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

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26 #include <cstring>
  27
  28 #include "bitcount.h"
  29 #include "evaluate.h"
  30 #include "material.h"
  31 #include "pawns.h"
  32 #include "scale.h"
  33 #include "thread.h"
  34 #include "ucioption.h"
  35
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
  44
  45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
  46   const int GrainSize = 8;
  47
  48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
  49   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
  50   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
  51   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
  52   int WeightKingSafety[2];
  53   int WeightSpace;
  54
  55   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
  56   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
  57   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
  58   // parameters at 100, which looks prettier.
  59   //
  60   // Values modified by Joona Kiiski
  61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 248;
  62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 271;
  63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 233;
  64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 201;
  65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 252;
  66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 259;
  67   const int WeightKingSafetyInternal           = 247;
  68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 259;
  69   const int WeightSpaceInternal                = 46;
  70
  71   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
  72   //
  73   // Visually better to define tables constants
  74   typedef Value V;
  75
  76   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  77   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
  78   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
  79   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  80     V(-38), V(-25),V(-12), V(0), V(12), V(25), V(31), V(38), V(38)
  81   };
  82
  83   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
  84   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
  85     V(-33), V(-23),V(-13), V(-3), V(7), V(17), V(22), V(27), V(27)
  86   };
  87
  88   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
  89   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
  90   // queens are also included.
  91   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
  92   //    0       1      2      3      4      5      6      7
  93     V(-25), V(-11),  V(3), V(17), V(31), V(45), V(57), V(65),
  94   //    8       9     10     11     12     13     14     15
  95     V( 71), V( 74), V(76), V(78), V(79), V(80), V(81), V(81)
  96   };
  97
  98   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
  99   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 100     V(-30), V(-16), V(-2), V(12), V(26), V(40), V(52), V(60),
 101   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 102     V( 65), V( 69), V(71), V(73), V(74), V(75), V(76), V(76)
 103   };
 104
 105   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 106   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
 107   // queens and rooks are also included.
 108   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
 109   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 110     V(-20), V(-14), V(-8), V(-2),  V(4), V(10), V(14), V(19),
 111   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 112     V( 23), V( 26), V(27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32)
 113   };
 114
 115   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
 116   //    0       1      2      3      4      5      6      7
 117     V(-36), V(-19), V(-3), V(13), V(29), V(46), V(62), V(79),
 118   //    8       9     10     11     12     13     14     15
 119     V( 95), V(106),V(111),V(114),V(116),V(117),V(118),V(118)
 120   };
 121
 122   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
 123   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
 124   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
 125   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 126     V(-10), V(-8), V(-6), V(-3), V(-1), V( 1), V( 3), V( 5),
 127   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 128     V(  8), V(10), V(12), V(15), V(16), V(17), V(18), V(20),
 129   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 130     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20),
 131   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 132     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20)
 133   };
 134
 135   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
 136   //    0      1      2      3      4      5      6      7
 137     V(-18),V(-13), V(-7), V(-2), V( 3), V (8), V(13), V(19),
 138   //    8      9     10     11     12     13     14     15
 139     V( 23), V(27), V(32), V(34), V(35), V(35), V(35), V(35),
 140   //   16     17     18     19     20     21     22     23
 141     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35),
 142   //   24     25     26     27     28     29     30     31
 143     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35)
 144   };
 145
 146   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
 147   // point of view).
 148   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
 149   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 150     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 151     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 152     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
 153     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
 154     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
 155     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
 156     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 157     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 158   };
 159
 160   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
 161   //  A     B     C     D     E     F     G     H
 162     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
 163     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
 164     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
 165     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
 166     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
 167     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
 168     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
 169     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
 170   };
 171
 172   // Bonus for unstoppable passed pawns
 173   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
 174
 175   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
 176   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
 177   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
 178   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
 179   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
 180
 181   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
 182   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
 183   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
 184
 185   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
 186   // right to castle.
