(20),V(20),V(10), V(0), // 5
 165     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
 166     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 167     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 168   };
 169
 170   // Bonus for unstoppable passed pawns:
 171   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
 172
 173   // Rooks and queens on the 7th rank:
 174   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(50);
 175   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(100);
 176   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(25);
 177   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(50);
 178
 179   // Rooks on open files:
 180   const Value RookOpenFileBonus     = Value(40);
 181   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(20);
 182
 183   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
 184   // right to castle:
 185   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 186
 187   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
 188   // enemy pawns:
 189   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
 190
 191   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black):
 192   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
 193     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
 194     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
 195   };
 196
 197   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
 198   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black).  This can obviously only
 199   // happen in Chess960 games.
 200   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
 201
 202   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black):
 203   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
 204     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
 205     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
 206   };
 207
 208   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
 209   // the space evaluation.  In the middle game, each side is given a bonus
 210   // based on how many squares inside this area are safe and available for
 211   // friendly minor pieces.
 212   const Bitboard SpaceMask[2] = {
 213     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
 214     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
 215     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
 216     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
 217     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
 218     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
 219   };
 220
 221   /// King safety constants and variables.  The king safety scores are taken
 222   /// from the array SafetyTable[].  Various little "meta-bonuses" measuring
 223   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
 224   /// as an index to SafetyTable[].
 225
 226   // Attack weights for each piece type.
 227   const int QueenAttackWeight  = 5;
 228   const int RookAttackWeight   = 3;
 229   const int BishopAttackWeight = 2;
 230   const int KnightAttackWeight = 2;
 231
 232   // Bonuses for safe checks for each piece type.
 233   int QueenContactCheckBonus = 3;
 234   int QueenCheckBonus        = 2;
 235   int RookCheckBonus         = 1;
 236   int BishopCheckBonus       = 1;
 237   int KnightCheckBonus       = 1;
 238   int DiscoveredCheckBonus   = 3;
 239
 240   // Scan for queen contact mates?
 241   const bool QueenContactMates = true;
 242
 243   // Bonus for having a mate threat.
 244   int MateThreatBonus = 3;
 245
 246   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 247   // king.
 248   const int InitKingDanger[64] = {
 249      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 250      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 251      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 255     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 256     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 257   };
 258
 259   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores.  It is initialized
 260   // in init_safety().
 261   Value SafetyTable[100];
 262
 263   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 264   PawnInfoTable *PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 265   MaterialInfoTable *MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 266
 267   // Sizes of pawn and material hash tables
 268   const int PawnTableSize = 16384;
 269   const int MaterialTableSize = 1024;
 270
 271   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer:
 272   uint8_t BitCount8Bit[256];
 273
 274   // Function prototypes
 275   void evaluate_knight(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 276   void evaluate_bishop(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 277   void evaluate_rook(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 278   void evaluate_queen(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 279   void evaluate_king(const Position &p, Square s, Color us, EvalInfo &ei);
 280
 281   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 282   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 283                                     EvalInfo &ei);
 284   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 285                                     EvalInfo &ei);
 286
 287   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 288   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 289   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 290
 291   int count_1s_8bit(Bitboard b);
 292
 293   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 294   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 295   void init_safety();
 296
 297 }
 298
 299
 300 ////
 301 //// Functions
 302 ////
 303
 304 /// evaluate() is the main evaluation function.  It always computes two
 305 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 306 /// between them based on the remaining material.
 307
 308 Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
 309
 310   assert(pos.is_ok());
 311   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 312
 313   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 314
 315   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 316   // position object (material + piece square tables)
 317   ei.mgValue = pos.mg_value();
 318   ei.egValue = pos.eg_value();
 319
 320   // Probe the material hash table
 321   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 322   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
 323   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
 324
 325   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 326   // configuration, call it and return
 327   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 328       return ei.mi->evaluate(pos);
 329
 330   // After get_material_info() call that modifies them
 331   ScaleFactor factor[2];
 332   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 333   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 334
 335   // Probe the pawn hash table
 336   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 337   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 338   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 339
 340   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 341   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
 342   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
 343   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 344   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 345
 346   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 347   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 348   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 349   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
 350   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 351
 352   // Evaluate pieces
 353   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 354   {
 355     // Knights
 356     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, KNIGHT); i++)
 357         evaluate_knight(pos, pos.piece_list(c, KNIGHT, i), c, ei);
 358
 359     // Bishops
 360     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, BISHOP); i++)
 361         evaluate_bishop(pos, pos.piece_list(c, BISHOP, i), c, ei);
 362
 363     // Rooks
 364     for (int i = 0; i < pos.piece_count(c, ROOK); i++)
 365         evaluate_rook(pos, pos.piece_list(c, ROOK, i), c, ei);
 366
 367     // Queens
 368     for(int i = 0; i < pos.piece_count(c, QUEEN); i++)
 369         evaluate_queen(pos, pos.piece_list(c, QUEEN, i), c, ei);
 370
 371     // Special pattern: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 372     Bitboard b = pos.bishops(c) & MaskA7H7[c];
 373     while (b)
 374     {
 375         Square s = pop_1st_bit(&b);
 376         evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, c, ei);
 377     }
 378
 379     // Special pattern: trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960:
 380     if (Chess960)
 381     {
 382         b = pos.bishops(c) & MaskA1H1[c];
 383         while (b)
 384         {
 385             Square s = pop_1st_bit(&b);
 386             evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, c, ei);
 387         }
 388     }
 389
 390     // Sum up all attacked squares
 391     ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
 392                           | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
 393                           | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
 394   }
 395
 396   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 397   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 398   // the king safety evaluation.
