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
 313   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
 314
 315   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
 316   // position object (material + piece square tables)
 317   ei.mgValue = pos.mg_value();
 318   ei.egValue = pos.eg_value();
 319
 320   // Probe the material hash table
 321   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
 322   ei.mgValue += ei.mi->material_value();
 323   ei.egValue += ei.mi->material_value();
 324
 325   // If we have a specialized evaluation function for the current material
 326   // configuration, call it and return
 327   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
 328       return ei.mi->evaluate(pos);
 329
 330   // After get_material_info() call that modifies them
 331   ScaleFactor factor[2];
 332   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
 333   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 334
 335   // Probe the pawn hash table
 336   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
 337   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
 338   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
 339
 340   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
 341   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
 342   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
 343   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
 344   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
 345
 346   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
 347   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
 348   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
 349   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
 350   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
 351   if (b1)
 352       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
 353
 354   if (b2)
 355       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
 356
 357   // Evaluate pieces
 358   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 359   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 360
 361   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
 362   // because we need complete attack information for all pieces when computing
 363   // the king safety evaluation.
 364   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 365   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 366
 367   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
 368   // because we need to know which side promotes first in positions where
 369   // both sides have an unstoppable passed pawn.
 370   if (ei.pi->passed_pawns())
 371       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
 372
 373   Phase phase = pos.game_phase();
 374
 375   // Middle-game specific evaluation terms
 376   if (phase > PHASE_ENDGAME)
 377   {
 378     // Pawn storms in positions with opposite castling.
 379     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
 380         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
 381
 382         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
 383                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
 384
 385     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
 386              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
 387
 388         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
 389                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
 390
 391     // Evaluate space for both sides
 392     if (ei.mi->space_weight() > 0)
 393     {
 394         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
 395         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
 396     }
 397   }
 398
 399   // Mobility
 400   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
 401   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
 402
 403   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
 404   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
 405   if (   phase < PHASE_MIDGAME
 406       && pos.opposite_colored_bishops()
 407       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
 408           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
 409   {
 410       ScaleFactor sf;
 411
 412       // Only the two bishops ?
 413       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
 414           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
 415       {
 416           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
 417           // certainly a draw or at least two pawns.
 418           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
 419           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
 420       }
 421       else
 422           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
 423           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
 424            sf = ScaleFactor(50);
 425
 426       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 427           factor[WHITE] = sf;
 428       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
 429           factor[BLACK] = sf;
 430   }
 431
 432   // Interpolate between the middle game and the endgame score
 433   Color stm = pos.side_to_move();
 434
 435   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 436
 437   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
 438 }
 439
 440 } // namespace
 441
 442 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
 443 /// It currently considers only material and piece square table scores. Perhaps
 444 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
 445
 446 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
 447
 448   assert(pos.is_ok());
 449
 450   static const
 451   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
 452
 453   Value mgv = pos.mg_value();
 454   Value egv = pos.eg_value();
 455   Phase ph = pos.game_phase();
 456   Color stm = pos.side_to_move();
 457
 458   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
 459 }
 460
 461
 462 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
 463
 464 void init_eval(int threads) {
 465
 466   assert(threads <= THREAD_MAX);
 467
 468   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 469   {
 470     if (i >= threads)
 471     {
 472         delete PawnTable[i];
 473         delete MaterialTable[i];
 474         PawnTable[i] = NULL;
 475         MaterialTable[i] = NULL;
 476         continue;
 477     }
 478     if (!PawnTable[i])
 479         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
 480     if (!MaterialTable[i])
 481         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
 482   }
 483 }
 484
 485
 486 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
 487
 488 void quit_eval() {
 489
 490   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
 491   {
 492       delete PawnTable[i];
 493       delete MaterialTable[i];
 494       PawnTable[i] = NULL;
 495       MaterialTable[i] = NULL;
 496   }
 497 }
 498
 499
 500 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
 501
 502 void read_weights(Color us) {
 503
 504   Color them = opposite_color(us);
 505
 506   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
 507   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
 508   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
 509   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
 510   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
 511   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
 512   WeightSpace                = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
 513   WeightKingSafety[us]       = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
 514   WeightKingSafety[them]     = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
 515
 516   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
 517   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
 518   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
 519   {
 520       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
 521       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
 522   }
 523   init_safety();
 524 }
 525
 526
 527 namespace {
 528
 529   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
 530
 531   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 532   int evaluate_mobility(const Position& pos, Bitboard b, EvalInfo& ei) {
 533
 534     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 535     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
 536     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
 537     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
 538     static const int lastIndex[] = { 0, 0, 8, 15, 15, 31 };
 539
 540     // Update attack info
 541     ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
 542
 543     // King attacks
 544     if (b & ei.kingZone[Us])
 545     {
 546         ei.kingAttackersCount[Us]++;
 547         ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
 548         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
 549         if (bb)
 550             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
 551     }
 552
 553     // Remove squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
 554     b &= ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
 555
 556     // The squares occupied by enemy pieces (not defended by pawns) will be
 557     // counted two times instead of one. The shift (almost) guarantees that
 558     // intersection of the shifted value with b is zero so that after or-ing
 559     // the count of 1s bits is increased by the number of affected squares.
