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   //
  62   // Values modified by Joona Kiiski
  63   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 0x0FA;
  64   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 0x10A;
  65   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 0x0EC;
  66   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 0x0CD;
  67   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 0x108;
  68   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 0x109;
  69   const int WeightKingSafetyInternal           = 0x0F7;
  70   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 0x101;
  71   const int WeightSpaceInternal                = 0x02F;
  72
  73   // Visually better to define tables constants
  74   typedef Value V;
  75
  76   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  77   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
  78   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
  79   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  80     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  81   };
  82
  83   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
  84   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  85     V(-30), V(-20),V(-10), V(0), V(10), V(20), V(25), V(30), V(30)
  86   };
  87
  88   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  89   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.  X-ray attacks through
  90   // queens are also included.
  91   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
  92   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  93     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
  94   //    8       9     10     11     12     13     14     15
  95     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
  96   };
  97
  98   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
  99   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 100     V(-30), V(-15),  V(0), V(15), V(30), V(45), V(58), V(66),
 101   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 102     V( 72), V( 76), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 103   };
 104
 105   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 106   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.  X-ray attacks through
 107   // queens and rooks are also included.
 108   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
 109   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 110     V(-18), V(-12), V(-6),  V(0),  V(6), V(12), V(16), V(21),
 111   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 112     V( 24), V( 27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32), V(33)
 113   };
 114
 115   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
 116   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 117     V(-30), V(-18), V(-6),  V(6), V(18), V(30), V(42), V(54),
 118   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 119     V( 66), V( 74), V(78), V(80), V(81), V(82), V(83), V(83)
 120   };
 121
 122   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 123   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
 124   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
 125   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 126     V(-10), V(-8), V(-6), V(-4), V(-2), V( 0), V( 2), V( 4),
 127   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 128     V(  6), V( 8), V(10), V(12), V(13), V(14), V(15), V(16),
 129   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 130     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16),
 131   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 132     V( 16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16), V(16)
 133   };
 134
 135   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
 136   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 137     V(-20),V(-15),V(-10), V(-5), V( 0), V( 5), V(10), V(15),
 138   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 139     V( 19), V(23), V(27), V(29), V(30), V(30), V(30), V(30),
 140   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 141     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30),
 142   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 143     V( 30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30), V(30)
 144   };
 145
 146   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
 147   // point of view).
 148   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
 149   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 150     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 151     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 152     V(0), V(0), V(5),V(10),V(10), V(5), V(0), V(0), // 3
 153     V(0), V(5),V(20),V(30),V(30),V(20), V(5), V(0), // 4
 154     V(0),V(10),V(30),V(40),V(40),V(30),V(10), V(0), // 5
 155     V(0), V(5),V(20),V(20),V(20),V(20), V(5), V(0), // 6
 156     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 157     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 158   };
 159
 160   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
 161   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 162     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 163     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 164     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
 165     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
 166     V(0),V(10),V(20),V(20),V(20),V(20),V(10), V(0), // 5
 167     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
 168     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 169     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 170   };
 171
 172   // Bonus for unstoppable passed pawns
 173   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
 174
 175   // Rooks and queens on the 7th rank
 176   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
 177   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
 178   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
 179   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
 180
 181
 182   // Rooks on open files
 183   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
 184   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
 185
 186   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
 187   // right to castle:
 188   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 189
 190   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
 191   // enemy pawns:
 192   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
 193
 194   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black):
 195   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
 196     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
 197     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
 198   };
 199
 200   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
 201   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black).  This can obviously only
 202   // happen in Chess960 games.
 203   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
 204
 205   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black):
 206   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
 207     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
 208     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
 209   };
 210
 211   // The SpaceMask[color] contains area of the board which is consdered by
 212   // the space evaluation.  In the middle game, each side is given a bonus
 213   // based on how many squares inside this area are safe and available for
 214   // friendly minor pieces.
 215   const Bitboard SpaceMask[2] = {
 216     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
 217     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
 218     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
 219     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
 220     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
 221     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
 222   };
 223
 224   /// King safety constants and variables.  The king safety scores are taken
 225   /// from the array SafetyTable[].  Various little "meta-bonuses" measuring
 226   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
 227   /// as an index to SafetyTable[].