 399   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 400       evaluate_king(pos, pos.king_square(c), c, ei);
 401
 402   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 403   // because we need to know which side promotes first in positions where
 404   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 405   if (ei.pi->passed_pawns())
 406       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 407
 408   Phase phase = pos.game_phase();
 409
 410   // Middle-game specific evaluation terms
 411   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 412   {
 413     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 414     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 415         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 416
 417         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 418                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 419
 420     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 421              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 422
 423         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 424                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 425
 426     // Evaluate space for both sides
 427     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 428     {
 429         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
 430         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
 431     }
 432   }
 433
 434   // Mobility
 435   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 436   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 437
 438   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 439   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 440   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 441       && pos.opposite_colored_bishops()
 442       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 443           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 444   {
 445       ScaleFactor sf;
 446
 447       // Only the two bishops ?
 448       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 449           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 450       {
 451           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 452           // certainly a draw or at least two pawns.
 453           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 454           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 455       }
 456       else
 457           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 458           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 459            sf = ScaleFactor(50);
 460
 461       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 462           factor[WHITE] = sf;
 463       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 464           factor[BLACK] = sf;
 465   }
 466
 467   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 468   // return
 469   Color stm = pos.side_to_move();
 470
 471   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 472
 473   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 474 }
 475
 476
 477 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 478 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 479 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 480
 481 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 482
 483   assert(pos.is_ok());
 484
 485   static const
 486   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 487
 488   Value mgv = pos.mg_value();
 489   Value egv = pos.eg_value();
 490   Phase ph = pos.game_phase();
 491   Color stm = pos.side_to_move();
 492
 493   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 494 }
 495
 496
 497 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 498
 499 void init_eval(int threads) {
 500
 501   assert(threads <= THREAD_MAX);
 502
 503   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 504   {
 505     if (i >= threads)
 506     {
 507         delete PawnTable[i];
 508         delete MaterialTable[i];
 509         PawnTable[i] = NULL;
 510         MaterialTable[i] = NULL;
 511         continue;
 512     }
 513     if (!PawnTable[i])
 514         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 515     if (!MaterialTable[i])
 516         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 517   }
 518
 519   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
 520       BitCount8Bit[b] = count_1s(b);
 521 }
 522
 523
 524 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 525
 526 void quit_eval() {
 527
 528   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 529   {
 530       delete PawnTable[i];
 531       delete MaterialTable[i];
 532   }
 533 }
 534
 535
 536 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 537 /// parameters.
 538
 539 void read_weights(Color us) {
 540
 541   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 542   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 543   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 544   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 545   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 546   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 547
 548   Color them = opposite_color(us);
 549
 550   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 551   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 552   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 553
 554   init_safety();
 555 }
 556
 557
 558 namespace {
 559
 560   // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
 561
 562   template<PieceType Piece>
 563   int evaluate_common(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei, Square s = SQ_NONE) {
 564
 565     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 566     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 567     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 568     static const Value* OutpostBonus[] = { 0, 0, KnightOutpostBonus, BishopOutpostBonus, 0, 0 };
 569
 570     Color them = opposite_color(us);
 571
 572     // Update attack info
 573     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
 574
 575     // King attack
 576     if (b & ei.kingZone[us])
 577     {
 578         ei.kingAttackersCount[us]++;
 579         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
 580         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
 581         if (bb)
 582             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15(bb);
 583     }
 584
 585     // Remove squares protected by enemy pawns
 586     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
 587
 588     // Mobility
 589     int mob = count_1s_max_15(bb & ~p.pieces_of_color(us));
 590     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
 591     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
 592
 593     // Bishop and Knight outposts
 594     if (  (Piece != BISHOP && Piece != KNIGHT) // compile time condition
 595         || !p.square_is_weak(s, them))
 596         return mob;
 597
 598     // Initial bonus based on square
 599     Value v, bonus;
 600     v = bonus = OutpostBonus[Piece][relative_square(us, s)];
 601
 602     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 603     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 604     if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
 605     {
 606         bonus += v / 2;
 607         if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
 608             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
 609             bonus += v;
 610     }
 611     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
 612     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
 613     return mob;
 614   }
 615
 616
 617   // evaluate_knight() assigns bonuses and penalties to a knight of a given
 618   // color on a given square.
