]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Rescale UCI scores to PawnValueEg
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index dbca332896e9f5827d26cd3acaf7a4839b25cce1..ca70f2d0a684529ab3b4b9c3bea9642f0f3883c4 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2014 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
 #include <cassert>
-#include <cstring>
+#include <iomanip>
+#include <sstream>
+#include <algorithm>
 
 #include "bitcount.h"
 #include "evaluate.h"
 #include "material.h"
 #include "pawns.h"
-#include "scale.h"
 #include "thread.h"
 #include "ucioption.h"
 
+namespace {
+
+  // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
+  // by the evaluation functions.
+  struct EvalInfo {
+
+    // Pointers to material and pawn hash table entries
+    Material::Entry* mi;
+    Pawns::Entry* pi;
+
+    // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
+    // attacked by a given color and piece type, attackedBy[color][ALL_PIECES]
+    // contains all squares attacked by the given color.
+    Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
+
+    // kingRing[color] is the zone around the king which is considered
+    // by the king safety evaluation. This consists of the squares directly
+    // adjacent to the king, and the three (or two, for a king on an edge file)
+    // squares two ranks in front of the king. For instance, if black's king
+    // is on g8, kingRing[BLACK] is a bitboard containing the squares f8, h8,
+    // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
+    Bitboard kingRing[COLOR_NB];
+
+    // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
+    // which attack a square in the kingRing of the enemy king.
+    int kingAttackersCount[COLOR_NB];
+
+    // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weight" of the pieces of the
+    // given color which attack a square in the kingRing of the enemy king. The
+    // weights of the individual piece types are given by the variables
+    // QueenAttackWeight, RookAttackWeight, BishopAttackWeight and
+    // KnightAttackWeight in evaluate.cpp
+    int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
+
+    // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks to squares
+    // directly adjacent to the king of the given color. Pieces which attack
+    // more than one square are counted multiple times. For instance, if black's
+    // king is on g8 and there's a white knight on g5, this knight adds
+    // 2 to kingAdjacentZoneAttacksCount[BLACK].
+    int kingAdjacentZoneAttacksCount[COLOR_NB];
+
+    Bitboard pinnedPieces[COLOR_NB];
+  };
 
-////
-//// Local definitions
-////
+  namespace Tracing {
 
-namespace {
+    enum Terms { // First 8 entries are for PieceType
+      PST = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, TOTAL, TERMS_NB
+    };
 
-  const int Sign[2] = { 1, -1 };
+    Score terms[COLOR_NB][TERMS_NB];
+    EvalInfo ei;
+    ScaleFactor sf;
 
-  // Evaluation grain size, must be a power of 2
-  const int GrainSize = 8;
+    double to_cp(Value v);
+    void add_term(int idx, Score term_w, Score term_b = SCORE_ZERO);
+    void format_row(std::stringstream& ss, const char* name, int idx);
+    std::string do_trace(const Position& pos);
+  }
 
   // Evaluation weights, initialized from UCI options
   enum { Mobility, PawnStructure, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
-  Score Weights[6];
+  struct Weight { int mg, eg; } Weights[6];
 
   typedef Value V;
   #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
@@ -59,890 +103,732 @@ namespace {
   //
   // Values modified by Joona Kiiski
   const Score WeightsInternal[] = {
-      S(248, 271), S(233, 201), S(252, 259), S(46, 0), S(247, 0), S(259, 0)
+    S(289, 344), S(233, 201), S(221, 273), S(46, 0), S(271, 0), S(307, 0)
   };
 
-  // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
-  // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
-  const Score KnightMobilityBonus[16] = {
-    S(-38,-33), S(-25,-23), S(-12,-13), S( 0,-3),
-    S( 12,  7), S( 25, 17), S( 31, 22), S(38, 27), S(38, 27)
+  // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains bonuses for middle and end
+  // game, indexed by piece type and number of attacked squares not occupied by
+  // friendly pieces.
+  const Score MobilityBonus[][32] = {
+    {}, {},
+    { S(-35,-30), S(-22,-20), S(-9,-10), S( 3,  0), S(15, 10), S(27, 20), // Knights
+      S( 37, 28), S( 42, 31), S(44, 33) },
+    { S(-22,-27), S( -8,-13), S( 6,  1), S(20, 15), S(34, 29), S(48, 43), // Bishops
+      S( 60, 55), S( 68, 63), S(74, 68), S(77, 72), S(80, 75), S(82, 77),
+      S( 84, 79), S( 86, 81) },
+    { S(-17,-33), S(-11,-16), S(-5,  0), S( 1, 16), S( 7, 32), S(13, 48), // Rooks
+      S( 18, 64), S( 22, 80), S(26, 96), S(29,109), S(31,115), S(33,119),
+      S( 35,122), S( 36,123), S(37,124) },
+    { S(-12,-20), S( -8,-13), S(-5, -7), S(-2, -1), S( 1,  5), S( 4, 11), // Queens
+      S(  7, 17), S( 10, 23), S(13, 29), S(16, 34), S(18, 38), S(20, 40),
+      S( 22, 41), S( 23, 41), S(24, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41),
+      S( 25, 41), S( 25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41), S(25, 41),
+      S( 25, 41), S( 25, 41), S(25, 41), S(25, 41) }
   };
 
-  // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
-  // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
-  // queens are also included.
-  const Score BishopMobilityBonus[16] = {
-    S(-25,-30), S(-11,-16), S( 3, -2), S(17, 12),
-    S( 31, 26), S( 45, 40), S(57, 52), S(65, 60),
-    S( 71, 65), S( 74, 69), S(76, 71), S(78, 73),
-    S( 79, 74), S( 80, 75), S(81, 76), S(81, 76)
+  // Outpost[PieceType][Square] contains bonuses for knights and bishops outposts,
+  // indexed by piece type and square (from white's point of view).
+  const Value Outpost[][SQUARE_NB] = {
+  {// A     B     C     D     E     F     G     H
+    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // Knights
+    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0),
+    V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0),
+    V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0),
+    V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0),
+    V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0) },
+  {
+    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // Bishops
+    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0),
+    V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0),
+    V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0),
+    V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0),
+    V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0) }
   };
 
-  // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
-  // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
-  // queens and rooks are also included.
-  const Score RookMobilityBonus[16] = {
-    S(-20,-36), S(-14,-19), S(-8, -3), S(-2, 13),
-    S(  4, 29), S( 10, 46), S(14, 62), S(19, 79),
-    S( 23, 95), S( 26,106), S(27,111), S(28,114),
-    S( 29,116), S( 30,117), S(31,118), S(32,118)
+  // Threat[attacking][attacked] contains bonuses according to which piece
+  // type attacks which one.
+  const Score Threat[][PIECE_TYPE_NB] = {
+    { S(0, 0), S( 7, 39), S(24, 49), S(24, 49), S(41,100), S(41,100) }, // Minor
+    { S(0, 0), S(15, 39), S(15, 45), S(15, 45), S(15, 45), S(24, 49) }  // Major
   };
 
-  // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
-  // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
-  const Score QueenMobilityBonus[32] = {
-    S(-10,-18), S(-8,-13), S(-6, -7), S(-3, -2), S(-1,  3), S( 1,  8),
-    S(  3, 13), S( 5, 19), S( 8, 23), S(10, 27), S(12, 32), S(15, 34),
-    S( 16, 35), S(17, 35), S(18, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
-    S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
-    S( 20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35), S(20, 35),
-    S( 20, 35), S(20, 35)
+  // ThreatenedByPawn[PieceType] contains a penalty according to which piece
+  // type is attacked by an enemy pawn.
+  const Score ThreatenedByPawn[] = {
+    S(0, 0), S(0, 0), S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118)
   };
 
