]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Remove redundancy in evaluate_unstoppable_pawns()
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index c75901e876edbdb0dc9a4da3362d8f81575816c5..8bdf193653dec007ed41a8df7a40768dbb0511ad 100644 (file)
 ////
 
 #include <cassert>
-#include <cstring>
+#include <iostream>
+#include <iomanip>
+#include <sstream>
 
 #include "bitcount.h"
 #include "evaluate.h"
 #include "material.h"
 #include "pawns.h"
-#include "scale.h"
 #include "thread.h"
 #include "ucioption.h"
 
 
 namespace {
 
-  const int Sign[2] = { 1, -1 };
+  // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
+  // by the evaluation functions.
+  struct EvalInfo {
+
+    // Pointer to pawn hash table entry
+    PawnInfo* pi;
+
+    // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
+    // attacked by a given color and piece type, attackedBy[color][0] contains
+    // all squares attacked by the given color.
+    Bitboard attackedBy[2][8];
+
+    // kingZone[color] is the zone around the enemy 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, kingZone[WHITE] is a bitboard containing the squares f8, h8,
+    // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
+    Bitboard kingZone[2];
+
+    // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
+    // which attack a square in the kingZone of the enemy king.
+    int kingAttackersCount[2];
+
+    // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weight" of the pieces of the
+    // given color which attack a square in the kingZone 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[2];
+
+    // 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[2];
+  };
 
   // Evaluation grain size, must be a power of 2
   const int GrainSize = 8;
 
   // Evaluation weights, initialized from UCI options
-  Score WeightMobility, WeightPawnStructure;
-  Score WeightPassedPawns, WeightSpace;
-  Score WeightKingSafety[2];
+  enum { Mobility, PawnStructure, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
+  Score Weights[6];
+
+  typedef Value V;
+  #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
 
   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
@@ -56,115 +96,69 @@ namespace {
   // parameters at 100, which looks prettier.
   //
   // Values modified by Joona Kiiski
-  const Score WeightMobilityInternal      = make_score(248, 271);
-  const Score WeightPawnStructureInternal = make_score(233, 201);
-  const Score WeightPassedPawnsInternal   = make_score(252, 259);
-  const Score WeightSpaceInternal         = make_score( 46,   0);
-  const Score WeightKingSafetyInternal    = make_score(247,   0);
-  const Score WeightKingOppSafetyInternal = make_score(259,   0);
-
-  // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
-
-  typedef Value V;
-  #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
-
-  CACHE_LINE_ALIGNMENT
-
-  // 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)
-  };
-
-  // 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)
-  };
-
-  // 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)
+  const Score WeightsInternal[] = {
+      S(248, 271), S(233, 201), S(252, 259), S(46, 0), S(247, 0), S(259, 0)
   };
 
-  // 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)
+  // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains mobility 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(-38,-33), S(-25,-23), S(-12,-13), S( 0, -3), S(12,  7), S(25, 17), // Knights
+       S( 31, 22), S( 38, 27), S( 38, 27) },
+     { S(-25,-30), S(-11,-16), S(  3, -2), S(17, 12), S(31, 26), S(45, 40), // Bishops
+       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) },
+     { S(-20,-36), S(-14,-19), S( -8, -3), S(-2, 13), S( 4, 29), S(10, 46), // Rooks
+       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) },
+     { S(-10,-18), S( -8,-13), S( -6, -7), S(-3, -2), S(-1,  3), S( 1,  8), // Queens
+       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) }
   };
 
-  // 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
-  };
-
-  const Value BishopOutpostBonus[64] = {
+  // OutpostBonus[PieceType][Square] contains outpost bonuses of knights and
+  // bishops, indexed by piece type and square (from white's point of view).
+  const Value OutpostBonus[][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
+    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) }
   };
 
-  // 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
+  // ThreatBonus[attacking][attacked] contains threat bonuses according to
+  // which piece type attacks which one.
+  const Score ThreatBonus[][8] = {
+    {}, {},
+    { S(0, 0), S( 7, 39), S( 0,  0), S(24, 49), S(41,100), S(41,100) }, // KNIGHT
+    { S(0, 0), S( 7, 39), S(24, 49), S( 0,  0), S(41,100), S(41,100) }, // BISHOP
+    { S(0, 0), S(-1, 29), S(15, 49), S(15, 49), S( 0,  0), S(24, 49) }, // ROOK
+    { S(0, 0), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S( 0,  0) }  // QUEEN
   };
 
