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 area of the board which is consdered by
 211   // 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& p, EvalInfo &ei);
 278
 279   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei);
 280   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
 281                                     EvalInfo &ei);
 282   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
 283                                     EvalInfo &ei);
 284   template<bool HasPopCnt>
 285   void evaluate_space(const Position &p, Color us, EvalInfo &ei);
 286   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 287   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 288
 289   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight);
 290   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 291   void init_safety();
 292
 293 }
 294
 295
 296 ////
 297 //// Functions
 298 ////
 299
 300 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
 301 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 302 /// between them based on the remaining material.
 303 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 304
 305     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
 306                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
 307 }
 308
 309 namespace {
 310
 311 template<bool HasPopCnt>
 312 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 313
 314   assert(pos.is_ok());
 315   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 316
 317   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 318
 319   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 320   // position object (material + piece square tables)
 321   ei.mgValue = pos.mg_value();
 322   ei.egValue = pos.eg_value();
 323
 324   // Probe the material hash table
 325   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 326   ei.mgValue += ei.mi->material_value();
 327   ei.egValue += ei.mi->material_value();
 328
 329   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 330   // configuration, call it and return
 331   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 332       return ei.mi->evaluate(pos);
 333
 334   // After get_material_info() call that modifies them
 335   ScaleFactor factor[2];
 336   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 337   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 338
 339   // Probe the pawn hash table
 340   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 341   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 342   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 343
 344   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 345   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
 346   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
 347   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 348   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 349
 350   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 351   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ((pos.pieces(PAWN, WHITE) << 9) & ~FileABB) | ((pos.pieces(PAWN, WHITE) << 7) & ~FileHBB);
 352   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ((pos.pieces(PAWN, BLACK) >> 7) & ~FileABB) | ((pos.pieces(PAWN, BLACK) >> 9) & ~FileHBB);
 353   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
 354   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
 355   if (b1)
 356       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
 357
 358   if (b2)
 359       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
 360
 361   // Evaluate pieces
 362   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 363   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 364
 365   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 366   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 367   // the king safety evaluation.
 368   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 369   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 370
 371   // Evaluate passed pawns.  We evaluate passed pawns for both sides at once,
 372   // because we need to know which side promotes first in positions where
 373   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 374   if (ei.pi->passed_pawns())
 375       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 376
 377   Phase phase = pos.game_phase();
 378
 379   // Middle-game specific evaluation terms
 380   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 381   {
 382     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 383     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 384         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 385
 386         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 387                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 388
 389     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 390              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 391
 392         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 393                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 394
 395     // Evaluate space for both sides
 396     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 397     {
 398         evaluate_space<HasPopCnt>(pos, WHITE, ei);
 399         evaluate_space<HasPopCnt>(pos, BLACK, ei);
 400     }
 401   }
 402
 403   // Mobility
 404   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 405   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 406
 407   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 408   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 409   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 410       && pos.opposite_colored_bishops()
 411       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 412           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 413   {
 414       ScaleFactor sf;
 415
 416       // Only the two bishops ?
 417       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 418           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 419       {
 420           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 421           // certainly a draw or at least two pawns.
 422           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 423           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 424       }
 425       else
 426           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 427           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 428            sf = ScaleFactor(50);
 429
 430       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 431           factor[WHITE] = sf;
 432       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 433           factor[BLACK] = sf;
 434   }
 435
 436   // Interpolate between the middle game and the endgame score, and
 437   // return
 438   Color stm = pos.side_to_move();
 439
 440   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 441
 442   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 443 }
 444
 445 } // namespace
 446
 447 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 448 /// It currently considers only material and piece square table scores.  Perhaps
 449 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 450
 451 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 452
 453   assert(pos.is_ok());
 454
 455   static const
 456   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 457
 458   Value mgv = pos.mg_value();
 459   Value egv = pos.eg_value();
 460   Phase ph = pos.game_phase();
 461   Color stm = pos.side_to_move();
 462
 463   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 464 }
 465
 466
 467 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function.