-  // Pointers table to access mobility tables through piece type
-  const Score* MobilityBonus[8] = { 0, 0, KnightMobilityBonus, BishopMobilityBonus,
-                                    RookMobilityBonus, QueenMobilityBonus, 0, 0 };
-
-  // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
-  // point of view).
-  const Value KnightOutpostBonus[64] = {
-  //  A     B     C     D     E     F     G     H
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
-    V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
-    V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
-    V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
-    V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
-  };
+  #undef S
 
-  const Value BishopOutpostBonus[64] = {
-  //  A     B     C     D     E     F     G     H
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
-    V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
-    V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
-    V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
-    V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
-  };
+  const Score Tempo            = make_score(24, 11);
+  const Score RookOn7th        = make_score(11, 20);
+  const Score RookOnPawn       = make_score(10, 28);
+  const Score RookOpenFile     = make_score(43, 21);
+  const Score RookSemiopenFile = make_score(19, 10);
+  const Score BishopPawns      = make_score( 8, 12);
+  const Score KnightPawns      = make_score( 8,  4);
+  const Score MinorBehindPawn  = make_score(16,  0);
+  const Score UndefendedMinor  = make_score(25, 10);
+  const Score TrappedRook      = make_score(90,  0);
+  const Score Unstoppable      = make_score( 0, 20);
 
-  // ThreatBonus[][] contains bonus according to which piece type
-  // attacks which one.
-  #define Z S(0, 0)
-
-  const Score ThreatBonus[8][8] = {
-      { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
-      { Z, S(18,37),       Z, S(37,47), S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // KNIGHT attacks
-      { Z, S(18,37), S(37,47),       Z, S(55,97), S(55,97), Z, Z }, // BISHOP attacks
-      { Z, S( 9,27), S(27,47), S(27,47),       Z, S(37,47), Z, Z }, // ROOK attacks
-      { Z, S(27,37), S(27,37), S(27,37), S(27,37),       Z, Z, Z }, // QUEEN attacks
-      { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
-      { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }, // not used
-      { Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z }  // not used
-  };
+  // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
+  // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
+  // happen in Chess960 games.
+  const Score TrappedBishopA1H1 = make_score(50, 50);
 
-  // ThreatedByPawnPenalty[] contains a penalty according to which piece
-  // type is attacked by an enemy pawn.
-  const Score ThreatedByPawnPenalty[8] = {
-    Z, Z, S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118), Z, Z
+  // SpaceMask[Color] contains the area of the board which is considered
+  // by the space evaluation. In the middlegame, each side is given a bonus
+  // based on how many squares inside this area are safe and available for
+  // friendly minor pieces.
+  const Bitboard SpaceMask[] = {
+    (FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB) & (Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB),
+    (FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB) & (Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB)
   };
 
-  #undef Z
-  #undef S
+  // King danger constants and variables. The king danger scores are taken
+  // from KingDanger[]. Various little "meta-bonuses" measuring the strength
+  // of the enemy attack are added up into an integer, which is used as an
+  // index to KingDanger[].
+  //
+  // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
+  const int KingAttackWeights[] = { 0, 0, 2, 2, 3, 5 };
 
-  // Bonus for unstoppable passed pawns
-  const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
+  // Bonuses for enemy's safe checks
+  const int QueenContactCheck = 24;
+  const int RookContactCheck  = 16;
+  const int QueenCheck        = 12;
+  const int RookCheck         = 8;
+  const int BishopCheck       = 2;
+  const int KnightCheck       = 3;
 
-  // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
-  const Score RookOn7thBonus  = make_score(47, 98);
-  const Score QueenOn7thBonus = make_score(27, 54);
+  // KingDanger[Color][attackUnits] contains the actual king danger weighted
+  // scores, indexed by color and by a calculated integer number.
+  Score KingDanger[COLOR_NB][128];
 
-  // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
-  const Score RookOpenFileBonus = make_score(43, 43);
-  const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 19);
+  // Function prototypes
+  template<bool Trace>
+  Value do_evaluate(const Position& pos);
 
-  // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
-  // right to castle.
-  const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
+  template<Color Us>
+  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
-  // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
-  // enemy pawns.
-  const Score TrappedBishopA7H7Penalty = make_score(300, 300);
+  template<Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score* mobility);
 
-  // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
-  const Bitboard MaskA7H7[2] = {
-    ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
-    ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
-  };
+  template<Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
 
-  // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
-  // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
-  // happen in Chess960 games.
-  const Score TrappedBishopA1H1Penalty = make_score(100, 100);
+  template<Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
 
-  // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
-  const Bitboard MaskA1H1[2] = {
-    ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
-    ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
-  };
+  template<Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
 
-  // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
-  // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
-  // based on how many squares inside this area are safe and available for
-  // friendly minor pieces.
-  const Bitboard SpaceMask[2] = {
-    (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
-    (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
-    (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
-    (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
-    (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
-    (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
-  };
+  template<Color Us>
+  int evaluate_space(const Position& pos, const EvalInfo& ei);
 
-  /// King danger constants and variables. The king danger scores are taken
-  /// from the KingDangerTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
-  /// the strength of the enemy attack are added up into an integer, which
-  /// is used as an index to KingDangerTable[].
-
-  // Attack weights for each piece type and table indexed on piece type
-  const int QueenAttackWeight  = 5;
-  const int RookAttackWeight   = 3;
-  const int BishopAttackWeight = 2;
-  const int KnightAttackWeight = 2;
-
-  const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
-
-  // Bonuses for safe checks
-  const int QueenContactCheckBonus = 3;
-  const int DiscoveredCheckBonus   = 3;
-  const int QueenCheckBonus        = 2;
-  const int RookCheckBonus         = 1;
-  const int BishopCheckBonus       = 1;
-  const int KnightCheckBonus       = 1;
-
-  // Scan for queen contact mates?
-  const bool QueenContactMates = true;
-
-  // Bonus for having a mate threat
-  const int MateThreatBonus = 3;
-
-  // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
-  // king.
-  const int InitKingDanger[64] = {
-     2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
-     2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
-     7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
-  };
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, Color us, const EvalInfo& ei);
 
-  // KingDangerTable[color][] contains the actual king danger weighted scores
-  Score KingDangerTable[2][128];
+  Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf);
+  Score apply_weight(Score v, const Weight& w);
+  Weight weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
+}
 
-  // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id.
-  // Note that they will be initialized at 0 being global variables.
-  MaterialInfoTable* MaterialTable[MAX_THREADS];
-  PawnInfoTable* PawnTable[MAX_THREADS];
 
-  // Sizes of pawn and material hash tables
-  const int PawnTableSize = 16384;
-  const int MaterialTableSize = 1024;
+namespace Eval {
 
-  // Function prototypes
-  template<bool HasPopCnt>
-  Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
+  /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
+  /// values, an endgame score and a middlegame score, and interpolates
+  /// between them based on the remaining material.
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  Value evaluate(const Position& pos) {
+    return do_evaluate<false>(pos);
+  }
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
-  template<Color Us>
-  void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  /// trace() is like evaluate(), but instead of returning a value, it returns
+  /// a string (suitable for outputting to stdout) that contains the detailed
+  /// descriptions and values of each evaluation term. It's mainly used for
+  /// debugging.
+  std::string trace(const Position& pos) {
+    return Tracing::do_trace(pos);
+  }
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
-  template<Color Us>
-  void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
-
-  void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
-  void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
-  void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
-  inline Score apply_weight(Score v, Score weight);
-  Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
-  Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
-  void init_safety();
-}
+  /// init() computes evaluation weights from the corresponding UCI parameters
+  /// and setup king tables.
 