 187   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 188
 189   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
 190   // enemy pawns.
 191   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
 192
 193   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
 194   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
 195     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
 196     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
 197   };
 198
 199   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
 200   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
 201   // happen in Chess960 games.
 202   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
 203
 204   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
 205   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
 206     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
 207     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
 208   };
 209
 210   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
 211   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
 212   // based on how many squares inside this area are safe and available for
 213   // friendly minor pieces.
 214   const Bitboard SpaceMask[2] = {
 215     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
 216     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
 217     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
 218     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
 219     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
 220     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
 221   };
 222
 223   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
 224   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
 225   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
 226   /// as an index to SafetyTable[].
 227
 228   // Attack weights for each piece type
 229   const int QueenAttackWeight  = 5;
 230   const int RookAttackWeight   = 3;
 231   const int BishopAttackWeight = 2;
 232   const int KnightAttackWeight = 2;
 233
 234   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
 235   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
 236   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
 237
 238   // Scan for queen contact mates?
 239   const bool QueenContactMates = true;
 240
 241   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
 242   int MateThreatBonus;
 243
 244   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
 245   // king.
 246   const int InitKingDanger[64] = {
 247      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
 248      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
 249      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
 250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
 254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
 255   };
 256
 257   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
 258   // in init_safety().
 259   Value SafetyTable[100];
 260
 261   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
 262   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 263   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 264
 265   // Sizes of pawn and material hash tables
 266   const int PawnTableSize = 16384;
 267   const int MaterialTableSize = 1024;
 268
 269   // Function prototypes
 270   template<bool HasPopCnt>
 271   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
 272
 273   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 274   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 275
 276   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 277   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 278
 279   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 280   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 281
 282   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 283   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
 284   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
 285   inline Value apply_weight(Value v, int w);
 286   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
 287   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
 288   void init_safety();
 289 }
 290
 291
 292 ////
 293 //// Functions
 294 ////
 295
 296 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
 297 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
 298 /// between them based on the remaining material.
 299 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 300
 301     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
 302                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
 303 }
 304
 305 namespace {
 306
 307 template<bool HasPopCnt>
 308 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 309
 310   assert(pos.is_ok());
 311   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
 312   assert(!pos.is_check());
 313
 314   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 315
 316   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 317   // position object (material + piece square tables)
 318   ei.mgValue = pos.mg_value();
 319   ei.egValue = pos.eg_value();
 320
 321   // Probe the material hash table
 322   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 323   ei.mgValue += ei.mi->material_value();
 324   ei.egValue += ei.mi->material_value();
 325
 326   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 327   // configuration, call it and return
 328   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 329       return ei.mi->evaluate(pos);
 330
 331   // After get_material_info() call that modifies them
 332   ScaleFactor factor[2];
 333   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 334   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 335
 336   // Probe the pawn hash table
 337   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 338   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 339   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 340
 341   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 342   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
 343   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
 344   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 345   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 346
 347   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 348   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
 349   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
 350   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
 351   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
 352   if (b1)
 353       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
 354
 355   if (b2)
 356       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
 357
 358   // Evaluate pieces
 359   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 360   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 361
 362   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 363   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 364   // the king safety evaluation.
 365   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 366   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 367
 368   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
 369   // because we need to know which side promotes first in positions where
 370   // both sides have an unstoppable passed pawn. To be called after all attacks
 371   // are computed, included king.
 372   if (ei.pi->passed_pawns())
 373       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 374
 375   Phase phase = pos.game_phase();
 376
 377   // Middle-game specific evaluation terms
 378   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 379   {
 380     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 381     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 382         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 383
 384         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 385                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 386
 387     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 388              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 389
 390         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 391                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 392
 393     // Evaluate space for both sides
 394     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 395     {
 396         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 397         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 398     }
 399   }
 400
 401   // Mobility
 402   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 403   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 404
 405   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 406   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 407   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 408       && pos.opposite_colored_bishops()
 409       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 410           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 411   {
 412       ScaleFactor sf;
 413
 414       // Only the two bishops ?