 468
 469 void init_eval(int threads) {
 470
 471   assert(threads <= THREAD_MAX);
 472
 473   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 474   {
 475     if (i >= threads)
 476     {
 477         delete PawnTable[i];
 478         delete MaterialTable[i];
 479         PawnTable[i] = NULL;
 480         MaterialTable[i] = NULL;
 481         continue;
 482     }
 483     if (!PawnTable[i])
 484         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 485     if (!MaterialTable[i])
 486         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 487   }
 488 }
 489
 490
 491 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination.
 492
 493 void quit_eval() {
 494
 495   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 496   {
 497       delete PawnTable[i];
 498       delete MaterialTable[i];
 499       PawnTable[i] = NULL;
 500       MaterialTable[i] = NULL;
 501   }
 502 }
 503
 504
 505 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI
 506 /// parameters.
 507
 508 void read_weights(Color us) {
 509
 510   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 511   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 512   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 513   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 514   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 515   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 516
 517   Color them = opposite_color(us);
 518
 519   WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 520   WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 521   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety.
 522   // We do this by replacing both WeightKingSafety[us] and
 523   // WeightKingSafety[them] by their average.
 524   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode")) {
 525       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
 526       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
 527   }
 528
 529   WeightSpace = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 530
 531   init_safety();
 532 }
 533
 534
 535 namespace {
 536
 537   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 538
 539   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 540   int evaluate_mobility(const Position& p, const Bitboard& b, EvalInfo& ei) {
 541
 542     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 543     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 544     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 545     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 546
 547     // Update attack info
 548     ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
 549
 550     // King attacks
 551     if (b & ei.kingZone[Us])
 552     {
 553         ei.kingAttackersCount[Us]++;
 554         ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
 555         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
 556         if (bb)
 557             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
 558     }
 559
 560     // Remove squares protected by enemy pawns
 561     Bitboard bb = (b & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]);
 562
 563     // Mobility
 564     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(Us))
 565                               : count_1s<HasPopCnt>(bb & ~p.pieces_of_color(Us)));
 566
 567     ei.mgMobility += Sign[Us] * MgBonus[Piece][mob];
 568     ei.egMobility += Sign[Us] * EgBonus[Piece][mob];
 569     return mob;
 570   }
 571
 572
 573   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 574
 575   template<PieceType Piece, Color Us>
 576   void evaluate_outposts(const Position& p, EvalInfo& ei, Square s) {
 577
 578     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 579
 580     // Initial bonus based on square
 581     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
 582                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
 583
 584     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 585     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 586     if (bonus && (p.attacks_from<PAWN>(s, Them) & p.pieces(PAWN, Us)))
 587     {
 588         if (    p.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
 589             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & p.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
 590             bonus += bonus + bonus / 2;
 591         else
 592             bonus += bonus / 2;
 593     }
 594     ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
 595     ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
 596   }
 597
 598
 599   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
 600   // color.
 601
 602   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 603   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 604
 605     Bitboard b;
 606     Square s, ksq;
 607     int mob;
 608     File f;
 609
 610     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 611     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
 612
 613     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
 614     {
 615         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 616             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
 617         else if (Piece == BISHOP)
 618             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
 619         else if (Piece == ROOK)
 620             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
 621         else
 622             assert(false);
 623
 624         // Attacks and mobility
 625         mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, b, ei);
 626
 627         // Bishop and knight outposts squares
 628         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
 629             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
 630
 631         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 632         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
 633         if (Piece == BISHOP)
 634         {
 635             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
 636                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
 637
 638             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
 639                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
 640         }
 641
 642         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
 643         {
 644             // Queen or rook on 7th rank
 645             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
 646                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
 647             {
 648                 ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 649                 ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 650             }
 651         }
 652
 653         // Special extra evaluation for rooks
 654         if (Piece == ROOK)
 655         {
 656             // Open and half-open files
 657             f = square_file(s);
 658             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 659             {
 660                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
 661                 {
 662                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 663                     ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 664                 }
 665                 else
 666                 {
 667                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 668                     ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 669                 }
 670             }
 671
 672             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 673             // king has lost right to castle.