 228
 229   // Attack weights for each piece type.
 230   const int QueenAttackWeight  = 5;
 231   const int RookAttackWeight   = 3;
 232   const int BishopAttackWeight = 2;
 233   const int KnightAttackWeight = 2;
 234
 235   // Bonuses for safe checks for each piece type.
 236   int QueenContactCheckBonus = 3;
 237   int QueenCheckBonus        = 2;
 238   int RookCheckBonus         = 1;
 239   int BishopCheckBonus       = 1;
 240   int KnightCheckBonus       = 1;
 241   int DiscoveredCheckBonus   = 3;
 242
 243   // Scan for queen contact mates?
 244   const bool QueenContactMates = true;
 245
 246   // Bonus for having a mate threat.
 247   int MateThreatBonus = 3;
 248
 249   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 250   // king.
 251   const int InitKingDanger[64] = {
 252      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 253      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 254      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 255     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 256     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 257     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 258     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 259     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 260   };
 261
 262   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores.  It is initialized
 263   // in init_safety().
 264   Value SafetyTable[100];
 265
 266   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 267   PawnInfoTable *PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 268   MaterialInfoTable *MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 269
 270   // Sizes of pawn and material hash tables
 271   const int PawnTableSize = 16384;
 272   const int MaterialTableSize = 1024;
 273
 274   // Array which gives the number of nonzero bits in an 8-bit integer:
 275   uint8_t BitCount8Bit[256];
 276
 277   // Function prototypes
 278   template<PieceType Piece>
 279   void evaluate_pieces(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei);
 280
 281   template<>
 282   void evaluate_pieces<KING>(const Position& p, Color us, EvalInfo &ei);
 283
 284   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 285   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 286                                     EvalInfo &ei);
 287   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 288                                     EvalInfo &ei);
 289
 290   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 291   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 292
 293   int count_1s_8bit(Bitboard b);
 294
 295   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 296   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 297   void init_safety();
 298
 299 }
 300
 301
 302 ////
 303 //// Functions
 304 ////
 305
 306 /// evaluate() is the main evaluation function.  It always computes two
 307 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 308 /// between them based on the remaining material.
 309
 310 Value evaluate(const Position &pos, EvalInfo &ei, int threadID) {
 311
 312   assert(pos.is_ok());
 313   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 314
 315   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 316
 317   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 318   // position object (material + piece square tables)
 319   ei.mgValue = pos.mg_value();
 320   ei.egValue = pos.eg_value();
 321
 322   // Probe the material hash table
 323   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 324   ei.mgValue += ei.mi->mg_value();
 325   ei.egValue += ei.mi->eg_value();
 326
 327   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 328   // configuration, call it and return
 329   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 330       return ei.mi->evaluate(pos);
 331
 332   // After get_material_info() call that modifies them
 333   ScaleFactor factor[2];
 334   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 335   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 336
 337   // Probe the pawn hash table
 338   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 339   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 340   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 341
 342   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 343   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(WHITE));
 344   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.piece_attacks<KING>(pos.king_square(BLACK));
 345   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 346   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 347
 348   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 349   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pawns(WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pawns(WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 350   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pawns(BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pawns(BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 351   ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING])/2;
 352   ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING])/2;
 353
 354   // Evaluate pieces
 355   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 356   {
 357       evaluate_pieces<KNIGHT>(pos, c, ei);
 358       evaluate_pieces<BISHOP>(pos, c, ei);
 359       evaluate_pieces<ROOK>(pos, c, ei);
 360       evaluate_pieces<QUEEN>(pos, c, ei);
 361
 362       // Sum up all attacked squares
 363       ei.attackedBy[c][0] =   ei.attackedBy[c][PAWN]   | ei.attackedBy[c][KNIGHT]
 364                             | ei.attackedBy[c][BISHOP] | ei.attackedBy[c][ROOK]
 365                             | ei.attackedBy[c][QUEEN]  | ei.attackedBy[c][KING];
 366   }
 367
 368   // Kings.  Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 369   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 370   // the king safety evaluation.
