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

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26 #include <cstring>
  27
  28 #include "bitcount.h"
  29 #include "evaluate.h"
  30 #include "material.h"
  31 #include "pawns.h"
  32 #include "scale.h"
  33 #include "thread.h"
  34 #include "ucioption.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
  44
  45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
  46   const int GrainSize = 8;
  47
  48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
  49   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
  50   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
  51   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
  52   int WeightKingSafety[2];
  53   int WeightSpace;
  54
  55   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
  56   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
  57   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
  58   // parameters at 100, which looks prettier.
  59   //
  60   // Values modified by Joona Kiiski
  61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 248;
  62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 271;
  63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 233;
  64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 201;
  65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 252;
  66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 259;
  67   const int WeightKingSafetyInternal           = 247;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 259;
  69   const int WeightSpaceInternal                = 46;
  70
  71   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
  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(-38), V(-25),V(-12), V(0), V(12), V(25), V(31), V(38), V(38)
  81   };
  82
  83   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
  84   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  85     V(-33), V(-23),V(-13), V(-3), V(7), V(17), V(22), V(27), V(27)
  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(-25), V(-11),  V(3), V(17), V(31), V(45), V(57), V(65),
  94   //    8       9     10     11     12     13     14     15
  95     V( 71), V( 74), V(76), V(78), V(79), V(80), V(81), V(81)
  96   };
  97
  98   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
  99   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 100     V(-30), V(-16), V(-2), V(12), V(26), V(40), V(52), V(60),
 101   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 102     V( 65), V( 69), V(71), V(73), V(74), V(75), V(76), V(76)
 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(-20), V(-14), V(-8), V(-2),  V(4), V(10), V(14), V(19),
 111   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 112     V( 23), V( 26), V(27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32)
 113   };
 114
 115   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
 116   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 117     V(-36), V(-19), V(-3), V(13), V(29), V(46), V(62), V(79),
 118   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 119     V( 95), V(106),V(111),V(114),V(116),V(117),V(118),V(118)
 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(-3), V(-1), V( 1), V( 3), V( 5),
 127   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 128     V(  8), V(10), V(12), V(15), V(16), V(17), V(18), V(20),
 129   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 130     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20),
 131   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 132     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20)
 133   };
 134
 135   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
 136   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 137     V(-18),V(-13), V(-7), V(-2), V( 3), V (8), V(13), V(19),
 138   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 139     V( 23), V(27), V(32), V(34), V(35), V(35), V(35), V(35),
 140   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 141     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35),
 142   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 143     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35)
 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(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
 153     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
 154     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
 155     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), 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(21),V(21),V(21),V(21),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 (modified by Joona Kiiski)
 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   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
 182   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
 183   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
 184
 185   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
 186   // right to castle.
 187   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 188
 189   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
 190   // enemy pawns.
 191   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
 192
 193   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
 194   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
 195     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
 196     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
 197   };
 198
 199   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
 200   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
 201   // happen in Chess960 games.
 202   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
 203
 204   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
 205   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
 206     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
 207     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
 208   };
 209
 210   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is consdered
 211   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
 212   // based on how many squares inside this area are safe and available for
 213   // friendly minor pieces.
 214   const Bitboard SpaceMask[2] = {
 215     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
 216     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
 217     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
 218     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
 219     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
 220     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
 221   };
 222
 223   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
 224   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
 225   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
 226   /// as an index to SafetyTable[].
 227
 228   // Attack weights for each piece type
 229   const int QueenAttackWeight  = 5;
 230   const int RookAttackWeight   = 3;
 231   const int BishopAttackWeight = 2;
 232   const int KnightAttackWeight = 2;
 233
 234   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
 235   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
 236   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
 237
 238   // Scan for queen contact mates?
 239   const bool QueenContactMates = true;
 240
 241   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
 242   int MateThreatBonus;
 243
 244   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 245   // king.
 246   const int InitKingDanger[64] = {
 247      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 248      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 249      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 255   };
 256
 257   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
 258   // in init_safety().
 259   Value SafetyTable[100];
 260
 261   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 262   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 263   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 264
 265   // Sizes of pawn and material hash tables
 266   const int PawnTableSize = 16384;
 267   const int MaterialTableSize = 1024;
 268
 269   // Function prototypes
 270   template<bool HasPopCnt>
 271   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
 272
 273   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 274   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 275
 276   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 277   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 278
 279   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 280   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 281
 282   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 283   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
 284   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
 285   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 286   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 287   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 288   void init_safety();
 289 }
 290
 291
 292 ////
 293 //// Functions
 294 ////
 295
 296 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
 297 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 298 /// between them based on the remaining material.