+  void init() {
 
-////
-//// Functions
-////
+    Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Midgame)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
+    Weights[PawnStructure]  = weight_option("Pawn Structure (Midgame)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightsInternal[PawnStructure]);
+    Weights[PassedPawns]    = weight_option("Passed Pawns (Midgame)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
+    Weights[Space]          = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
+    Weights[KingDangerUs]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightsInternal[KingDangerUs]);
+    Weights[KingDangerThem] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightsInternal[KingDangerThem]);
 
-/// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
-/// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
-/// between them based on the remaining material.
-Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
+    const int MaxSlope = 30;
+    const int Peak = 1280;
 
-    return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
-                        : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
-}
+    for (int t = 0, i = 1; i < 100; ++i)
+    {
+        t = std::min(Peak, std::min(int(0.4 * i * i), t + MaxSlope));
 
-namespace {
+        KingDanger[1][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerUs]);
+        KingDanger[0][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerThem]);
+    }
+  }
+
+} // namespace Eval
 
-template<bool HasPopCnt>
-Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
 
-  Bitboard b;
-  ScaleFactor factor[2];
+namespace {
+
+template<bool Trace>
+Value do_evaluate(const Position& pos) {
 
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
-  assert(!pos.is_check());
+  assert(!pos.checkers());
 
-  memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
+  EvalInfo ei;
+  Score score, mobility[2] = { SCORE_ZERO, SCORE_ZERO };
+  Thread* thisThread = pos.this_thread();
 
-  // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
-  // position object (material + piece square tables)
-  ei.value = pos.value();
+  // Initialize score by reading the incrementally updated scores included
+  // in the position object (material + piece square tables) and adding a
+  // Tempo bonus. Score is computed from the point of view of white.
+  score = pos.psq_score() + (pos.side_to_move() == WHITE ? Tempo : -Tempo);
 
   // Probe the material hash table
-  ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
-  ei.value += ei.mi->material_value();
+  ei.mi = Material::probe(pos, thisThread->materialTable, thisThread->endgames);
+  score += ei.mi->material_value();
 
   // If we have a specialized evaluation function for the current material
-  // configuration, call it and return
+  // configuration, call it and return.
   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
       return ei.mi->evaluate(pos);
 
-  // After get_material_info() call that modifies them
-  factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
-  factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
-
   // Probe the pawn hash table
-  ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
-  ei.value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), Weights[PawnStructure]);
-
-  // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
-  ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
-  ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
-  ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
-  ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
-
-  // Initialize pawn attack bitboards for both sides
-  ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
-  b = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
-  if (b)
-      ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
-
-  ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
-  b = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
-  if (b)
-      ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)/2;
-
-  // Evaluate pieces
-  evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
-  evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
-
-  // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
-  // because we need complete attack information for all pieces when computing
-  // the king safety evaluation.
-  evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
-  evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
-
-  // Evaluate tactical threats, we need full attack info including king
-  evaluate_threats<WHITE>(pos, ei);
-  evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
-
-  // Evaluate passed pawns, we need full attack info including king
-  evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei);
-  evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei);
-
-  // If one side has only a king, check whether exsists any unstoppable passed pawn
-  if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
-      evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei);
+  ei.pi = Pawns::probe(pos, thisThread->pawnsTable);
+  score += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), Weights[PawnStructure]);
 
-  Phase phase = ei.mi->game_phase();
+  // Initialize attack and king safety bitboards
+  init_eval_info<WHITE>(pos, ei);
+  init_eval_info<BLACK>(pos, ei);
 
-  // Middle-game specific evaluation terms
-  if (phase > PHASE_ENDGAME)
-  {
-    // Pawn storms in positions with opposite castling
-    if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
-        && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
+  // Evaluate pieces and mobility
+  score +=  evaluate_pieces<WHITE, Trace>(pos, ei, mobility)
+          - evaluate_pieces<BLACK, Trace>(pos, ei, mobility);
 
-        ei.value += make_score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
+  score += apply_weight(mobility[WHITE] - mobility[BLACK], Weights[Mobility]);
 
-    else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
-             && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
+  // Evaluate kings after all other pieces because we need complete attack
+  // information when computing the king safety evaluation.
+  score +=  evaluate_king<WHITE, Trace>(pos, ei)
+          - evaluate_king<BLACK, Trace>(pos, ei);
 
-        ei.value += make_score(ei.pi->kingside_storm_value(WHITE) - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK), 0);
+  // Evaluate tactical threats, we need full attack information including king
+  score +=  evaluate_threats<WHITE, Trace>(pos, ei)
+          - evaluate_threats<BLACK, Trace>(pos, ei);
 
-    // Evaluate space for both sides
-    if (ei.mi->space_weight() > 0)
-    {
-        evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
-        evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
-    }
+  // Evaluate passed pawns, we need full attack information including king
+  score +=  evaluate_passed_pawns<WHITE, Trace>(pos, ei)
+          - evaluate_passed_pawns<BLACK, Trace>(pos, ei);
+
+  // If one side has only a king, score for potential unstoppable pawns
+  if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
+      score +=  evaluate_unstoppable_pawns(pos, WHITE, ei)
+              - evaluate_unstoppable_pawns(pos, BLACK, ei);
+
+  // Evaluate space for both sides, only in middlegame
+  if (ei.mi->space_weight())
+  {
+      int s = evaluate_space<WHITE>(pos, ei) - evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
+      score += apply_weight(s * ei.mi->space_weight(), Weights[Space]);
   }
 
-  // Mobility
-  ei.value += apply_weight(ei.mobility, Weights[Mobility]);
+  // Scale winning side if position is more drawish than it appears
+  ScaleFactor sf = eg_value(score) > VALUE_DRAW ? ei.mi->scale_factor(pos, WHITE)
+                                                : ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
 
   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
-  // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
-  if (   phase < PHASE_MIDGAME
-      && pos.opposite_colored_bishops()
-      && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) > Value(0))
-          || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(ei.value) < Value(0))))
+  // colored bishop endgames, and use a lower scale for those.
+  if (    ei.mi->game_phase() < PHASE_MIDGAME
+      &&  pos.opposite_bishops()
+      && (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL || sf == SCALE_FACTOR_ONEPAWN))
   {
-      ScaleFactor sf;
-
-      // Only the two bishops ?
-      if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
-          && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
+      // Ignoring any pawns, do both sides only have a single bishop and no
+      // other pieces?
+      if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
+          && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
       {
           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
           // certainly a draw or at least two pawns.
-          bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
+          bool one_pawn = (pos.count<PAWN>(WHITE) + pos.count<PAWN>(BLACK) == 1);
           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
       }
       else
           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
-           sf = ScaleFactor(50);
-
-      if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
-          factor[WHITE] = sf;
-      if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
-          factor[BLACK] = sf;
+           sf = ScaleFactor(50 * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL);
   }
 
-  // Interpolate between the middle game and the endgame score
-  Color stm = pos.side_to_move();
-
-  Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.value, phase, factor);
-
-  return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
-}
-
-} // namespace
-
-/// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
-
-void init_eval(int threads) {
-
-  assert(threads <= MAX_THREADS);
+  Value v = interpolate(score, ei.mi->game_phase(), sf);
 