-  // 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
+  // ThreatedByPawnPenalty[PieceType] contains a penalty according to which
+  // piece type is attacked by an enemy pawn.
+  const Score ThreatedByPawnPenalty[] = {
+    S(0, 0), S(0, 0), S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118)
   };
 
-  #undef Z
   #undef S
 
-  // Bonus for unstoppable passed pawns
-  const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
-
   // 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);
@@ -177,70 +171,43 @@ namespace {
   // right to castle.
   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 
-  // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
-  // enemy pawns.
-  const Score TrappedBishopA7H7Penalty = make_score(300, 300);
-
-  // 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))
-  };
-
   // 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);
 
-  // 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))
-  };
-
-  // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
+  // 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)
+  const Bitboard SpaceMask[] = {
+    (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)
   };
 
-  /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
-  /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
-  /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
-  /// as an index to SafetyTable[].
-
-  // 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; 
+  // 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[].
+  //
+  // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
+  const int KingAttackWeights[] = { 0, 0, 2, 2, 3, 5 };
+
+  // Bonuses for enemy's safe checks
+  const int QueenContactCheckBonus = 6;
+  const int RookContactCheckBonus  = 4;
+  const int QueenCheckBonus        = 3;
+  const int RookCheckBonus         = 2;
+  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] = {
+  // InitKingDanger[Square] contains penalties based on the position of the
+  // defending king, indexed by king's square (from white's point of view).
+  const int InitKingDanger[] = {
      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
@@ -251,171 +218,156 @@ namespace {
     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
   };
 
-  // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
-  // in init_safety().
-  Value SafetyTable[100];
+  // KingDangerTable[Color][attackUnits] contains the actual king danger
+  // weighted scores, indexed by color and by a calculated integer number.
+  Score KingDangerTable[2][128];
 
-  // 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];
+  // TracedTerms[Color][PieceType || TracedType] contains a breakdown of the
+  // evaluation terms, used when tracing.
+  Score TracedTerms[2][16];
+  std::stringstream TraceStream;
 
-  // Sizes of pawn and material hash tables
-  const int PawnTableSize = 16384;
-  const int MaterialTableSize = 1024;
+  enum TracedType {
+      PST = 8, IMBALANCE = 9, MOBILITY = 10, THREAT = 11,
+      PASSED = 12, UNSTOPPABLE = 13, SPACE = 14, TOTAL = 15
+  };
 
   // Function prototypes
-  template<bool HasPopCnt>
-  Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
+  template<bool HasPopCnt, bool Trace>
+  Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin);
 
   template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  template<Color Us, bool HasPopCnt, bool Trace>
+  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
+
+  template<Color Us, bool HasPopCnt, bool Trace>
+  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]);
 
   template<Color Us>
-  void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us>
-  void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+
+  template<bool HasPopCnt>
+  Score evaluate_unstoppable_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[]);
+  Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf);
   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight);
   void init_safety();
 }
 
 
-////
-//// Functions
-////
-
 /// 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) {
+Value evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
-    return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
-                        : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
+    return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true, false>(pos, margin)
+                        : do_evaluate<false, false>(pos, margin);
 }
 
 namespace {
 
-template<bool HasPopCnt>
-Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
+double to_cp(Value v) { return double(v) / double(PawnValueMidgame); }
 
-  Bitboard b;
-  ScaleFactor factor[2];
+void trace_add(int idx, Score term_w, Score term_b = Score(0)) {
+
+    TracedTerms[WHITE][idx] = term_w;
+    TracedTerms[BLACK][idx] = term_b;
+}
+
+template<bool HasPopCnt, bool Trace>
+Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
+
+  EvalInfo ei;
+  Value margins[2];
+  Score mobilityWhite, mobilityBlack;
 
   assert(pos.is_ok());
-  assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
-  assert(!pos.is_check());
+  assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < MAX_THREADS);
+  assert(!pos.in_check());
 
-  memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
+  // Initialize value by reading the incrementally updated scores included
+  // in the position object (material + piece square tables).
+  Score bonus = pos.value();
 
-  // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
-  // position object (material + piece square tables)
-  ei.value = pos.value();
+  // margins[] store the uncertainty estimation of position's evaluation
+  // that typically is used by the search for pruning decisions.
+  margins[WHITE] = margins[BLACK] = VALUE_ZERO;
 