 415       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 416           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 417       {
 418           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 419           // certainly a draw or at least two pawns.
 420           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 421           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 422       }
 423       else
 424           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 425           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 426            sf = ScaleFactor(50);
 427
 428       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 429           factor[WHITE] = sf;
 430       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 431           factor[BLACK] = sf;
 432   }
 433
 434   // Interpolate between the middle game and the endgame score
 435   Color stm = pos.side_to_move();
 436
 437   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 438
 439   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 440 }
 441
 442 } // namespace
 443
 444 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 445 /// It currently considers only material and piece square table scores. Perhaps
 446 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 447
 448 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 449
 450   assert(pos.is_ok());
 451
 452   static const
 453   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 454
 455   Value mgv = pos.mg_value();
 456   Value egv = pos.eg_value();
 457   Phase ph = pos.game_phase();
 458   Color stm = pos.side_to_move();
 459
 460   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 461 }
 462
 463
 464 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
 465
 466 void init_eval(int threads) {
 467
 468   assert(threads <= THREAD_MAX);
 469
 470   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 471   {
 472     if (i >= threads)
 473     {
 474         delete PawnTable[i];
 475         delete MaterialTable[i];
 476         PawnTable[i] = NULL;
 477         MaterialTable[i] = NULL;
 478         continue;
 479     }
 480     if (!PawnTable[i])
 481         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 482     if (!MaterialTable[i])
 483         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 484   }
 485 }
 486
 487
 488 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
 489
 490 void quit_eval() {
 491
 492   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 493   {
 494       delete PawnTable[i];
 495       delete MaterialTable[i];
 496       PawnTable[i] = NULL;
 497       MaterialTable[i] = NULL;
 498   }
 499 }
 500
 501
 502 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
 503
 504 void read_weights(Color us) {
 505
 506   Color them = opposite_color(us);
 507
 508   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 509   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 510   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 511   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 512   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 513   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 514   WeightSpace                = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 515   WeightKingSafety[us]       = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 516   WeightKingSafety[them]     = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 517
 518   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
 519   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
 520   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
 521   {
 522       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
 523       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
 524   }
 525   init_safety();
 526 }
 527
 528
 529 namespace {
 530
 531   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 532
 533   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 534   int evaluate_mobility(const Position& pos, Bitboard b, EvalInfo& ei) {
 535
 536     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 537     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 538     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 539     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 540     static const int lastIndex[] = { 0, 0, 8, 15, 15, 31 };
 541
 542     // Update attack info
 543     ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
 544
 545     // King attacks
 546     if (b & ei.kingZone[Us])
 547     {
 548         ei.kingAttackersCount[Us]++;
 549         ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
 550         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
 551         if (bb)
 552             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
 553     }
 554
 555     // Remove squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
 556     b &= ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
 557
 558     // The squares occupied by enemy pieces (not defended by pawns) will be
 559     // counted two times instead of one. The shift (almost) guarantees that
 560     // intersection of the shifted value with b is zero so that after or-ing
 561     // the count of 1s bits is increased by the number of affected squares.