-  for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
+  // In case of tracing add all single evaluation contributions for both white and black
+  if (Trace)
   {
-    if (i >= threads)
-    {
-        delete PawnTable[i];
-        delete MaterialTable[i];
-        PawnTable[i] = NULL;
-        MaterialTable[i] = NULL;
-        continue;
-    }
-    if (!PawnTable[i])
-        PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
-    if (!MaterialTable[i])
-        MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
+      Tracing::add_term(Tracing::PST, pos.psq_score());
+      Tracing::add_term(Tracing::IMBALANCE, ei.mi->material_value());
+      Tracing::add_term(PAWN, ei.pi->pawns_value());
+      Score w = ei.mi->space_weight() * evaluate_space<WHITE>(pos, ei);
+      Score b = ei.mi->space_weight() * evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
+      Tracing::add_term(Tracing::SPACE, apply_weight(w, Weights[Space]), apply_weight(b, Weights[Space]));
+      Tracing::add_term(Tracing::TOTAL, score);
+      Tracing::ei = ei;
+      Tracing::sf = sf;
   }
-}
-
 
-/// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
-
-void quit_eval() {
-
-  for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
-  {
-      delete PawnTable[i];
-      delete MaterialTable[i];
-      PawnTable[i] = NULL;
-      MaterialTable[i] = NULL;
-  }
+  return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
 }
 
 
-/// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
-
-void read_weights(Color us) {
+  // init_eval_info() initializes king bitboards for given color adding
+  // pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
 
-  // King safety is asymmetrical. Our king danger level is weighted by
-  // "Cowardice" UCI parameter, instead the opponent one by "Aggressiveness".
-  const int kingDangerUs   = (us == WHITE ? KingDangerUs   : KingDangerThem);
-  const int kingDangerThem = (us == WHITE ? KingDangerThem : KingDangerUs);
+  template<Color Us>
+  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
-  Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
-  Weights[PawnStructure]  = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightsInternal[PawnStructure]);
-  Weights[PassedPawns]    = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightsInternal[PassedPawns]);
-  Weights[Space]          = weight_option("Space", "Space", WeightsInternal[Space]);
-  Weights[kingDangerUs]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightsInternal[KingDangerUs]);
-  Weights[kingDangerThem] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightsInternal[KingDangerThem]);
+    const Color  Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    const Square Down = (Us == WHITE ? DELTA_S : DELTA_N);
 
-  // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
-  // by replacing both Weights[kingDangerUs] and Weights[kingDangerThem] by their average.
-  if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
-      Weights[kingDangerUs] = Weights[kingDangerThem] = (Weights[kingDangerUs] + Weights[kingDangerThem]) / 2;
+    ei.pinnedPieces[Us] = pos.pinned_pieces(Us);
 
-  init_safety();
-}
+    Bitboard b = ei.attackedBy[Them][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(Them));
+    ei.attackedBy[Us][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(Us);
 
+    // Init king safety tables only if we are going to use them
+    if (pos.count<QUEEN>(Us) && pos.non_pawn_material(Us) > QueenValueMg + PawnValueMg)
+    {
+        ei.kingRing[Them] = b | shift_bb<Down>(b);
+        b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
+        ei.kingAttackersCount[Us] = b ? popcount<Max15>(b) : 0;
+        ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
+    }
+    else
+        ei.kingRing[Them] = ei.kingAttackersCount[Us] = 0;
+  }
 
-namespace {
 
-  // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
+  // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outpost squares
 
-  template<PieceType Piece, Color Us>
-  void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
+  template<PieceType Pt, Color Us>
+  Score evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
+    assert (Pt == BISHOP || Pt == KNIGHT);
+
     // Initial bonus based on square
-    Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
-                                   : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
+    Value bonus = Outpost[Pt == BISHOP][relative_square(Us, s)];
 
     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
-    // no minor piece which can exchange the outpost piece
-    if (bonus && bit_is_set(ei.attackedBy[Us][PAWN], s))
+    // no minor piece which can trade with the outpost piece.
+    if (bonus && (ei.attackedBy[Us][PAWN] & s))
     {
-        if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
-            && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
+        if (   !pos.pieces(Them, KNIGHT)
+            && !(squares_of_color(s) & pos.pieces(Them, BISHOP)))
             bonus += bonus + bonus / 2;
         else
             bonus += bonus / 2;
     }
-    ei.value += Sign[Us] * make_score(bonus, bonus);
+
+    return make_score(bonus, bonus);
   }
 
 
-  // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
+  // evaluate_pieces() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
 
-  template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Bitboard no_mob_area) {
+  template<PieceType Pt, Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score* mobility, Bitboard mobilityArea) {
 
     Bitboard b;
-    Square s, ksq;
-    int mob;
-    File f;
+    Square s;
+    Score score = SCORE_ZERO;
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
+    const Square* pl = pos.list<Pt>(Us);
 
-    while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
+    ei.attackedBy[Us][Pt] = 0;
+
+    while ((s = *pl++) != SQ_NONE)
     {
         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
-        if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
-            b = pos.attacks_from<Piece>(s);
-        else if (Piece == BISHOP)
-            b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
-        else if (Piece == ROOK)
-            b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
-        else
-            assert(false);
+        b = Pt == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN))
+          : Pt ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
+                         : pos.attacks_from<Pt>(s);
+
+        if (ei.pinnedPieces[Us] & s)
+            b &= LineBB[pos.king_square(Us)][s];
 
-        // Update attack info
-        ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
+        ei.attackedBy[Us][Pt] |= b;
 
-        // King attacks
-        if (b & ei.kingZone[Us])
+        if (b & ei.kingRing[Them])
         {
             ei.kingAttackersCount[Us]++;
-            ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
-            Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
+            ei.kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Pt];
+            Bitboard bb = b & ei.attackedBy[Them][KING];
             if (bb)
-                ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
+                ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount<Max15>(bb);
         }
 
-        // Mobility
-        mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b & no_mob_area)
-                              : count_1s<HasPopCnt>(b & no_mob_area));
+        int mob = Pt != QUEEN ? popcount<Max15>(b & mobilityArea)
+                              : popcount<Full >(b & mobilityArea);
 
-        ei.mobility += Sign[Us] * MobilityBonus[Piece][mob];
+        mobility[Us] += MobilityBonus[Pt][mob];
 
-        // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. Remaining part
+        // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. The remaining part
         // of threat evaluation must be done later when we have full attack info.
-        if (bit_is_set(ei.attackedBy[Them][PAWN], s))
-            ei.value -= Sign[Us] * ThreatedByPawnPenalty[Piece];
+        if (ei.attackedBy[Them][PAWN] & s)
+            score -= ThreatenedByPawn[Pt];
 
-        // Bishop and knight outposts squares
-        if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
-            evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
-
-        // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
-        // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
-        if (Piece == BISHOP)
+        if (Pt == BISHOP || Pt == KNIGHT)
         {
-            if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
-                evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
-
-            if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
-                evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
+            // Penalty for bishop with same colored pawns
+            if (Pt == BISHOP)
+                score -= BishopPawns * ei.pi->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
+
+            // Penalty for knight when there are few enemy pawns
+            if (Pt == KNIGHT)
+                score -= KnightPawns * std::max(5 - pos.count<PAWN>(Them), 0);
+
+            // Bishop and knight outposts squares
+            if (!(pos.pieces(Them, PAWN) & pawn_attack_span(Us, s)))
+                score += evaluate_outposts<Pt, Us>(pos, ei, s);
+
+            // Bishop or knight behind a pawn
+            if (    relative_rank(Us, s) < RANK_5
+                && (pos.pieces(PAWN) & (s + pawn_push(Us))))
+                score += MinorBehindPawn;
         }
 