   // Probe the material hash table
-  ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
-  ei.value += ei.mi->material_value();
+  MaterialInfo* mi = Threads[pos.thread()].materialTable.get_material_info(pos);
+  bonus += mi->material_value();
 
   // If we have a specialized evaluation function for the current material
-  // 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);
+  // configuration, call it and return.
+  if (mi->specialized_eval_exists())
+  {
+      margin = VALUE_ZERO;
+      return mi->evaluate(pos);
+  }
 
   // Probe the pawn hash table
-  ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
-  ei.value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), WeightPawnStructure);
-
-  // 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 = Threads[pos.thread()].pawnTable.get_pawn_info(pos);
+  bonus += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), Weights[PawnStructure]);
 
-  Phase phase = ei.mi->game_phase();
+  // Initialize attack and king safety bitboards
+  init_eval_info<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
+  init_eval_info<BLACK, HasPopCnt>(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
+  bonus +=  evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt, Trace>(pos, ei, mobilityWhite)
+          - evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt, Trace>(pos, ei, mobilityBlack);
 
-        ei.value += make_score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
+  bonus += apply_weight(mobilityWhite - mobilityBlack, 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.
+  bonus +=  evaluate_king<WHITE, HasPopCnt, Trace>(pos, ei, margins)
+          - evaluate_king<BLACK, HasPopCnt, Trace>(pos, ei, margins);
 
-        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
+  bonus +=  evaluate_threats<WHITE>(pos, ei)
+          - evaluate_threats<BLACK>(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
+  bonus +=  evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei)
+          - evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei);
+
+  // If one side has only a king, check whether exists any unstoppable passed pawn
+  if (!pos.non_pawn_material(WHITE) || !pos.non_pawn_material(BLACK))
+      bonus += evaluate_unstoppable_pawns<HasPopCnt>(pos, ei);
+
+  // Evaluate space for both sides, only in middle-game.
+  if (mi->space_weight())
+  {
+      int s_w = evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
+      int s_b = evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
+      bonus += apply_weight(make_score((s_w - s_b) * mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
+
+      if (Trace)
+          trace_add(SPACE, apply_weight(make_score(s_w * mi->space_weight(), make_score(0, 0)), Weights[Space]),
+                           apply_weight(make_score(s_b * mi->space_weight(), make_score(0, 0)), Weights[Space]));
   }
 
-  // Mobility
-  ei.value += apply_weight(ei.mobility, WeightMobility);
+  // Scale winning side if position is more drawish that what it appears
+  ScaleFactor sf = eg_value(bonus) > VALUE_DRAW ? mi->scale_factor(pos, WHITE)
+                                                : mi->scale_factor(pos, BLACK);
+  Phase phase = mi->game_phase();
 
   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
-  // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
+  // 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))))
+      && sf == SCALE_FACTOR_NORMAL)
   {
-      ScaleFactor sf;
-
       // Only the two bishops ?
       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
@@ -429,100 +381,103 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
           // 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;
   }
 
   // Interpolate between the middle game and the endgame score
-  Color stm = pos.side_to_move();
+  margin = margins[pos.side_to_move()];
+  Value v = scale_by_game_phase(bonus, phase, sf);
 
-  Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.value, phase, factor);
+  if (Trace)
+  {
+      trace_add(PST, pos.value());
+      trace_add(IMBALANCE, mi->material_value());
+      trace_add(PAWN, apply_weight(ei.pi->pawns_value(), Weights[PawnStructure]));
+      trace_add(MOBILITY, apply_weight(mobilityWhite, Weights[Mobility]), apply_weight(mobilityBlack, Weights[Mobility]));
+      trace_add(THREAT, evaluate_threats<WHITE>(pos, ei), evaluate_threats<BLACK>(pos, ei));
+      trace_add(PASSED, evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei), evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei));
+      trace_add(UNSTOPPABLE, evaluate_unstoppable_pawns<HasPopCnt>(pos, ei));
+      trace_add(TOTAL, bonus);
+      TraceStream << "\nUncertainty margin: White: " << to_cp(margins[WHITE])
+                  << ", Black: " << to_cp(margins[BLACK])
+                  << "\nScaling: " << std::noshowpos
+                  << std::setw(6) << 100.0 * phase/128.0 << "% MG, "
+                  << std::setw(6) << 100.0 * (1.0 - phase/128.0) << "% * "
+                  << std::setw(6) << (100.0 * sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL << "% EG.\n"
+                  << "Total evaluation: " << to_cp(v);
+  }
 