 562     b |= Us == WHITE ? ((b & pos.pieces_of_color(Them)) >> 1)
 563                      : ((b & pos.pieces_of_color(Them)) << 1);
 564
 565     // Mobility
 566     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)
 567                               : count_1s<HasPopCnt>(b));
 568
 569     if (mob > lastIndex[Piece])
 570         mob = lastIndex[Piece];
 571
 572     ei.mgMobility += Sign[Us] * MgBonus[Piece][mob];
 573     ei.egMobility += Sign[Us] * EgBonus[Piece][mob];
 574     return mob;
 575   }
 576
 577
 578   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 579
 580   template<PieceType Piece, Color Us>
 581   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
 582
 583     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 584
 585     // Initial bonus based on square
 586     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
 587                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
 588
 589     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 590     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 591     if (bonus && (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & pos.pieces(PAWN, Us)))
 592     {
 593         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
 594             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
 595             bonus += bonus + bonus / 2;
 596         else
 597             bonus += bonus / 2;
 598     }
 599     ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
 600     ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
 601   }
 602
 603
 604   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
 605
 606   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 607   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 608
 609     Bitboard b;
 610     Square s, ksq;
 611     int mob;
 612     File f;
 613
 614     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 615     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
 616
 617     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
 618     {
 619         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 620             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
 621         else if (Piece == BISHOP)
 622             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
 623         else if (Piece == ROOK)
 624             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
 625         else
 626             assert(false);
 627
 628         // Attacks and mobility
 629         mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, b, ei);
 630
 631         // Bishop and knight outposts squares
 632         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
 633             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
 634
 635         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 636         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
 637         if (Piece == BISHOP)
 638         {
 639             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
 640                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
 641
 642             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
 643                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
 644         }
 645
 646         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
 647         {
 648             // Queen or rook on 7th rank
 649             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
 650                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
 651             {
 652                 ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 653                 ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 654             }
 655         }
 656
 657         // Special extra evaluation for rooks
 658         if (Piece == ROOK)
 659         {
 660             // Open and half-open files
 661             f = square_file(s);
 662             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 663             {
 664                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
 665                 {
 666                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 667                     ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 668                 }
 669                 else
 670                 {
 671                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 672                     ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 673                 }
 674             }
 675
 676             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 677             // king has lost right to castle.
 678             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 679                 continue;
 680
 681             ksq = pos.king_square(Us);
 682
 683             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 684                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 685                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 686             {
 687                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 688                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
 689                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 690                                                     : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 691             }
 692             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 693                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 694                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 695             {
 696                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 697                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
 698                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 699                                                     : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 700             }
 701         }
 702     }
 703   }
 704
 705
 706   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
 707   // pieces of a given color.
 708
 709   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 710   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 711
 712       evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 713       evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 714       evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 715       evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 716
 717       // Sum up all attacked squares
 718       ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
 719                              | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
 720                              | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
 721   }
 722
 723
 724   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 725
 726   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 727   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 728
 729     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 730     const Square s = pos.king_square(Us);
 731     int shelter = 0;
 732
 733     // King shelter
 734     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
 735     {
 736         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
 737         ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
 738     }
 739
 740     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
 741     // from optimally tuned.
 742     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
 743         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
 744         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 745         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
 746     {
 747       // Is it the attackers turn to move?
 748       bool sente = (Them == pos.side_to_move());
 749
 750       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 751       // apart from the king itself
 752       Bitboard undefended =
 753              ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
 754           & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
 755           & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
 756           &  ei.attacked_by(Us, KING);
 757
 758       Bitboard occ = pos.occupied_squares(), b, b2;
 759
 760       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 761       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 762       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 763       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 764       // quality of the pawn shelter.
 765       int attackUnits =
 766             Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
 767           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
 768           + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
 769
 770       // Analyse safe queen contact checks
 771       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
 772       if (b)
 773       {
 774         Bitboard attackedByOthers =
 775               ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
 776             | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
 777
 778         b &= attackedByOthers;
 779         if (b)
 780         {
 781           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 782           // contact checks.
 783           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
 784           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 785
 786           // Is there a mate threat?
 787           if (QueenContactMates && !pos.is_check())
 788           {
 789             Bitboard escapeSquares =
 790                 pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
 791
 792             while (b)
 793             {
 794                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 795                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 796                 {
 797                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 798                     // is an X-ray attack through the queen.