 674             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 675                 continue;
 676
 677             ksq = pos.king_square(Us);
 678
 679             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 680                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 681                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 682             {
 683                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 684                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
 685                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 686                                                     : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 687             }
 688             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 689                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 690                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 691             {
 692                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 693                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
 694                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 695                                                     : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 696             }
 697         }
 698     }
 699   }
 700
 701   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the pieces of a given
 702   // color.
 703
 704   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 705   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 706
 707       evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 708       evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 709       evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 710       evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 711
 712       // Sum up all attacked squares
 713       ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
 714                              | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
 715                              | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
 716   }
 717
 718   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color.
 719
 720   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 721   void evaluate_king(const Position& p, EvalInfo& ei) {
 722
 723     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 724     const Square s = p.king_square(Us);
 725     int shelter = 0;
 726
 727     // King shelter
 728     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
 729     {
 730         shelter = ei.pi->get_king_shelter(p, Us, s);
 731         ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
 732     }
 733
 734     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
 735     // from optimally tuned.
 736     if (   p.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
 737         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
 738         && p.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 739         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
 740     {
 741       // Is it the attackers turn to move?
 742       bool sente = (Them == p.side_to_move());
 743
 744       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 745       // apart from the king itself
 746       Bitboard undefended =
 747              ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
 748           & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
 749           & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
 750           &  ei.attacked_by(Us, KING);
 751
 752       Bitboard occ = p.occupied_squares(), b, b2;
 753
 754       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 755       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 756       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 757       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 758       // quality of the pawn shelter.
 759       int attackUnits =
 760             Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
 761           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
 762           + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
 763
 764       // Analyse safe queen contact checks
 765       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~p.pieces_of_color(Them);
 766       if (b)
 767       {
 768         Bitboard attackedByOthers =
 769               ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
 770             | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
 771
 772         b &= attackedByOthers;
 773         if (b)
 774         {
 775           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 776           // contact checks.
 777           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
 778           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 779
 780           // Is there a mate threat?
 781           if (QueenContactMates && !p.is_check())
 782           {
 783             Bitboard escapeSquares =
 784                 p.attacks_from<KING>(s) & ~p.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
 785
 786             while (b)
 787             {
 788                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 789                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 790                 {
 791                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 792                     // is an X-ray attack through the queen.
 793                     for (int i = 0; i < p.piece_count(Them, QUEEN); i++)
 794                     {
 795                         from = p.piece_list(Them, QUEEN, i);
 796                         if (    bit_is_set(p.attacks_from<QUEEN>(from), to)
 797                             && !bit_is_set(p.pinned_pieces(Them), from)
 798                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
 799                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & p.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
 800
 801                             ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
 802                     }
 803                 }
 804             }
 805           }
 806         }
 807       }
 808
 809       // Analyse safe distance checks
 810       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 811       {
 812           b = p.attacks_from<ROOK>(s) & ~p.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 813
 814           // Queen checks
 815           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 816           if( b2)
 817               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 818
 819           // Rook checks
 820           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
 821           if (b2)
 822               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 823       }
 824       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 825       {
 826           b = p.attacks_from<BISHOP>(s) & ~p.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 827
 828           // Queen checks
 829           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 830           if (b2)
 831               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 832
 833           // Bishop checks
 834           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
 835           if (b2)
 836               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 837       }
 838       if (KnightCheckBonus > 0)
 839       {
 840           b = p.attacks_from<KNIGHT>(s) & ~p.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 841
 842           // Knight checks
 843           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
 844           if (b2)
 845               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 846       }
 847
 848       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 849       // adding pawns later).
 850       if (DiscoveredCheckBonus)
 851       {
 852         b = p.discovered_check_candidates(Them) & ~p.pieces(PAWN);
 853         if (b)
 854           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
 855       }
 856
 857       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 858       // side with the mating move is the side to move, because in that
 859       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 860       // evaluation function instead.
 861       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
 862           attackUnits += MateThreatBonus;
 863
 864       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 865       // out of bounds errors:
 866       if (attackUnits < 0)
 867           attackUnits = 0;
 868
 869       if (attackUnits >= 100)
 870           attackUnits = 99;
 871
 872       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 873       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 874       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 875       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 876       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 877       // change far bigger than the value of the captured piece.