 560     b |= Us == WHITE ? ((b & pos.pieces_of_color(Them)) >> 1)
 561                      : ((b & pos.pieces_of_color(Them)) << 1);
 562
 563     // Mobility
 564     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)
 565                               : count_1s<HasPopCnt>(b));
 566
 567     if (mob > lastIndex[Piece])
 568         mob = lastIndex[Piece];
 569
 570     ei.mgMobility += Sign[Us] * MgBonus[Piece][mob];
 571     ei.egMobility += Sign[Us] * EgBonus[Piece][mob];
 572     return mob;
 573   }
 574
 575
 576   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 577
 578   template<PieceType Piece, Color Us>
 579   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
 580
 581     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 582
 583     // Initial bonus based on square
 584     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
 585                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
 586
 587     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
 588     // no minor piece which can exchange the outpost piece
 589     if (bonus && (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & pos.pieces(PAWN, Us)))
 590     {
 591         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
 592             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
 593             bonus += bonus + bonus / 2;
 594         else
 595             bonus += bonus / 2;
 596     }
 597     ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
 598     ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
 599   }
 600
 601
 602   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
 603
 604   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
 605   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 606
 607     Bitboard b;
 608     Square s, ksq;
 609     int mob;
 610     File f;
 611
 612     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 613     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
 614
 615     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
 616     {
 617         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
 618             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
 619         else if (Piece == BISHOP)
 620             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
 621         else if (Piece == ROOK)
 622             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
 623         else
 624             assert(false);
 625
 626         // Attacks and mobility
 627         mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, b, ei);
 628
 629         // Bishop and knight outposts squares
 630         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
 631             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
 632
 633         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
 634         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
 635         if (Piece == BISHOP)
 636         {
 637             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
 638                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
 639
 640             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
 641                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
 642         }
 643
 644         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
 645         {
 646             // Queen or rook on 7th rank
 647             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
 648                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
 649             {
 650                 ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
 651                 ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
 652             }
 653         }
 654
 655         // Special extra evaluation for rooks
 656         if (Piece == ROOK)
 657         {
 658             // Open and half-open files
 659             f = square_file(s);
 660             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 661             {
 662                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
 663                 {
 664                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 665                     ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
 666                 }
 667                 else
 668                 {
 669                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 670                     ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
 671                 }
 672             }
 673
 674             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
 675             // king has lost right to castle.
 676             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
 677                 continue;
 678
 679             ksq = pos.king_square(Us);
 680
 681             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
 682                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
 683                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 684             {
 685                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 686                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
 687                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 688                                                     : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 689             }
 690             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
 691                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
 692                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
 693             {
 694                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
 695                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
 696                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
 697                                                     : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
 698             }
 699         }
 700     }
 701   }
 702
 703
 704   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
 705   // pieces of a given color.
 706
 707   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 708   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 709
 710       evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 711       evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 712       evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 713       evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
 714
 715       // Sum up all attacked squares
 716       ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
 717                              | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
 718                              | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
 719   }
 720
 721
 722   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 723
 724   template<Color Us, bool HasPopCnt>
 725   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 726
 727     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 728     const Square s = pos.king_square(Us);
 729     int shelter = 0;
 730
 731     // King shelter
 732     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
 733     {
 734         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
 735         ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
 736     }
 737
 738     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
 739     // from optimally tuned.
 740     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
 741         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
 742         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
 743         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
 744     {
 745       // Is it the attackers turn to move?
 746       bool sente = (Them == pos.side_to_move());
 747
 748       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
 749       // apart from the king itself
 750       Bitboard undefended =
 751              ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
 752           & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
 753           & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
 754           &  ei.attacked_by(Us, KING);
 755
 756       Bitboard occ = pos.occupied_squares(), b, b2;
 757
 758       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
 759       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
 760       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
 761       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
 762       // quality of the pawn shelter.