 619
 620   void evaluate_knight(const Position& p, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
 621
 622     // Attacks, mobility and outposts
 623     evaluate_common<KNIGHT>(p, p.piece_attacks<KNIGHT>(s), us, ei, s);
 624   }
 625
 626
 627   // evaluate_bishop() assigns bonuses and penalties to a bishop of a given
 628   // color on a given square.
 629
 630   void evaluate_bishop(const Position& p, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
 631
 632     Bitboard b = bishop_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.queens(us));
 633
 634     // Attacks, mobility and outposts
 635     evaluate_common<BISHOP>(p, b, us, ei, s);
 636   }
 637
 638
 639   // evaluate_rook() assigns bonuses and penalties to a rook of a given
 640   // color on a given square.
 641
 642   void evaluate_rook(const Position& p, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
 643
 644     Bitboard b = rook_attacks_bb(s, p.occupied_squares() & ~p.rooks_and_queens(us));
 645
 646     // Attacks and mobility
 647     int mob = evaluate_common<ROOK>(p, b, us, ei);
 648
 649     // Rook on 7th rank
 650     Color them = opposite_color(us);
 651
 652     if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 653         && relative_rank(us, p.king_square(them)) == RANK_8)
 654     {
 655         ei.mgValue += Sign[us] * MidgameRookOn7thBonus;
 656         ei.egValue += Sign[us] * EndgameRookOn7thBonus;
 657     }
 658
 659     // Open and half-open files
 660     File f = square_file(s);
 661     if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 662     {
 663         if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
 664         {
 665             ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 666             ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 667         }
 668         else
 669         {
 670             ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 671             ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 672         }
 673     }
 674
 675     // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 676     // king has lost right to castle
 677     if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 678         return;
 679
 680     Square ksq = p.king_square(us);
 681
 682     if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 683         &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 684         && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 685     {
 686         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 687         if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
 688             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 689                                           : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 690     }
 691     else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 692              &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 693              && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 694     {
 695         // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 696         if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
 697             ei.mgValue -= p.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 698                                           : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 699     }
 700   }
 701
 702
 703   // evaluate_queen() assigns bonuses and penalties to a queen of a given
 704   // color on a given square.
 705
 706   void evaluate_queen(const Position& p, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
 707
 708     // Attacks and mobility
 709     evaluate_common<QUEEN>(p, p.piece_attacks<QUEEN>(s), us, ei);
 710
 711     // Queen on 7th rank
 712     Color them = opposite_color(us);
 713
 714     if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 715         && relative_rank(us, p.king_square(them)) == RANK_8)
 716     {
 717         ei.mgValue += Sign[us] * MidgameQueenOn7thBonus;
 718         ei.egValue += Sign[us] * EndgameQueenOn7thBonus;
 719     }
 720   }
 721
 722   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
 723
 724     return b >> (num << 3);
 725   }
 726
 727   // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given
 728   // color on a given square.
 729
 730   void evaluate_king(const Position& p, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
 731
 732     int shelter = 0, sign = Sign[us];
 733
 734     // King shelter
 735     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
 736     {
 737         Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
 738         Rank r = square_rank(s);
 739         for (int i = 1; i < 4; i++)
 740             shelter += count_1s_8bit(shiftRowsDown(pawns, r+i*sign)) * (128>>i);
 741
 742         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
 743     }
 744
 745     // King safety.  This is quite complicated, and is almost certainly far
 746     // from optimally tuned.
 747     Color them = opposite_color(us);
 748
 749     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
 750         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
 751         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 752         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
 753     {
 754       // Is it the attackers turn to move?
 755       bool sente = (them == p.side_to_move());
 756
 757       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 758       // apart from the king itself
 759       Bitboard undefended =
 760              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
 761           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
 762           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
 763           & ei.attacked_by(us, KING);
 764
 765       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
 766
 767       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 768       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 769       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 770       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 771       // quality of the pawn shelter.