-        // Queen or rook on 7th rank
-        if (  (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
-            && relative_rank(Us, s) == RANK_7
-            && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
+        if (Pt == ROOK)
         {
-            ei.value += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
-        }
+            // Rook on 7th rank and enemy king trapped on 8th
+            if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
+                && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
+                score += RookOn7th;
 
-        // Special extra evaluation for rooks
-        if (Piece == ROOK)
-        {
-            // Open and half-open files
-            f = square_file(s);
-            if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
+            // Rook piece attacking enemy pawns on the same rank/file
+            if (relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
             {
-                if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
-                    ei.value += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
-                else
-                    ei.value += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
+                Bitboard pawns = pos.pieces(Them, PAWN) & PseudoAttacks[ROOK][s];
+                if (pawns)
+                    score += popcount<Max15>(pawns) * RookOnPawn;
             }
 
-            // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
-            // king has lost right to castle.
-            if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
+            // Give a bonus for a rook on a open or semi-open file
+            if (ei.pi->semiopen(Us, file_of(s)))
+                score += ei.pi->semiopen(Them, file_of(s)) ? RookOpenFile : RookSemiopenFile;
+
+            if (mob > 3 || ei.pi->semiopen(Us, file_of(s)))
                 continue;
 
-            ksq = pos.king_square(Us);
+            Square ksq = pos.king_square(Us);
 
-            if (    square_file(ksq) >= FILE_E
-                &&  square_file(s) > square_file(ksq)
-                && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
-            {
-                // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
-                if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
-                    ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
-                                                                         : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
-            }
-            else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
-                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
-                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
-            {
-                // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
-                if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
-                    ei.value -= Sign[Us] * make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
-                                                                         : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
-            }
+            // Penalize rooks which are trapped by a king. Penalize more if the
+            // king has lost its castling capability.
+            if (   ((file_of(ksq) < FILE_E) == (file_of(s) < file_of(ksq)))
+                && (rank_of(ksq) == rank_of(s) || relative_rank(Us, ksq) == RANK_1)
+                && !ei.pi->semiopen_on_side(Us, file_of(ksq), file_of(ksq) < FILE_E))
+                score -= (TrappedRook - make_score(mob * 8, 0)) * (pos.can_castle(Us) ? 1 : 2);
         }
-    }
-  }
-
-
-  // evaluate_threats<>() assigns bonuses according to the type of attacking piece
-  // and the type of attacked one.
 
-  template<Color Us>
-  void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
-
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+        // An important Chess960 pattern: A cornered bishop blocked by a friendly
+        // pawn diagonally in front of it is a very serious problem, especially
+        // when that pawn is also blocked.
+        if (   Pt == BISHOP
+            && pos.is_chess960()
+            && (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1)))
+        {
+            Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
+            if (pos.piece_on(s + d) == make_piece(Us, PAWN))
+                score -= !pos.empty(s + d + pawn_push(Us))                ? TrappedBishopA1H1 * 4
+                        : pos.piece_on(s + d + d) == make_piece(Us, PAWN) ? TrappedBishopA1H1 * 2
+                                                                          : TrappedBishopA1H1;
+        }
+    }
 
-    Bitboard b;
-    Score bonus = make_score(0, 0);
+    if (Trace)
+        Tracing::terms[Us][Pt] = score;
 
-    // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
-    Bitboard weakEnemies =  pos.pieces_of_color(Them)
-                          & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
-                          & ei.attackedBy[Us][0];
-    if (!weakEnemies)
-        return;
-
-    // Add bonus according to type of attacked enemy pieces and to the
-    // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
-    // considered because are already special handled in king evaluation.
-    for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
-    {
-        b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
-        if (b)
-            for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
-                if (b & pos.pieces(pt2))
-                    bonus += ThreatBonus[pt1][pt2];
-    }
-    ei.value += Sign[Us] * bonus;
+    return score;
   }
 
 
-  // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
+  // evaluate_pieces() assigns bonuses and penalties to all the
   // pieces of a given color.
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  template<Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score* mobility) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
-    const Bitboard no_mob_area = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
+    const Bitboard mobilityArea = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces(Us, PAWN, KING));
 
-    evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
-    evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
-    evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
-    evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei, no_mob_area);
+    Score score =  evaluate_pieces<KNIGHT, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea)
+                 + evaluate_pieces<BISHOP, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea)
+                 + evaluate_pieces<ROOK,   Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea)
+                 + evaluate_pieces<QUEEN,  Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
 
-    // Sum up all attacked squares
-    ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
-                           | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
-                           | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
+    // Sum up all attacked squares (updated in evaluate_pieces)
+    ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] =  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
+                                   | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
+                                   | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
+    if (Trace)
+        Tracing::terms[Us][Tracing::MOBILITY] = apply_weight(mobility[Us], Weights[Mobility]);
+
+    return score;
   }
 
 
-  // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
+  // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  template<Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Bitboard undefended, attackedByOthers, escapeSquares, occ, b, b2, safe;
-    Square from, to;
-    bool sente;
-    int attackUnits, count, shelter = 0;
-    const Square s = pos.king_square(Us);
+    Bitboard undefended, b, b1, b2, safe;
+    int attackUnits;
+    const Square ksq = pos.king_square(Us);
 
-    // King shelter
-    if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
-    {
-        shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
-        ei.value += Sign[Us] * make_score(shelter, 0);
-    }
+    // King shelter and enemy pawns storm
+    Score score = ei.pi->king_safety<Us>(pos, ksq);
 
-    // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
-    // from optimally tuned.
-    if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
-        && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
-        && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
-        && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
+    // Main king safety evaluation
+    if (ei.kingAttackersCount[Them])
     {
-      // Is it the attackers turn to move?
-      sente = (Them == pos.side_to_move());
-
-      // Find the attacked squares around the king which has no defenders
-      // apart from the king itself
-      undefended = ei.attacked_by(Them) & ei.attacked_by(Us, KING);
-      undefended &= ~(  ei.attacked_by(Us, PAWN)   | ei.attacked_by(Us, KNIGHT)
-                      | ei.attacked_by(Us, BISHOP) | ei.attacked_by(Us, ROOK)
-                      | ei.attacked_by(Us, QUEEN));
-
-      // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
-      // index to the KingDangerTable[] array. The initial value is based on
-      // the number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
-      // attacked and undefended squares around our king, the square of the
-      // king, and the quality of the pawn shelter.
-      attackUnits =  Min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
-                   + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended))
-                   + InitKingDanger[relative_square(Us, s)]
-                   - (shelter >> 5);
-
-      // Analyse safe queen contact checks
-      b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
-      if (b)
-      {
-        attackedByOthers =  ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
-                          | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
+        // Find the attacked squares around the king which have no defenders
+        // apart from the king itself
+        undefended =  ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]
+                    & ei.attackedBy[Us][KING]
+                    & ~(  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
+                        | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
+                        | ei.attackedBy[Us][QUEEN]);
+
+        // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
+        // index to the KingDanger[] array. The initial value is based on the
+        // number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
+        // attacked and undefended squares around our king and the quality of
+        // the pawn shelter (current 'score' value).
+        attackUnits =  std::min(20, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
+                     + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + popcount<Max15>(undefended))
+                     + 2 * (ei.pinnedPieces[Us] != 0)
+                     - mg_value(score) / 32;
+
+        // Analyse the enemy's safe queen contact checks. Firstly, find the
+        // undefended squares around the king that are attacked by the enemy's
+        // queen...
+        b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces(Them);
+        if (b)
+        {
+            // ...and then remove squares not supported by another enemy piece
+            b &= (  ei.attackedBy[Them][PAWN]   | ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
+                  | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][ROOK]);
+
+            if (b)
+                attackUnits +=  QueenContactCheck
+                              * popcount<Max15>(b)
+                              * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
+        }
 