 763       int attackUnits =
 764             Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
 765           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
 766           + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
 767
 768       // Analyse safe queen contact checks
 769       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
 770       if (b)
 771       {
 772         Bitboard attackedByOthers =
 773               ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
 774             | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
 775
 776         b &= attackedByOthers;
 777         if (b)
 778         {
 779           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
 780           // contact checks.
 781           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
 782           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
 783
 784           // Is there a mate threat?
 785           if (QueenContactMates && !pos.is_check())
 786           {
 787             Bitboard escapeSquares =
 788                 pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
 789
 790             while (b)
 791             {
 792                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
 793                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
 794                 {
 795                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
 796                     // is an X-ray attack through the queen.
 797                     for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
 798                     {
 799                         from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
 800                         if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
 801                             && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
 802                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
 803                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
 804
 805                             ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
 806                     }
 807                 }
 808             }
 809           }
 810         }
 811       }
 812
 813       // Analyse safe distance checks
 814       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
 815       {
 816           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 817
 818           // Queen checks
 819           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 820           if (b2)
 821               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 822
 823           // Rook checks
 824           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
 825           if (b2)
 826               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 827       }
 828       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
 829       {
 830           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 831
 832           // Queen checks
 833           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
 834           if (b2)
 835               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 836
 837           // Bishop checks
 838           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
 839           if (b2)
 840               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 841       }
 842       if (KnightCheckBonus > 0)
 843       {
 844           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
 845
 846           // Knight checks
 847           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
 848           if (b2)
 849               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
 850       }
 851
 852       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
 853       // adding pawns later).
 854       if (DiscoveredCheckBonus)
 855       {
 856         b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
 857         if (b)
 858           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
 859       }
 860
 861       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
 862       // side with the mating move is the side to move, because in that
 863       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
 864       // evaluation function instead.
 865       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
 866           attackUnits += MateThreatBonus;
 867
 868       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
 869       // out of bounds errors:
 870       if (attackUnits < 0)
 871           attackUnits = 0;
 872
 873       if (attackUnits >= 100)
 874           attackUnits = 99;
 875
 876       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
 877       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
 878       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
 879       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
 880       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
 881       // change far bigger than the value of the captured piece.
 882       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
 883
 884       ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
 885
 886       if (Us == pos.side_to_move())
 887           ei.futilityMargin += v;
 888     }
 889   }
 890
 891
 892   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
 893
 894   template<Color Us>
 895   void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, bool hasUnstoppable[], int movesToGo[], EvalInfo& ei) {
 896
 897     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 898
 899     Bitboard b2, b3, b4;
 900     Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
 901     Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
 902     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
 903
 904     while (b)
 905     {
 906         Square s = pop_1st_bit(&b);
 907
 908         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
 909         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
 910
 911         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
 912         int tr = Max(0, r * (r - 1));
 913         Square blockSq = s + pawn_push(Us);
 914
 915         // Base bonus based on rank
 916         Value mbonus = Value(20 * tr);
 917         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
 918
 919         // Adjust bonus based on king proximity
 920         if (tr != 0)
 921         {
 922             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
 923             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
 924             ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
 925
 926             // If the pawn is free to advance, increase bonus
 927             if (pos.square_is_empty(blockSq))
 928             {
 929                 b2 = squares_in_front_of(Us, s);
 930                 b3 = b2 & ei.attacked_by(Them);
 931                 b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
 932
 933                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
 934                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
 935                 if (    bit_is_set(ei.attacked_by(Them, ROOK) | ei.attacked_by(Them, QUEEN), s)
 936                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them)))
 937                     b3 = b2;
 938
 939                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
 940                 b3 |= (b2 & pos.pieces_of_color(Them));
 941
 942                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
 943                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
 944
 945                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
 946                 if (b3 == EmptyBoardBB)
 947                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
 948                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
 949                 else
 950                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
 951                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us?
 952                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
 953                     // if no, somewhat smaller bonus.
 954                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
 955
 956                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
 957                 // in the pawn's path.
 958                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
 959                     ebonus += Value(tr);
 960             }
 961         } // tr != 0
 962
 963         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
 964         b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
 965         if (b2 & rank_bb(s))
 966             ebonus += Value(r * 20);
 967         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
 968             ebonus += Value(r * 12);
 969
 970         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
 971         // unstoppable
 972         if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
 973         {
 974             Square qsq;
 975             int d;
 976
 977             qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
 978             d =  square_distance(s, qsq)
 979                - square_distance(theirKingSq, qsq)
 980                + (Us != pos.side_to_move());
 981
 982             if (d < 0)
 983             {
 984                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
 985                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
 986                 mtg += blockerCount;
 987                 d += blockerCount;
 988                 if (d < 0)
 989                 {
 990                     hasUnstoppable[Us] = true;
 991                     movesToGo[Us] = Min(movesToGo[Us], mtg);
 992                 }
 993             }
 994         }
 995
 996         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
 997         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
 998         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
 999         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1000         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1001         // value if the other side has a rook or queen.