 772       int attackUnits =
 773             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
 774           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
 775           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
 776
 777       // Analyse safe queen contact checks
 778       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
 779       if (b)
 780       {
 781         Bitboard attackedByOthers =
 782               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 783             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
 784
 785         b &= attackedByOthers;
 786         if (b)
 787         {
 788           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 789           // contact checks.
 790           int count = count_1s_max_15(b);
 791           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 792
 793           // Is there a mate threat?
 794           if (QueenContactMates && !p.is_check())
 795           {
 796             Bitboard escapeSquares =
 797                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
 798
 799             while (b)
 800             {
 801                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 802                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 803                 {
 804                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 805                     // is an X-ray attack through the queen.
 806                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
 807                     {
 808                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
 809                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
 810                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
 811                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
 812                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us)))
 813
 814                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
 815                     }
 816                 }
 817             }
 818           }
 819         }
 820       }
 821
 822       // Analyse safe distance checks
 823       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 824       {
 825           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 826
 827           // Queen checks
 828           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 829           if( b2)
 830               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 831
 832           // Rook checks
 833           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
 834           if (b2)
 835               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 836       }
 837       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 838       {
 839           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 840
 841           // Queen checks
 842           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 843           if (b2)
 844               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 845
 846           // Bishop checks
 847           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
 848           if (b2)
 849               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 850       }
 851       if (KnightCheckBonus > 0)
 852       {
 853           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 854
 855           // Knight checks
 856           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
 857           if (b2)
 858               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 859       }
 860
 861       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 862       // adding pawns later).
 863       if (DiscoveredCheckBonus)
 864       {
 865         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
 866         if (b)
 867           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
 868       }
 869
 870       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 871       // side with the mating move is the side to move, because in that
 872       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 873       // evaluation function instead.
 874       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
 875           attackUnits += MateThreatBonus;
 876
 877       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 878       // out of bounds errors:
 879       if (attackUnits < 0)
 880           attackUnits = 0;
 881
 882       if (attackUnits >= 100)
 883           attackUnits = 99;
 884
 885       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 886       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 887       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 888       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 889       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 890       // change far bigger than the value of the captured piece.
 891       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
 892
 893       ei.mgValue -= sign * v;
 894
 895       if (us == p.side_to_move())
 896           ei.futilityMargin += v;
 897     }
 898   }
 899
 900
 901   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 902
 903   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 904
 905     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 906     int movesToGo[2] = {100, 100};
 907
 908     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
 909     {
 910         Color them = opposite_color(us);
 911         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 912         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 913         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
 914
 915         while (b)
 916         {
 917             Square s = pop_1st_bit(&b);
 918
 919             assert(pos.piece_on(s) == pawn_of_color(us));
 920             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 921
 922             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 923             int tr = Max(0, r * (r - 1));
 924             Square blockSq = s + pawn_push(us);
 925
 926             // Base bonus based on rank
 927             Value mbonus = Value(20 * tr);
 928             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 929
 930             // Adjust bonus based on king proximity
 931             if (tr != 0)
 932             {
 933                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 934                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 935                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 936
 937                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
 938                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
 939                 {
 940                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
 941                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 942                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 943
 944                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 945                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 946                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
 947                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
 948                         b3 = b2;
 949
 950                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
 951                     {
 952                         // There are no enemy pieces in the pawn's path! Are any of the
 953                         // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
 954                         if (b3 == EmptyBoardBB)
 955                             // No enemy attacks, huge bonus!
 956                             ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 957                         else
 958                             // OK, there are enemy attacks. Are those squares which are
 959                             // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
 960                             // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
 961                             // somewhat smaller bonus.
 962                             ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 963                     }
 964                     else
 965                     {
 966                         // There are some enemy pieces in the pawn's path. While this is
 967                         // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
 968                         // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
 969                         // also attacked by us.
 970                         if (((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
 971                             ebonus += Value(tr * 6);
 972                     }
 973                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 974                     // in the pawn's path.
 975                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 976                         ebonus += Value(tr);
 977                 }
 978             }
 979
 980             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 981             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
 982             if (b2 & rank_bb(s))
 983                 ebonus += Value(r * 20);
 984             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
 985                 ebonus += Value(r * 12);
 986
 987             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 988             // unstoppable
 989             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
 990             {
 991                 Square qsq;
 992                 int d;
 993
 994                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 995                 d =  square_distance(s, qsq)
 996                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
 997                    + (us != pos.side_to_move());
 998
 999                 if (d < 0)
1000                 {
1001                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
1002                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
1003                     mtg += blockerCount;
1004                     d += blockerCount;
1005                     if (d < 0)
1006                     {
1007                         hasUnstoppable[us] = true;
1008                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
1009                     }
1010                 }
1011             }
1012             // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
1013             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
1014             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1015             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1016             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1017             // value if the other side has a rook or queen.