 299 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 300
 301     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
 302                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
 303 }
 304
 305 namespace {
 306
 307 template<bool HasPopCnt>
 308 Value do_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->material_value();
 323   ei.egValue += ei.mi->material_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.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
 342   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<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] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
 348   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
 349   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
 350   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
 351   if (b1)
 352       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
 353
 354   if (b2)
 355       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
 356
 357   // Evaluate pieces
 358   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 359   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 360
 361   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 362   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 363   // the king safety evaluation.
 364   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 365   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 366
 367   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
 368   // because we need to know which side promotes first in positions where
 369   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 370   if (ei.pi->passed_pawns())
 371       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 372
 373   Phase phase = pos.game_phase();
 374
 375   // Middle-game specific evaluation terms
 376   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 377   {
 378     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 379     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 380         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 381
 382         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 383                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 384
 385     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 386              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 387
 388         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 389                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 390
 391     // Evaluate space for both sides
 392     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 393     {
 394         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 395         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 396     }
 397   }
 398
 399   // Mobility
 400   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 401   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 402
 403   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 404   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 405   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 406       && pos.opposite_colored_bishops()
 407       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 408           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 409   {
 410       ScaleFactor sf;
 411
 412       // Only the two bishops ?
 413       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 414           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 415       {
 416           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 417           // certainly a draw or at least two pawns.
 418           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 419           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 420       }
 421       else
 422           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 423           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 424            sf = ScaleFactor(50);
 425
 426       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 427           factor[WHITE] = sf;
 428       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 429           factor[BLACK] = sf;
 430   }
 431
 432   // Interpolate between the middle game and the endgame score
 433   Color stm = pos.side_to_move();
 434
 435   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 436
 437   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 438 }
 439
 440 } // namespace
 441
 442 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 443 /// It currently considers only material and piece square table scores. Perhaps
 444 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 445
 446 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 447
 448   assert(pos.is_ok());
 449
 450   static const
 451   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 452
 453   Value mgv = pos.mg_value();
 454   Value egv = pos.eg_value();
 455   Phase ph = pos.game_phase();
 456   Color stm = pos.side_to_move();
 457
 458   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 459 }
 460
 461
 462 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
 463
 464 void init_eval(int threads) {
 465
 466   assert(threads <= THREAD_MAX);
 467
 468   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 469   {
 470     if (i >= threads)
 471     {
 472         delete PawnTable[i];
 473         delete MaterialTable[i];
 474         PawnTable[i] = NULL;
 475         MaterialTable[i] = NULL;
 476         continue;
 477     }
 478     if (!PawnTable[i])
 479         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 480     if (!MaterialTable[i])
 481         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 482   }
 483 }
 484
 485
 486 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
 487
 488 void quit_eval() {
 489
 490   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 491   {
 492       delete PawnTable[i];
 493       delete MaterialTable[i];
 494       PawnTable[i] = NULL;
 495       MaterialTable[i] = NULL;
 496   }
 497 }
 498
 499
 500 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
 501
 502 void read_weights(Color us) {
 503
 504   Color them = opposite_color(us);
 505
 506   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 507   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 508   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 509   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 510   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 511   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 512   WeightSpace                = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 513   WeightKingSafety[us]       = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 514   WeightKingSafety[them]     = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 515
 516   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
 517   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
 518   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
 519   {
 520       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
 521       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
 522   }
 523   init_safety();
 524 }
 525
 526
 527 namespace {
 528
 529   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 530
 531   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 532   int evaluate_mobility(const Position& pos, Bitboard b, EvalInfo& ei) {
 533
 534     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 535     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 536     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 537     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 538     static const int lastIndex[] = { 0, 0, 8, 15, 15, 31 };
 539
 540     // Update attack info
 541     ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
 542
 543     // King attacks
 544     if (b & ei.kingZone[Us])
 545     {
 546         ei.kingAttackersCount[Us]++;
 547         ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
 548         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
 549         if (bb)
 550             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
 551     }
 552
 553     // The squares occupied by enemy pieces will be counted two times instead
 554     // of one. The shift (almost) guarantees that intersection with b is zero
 555     // so when we 'or' the two bitboards togheter and count we get the correct
 556     // sum of '1' in b and attacked bitboards.