 878       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
 879
 880       ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
 881
 882       if (Us == p.side_to_move())
 883           ei.futilityMargin += v;
 884     }
 885   }
 886
 887
 888   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides.
 889
 890   void evaluate_passed_pawns(const Position &pos, EvalInfo &ei) {
 891
 892     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
 893     int movesToGo[2] = {100, 100};
 894
 895     for (Color us = WHITE; us <= BLACK; us++)
 896     {
 897         Color them = opposite_color(us);
 898         Square ourKingSq = pos.king_square(us);
 899         Square theirKingSq = pos.king_square(them);
 900         Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, us), b2, b3, b4;
 901
 902         while (b)
 903         {
 904             Square s = pop_1st_bit(&b);
 905
 906             assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
 907             assert(pos.pawn_is_passed(us, s));
 908
 909             int r = int(relative_rank(us, s) - RANK_2);
 910             int tr = Max(0, r * (r - 1));
 911             Square blockSq = s + pawn_push(us);
 912
 913             // Base bonus based on rank
 914             Value mbonus = Value(20 * tr);
 915             Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 916
 917             // Adjust bonus based on king proximity
 918             if (tr != 0)
 919             {
 920                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 921                 ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(us)) * 1 * tr);
 922                 ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 923
 924                 // If the pawn is free to advance, increase bonus
 925                 if (pos.square_is_empty(blockSq))
 926                 {
 927                     b2 = squares_in_front_of(us, s);
 928                     b3 = b2 & ei.attacked_by(them);
 929                     b4 = b2 & ei.attacked_by(us);
 930
 931                     // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 932                     // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 933                     if (    bit_is_set(ei.attacked_by(them,ROOK) | ei.attacked_by(them,QUEEN),s)
 934                         && (squares_behind(us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, them)))
 935                         b3 = b2;
 936
 937                     // Squares attacked or occupied by enemy pieces
 938                     b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(them));
 939
 940                     // There are no enemy pawns in the pawn's path
 941                     assert((b2 & pos.pieces(PAWN, them)) == EmptyBoardBB);
 942
 943                     // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
 944                     if (b3 == EmptyBoardBB)
 945                         // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
 946                         ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 947                     else
 948                         // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
 949                         // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
 950                         // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
 951                         // if no, somewhat smaller bonus.
 952                         ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 953
 954                     // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 955                     // in the pawn's path.
 956                     if ((b2 & pos.pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
 957                         ebonus += Value(tr);
 958                 }
 959             }
 960
 961             // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 962             b2 = pos.pieces(PAWN, us) & neighboring_files_bb(s);
 963             if (b2 & rank_bb(s))
 964                 ebonus += Value(r * 20);
 965             else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, them) & b2)
 966                 ebonus += Value(r * 12);
 967
 968             // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 969             // unstoppable
 970             if (pos.non_pawn_material(them) == Value(0))
 971             {
 972                 Square qsq;
 973                 int d;
 974
 975                 qsq = relative_square(us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 976                 d =  square_distance(s, qsq)
 977                    - square_distance(theirKingSq, qsq)
 978                    + (us != pos.side_to_move());
 979
 980                 if (d < 0)
 981                 {
 982                     int mtg = RANK_8 - relative_rank(us, s);
 983                     int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(us,s) & pos.occupied_squares());
 984                     mtg += blockerCount;
 985                     d += blockerCount;
 986                     if (d < 0)
 987                     {
 988                         hasUnstoppable[us] = true;
 989                         movesToGo[us] = Min(movesToGo[us], mtg);
 990                     }
 991                 }
 992             }
 993             // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
 994             // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
 995             // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
 996             // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
 997             // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
 998             // value if the other side has a rook or queen.
 999             if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1000             {
1001                 if (   pos.non_pawn_material(them) <= KnightValueMidgame
1002                     && pos.piece_count(them, KNIGHT) <= 1)
1003                     ebonus += ebonus / 4;
1004                 else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, them))
1005                     ebonus -= ebonus / 4;
1006             }
1007
1008             // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1009             ei.mgValue += apply_weight(Sign[us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1010             ei.egValue += apply_weight(Sign[us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1011         }
1012     }
1013
1014     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1015     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1016         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1017     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1018         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1019     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1020     {
1021         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1022         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1023         // plies until the pawn queens for both sides.