-  return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
+  return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
 }
 
 } // namespace
 
-/// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
 
-void init_eval(int threads) {
+/// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
 
-  assert(threads <= MAX_THREADS);
+void read_evaluation_uci_options(Color us) {
 
-  for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
-  {
-    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);
-  }
-}
+  // 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);
 
+  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]);
 
-/// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
-
-void quit_eval() {
+  // 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 (Options["UCI_AnalyseMode"].value<bool>())
+      Weights[kingDangerUs] = Weights[kingDangerThem] = (Weights[kingDangerUs] + Weights[kingDangerThem]) / 2;
 
-  for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
-  {
-      delete PawnTable[i];
-      delete MaterialTable[i];
-      PawnTable[i] = NULL;
-      MaterialTable[i] = NULL;
-  }
+  init_safety();
 }
 
 
-/// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
+namespace {
 
-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.
 
-  Color them = opposite_color(us);
+  template<Color Us, bool HasPopCnt>
+  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
-  WeightMobility         = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightMobilityInternal);
-  WeightPawnStructure    = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", "Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureInternal);
-  WeightPassedPawns      = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", "Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsInternal);
-  WeightSpace            = weight_option("Space", "Space", WeightSpaceInternal);
-  WeightKingSafety[us]   = weight_option("Cowardice", "Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
-  WeightKingSafety[them] = weight_option("Aggressiveness", "Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
+    const BitCountType Max15 = HasPopCnt ? CNT_POPCNT : CpuIs64Bit ? CNT64_MAX15 : CNT32_MAX15;
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-  // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
-  // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
-  if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
-  {
-      WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
-      WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[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.piece_count(Us, QUEEN)
+        && pos.non_pawn_material(Us) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame)
+    {
+        ei.kingZone[Us] = (b | (Us == WHITE ? b >> 8 : b << 8));
+        b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
+        ei.kingAttackersCount[Us] = b ? count_1s<Max15>(b) / 2 : 0;
+        ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
+    } else
+        ei.kingZone[Us] = ei.kingAttackersCount[Us] = 0;
+  }
 
-namespace {
 
   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
 
   template<PieceType Piece, Color Us>
-  void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
+  Score evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
+    assert (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT);
+
     // Initial bonus based on square
-    Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
-                                   : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
+    Value bonus = OutpostBonus[Piece == 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
+    // no minor piece which can exchange the outpost piece.
     if (bonus && bit_is_set(ei.attackedBy[Us][PAWN], s))
     {
         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
@@ -531,23 +486,28 @@ namespace {
         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
 
-  template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Bitboard no_mob_area) {
+  template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt, bool Trace>
+  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
 
     Bitboard b;
     Square s, ksq;
     int mob;
     File f;
+    Score bonus = SCORE_ZERO;
 
+    const BitCountType Full  = HasPopCnt ? CNT_POPCNT : CpuIs64Bit ? CNT64 : CNT32;
+    const BitCountType Max15 = HasPopCnt ? CNT_POPCNT : CpuIs64Bit ? CNT64_MAX15 : CNT32_MAX15;
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
 
+    ei.attackedBy[Us][Piece] = EmptyBoardBB;
+
     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
     {
         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
@@ -567,44 +527,54 @@ namespace {
         if (b & ei.kingZone[Us])
         {
             ei.kingAttackersCount[Us]++;
-            ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
+            ei.kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Piece];
             Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
             if (bb)
-                ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
+                ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s<Max15>(bb);
         }
 
         // Mobility
-        mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b & no_mob_area)
-                              : count_1s<HasPopCnt>(b & no_mob_area));
+        mob = (Piece != QUEEN ? count_1s<Max15>(b & mobilityArea)
+                              : count_1s<Full >(b & mobilityArea));
 
-        ei.mobility += Sign[Us] * MobilityBonus[Piece][mob];
+        mobility += MobilityBonus[Piece][mob];
 
         // Decrease score if we are attacked by an enemy pawn. 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];
+            bonus -= ThreatedByPawnPenalty[Piece];
 