 799                     for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
 800                     {
 801                         from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
 802                         if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
 803                             && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
 804                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
 805                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
 806
 807                             ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
 808                     }
 809                 }
 810             }
 811           }
 812         }
 813       }
 814
 815       // Analyse safe distance checks
 816       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 817       {
 818           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 819
 820           // Queen checks
 821           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 822           if (b2)
 823               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 824
 825           // Rook checks
 826           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
 827           if (b2)
 828               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 829       }
 830       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 831       {
 832           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 833
 834           // Queen checks
 835           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 836           if (b2)
 837               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 838
 839           // Bishop checks
 840           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
 841           if (b2)
 842               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 843       }
 844       if (KnightCheckBonus > 0)
 845       {
 846           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 847
 848           // Knight checks
 849           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
 850           if (b2)
 851               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 852       }
 853
 854       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 855       // adding pawns later).
 856       if (DiscoveredCheckBonus)
 857       {
 858         b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
 859         if (b)
 860           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
 861       }
 862
 863       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 864       // side with the mating move is the side to move, because in that
 865       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 866       // evaluation function instead.
 867       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
 868           attackUnits += MateThreatBonus;
 869
 870       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 871       // out of bounds errors:
 872       if (attackUnits < 0)
 873           attackUnits = 0;
 874
 875       if (attackUnits >= 100)
 876           attackUnits = 99;
 877
 878       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 879       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 880       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 881       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 882       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 883       // change far bigger than the value of the captured piece.
 884       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
 885
 886       ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
 887
 888       if (Us == pos.side_to_move())
 889           ei.futilityMargin += v;
 890     }
 891   }
 892
 893
 894   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
 895
 896   template<Color Us>
 897   void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, int movesToGo[], Square pawnToGo[], EvalInfo& ei) {
 898
 899     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 900
 901     Bitboard b2, b3, b4;
 902     Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
 903     Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
 904     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
 905
 906     while (b)
 907     {
 908         Square s = pop_1st_bit(&b);
 909
 910         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
 911         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
 912
 913         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
 914         int tr = Max(0, r * (r - 1));
 915
 916         // Base bonus based on rank
 917         Value mbonus = Value(20 * tr);
 918         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 919
 920         // Adjust bonus based on king proximity
 921         if (tr)
 922         {
 923             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
 924
 925             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 926             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
 927             ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 928
 929             // If the pawn is free to advance, increase bonus
 930             if (pos.square_is_empty(blockSq))
 931             {
 932                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
 933                 b2 = squares_in_front_of(Us, s);
 934
 935                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
 936
 937                 // Squares attacked by us
 938                 b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
 939
 940                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
 941                 b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
 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 (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
 946                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
 947                     b3 = b2;
 948
 949                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
 950                 if (b3 == EmptyBoardBB)
 951                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
 952                     // Even bigger if we protect the pawn's path
 953                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 954                 else
 955                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
 956                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
 957                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
 958                     // if no, somewhat smaller bonus.
 959                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 960
 961                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 962                 // in the pawn's path.
 963                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
 964                     ebonus += Value(tr);
 965             }
 966         } // tr != 0
 967
 968         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 969         b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
 970         if (b2 & rank_bb(s))
 971             ebonus += Value(r * 20);
 972         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
 973             ebonus += Value(r * 12);
 974
 975         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 976         // unstoppable
 977         if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
 978         {
 979             Square qsq;
 980             int d;
 981
 982             qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 983             d =  square_distance(s, qsq)
 984                - square_distance(theirKingSq, qsq)
 985                + (Us != pos.side_to_move());
 986
 987             if (d < 0)
 988             {
 989                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
 990                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
 991                 mtg += blockerCount;
 992                 d += blockerCount;
 993                 if (d < 0 && (!movesToGo[Us] || movesToGo[Us] > mtg))
 994                 {
 995                     movesToGo[Us] = mtg;
 996                     pawnToGo[Us] = s;
 997                 }
 998             }
 999         }
1000
1001         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
1002         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
1003         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1004         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1005         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1006         // value if the other side has a rook or queen.