-        b &= attackedByOthers;
+        // Analyse the enemy's safe rook contact checks. Firstly, find the
+        // undefended squares around the king that are attacked by the enemy's
+        // rooks...
+        b = undefended & ei.attackedBy[Them][ROOK] & ~pos.pieces(Them);
+
+        // Consider only squares where the enemy's rook gives check
+        b &= PseudoAttacks[ROOK][ksq];
 
-        // Squares attacked by the queen and supported by another enemy piece and
-        // not defended by other pieces but our king.
         if (b)
         {
-            // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
-            // contact checks.
-            count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
-            attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
-
-            // Is there a mate threat?
-            if (QueenContactMates && !pos.is_check())
-            {
-                escapeSquares = pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
-                occ = pos.occupied_squares();
-                while (b)
-                {
-                    to = pop_1st_bit(&b);
-
-                    // Do we have escape squares from queen contact check attack ?
-                    if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
-                    {
-                        // We have a mate, unless the queen is pinned or there
-                        // is an X-ray attack through the queen.
-                        for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
-                        {
-                            from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
-                            if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
-                                && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
-                                && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
-                                && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
-
-                                // Set the mate threat move
-                                ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
-                        }
-                    }
-                }
-            }
+            // ...and then remove squares not supported by another enemy piece
+            b &= (  ei.attackedBy[Them][PAWN]   | ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
+                  | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][QUEEN]);
+
+            if (b)
+                attackUnits +=  RookContactCheck
+                              * popcount<Max15>(b)
+                              * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
         }
-      }
 
-      // Analyse safe distance checks
-      safe = ~(pos.pieces_of_color(Them) | ei.attacked_by(Us));
+        // Analyse the enemy's safe distance checks for sliders and knights
+        safe = ~(pos.pieces(Them) | ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
 
-      if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
-      {
-          b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & safe;
+        b1 = pos.attacks_from<ROOK>(ksq) & safe;
+        b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq) & safe;
 
-          // Queen checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
-          if (b2)
-              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
+        // Enemy queen safe checks
+        b = (b1 | b2) & ei.attackedBy[Them][QUEEN];
+        if (b)
+            attackUnits += QueenCheck * popcount<Max15>(b);
 
-          // Rook checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
-          if (b2)
-              attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
-      }
-      if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
-      {
-          b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & safe;
+        // Enemy rooks safe checks
+        b = b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK];
+        if (b)
+            attackUnits += RookCheck * popcount<Max15>(b);
 
-          // Queen checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
-          if (b2)
-              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
+        // Enemy bishops safe checks
+        b = b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP];
+        if (b)
+            attackUnits += BishopCheck * popcount<Max15>(b);
 
-          // Bishop checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
-          if (b2)
-              attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
-      }
-      if (KnightCheckBonus > 0)
-      {
-          b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & safe;
+        // Enemy knights safe checks
+        b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attackedBy[Them][KNIGHT] & safe;
+        if (b)
+            attackUnits += KnightCheck * popcount<Max15>(b);
 
-          // Knight checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
-          if (b2)
-              attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
-      }
+        // To index KingDanger[] attackUnits must be in [0, 99] range
+        attackUnits = std::min(99, std::max(0, attackUnits));
 
-      // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
-      // adding pawns later).
-      if (DiscoveredCheckBonus)
-      {
-          b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
-          if (b)
-              attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
-      }
+        // Finally, extract the king danger score from the KingDanger[]
+        // array and subtract the score from evaluation.
+        score -= KingDanger[Us == Search::RootColor][attackUnits];
+    }
+
+    if (Trace)
+        Tracing::terms[Us][KING] = score;
+
+    return score;
+  }
+
+
+  // evaluate_threats() assigns bonuses according to the type of attacking piece
+  // and the type of attacked one.
+
+  template<Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
-      // Has a mate threat been found? We don't do anything here if the
-      // side with the mating move is the side to move, because in that
-      // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
-      // evaluation function instead.
-      if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
-          attackUnits += MateThreatBonus;
-
-      // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
-      // out of bounds errors.
-      attackUnits = Min(99, Max(0, attackUnits));
-
-      // Finally, extract the king danger score from the KingDangerTable[] array.
-      // Subtract the score from evaluation, and set ei.futilityMargin[].
-      // The reason for storing the king danger score to futility margin
-      // is that the king danger scores can sometimes be very big, and that
-      // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
-      // change far bigger than the value of the captured piece.
-      ei.value -= Sign[Us] * KingDangerTable[Us][attackUnits];
-      ei.futilityMargin[Us] = mg_value(KingDangerTable[Us][attackUnits]);
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+
+    Bitboard b, undefendedMinors, weakEnemies;
+    Score score = SCORE_ZERO;
+
+    // Undefended minors get penalized even if they are not under attack
+    undefendedMinors =  pos.pieces(Them, BISHOP, KNIGHT)
+                      & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES];
+
+    if (undefendedMinors)
+        score += UndefendedMinor;
+
+    // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
+    weakEnemies =  pos.pieces(Them)
+                 & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
+                 & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
+
+    // Add a bonus according if the attacking pieces are minor or major
+    if (weakEnemies)
+    {
+        b = weakEnemies & (ei.attackedBy[Us][KNIGHT] | ei.attackedBy[Us][BISHOP]);
+        if (b)
+            score += Threat[0][type_of(pos.piece_on(lsb(b)))];
+
+        b = weakEnemies & (ei.attackedBy[Us][ROOK] | ei.attackedBy[Us][QUEEN]);
+        if (b)
+            score += Threat[1][type_of(pos.piece_on(lsb(b)))];
     }
+
+    if (Trace)
+        Tracing::terms[Us][Tracing::THREAT] = score;
+
+    return score;
   }
 
 
-  // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
+  // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
 
-  template<Color Us>
-  void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  template<Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(Us);
+    Bitboard b, squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares, supportingPawns;
+    Score score = SCORE_ZERO;
+
+    b = ei.pi->passed_pawns(Us);
 
     while (b)
     {
-        Square s = pop_1st_bit(&b);
+        Square s = pop_lsb(&b);
 
-        assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
-        assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
+        assert(pos.pawn_passed(Us, s));
 
         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
-        int tr = Max(0, r * (r - 1));
+        int rr = r * (r - 1);
 
         // Base bonus based on rank
-        Value mbonus = Value(20 * tr);
-        Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
+        Value mbonus = Value(17 * rr);
+        Value ebonus = Value(7 * (rr + r + 1));
 
-        // Adjust bonus based on king proximity
-        if (tr)
+        if (rr)
         {
             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
 
-            ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 3 * tr);
-            ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
-            ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 6 * tr);
+            // Adjust bonus based on the king's proximity
+            ebonus +=  Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 5 * rr)
+                     - Value(square_distance(pos.king_square(Us  ), blockSq) * 2 * rr);
 
