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

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