 371   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
 372       evaluate_pieces<KING>(pos, c, ei);
 373
 374   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 375   // because we need to know which side promotes first in positions where
 376   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 377   if (ei.pi->passed_pawns())
 378       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 379
 380   Phase phase = pos.game_phase();
 381
 382   // Middle-game specific evaluation terms
 383   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 384   {
 385     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 386     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 387         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 388
 389         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 390                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 391
 392     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 393              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 394
 395         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 396                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 397
 398     // Evaluate space for both sides
 399     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 400     {
 401         evaluate_space(pos, WHITE, ei);
 402         evaluate_space(pos, BLACK, ei);
 403     }
 404   }
 405
 406   // Mobility
 407   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 408   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 409
 410   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 411   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 412   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 413       && pos.opposite_colored_bishops()
 414       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 415           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 416   {
 417       ScaleFactor sf;
 418
 419       // Only the two bishops ?
 420       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 421           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 422       {
 423           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 424           // certainly a draw or at least two pawns.
 425           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 426           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 427       }
 428       else
 429           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 430           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 431            sf = ScaleFactor(50);
 432
 433       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 434           factor[WHITE] = sf;
 435       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 436           factor[BLACK] = sf;
 437   }
 438
 439   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 440   // return
 441   Color stm = pos.side_to_move();
 442
 443   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 444
 445   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 446 }
 447
 448
 449 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 450 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 451 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 452
 453 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 454
 455   assert(pos.is_ok());
 456
 457   static const
 458   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 459
 460   Value mgv = pos.mg_value();
 461   Value egv = pos.eg_value();
 462   Phase ph = pos.game_phase();
 463   Color stm = pos.side_to_move();
 464
 465   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 466 }
 467
 468
 469 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 470
 471 void init_eval(int threads) {
 472
 473   assert(threads <= THREAD_MAX);
 474
 475   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 476   {
 477     if (i >= threads)
 478     {
 479         delete PawnTable[i];
 480         delete MaterialTable[i];
 481         PawnTable[i] = NULL;
 482         MaterialTable[i] = NULL;
 483         continue;
 484     }
 485     if (!PawnTable[i])
 486         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 487     if (!MaterialTable[i])
 488         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 489   }
 490
 491   for (Bitboard b = 0ULL; b < 256ULL; b++)
 492       BitCount8Bit[b] = count_1s(b);
 493 }
 494
 495
 496 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 497
 498 void quit_eval() {
 499
 500   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 501   {
 502       delete PawnTable[i];
 503       delete MaterialTable[i];
 504   }
 505 }
 506
 507
 508 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 509 /// parameters.
 510
 511 void read_weights(Color us) {
 512
 513   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 514   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 515   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 516   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 517   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 518   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 519
 520   Color them = opposite_color(us);
 521
 522   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 523   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 524   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 525
 526   init_safety();
 527 }
 528
 529
 530 /// scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
 531 /// score, based on game phase.  It also scales the return value by a
 532 /// ScaleFactor array.