1002         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1003         {
1004             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
1005                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
1006                 ebonus += ebonus / 4;
1007             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
1008                 ebonus -= ebonus / 4;
1009         }
1010
1011         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1012         ei.mgValue += apply_weight(Sign[Us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1013         ei.egValue += apply_weight(Sign[Us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1014
1015     } // while
1016   }
1017
1018
1019   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
1020
1021   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1022
1023     bool hasUnstoppable[2] = {false, false};
1024     int movesToGo[2] = {100, 100};
1025
1026     // Evaluate pawns for each color
1027     evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, hasUnstoppable, movesToGo, ei);
1028     evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, hasUnstoppable, movesToGo, ei);
1029
1030     // Does either side have an unstoppable passed pawn?
1031     if (hasUnstoppable[WHITE] && !hasUnstoppable[BLACK])
1032         ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
1033     else if (hasUnstoppable[BLACK] && !hasUnstoppable[WHITE])
1034         ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
1035     else if (hasUnstoppable[BLACK] && hasUnstoppable[WHITE])
1036     {
1037         // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1038         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1039         // plies until the pawn queens for both sides.
1040         movesToGo[WHITE] *= 2;
1041         movesToGo[BLACK] *= 2;
1042         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1043
1044         // If one side queens at least three plies before the other, that
1045         // side wins.
1046         if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
1047             ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
1048         else if (movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
1049             ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
1050
1051         // We could also add some rules about the situation when one side
1052         // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
1053         // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
1054         // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
1055         // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
1056     }
1057   }
1058
1059
1060   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1061   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1062   // if it is.
1063
1064   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1065
1066     assert(square_is_ok(s));
1067     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1068
1069     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1070     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1071
1072     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1073         && pos.see(s, b6) < 0
1074         && pos.see(s, b8) < 0)
1075     {
1076         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1077         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1078     }
1079   }
1080
1081
1082   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1083   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1084   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1085   // only occur in Chess960 games.
1086
1087   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1088
1089     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1090     Square b2, b3, c3;
1091
1092     assert(Chess960);
1093     assert(square_is_ok(s));
1094     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1095
1096     if (square_file(s) == FILE_A)
1097     {
1098         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1099         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1100         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1101     }
1102     else
1103     {
1104         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1105         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1106         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1107     }
1108
1109     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1110     {
1111         Value penalty;
1112
1113         if (!pos.square_is_empty(b3))
1114             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1115         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1116             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1117         else
1118             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1119
1120         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1121         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1122     }
1123   }
1124
1125
1126   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1127   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1128   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1129   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1130   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1131   // material hash table.
1132   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1133   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1134
1135     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1136
1137     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1138     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1139     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1140
1141     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1142                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1143                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1144                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1145
1146     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1147     // pawn.
1148     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1149     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1150     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1151
1152     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1153                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1154
1155     ei.mgValue += Sign[Us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1156   }
1157
1158
1159   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1160
1161   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1162     return (v*w) / 0x100;
1163   }
1164
1165
1166   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1167   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1168   // ScaleFactor array.
1169
1170   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1171
1172     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1173     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1174     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1175
1176     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1177
1178     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1179     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1180   }
1181
1182
1183   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1184   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1185
1186   int weight_option(const std::string& opt, int internalWeight) {
1187
1188     int uciWeight = get_option_value_int(opt);
1189     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1190     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1191   }
1192
1193
1194   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1195   // parameters.  It is called from read_weights().
1196
1197   void init_safety() {
1198
1199     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1200     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1201     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1202     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1203     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1204     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1205     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1206
1207     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1208     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1209     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1210     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1211     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1212     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1213
1214     for (int i = 0; i < 100; i++)
1215     {
1216         if (i < b)
1217             SafetyTable[i] = Value(0);
1218         else if (quad)
1219             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1220         else if (linear)
1221             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1222     }
1223
1224     for (int i = 0; i < 100; i++)
1225     {
1226         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1227             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1228                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1229
1230         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1231             SafetyTable[i] = Value(peak);
1232     }
1233   }
1234 }