-            // If the pawn is free to advance, increase bonus
-            if (pos.square_is_empty(blockSq))
+            // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
+            if (relative_rank(Us, blockSq) != RANK_8)
+                ebonus -= Value(rr * square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)));
+
+            // If the pawn is free to advance, then increase the bonus
+            if (pos.empty(blockSq))
             {
-                // There are no enemy pawns in the pawn's path
-                Bitboard b2 = squares_in_front_of(Us, s);
+                squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
 
-                assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
+                // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
+                // add all X-ray attacks by the rook or queen. Otherwise consider only
+                // the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
+                if (    unlikely(forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
+                    && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
+                    unsafeSquares = squaresToQueen;
+                else
+                    unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
 
-                // Squares attacked by us
-                Bitboard b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
+                if (    unlikely(forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
+                    && (forward_bb(Them, s) & pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
+                    defendedSquares = squaresToQueen;
+                else
+                    defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
 
-                // Squares attacked or occupied by enemy pieces
-                Bitboard b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
+                // If there aren't any enemy attacks, then assign a huge bonus.
+                // The bonus will be a bit smaller if at least the block square
+                // isn't attacked, otherwise assign the smallest possible bonus.
+                int k = !unsafeSquares ? 15 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 9 : 3;
 
-                // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
-                // add all X-ray attacks by the rook or queen.
-                if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
-                    && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
-                    b3 = b2;
-
-                // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
-                if (b3 == EmptyBoardBB)
-                    // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
-                    // Even bigger if we protect the pawn's path
-                    ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
-                else
-                    // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
-                    // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
-                    // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
-                    // if no, somewhat smaller bonus.
-                    ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
-
-                // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
-                // in the pawn's path.
-                if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
-                    ebonus += Value(tr);
+                // Assign a big bonus if the path to the queen is fully defended,
+                // otherwise assign a bit less of a bonus if at least the block
+                // square is defended.
+                if (defendedSquares == squaresToQueen)
+                    k += 6;
+
+                else if (defendedSquares & blockSq)
+                    k += (unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 4 : 2;
+
+                mbonus += Value(k * rr), ebonus += Value(k * rr);
             }
-        } // tr != 0
+        } // rr != 0
 
-        // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
-        Bitboard b1 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
-        if (b1 & rank_bb(s))
+        // Increase the bonus if the passed pawn is supported by a friendly pawn
+        // on the same rank and a bit smaller if it's on the previous rank.
+        supportingPawns = pos.pieces(Us, PAWN) & adjacent_files_bb(file_of(s));
+        if (supportingPawns & rank_bb(s))
             ebonus += Value(r * 20);
-        else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b1)
+
+        else if (supportingPawns & rank_bb(s - pawn_push(Us)))
             ebonus += Value(r * 12);
 
         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
@@ -951,171 +837,41 @@ namespace {
         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
         // value if the other side has a rook or queen.
-        if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
+        if (file_of(s) == FILE_A || file_of(s) == FILE_H)
         {
-            if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
-                && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
+            if (pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMg)
                 ebonus += ebonus / 4;
-            else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
-                ebonus -= ebonus / 4;
-        }
-
-        // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval
-        ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), Weights[PassedPawns]);
-
-    } // while
-  }
 
-
-  // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides
-
-  void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
-
-    int movesToGo[2] = {0, 0};
-    Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
-
-    for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
-    {
-        // Skip evaluation if other side has non-pawn pieces
-        if (pos.non_pawn_material(opposite_color(c)))
-            continue;
-
-        Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(c);
-
-        while (b)
-        {
-            Square s = pop_1st_bit(&b);
-            Square queeningSquare = relative_square(c, make_square(square_file(s), RANK_8));
-            int d =  square_distance(s, queeningSquare)
-                   - square_distance(pos.king_square(opposite_color(c)), queeningSquare)
-                   + int(c != pos.side_to_move());
-
-            if (d < 0)
-            {
-                int mtg = RANK_8 - relative_rank(c, s);
-                int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(c, s) & pos.occupied_squares());
-                mtg += blockerCount;
-                d += blockerCount;
-                if (d < 0 && (!movesToGo[c] || movesToGo[c] > mtg))
-                {
-                    movesToGo[c] = mtg;
-                    pawnToGo[c] = s;
-                }
-            }
+            else if (pos.pieces(Them, ROOK, QUEEN))
+                ebonus -= ebonus / 4;
         }
-    }
 
-    // Neither side has an unstoppable passed pawn?
-    if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
-        return;
+        if (pos.count<PAWN>(Us) < pos.count<PAWN>(Them))
+            ebonus += ebonus / 4;
 
-    // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
-    if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
-    {
-        Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
-        ei.value += make_score(0, Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide])));
+        score += make_score(mbonus, ebonus);
     }
-    else
-    {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
-        // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
-        // plies until the pawn queens for both sides.
-        movesToGo[WHITE] *= 2;
-        movesToGo[BLACK] *= 2;
-        movesToGo[pos.side_to_move()]--;
-
-        Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
-        Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
-
-        // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
-        if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
-            ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
-
-        // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
-        // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
-        // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
-        // consider only free paths to queen for both pawns.
-        else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
-                 && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
-        {
-            assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
-
-            Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
-            Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
 
-            Bitboard b = pos.occupied_squares();
-            clear_bit(&b, pawnToGo[winnerSide]);
-            clear_bit(&b, pawnToGo[loserSide]);
-            b = queen_attacks_bb(winnerQSq, b);
+    if (Trace)
+        Tracing::terms[Us][Tracing::PASSED] = apply_weight(score, Weights[PassedPawns]);
 
-            if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
-                ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
-                ei.value += Sign[winnerSide] * make_score(0, UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
-        }
-    }
+    // Add the scores to the middlegame and endgame eval
+    return apply_weight(score, Weights[PassedPawns]);
   }
 
 
-  // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
-  // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
-  // if it is.
+  // evaluate_unstoppable_pawns() scores the most advanced among the passed and
+  // candidate pawns. In case opponent has no pieces but pawns, this is somewhat
+  // related to the possibility that pawns are unstoppable.
 
-  void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, Color us, const EvalInfo& ei) {
 
-    assert(square_is_ok(s));
-    assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
+    Bitboard b = ei.pi->passed_pawns(us) | ei.pi->candidate_pawns(us);
 
-    Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
-    Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
+    if (!b || pos.non_pawn_material(~us))
+        return SCORE_ZERO;
 
-    if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
-        && pos.see(s, b6) < 0
-        && pos.see(s, b8) < 0)
-    {
-        ei.value -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
-    }
-  }
-
-
-  // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
-  // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
-  // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
-  // only occur in Chess960 games.
-
-  void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
-
-    Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
-    Square b2, b3, c3;
-
-    assert(Chess960);
-    assert(square_is_ok(s));
-    assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
-
-    if (square_file(s) == FILE_A)
-    {
-        b2 = relative_square(us, SQ_B2);
-        b3 = relative_square(us, SQ_B3);
-        c3 = relative_square(us, SQ_C3);
-    }
-    else
-    {
-        b2 = relative_square(us, SQ_G2);
-        b3 = relative_square(us, SQ_G3);
-        c3 = relative_square(us, SQ_F3);
-    }
-
-    if (pos.piece_on(b2) == pawn)
-    {
-        Score penalty;
-
-        if (!pos.square_is_empty(b3))
-            penalty = 2 * TrappedBishopA1H1Penalty;
-        else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
-            penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
-        else
-            penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
-
-        ei.value -= Sign[us] * penalty;
-    }
+    return Unstoppable * int(relative_rank(us, frontmost_sq(us, b)));
   }
 