 533
 534 Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
 535
 536   assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
 537   assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
 538   assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
 539
 540   ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
 541
 542   Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
 543   return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
 544 }
 545
 546 namespace {
 547
 548   // evaluate_common() computes terms common to all pieces attack
 549
 550   template<PieceType Piece>
 551   int evaluate_common(const Position& p, const Bitboard& b, Color us, EvalInfo& ei, Square s = SQ_NONE) {
 552
 553     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 554     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 555     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 556     static const Value* OutpostBonus[] = { 0, 0, KnightOutpostBonus, BishopOutpostBonus, 0, 0 };
 557
 558     Color them = opposite_color(us);
 559
 560     // Update attack info
 561     ei.attackedBy[us][Piece] |= b;
 562
 563     // King attack
 564     if (b & ei.kingZone[us])
 565     {
 566         ei.kingAttackersCount[us]++;
 567         ei.kingAttackersWeight[us] += AttackWeight[Piece];
 568         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[them][KING]);
 569         if (bb)
 570             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[us] += count_1s_max_15(bb);
 571     }
 572
 573     // Remove squares protected by enemy pawns
 574     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[them][PAWN]);
 575
 576     // Mobility
 577     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15(bb & ~p.pieces_of_color(us))
 578                               : count_1s(bb & ~p.pieces_of_color(us)));
 579
 580     ei.mgMobility += Sign[us] * MgBonus[Piece][mob];
 581     ei.egMobility += Sign[us] * EgBonus[Piece][mob];
 582
 583     // Bishop and Knight outposts
 584     if (  (Piece != BISHOP && Piece != KNIGHT) // compile time condition
 585         || !p.square_is_weak(s, them))
 586         return mob;
 587
 588     // Initial bonus based on square
 589     Value v, bonus;
 590     v = bonus = OutpostBonus[Piece][relative_square(us, s)];
 591
 592     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 593     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 594     if (v && (p.pawn_attacks(them, s) & p.pawns(us)))
 595     {
 596         bonus += v / 2;
 597         if (   p.piece_count(them, KNIGHT) == 0
 598             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.bishops(them)) == EmptyBoardBB)
 599             bonus += v;
 600     }
 601     ei.mgValue += Sign[us] * bonus;
 602     ei.egValue += Sign[us] * bonus;
 603     return mob;
 604   }
 605
 606
 607   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
 608   // color.
 609
 610   template<PieceType Piece>
 611   void evaluate_pieces(const Position& pos, Color us, EvalInfo& ei) {
 612
 613     Bitboard b;
 614     Square s, ksq;
 615     Color them;
 616     int mob;
 617     File f;
 618
 619     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
 620     {
 621         s = pos.piece_list(us, Piece, i);
 622
 623         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 624             b = pos.piece_attacks<Piece>(s);
 625         else if (Piece == BISHOP)
 626             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.queens(us));
 627         else if (Piece == ROOK)
 628             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.rooks_and_queens(us));
 629
 630         // Attacks, mobility and outposts
 631         mob = evaluate_common<Piece>(pos, b, us, ei, s);
 632
 633         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 634         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
 635         if (Piece == BISHOP)
 636         {
 637             if (bit_is_set(MaskA7H7[us], s))
 638                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, us, ei);
 639
 640             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[us], s))
 641                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, us, ei);
 642         }
 643
 644         if (Piece != ROOK && Piece != QUEEN)
 645             continue;
 646
 647         // Queen or rook on 7th rank
 648         them = opposite_color(us);
 649
 650         if (   relative_rank(us, s) == RANK_7
 651             && relative_rank(us, pos.king_square(them)) == RANK_8)
 652         {
 653             ei.mgValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 654             ei.egValue += Sign[us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 655         }
 656
 657         // Special extra evaluation for rooks
 658         if (Piece != ROOK)
 659             continue;
 660
 661         // Open and half-open files
 662         f = square_file(s);
 663         if (ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 664         {
 665             if (ei.pi->file_is_half_open(them, f))
 666             {
 667                 ei.mgValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 668                 ei.egValue += Sign[us] * RookOpenFileBonus;
 669             }
 670             else
 671             {
 672                 ei.mgValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 673                 ei.egValue += Sign[us] * RookHalfOpenFileBonus;
 674             }
 675         }
 676
 677         // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 678         // king has lost right to castle.
 679         if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(us, f))
 680             continue;
 681
 682         ksq = pos.king_square(us);
 683
 684         if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 685             &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 686             && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 687         {
 688             // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 689             if (!ei.pi->has_open_file_to_right(us, square_file(ksq)))
 690                 ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 691                                                 : Sign[us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 692         }
 693         else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 694                  &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 695                  && (relative_rank(us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 696         {
 697             // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 698             if (!ei.pi->has_open_file_to_left(us, square_file(ksq)))
 699                 ei.mgValue -= pos.can_castle(us)? Sign[us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 700                                                 : Sign[us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 701         }
 702     }
 703   }
 704
 705   inline Bitboard shiftRowsDown(const Bitboard& b, int num) {
 706
 707     return b >> (num << 3);
 708   }
 709
 710   // evaluate_pieces<KING>() assigns bonuses and penalties to a king of a given
 711   // color.