1007         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1008         {
1009             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
1010                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
1011                 ebonus += ebonus / 4;
1012             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
1013                 ebonus -= ebonus / 4;
1014         }
1015
1016         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1017         ei.mgValue += apply_weight(Sign[Us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1018         ei.egValue += apply_weight(Sign[Us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1019
1020     } // while
1021   }
1022
1023
1024   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
1025
1026   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1027
1028     int movesToGo[2] = {0, 0};
1029     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
1030
1031     // Evaluate pawns for each color
1032     evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1033     evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1034
1035     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
1036     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
1037         return;
1038
1039     // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
1040     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
1041     {
1042         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
1043         ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide]));
1044     }
1045     else
1046     {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1047         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1048         // plies until the pawn queens for both sides.
1049         movesToGo[WHITE] *= 2;
1050         movesToGo[BLACK] *= 2;
1051         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1052
1053         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
1054         Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
1055
1056         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
1057         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
1058             ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1059
1060         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
1061         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
1062         // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
1063         // consider only free paths to queen for both pawns.
1064         else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
1065                  && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
1066         {
1067             assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
1068
1069             Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
1070             Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
1071
1072             Bitboard b = pos.attacks_from<QUEEN>(winnerQSq);
1073
1074             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
1075                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
1076                 ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1077         }
1078     }
1079   }
1080
1081
1082   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1083   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1084   // if it is.
1085
1086   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1087
1088     assert(square_is_ok(s));
1089     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1090
1091     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1092     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1093
1094     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1095         && pos.see(s, b6) < 0
1096         && pos.see(s, b8) < 0)
1097     {
1098         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1099         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1100     }
1101   }
1102
1103
1104   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1105   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1106   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1107   // only occur in Chess960 games.
1108
1109   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1110
1111     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1112     Square b2, b3, c3;
1113
1114     assert(Chess960);
1115     assert(square_is_ok(s));
1116     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1117
1118     if (square_file(s) == FILE_A)
1119     {
1120         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1121         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1122         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1123     }
1124     else
1125     {
1126         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1127         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1128         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1129     }
1130
1131     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1132     {
1133         Value penalty;
1134
1135         if (!pos.square_is_empty(b3))
1136             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1137         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1138             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1139         else
1140             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1141
1142         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1143         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1144     }
1145   }
1146
1147
1148   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1149   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1150   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1151   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1152   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1153   // material hash table.
1154   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1155   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1156
1157     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1158
1159     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1160     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1161     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1162
1163     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1164                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1165                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1166                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1167
1168     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1169     // pawn.
1170     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1171     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1172     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1173
1174     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1175                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1176
1177     ei.mgValue += Sign[Us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1178   }
1179
1180
1181   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1182
1183   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1184     return (v*w) / 0x100;
1185   }
1186
1187
1188   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1189   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1190   // ScaleFactor array.
1191
1192   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1193
1194     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1195     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1196     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1197
1198     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1199
1200     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1201     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1202   }
1203
1204
1205   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1206   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1207
1208   int weight_option(const std::string& opt, int internalWeight) {
1209
1210     int uciWeight = get_option_value_int(opt);
1211     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1212     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1213   }
1214
1215
1216   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1217   // parameters.  It is called from read_weights().
1218
1219   void init_safety() {
1220
1221     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1222     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1223     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1224     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1225     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1226     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1227     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1228
1229     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1230     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1231     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1232     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1233     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1234     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1235
1236     for (int i = 0; i < 100; i++)
1237     {
1238         if (i < b)
1239             SafetyTable[i] = Value(0);
1240         else if (quad)
1241             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1242         else if (linear)
1243             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1244     }
1245
1246     for (int i = 0; i < 100; i++)
1247     {
1248         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1249             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1250                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1251
1252         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1253             SafetyTable[i] = Value(peak);
1254     }
1255   }
1256 }