 557     Bitboard attacked = Us == WHITE ? ((b & pos.pieces_of_color(Them)) >> 1)
 558                                     : ((b & pos.pieces_of_color(Them)) << 1);
 559
 560     // Remove squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
 561     b &= ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
 562
 563     // Mobility
 564     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b | attacked)
 565                               : count_1s<HasPopCnt>(b | attacked));
 566
 567     if (mob > lastIndex[Piece])
 568         mob = lastIndex[Piece];
 569
 570     ei.mgMobility += Sign[Us] * MgBonus[Piece][mob];
 571     ei.egMobility += Sign[Us] * EgBonus[Piece][mob];
 572     return mob;
 573   }
 574
 575
 576   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 577
 578   template<PieceType Piece, Color Us>
 579   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
 580
 581     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 582
 583     // Initial bonus based on square
 584     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
 585                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
 586
 587     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 588     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 589     if (bonus && (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & pos.pieces(PAWN, Us)))
 590     {
 591         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
 592             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
 593             bonus += bonus + bonus / 2;
 594         else
 595             bonus += bonus / 2;
 596     }
 597     ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
 598     ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
 599   }
 600
 601
 602   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
 603
 604   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 605   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 606
 607     Bitboard b;
 608     Square s, ksq;
 609     int mob;
 610     File f;
 611
 612     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 613     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
 614
 615     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
 616     {
 617         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 618             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
 619         else if (Piece == BISHOP)
 620             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
 621         else if (Piece == ROOK)
 622             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
 623         else
 624             assert(false);
 625
 626         // Attacks and mobility
 627         mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, b, ei);
 628
 629         // Bishop and knight outposts squares
 630         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
 631             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, 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         {
 646             // Queen or rook on 7th rank
 647             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
 648                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
 649             {
 650                 ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 651                 ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 652             }
 653         }
 654
 655         // Special extra evaluation for rooks
 656         if (Piece == ROOK)
 657         {
 658             // Open and half-open files
 659             f = square_file(s);
 660             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 661             {
 662                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
 663                 {
 664                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 665                     ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 666                 }
 667                 else
 668                 {
 669                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 670                     ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 671                 }
 672             }
 673
 674             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 675             // king has lost right to castle.
 676             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 677                 continue;
 678
 679             ksq = pos.king_square(Us);
 680
 681             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 682                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 683                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 684             {
 685                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 686                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
 687                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 688                                                     : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 689             }
 690             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 691                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 692                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 693             {
 694                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 695                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
 696                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 697                                                     : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 698             }
 699         }
 700     }
 701   }
 702
 703
 704   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
 705   // pieces of a given color.
 706
 707   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 708   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 709
 710       evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 711       evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 712       evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 713       evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 714
 715       // Sum up all attacked squares
 716       ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
 717                              | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
 718                              | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
 719   }
 720
 721
 722   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 723
 724   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 725   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 726
 727     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 728     const Square s = pos.king_square(Us);
 729     int shelter = 0;
 730
 731     // King shelter
 732     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
 733     {
 734         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
 735         ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
 736     }
 737
 738     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
 739     // from optimally tuned.
 740     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
 741         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
 742         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 743         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
 744     {
 745       // Is it the attackers turn to move?
 746       bool sente = (Them == pos.side_to_move());
 747
 748       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 749       // apart from the king itself
 750       Bitboard undefended =
 751              ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
 752           & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
 753           & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
 754           &  ei.attacked_by(Us, KING);
 755
 756       Bitboard occ = pos.occupied_squares(), b, b2;
 757
 758       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 759       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 760       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 761       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 762       // quality of the pawn shelter.
 763       int attackUnits =
 764             Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
 765           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
 766           + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
 767
 768       // Analyse safe queen contact checks
 769       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
 770       if (b)
 771       {
 772         Bitboard attackedByOthers =
 773               ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
 774             | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
 775
 776         b &= attackedByOthers;
 777         if (b)
 778         {
 779           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 780           // contact checks.
 781           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
 782           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 783
 784           // Is there a mate threat?
 785           if (QueenContactMates && !pos.is_check())
 786           {
 787             Bitboard escapeSquares =
 788                 pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
 789
 790             while (b)
 791             {
 792                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 793                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 794                 {
 795                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 796                     // is an X-ray attack through the queen.