 712
 713   template<>
 714   void evaluate_pieces<KING>(const Position& p, Color us, EvalInfo& ei) {
 715
 716     int shelter = 0, sign = Sign[us];
 717     Square s = p.king_square(us);
 718
 719     // King shelter
 720     if (relative_rank(us, s) <= RANK_4)
 721     {
 722         Bitboard pawns = p.pawns(us) & this_and_neighboring_files_bb(s);
 723         Rank r = square_rank(s);
 724         for (int i = 1; i < 4; i++)
 725             shelter += count_1s_8bit(shiftRowsDown(pawns, r+i*sign)) * (128>>i);
 726
 727         ei.mgValue += sign * Value(shelter);
 728     }
 729
 730     // King safety.  This is quite complicated, and is almost certainly far
 731     // from optimally tuned.
 732     Color them = opposite_color(us);
 733
 734     if (   p.piece_count(them, QUEEN) >= 1
 735         && ei.kingAttackersCount[them] >= 2
 736         && p.non_pawn_material(them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 737         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them])
 738     {
 739       // Is it the attackers turn to move?
 740       bool sente = (them == p.side_to_move());
 741
 742       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 743       // apart from the king itself
 744       Bitboard undefended =
 745              ei.attacked_by(them)       & ~ei.attacked_by(us, PAWN)
 746           & ~ei.attacked_by(us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(us, BISHOP)
 747           & ~ei.attacked_by(us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(us, QUEEN)
 748           & ei.attacked_by(us, KING);
 749
 750       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
 751
 752       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 753       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 754       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 755       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 756       // quality of the pawn shelter.
 757       int attackUnits =
 758             Min((ei.kingAttackersCount[them] * ei.kingAttackersWeight[them]) / 2, 25)
 759           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[them] + count_1s_max_15(undefended)) * 3
 760           + InitKingDanger[relative_square(us, s)] - (shelter >> 5);
 761
 762       // Analyse safe queen contact checks
 763       b = undefended & ei.attacked_by(them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(them);
 764       if (b)
 765       {
 766         Bitboard attackedByOthers =
 767               ei.attacked_by(them, PAWN)   | ei.attacked_by(them, KNIGHT)
 768             | ei.attacked_by(them, BISHOP) | ei.attacked_by(them, ROOK);
 769
 770         b &= attackedByOthers;
 771         if (b)
 772         {
 773           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 774           // contact checks.
 775           int count = count_1s_max_15(b);
 776           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 777
 778           // Is there a mate threat?
 779           if (QueenContactMates && !p.is_check())
 780           {
 781             Bitboard escapeSquares =
 782                 p.piece_attacks<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(us) & ~attackedByOthers;
 783
 784             while (b)
 785             {
 786                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 787                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 788                 {
 789                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 790                     // is an X-ray attack through the queen.
 791                     for (int i = 0; i < p.piece_count(them, QUEEN); i++)
 792                     {
 793                         from = p.piece_list(them, QUEEN, i);
 794                         if (    bit_is_set(p.piece_attacks<QUEEN>(from), to)
 795                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(them), from)
 796                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us))
 797                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.rooks_and_queens(us)))
 798
 799                             ei.mateThreat[them] = make_move(from, to);
 800                     }
 801                 }
 802             }
 803           }
 804         }
 805       }
 806
 807       // Analyse safe distance checks
 808       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 809       {
 810           b = p.piece_attacks<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 811
 812           // Queen checks
 813           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 814           if( b2)
 815               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 816
 817           // Rook checks
 818           b2 = b & ei.attacked_by(them, ROOK);
 819           if (b2)
 820               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 821       }
 822       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 823       {
 824           b = p.piece_attacks<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 825
 826           // Queen checks
 827           b2 = b & ei.attacked_by(them, QUEEN);
 828           if (b2)
 829               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 830
 831           // Bishop checks
 832           b2 = b & ei.attacked_by(them, BISHOP);
 833           if (b2)
 834               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 835       }
 836       if (KnightCheckBonus > 0)
 837       {
 838           b = p.piece_attacks<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(them) & ~ei.attacked_by(us);
 839
 840           // Knight checks
 841           b2 = b & ei.attacked_by(them, KNIGHT);
 842           if (b2)
 843               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15(b2);
 844       }
 845
 846       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 847       // adding pawns later).