1024         movesToGo[WHITE] *= 2;
1025         movesToGo[BLACK] *= 2;
1026         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1027
1028         // If one side queens at least three plies before the other, that
1029         // side wins.
1030         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1031             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1032         else if(movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1033             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1034
1035         // We could also add some rules about the situation when one side
1036         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1037         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1038         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1039         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1040     }
1041   }
1042
1043
1044   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1045   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1046   // if it is.
1047
1048   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position &pos, Square s, Color us,
1049                                     EvalInfo &ei) {
1050     assert(square_is_ok(s));
1051     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1052
1053     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1054     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1055
1056     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1057         && pos.see(s, b6) < 0
1058         && pos.see(s, b8) < 0)
1059     {
1060         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1061         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1062     }
1063   }
1064
1065
1066   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1067   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1068   // black), and assigns a penalty if it is.  This pattern can obviously
1069   // only occur in Chess960 games.
1070
1071   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position &pos, Square s, Color us,
1072                                     EvalInfo &ei) {
1073     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1074     Square b2, b3, c3;
1075
1076     assert(Chess960);
1077     assert(square_is_ok(s));
1078     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1079
1080     if (square_file(s) == FILE_A)
1081     {
1082         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1083         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1084         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1085     }
1086     else
1087     {
1088         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1089         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1090         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1091     }
1092
1093     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1094     {
1095         Value penalty;
1096
1097         if (!pos.square_is_empty(b3))
1098             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1099         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1100             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1101         else
1102             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1103
1104         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1105         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1106     }
1107   }
1108
1109
1110   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1111   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1112   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1113   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1114   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1115   // material hash table.
1116   template<bool HasPopCnt>
1117   void evaluate_space(const Position &pos, Color us, EvalInfo &ei) {
1118
1119     Color them = opposite_color(us);
1120
1121     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1122     // SpaceMask[us]. A square is unsafe it is attacked by an enemy
1123     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1124
1125     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[us]
1126                           & ~pos.pieces(PAWN, us)
1127                           & ~ei.attacked_by(them, PAWN)
1128                           & ~(~ei.attacked_by(us) & ei.attacked_by(them));
1129
1130     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1131     // pawn.
1132     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, us);
1133     if (us == WHITE)
1134     {
1135         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 8);
1136         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns >> 16);
1137     }
1138     else
1139     {
1140         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 8);
1141         behindFriendlyPawns |= (behindFriendlyPawns << 16);
1142     }
1143
1144     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1145                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1146
1147     ei.mgValue += Sign[us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1148   }
1149
1150
1151   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1152
1153   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1154     return (v*w) / 0x100;
1155   }
1156
1157
1158   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1159   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1160   // ScaleFactor array.
1161
1162   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1163
1164     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1165     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1166     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1167
1168     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1169
1170     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1171     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1172   }
1173
1174
1175   // compute_weight() computes the value of an evaluation weight, by combining
1176   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1177
1178   int compute_weight(int uciWeight, int internalWeight) {
1179
1180     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1181     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1182   }
1183
1184
1185   // helper used in read_weights()
1186   int weight_option(const std::string& opt, int weight) {
1187
1188     return compute_weight(get_option_value_int(opt), weight);
1189   }
1190
1191
1192   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1193   // parameters.  It is called from read_weights().
1194
1195   void init_safety() {
1196
1197     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1198     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1199     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1200     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1201     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1202     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1203     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1204
1205     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1206     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1207     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1208     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1209     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1210     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1211
1212     for (int i = 0; i < 100; i++)
1213     {
1214         if (i < b)
1215             SafetyTable[i] = Value(0);
1216         else if(quad)
1217             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1218         else if(linear)
1219             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1220     }
1221
1222     for (int i = 0; i < 100; i++)
1223     {
1224         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1225             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1226                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1227
1228         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1229             SafetyTable[i] = Value(peak);
1230     }
1231   }
1232 }