 
@@ -1124,108 +880,126 @@ namespace {
   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
-  // material hash table.
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  // material hash table. The aim is to improve play on game opening.
+  template<Color Us>
+  int evaluate_space(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
-    // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
+    // SpaceMask[]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
+    Bitboard safe =   SpaceMask[Us]
+                   & ~pos.pieces(Us, PAWN)
+                   & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
+                   & (ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
 
-    Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
-                          & ~pos.pieces(PAWN, Us)
-                          & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
-                          & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
+    // Find all squares which are at most three squares behind some friendly pawn
+    Bitboard behind = pos.pieces(Us, PAWN);
+    behind |= (Us == WHITE ? behind >>  8 : behind <<  8);
+    behind |= (Us == WHITE ? behind >> 16 : behind << 16);
 
-    // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
-    // pawn.
-    Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
-    behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
-    behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
+    // Since SpaceMask[Us] is fully on our half of the board
+    assert(unsigned(safe >> (Us == WHITE ? 32 : 0)) == 0);
 
-    int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
-               + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
-
-    ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(space * ei.mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
+    // Count safe + (behind & safe) with a single popcount
+    return popcount<Full>((Us == WHITE ? safe << 32 : safe >> 32) | (behind & safe));
   }
 
 
-  // apply_weight() applies an evaluation weight to a value trying to prevent overflow
+  // interpolate() interpolates between a middlegame and an endgame score,
+  // based on game phase. It also scales the return value by a ScaleFactor array.
 
-  inline Score apply_weight(Score v, Score w) {
-      return make_score((int(mg_value(v)) * mg_value(w)) / 0x100, (int(eg_value(v)) * eg_value(w)) / 0x100);
-  }
+  Value interpolate(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf) {
+
+    assert(-VALUE_INFINITE < mg_value(v) && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
+    assert(-VALUE_INFINITE < eg_value(v) && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
+    assert(PHASE_ENDGAME <= ph && ph <= PHASE_MIDGAME);
 
+    int eg = (eg_value(v) * int(sf)) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
+    return Value((mg_value(v) * int(ph) + eg * int(PHASE_MIDGAME - ph)) / PHASE_MIDGAME);
+  }
 
-  // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
-  // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
-  // ScaleFactor array.
+  // apply_weight() weights score v by score w trying to prevent overflow
+  Score apply_weight(Score v, const Weight& w) {
 
-  Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
+    return make_score(mg_value(v) * w.mg / 256, eg_value(v) * w.eg / 256);
+  }
 
-    assert(mg_value(v) > -VALUE_INFINITE && mg_value(v) < VALUE_INFINITE);
-    assert(eg_value(v) > -VALUE_INFINITE && eg_value(v) < VALUE_INFINITE);
-    assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
+  // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
+  // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
 
-    Value ev = apply_scale_factor(eg_value(v), sf[(eg_value(v) > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
+  Weight weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
 
-    int result = (mg_value(v) * ph + ev * (128 - ph)) / 128;
-    return Value(result & ~(GrainSize - 1));
+    Weight w = { Options[mgOpt] * mg_value(internalWeight) / 100,
+                 Options[egOpt] * eg_value(internalWeight) / 100 };
+    return w;
   }
 
 
-  // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
-  // two UCI-configurable weights (midgame and endgame) with an internal weight.
+  // Tracing function definitions
 
-  Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
+  double Tracing::to_cp(Value v) { return double(v) / PawnValueEg; }
 
-    Score uciWeight = make_score(get_option_value_int(mgOpt), get_option_value_int(egOpt));
+  void Tracing::add_term(int idx, Score wScore, Score bScore) {
 
-    // Convert to integer to prevent overflow
-    int mg = mg_value(uciWeight);
-    int eg = eg_value(uciWeight);
+    terms[WHITE][idx] = wScore;
+    terms[BLACK][idx] = bScore;
+  }
 
-    mg = (mg * 0x100) / 100;
-    eg = (eg * 0x100) / 100;
-    mg = (mg * mg_value(internalWeight)) / 0x100;
-    eg = (eg * eg_value(internalWeight)) / 0x100;
-    return make_score(mg, eg);
+  void Tracing::format_row(std::stringstream& ss, const char* name, int idx) {
+
+    Score wScore = terms[WHITE][idx];
+    Score bScore = terms[BLACK][idx];
+
+    switch (idx) {
+    case PST: case IMBALANCE: case PAWN: case TOTAL:
+        ss << std::setw(20) << name << " |   ---   --- |   ---   --- | "
+           << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(wScore - bScore)) << " "
+           << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(wScore - bScore)) << " \n";
+        break;
+    default:
+        ss << std::setw(20) << name << " | " << std::noshowpos
+           << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(wScore)) << " "
+           << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " | "
+           << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(bScore)) << " "
+           << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(bScore)) << " | "
+           << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(wScore - bScore)) << " "
+           << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(wScore - bScore)) << " \n";
+    }
   }
 
-  // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
-  // parameters. It is called from read_weights().
+  std::string Tracing::do_trace(const Position& pos) {
 
-  void init_safety() {
+    std::memset(terms, 0, sizeof(terms));
 
-    int maxSlope = 30;
-    int peak     = 0x500;
-    double a     = 0.4;
-    double b     = 0.0;
-    Value t[100];
+    Value v = do_evaluate<true>(pos);
+    v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v; // White's point of view
 
-    // First setup the base table
-    for (int i = 0; i < 100; i++)
-    {
-        if (i < b)
-            t[i] = Value(0);
-        else
-            t[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
-    }
+    std::stringstream ss;
+    ss << std::showpoint << std::noshowpos << std::fixed << std::setprecision(2)
+       << "           Eval term |    White    |    Black    |    Total    \n"
+       << "                     |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG    EG  \n"
+       << "---------------------+-------------+-------------+-------------\n";
 
-    for (int i = 1; i < 100; i++)
-    {
-        if (t[i] - t[i - 1] > maxSlope)
-            t[i] = t[i - 1] + Value(maxSlope);
+    format_row(ss, "Material, PST, Tempo", PST);
+    format_row(ss, "Material imbalance", IMBALANCE);
+    format_row(ss, "Pawns", PAWN);
+    format_row(ss, "Knights", KNIGHT);
+    format_row(ss, "Bishops", BISHOP);
+    format_row(ss, "Rooks", ROOK);
+    format_row(ss, "Queens", QUEEN);
+    format_row(ss, "Mobility", MOBILITY);
+    format_row(ss, "King safety", KING);
+    format_row(ss, "Threats", THREAT);
+    format_row(ss, "Passed pawns", PASSED);
+    format_row(ss, "Space", SPACE);
 
-        if (t[i]  > Value(peak))
-            t[i] = Value(peak);
-    }
+    ss << "---------------------+-------------+-------------+-------------\n";
+    format_row(ss, "Total", TOTAL);
+
+    ss << "\nTotal Evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
 
-    // Then apply the weights and get the final KingDangerTable[] array
-    for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
-        for (int i = 0; i < 100; i++)
-            KingDangerTable[c][i] = apply_weight(make_score(t[i], 0), Weights[KingDangerUs + c]);
+    return ss.str();
   }
 }