 848       if (DiscoveredCheckBonus)
 849       {
 850         b = p.discovered_check_candidates(them) & ~p.pawns();
 851         if (b)
 852           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15(b) * (sente? 2 : 1);
 853       }
 854
 855       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 856       // side with the mating move is the side to move, because in that
 857       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 858       // evaluation function instead.
 859       if (ei.mateThreat[them] != MOVE_NONE)
 860           attackUnits += MateThreatBonus;
 861
 862       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 863       // out of bounds errors:
 864       if (attackUnits < 0)
 865           attackUnits = 0;
 866
 867       if (attackUnits >= 100)
 868           attackUnits = 99;
 869
 870       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 871       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 872       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 873       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 874       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 875       // change far bigger than the value of the captured piece.
 876       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[us]);
 877
 878       ei.mgValue -= sign * v;
 879
 880       if (us == p.side_to_move())
 881           ei.futilityMargin += v;
 882     }
 883   }
 884
 885
 886   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 887
 888   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 889
 890     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 891     int movesToGo[2] = {100, 100};
 892
 893     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
 894     {
 895         Color them = opposite_color(us);
 896         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 897         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 898         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pawns(us), b2, b3, b4;
 899
 900         while (b)
 901         {
 902             Square s = pop_1st_bit(&b);
 903
 904             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
 905             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 906
 907             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 908             int tr = Max(0, r * (r - 1));
 909             Square blockSq = s + pawn_push(us);
 910
 911             // Base bonus based on rank
 912             Value mbonus = Value(20 * tr);
 913             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 914
 915             // Adjust bonus based on king proximity
 916             if (tr != 0)
 917             {
 918                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 919                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 920                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 921
 922                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
 923                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
 924                 {
 925                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
 926                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 927                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 928
 929                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 930                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 931                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
 932                         && (squares_behind(us, s) & pos.rooks_and_queens(them)))
 933                         b3 = b2;
 934
 935                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
 936                     {
 937                         // There are no enemy pieces in the pawn's path! Are any of the
 938                         // squares in the pawn's path attacked by the enemy?
 939                         if (b3 == EmptyBoardBB)
 940                             // No enemy attacks, huge bonus!
 941                             ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 942                         else
 943                             // OK, there are enemy attacks. Are those squares which are
 944                             // attacked by the enemy also attacked by us?  If yes, big bonus
 945                             // (but smaller than when there are no enemy attacks), if no,
 946                             // somewhat smaller bonus.
 947                             ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 948                     }
 949                     else
 950                     {
 951                         // There are some enemy pieces in the pawn's path. While this is
 952                         // sad, we still assign a moderate bonus if all squares in the path
 953                         // which are either occupied by or attacked by enemy pieces are
 954                         // also attacked by us.
 955                         if (((b3 | (b2 & pos.pieces_of_color(them))) & ~b4) == EmptyBoardBB)
 956                             ebonus += Value(tr * 6);
 957                     }
 958                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 959                     // in the pawn's path.
 960                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 961                         ebonus += Value(tr);
 962                 }
 963             }
 964
 965             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 966             b2 = pos.pawns(us) & neighboring_files_bb(s);
 967             if (b2 & rank_bb(s))
 968                 ebonus += Value(r * 20);
 969             else if (pos.pawn_attacks(them, s) & b2)
 970                 ebonus += Value(r * 12);
 971
 972             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 973             // unstoppable
 974             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
 975             {
 976                 Square qsq;
 977                 int d;
 978
 979                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 980                 d =  square_distance(s, qsq)
 981                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
 982                    + (us != pos.side_to_move());
 983
 984                 if (d < 0)
 985                 {
 986                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
 987                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
 988                     mtg += blockerCount;
 989                     d += blockerCount;
 990                     if (d < 0)
 991                     {
 992                         hasUnstoppable[us] = true;
 993                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
 994                     }
 995                 }
 996             }
 997             // Rook pawns are a special case:  They are sometimes worse, and
 998             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
 999             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1000             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1001             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1002             // value if the other side has a rook or queen.