1018             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1019             {
1020                 if(   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1021                    && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1022                     ebonus += ebonus / 4;
1023                 else if(pos.rooks_and_queens(them))
1024                     ebonus -= ebonus / 4;
1025             }
1026
1027             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1028             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1029             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1030         }
1031     }
1032
1033     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1034     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1035        ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1036     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1037        ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1038     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1039     {
1040         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1041         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1042         // plies until the pawn queens for both sides.
1043         movesToGo[WHITE] *= 2;
1044         movesToGo[BLACK] *= 2;
1045         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1046
1047         // If one side queens at least three plies before the other, that
1048         // side wins.
1049         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1050             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1051         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1052             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1053
1054         // We could also add some rules about the situation when one side
1055         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1056         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1057         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1058         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1059     }
1060   }
1061
1062
1063   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1064   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1065   // if it is.
1066
1067   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1068                                     EvalInfo &ei) {
1069     assert(square_is_ok(s));
1070     assert(pos.piece_on(s) == bishop_of_color(us));
1071
1072     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1073     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1074
1075     if (   pos.piece_on(b6) == pawn_of_color(opposite_color(us))
1076         && pos.see(s, b6) < 0
1077         && pos.see(s, b8) < 0)
1078     {
1079         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1080         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1081     }
1082   }
1083
1084
1085   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1086   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1087   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1088   // only occur in Chess960 games.
1089
1090   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1091                                     EvalInfo &ei) {
1092     Piece pawn = pawn_of_color(us);
1093     Square b2, b3, c3;
1094
1095     assert(Chess960);
1096     assert(square_is_ok(s));
1097     assert(pos.piece_on(s) == bishop_of_color(us));
1098
1099     if (square_file(s) == FILE_A)
1100     {
1101         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1102         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1103         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1104     }
1105     else
1106     {
1107         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1108         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1109         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1110     }
1111
1112     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1113     {
1114         Value penalty;
1115
1116         if (!pos.square_is_empty(b3))
1117             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1118         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1119             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1120         else
1121             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1122
1123         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1124         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1125     }
1126   }
1127
1128
1129   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1130   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1131   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1132   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1133   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1134   // material hash table.
1135
1136   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1137
1138     Color them = opposite_color(us);
1139
1140     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1141     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1142     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1143
1144     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1145                           & ~pos.pawns(us)
1146                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1147                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1148
1149     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1150     // pawn.
1151     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1152     if (us == WHITE)
1153     {
1154         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1155         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1156     }
1157     else
1158     {
1159         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1160         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1161     }
1162
1163     int space =  count_1s_max_15(safeSquares)
1164                + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1165
1166     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1167   }
1168
1169
1170   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1171
1172   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1173     return (v*w) / 0x100;
1174   }
1175
1176
1177   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1178   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1179   // ScaleFactor array.
1180
1181   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1182
1183     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1184     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1185     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1186
1187     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1188
1189     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1190     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1191   }
1192
1193
1194   // count_1s_8bit() counts the number of nonzero bits in the 8 least
1195   // significant bits of a Bitboard. This function is used by the king
1196   // shield evaluation.
1197
1198   int count_1s_8bit(Bitboard b) {
1199     return int(BitCount8Bit[b & 0xFF]);
1200   }
1201
1202
1203   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1204   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1205
1206   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1207
1208     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1209     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1210   }
1211
1212
1213   // helper used in read_weights()
1214   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1215
1216     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1217   }
1218
1219
1220   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1221   // parameters.  It is called from read_weights().
1222
1223   void init_safety() {
1224
1225     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1226     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1227     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1228     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1229     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1230     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1231     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1232
1233     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1234     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1235     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1236     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1237     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1238     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1239
1240     for (int i = 0; i < 100; i++)
1241     {
1242         if (i < b)
1243             SafetyTable[i] = Value(0);
1244         else if(quad)
1245             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1246         else if(linear)
1247             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1248     }
1249
1250     for (int i = 0; i < 100; i++)
1251     {
1252         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1253             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1254                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1255
1256         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1257             SafetyTable[i] = Value(peak);
1258     }
1259   }
1260 }