 797                     for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
 798                     {
 799                         from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
 800                         if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
 801                             && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
 802                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
 803                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
 804
 805                             ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
 806                     }
 807                 }
 808             }
 809           }
 810         }
 811       }
 812
 813       // Analyse safe distance checks
 814       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 815       {
 816           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 817
 818           // Queen checks
 819           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 820           if (b2)
 821               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 822
 823           // Rook checks
 824           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
 825           if (b2)
 826               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 827       }
 828       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 829       {
 830           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 831
 832           // Queen checks
 833           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 834           if (b2)
 835               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 836
 837           // Bishop checks
 838           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
 839           if (b2)
 840               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 841       }
 842       if (KnightCheckBonus > 0)
 843       {
 844           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 845
 846           // Knight checks
 847           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
 848           if (b2)
 849               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 850       }
 851
 852       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 853       // adding pawns later).
 854       if (DiscoveredCheckBonus)
 855       {
 856         b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
 857         if (b)
 858           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
 859       }
 860
 861       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 862       // side with the mating move is the side to move, because in that
 863       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 864       // evaluation function instead.
 865       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
 866           attackUnits += MateThreatBonus;
 867
 868       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 869       // out of bounds errors:
 870       if (attackUnits < 0)
 871           attackUnits = 0;
 872
 873       if (attackUnits >= 100)
 874           attackUnits = 99;
 875
 876       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 877       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 878       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 879       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 880       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 881       // change far bigger than the value of the captured piece.
 882       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
 883
 884       ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
 885
 886       if (Us == pos.side_to_move())
 887           ei.futilityMargin += v;
 888     }
 889   }
 890
 891
 892   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
 893
 894   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 895
 896     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 897     int movesToGo[2] = {100, 100};
 898
 899     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
 900     {
 901         Color them = opposite_color(us);
 902         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 903         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 904         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, us), b2, b3, b4;
 905
 906         while (b)
 907         {
 908             Square s = pop_1st_bit(&b);
 909
 910             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
 911             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 912
 913             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 914             int tr = Max(0, r * (r - 1));
 915             Square blockSq = s + pawn_push(us);
 916
 917             // Base bonus based on rank
 918             Value mbonus = Value(20 * tr);
 919             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 920
 921             // Adjust bonus based on king proximity
 922             if (tr != 0)
 923             {
 924                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 925                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 926                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 927
 928                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
 929                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
 930                 {
 931                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
 932                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 933                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 934
 935                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 936                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 937                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
 938                         && (squares_behind(us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, them)))
 939                         b3 = b2;
 940
 941                     // Squares attacked or occupied by enemy pieces
 942                     b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(them));
 943
 944                     // There are no enemy pawns in the pawn's path
 945                     assert((b2 & pos.pieces(PAWN, them)) == EmptyBoardBB);
 946
 947                     // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
 948                     if (b3 == EmptyBoardBB)
 949                         // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
 950                         ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 951                     else
 952                         // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
 953                         // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
 954                         // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
 955                         // if no, somewhat smaller bonus.
 956                         ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 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.pieces(PAWN, us) & neighboring_files_bb(s);
 967             if (b2 & rank_bb(s))
 968                 ebonus += Value(r * 20);
 969             else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, them) & 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.pieces(ROOK, QUEEN, 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, EvalInfo &ei) {
1053
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, EvalInfo& ei) {
1076
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   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1121   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1122
1123     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1124
1125     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1126     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if 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.pieces(PAWN, 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.pieces(PAWN, Us);
1137     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1138     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1139
1140     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1141                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1142
1143     ei.mgValue += Sign[Us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1144   }
1145
1146
1147   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1148
1149   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1150     return (v*w) / 0x100;
1151   }
1152
1153
1154   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1155   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1156   // ScaleFactor array.
1157
1158   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1159
1160     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1161     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1162     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1163
1164     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1165
1166     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1167     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1168   }
1169
1170
1171   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1172   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1173
1174   int weight_option(const std::string& opt, int internalWeight) {
1175
1176     int uciWeight = get_option_value_int(opt);
1177     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1178     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1179   }
1180
1181
1182   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1183   // parameters.  It is called from read_weights().
1184
1185   void init_safety() {
1186
1187     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1188     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1189     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1190     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1191     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1192     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1193     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1194
1195     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1196     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1197     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1198     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1199     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1200     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1201
1202     for (int i = 0; i < 100; i++)
1203     {
1204         if (i < b)
1205             SafetyTable[i] = Value(0);
1206         else if (quad)
1207             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1208         else if (linear)
1209             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1210     }
1211
1212     for (int i = 0; i < 100; i++)
1213     {
1214         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1215             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1216                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1217
1218         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1219             SafetyTable[i] = Value(peak);
1220     }
1221   }
1222 }