1003             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1004             {
1005                 if(   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1006                    && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1007                     ebonus += ebonus / 4;
1008                 else if(pos.rooks_and_queens(them))
1009                     ebonus -= ebonus / 4;
1010             }
1011
1012             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1013             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1014             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1015         }
1016     }
1017
1018     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1019     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1020        ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1021     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1022        ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1023     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1024     {
1025         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1026         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1027         // plies until the pawn queens for both sides.
1028         movesToGo[WHITE] *= 2;
1029         movesToGo[BLACK] *= 2;
1030         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1031
1032         // If one side queens at least three plies before the other, that
1033         // side wins.
1034         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1035             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1036         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1037             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1038
1039         // We could also add some rules about the situation when one side
1040         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1041         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1042         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1043         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1044     }
1045   }
1046
1047
1048   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1049   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1050   // if it is.
1051
1052   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1053                                     EvalInfo &ei) {
1054     assert(square_is_ok(s));
1055     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1056
1057     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1058     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1059
1060     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1061         && pos.see(s, b6) < 0
1062         && pos.see(s, b8) < 0)
1063     {
1064         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1065         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1066     }
1067   }
1068
1069
1070   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1071   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1072   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1073   // only occur in Chess960 games.
1074
1075   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1076                                     EvalInfo &ei) {
1077     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1078     Square b2, b3, c3;
1079
1080     assert(Chess960);
1081     assert(square_is_ok(s));
1082     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1083
1084     if (square_file(s) == FILE_A)
1085     {
1086         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1087         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1088         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1089     }
1090     else
1091     {
1092         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1093         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1094         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1095     }
1096
1097     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1098     {
1099         Value penalty;
1100
1101         if (!pos.square_is_empty(b3))
1102             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1103         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1104             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1105         else
1106             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1107
1108         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1109         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1110     }
1111   }
1112
1113
1114   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1115   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1116   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1117   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1118   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1119   // material hash table.
1120
1121   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1122
1123     Color them = opposite_color(us);
1124
1125     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1126     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1127     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1128
1129     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1130                           & ~pos.pawns(us)
1131                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1132                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1133
1134     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1135     // pawn.
1136     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pawns(us);
1137     if (us == WHITE)
1138     {
1139         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1140         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1141     }
1142     else
1143     {
1144         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1145         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1146     }
1147
1148     int space =  count_1s_max_15(safeSquares)
1149                + count_1s_max_15(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1150
1151     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1152   }
1153
1154
1155   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1156
1157   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1158     return (v*w) / 0x100;
1159   }
1160
1161
1162   // count_1s_8bit() counts the number of nonzero bits in the 8 least
1163   // significant bits of a Bitboard. This function is used by the king
1164   // shield evaluation.
1165
1166   int count_1s_8bit(Bitboard b) {
1167     return int(BitCount8Bit[b & 0xFF]);
1168   }
1169
1170
1171   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1172   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1173
1174   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1175
1176     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1177     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1178   }
1179
1180
1181   // helper used in read_weights()
1182   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1183
1184     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1185   }
1186
1187
1188   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1189   // parameters.  It is called from read_weights().
1190
1191   void init_safety() {
1192
1193     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1194     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1195     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1196     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1197     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1198     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1199     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1200
1201     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1202     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1203     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1204     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1205     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1206     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1207
1208     for (int i = 0; i < 100; i++)
1209     {
1210         if (i < b)
1211             SafetyTable[i] = Value(0);
1212         else if(quad)
1213             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1214         else if(linear)
1215             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1216     }
1217
1218     for (int i = 0; i < 100; i++)
1219     {
1220         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1221             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1222                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1223
1224         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1225             SafetyTable[i] = Value(peak);
1226     }
1227   }
1228 }