         // 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 (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);
-        }
+        if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Us))
+            bonus += evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
 
         // 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)
         {
-            ei.value += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
+            bonus += (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
+        }
+
+        // Special extra evaluation for bishops
+        if (Piece == BISHOP && pos.is_chess960())
+        {
+            // 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 (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1))
+            {
+                Square d = pawn_push(Us) + (square_file(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
+                if (pos.piece_on(s + d) == make_piece(Us, PAWN))
+                {
+                    if (!pos.square_is_empty(s + d + pawn_push(Us)))
+                        bonus -= 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
+                    else if (pos.piece_on(s + 2*d) == make_piece(Us, PAWN))
+                        bonus -= TrappedBishopA1H1Penalty;
+                    else
+                        bonus -= TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
+                }
+            }
         }
 
         // Special extra evaluation for rooks
@@ -615,9 +585,9 @@ namespace {
             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
             {
                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
-                    ei.value += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
+                    bonus += RookOpenFileBonus;
                 else
-                    ei.value += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
+                    bonus += RookHalfOpenFileBonus;
             }
 
             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
@@ -633,8 +603,8 @@ namespace {
             {
                 // 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);
+                    bonus -= 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)
@@ -642,11 +612,16 @@ namespace {
             {
                 // 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);
+                    bonus -= make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
+                                                           : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
             }
         }
     }
+
+    if (Trace)
+        TracedTerms[Us][Piece] = bonus;
+
+    return bonus;
   }
 
 
@@ -654,23 +629,23 @@ namespace {
   // and the type of attacked one.
 
   template<Color Us>
-  void evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
     Bitboard b;
-    Score bonus = make_score(0, 0);
+    Score bonus = SCORE_ZERO;
 
     // 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;
+        return SCORE_ZERO;
 
-    // Add bonus according to type of attacked enemy pieces and to the
+    // Add bonus according to type of attacked enemy piece and to the
     // type of attacking piece, from knights to queens. Kings are not
-    // considered because are already special handled in king evaluation.
+    // considered because are already handled in king evaluation.
     for (PieceType pt1 = KNIGHT; pt1 < KING; pt1++)
     {
         b = ei.attackedBy[Us][pt1] & weakEnemies;
@@ -679,279 +654,224 @@ namespace {
                 if (b & pos.pieces(pt2))
                     bonus += ThreatBonus[pt1][pt2];
     }
-    ei.value += Sign[Us] * bonus;
+    return bonus;
   }
 
 
   // evaluate_pieces_of_color<>() 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 HasPopCnt, bool Trace>
+  Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
+    Score bonus = mobility = SCORE_ZERO;
+
     // 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_of_color(Us));
 
-    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);
+    bonus += evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
+    bonus += evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
+    bonus += evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
+    bonus += evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt, 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];
+    return bonus;
   }
 
 
   // 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 HasPopCnt, bool Trace>
+  Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]) {
 
+    const BitCountType Max15 = HasPopCnt ? CNT_POPCNT : CpuIs64Bit ? CNT64_MAX15 : CNT32_MAX15;
     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);
-    }
+    Score bonus = ei.pi->king_shelter<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
+    if (   ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[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 SafetyTable[] array. The initial value is based on the
-      // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
-      // undefended squares around the 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);
-
-        b &= attackedByOthers;
-
-        // Squares attacked by the queen and supported by another enemy piece and
-        // not defended by other pieces but our king.
+        // Find the attacked squares around the king which has no defenders
+        // apart from the king itself
+        undefended = ei.attackedBy[Them][0] & ei.attackedBy[Us][KING];
+        undefended &= ~(  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 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<Max15>(undefended))
+                     + InitKingDanger[relative_square(Us, ksq)]
+                     - mg_value(ei.pi->king_shelter<Us>(pos, ksq)) / 32;
+
+        // Analyse enemy's safe queen contact checks. First find undefended
+        // squares around the king attacked by enemy queen...
+        b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces_of_color(Them);
         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);
-                        }
-                    }
-                }
-            }
+            // ...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 +=  QueenContactCheckBonus
+                              * count_1s<Max15>(b)
+                              * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
         }
-      }
 
-      // Analyse safe distance checks
-      safe = ~(pos.pieces_of_color(Them) | ei.attacked_by(Us));
+        // Analyse enemy's safe rook contact checks. First find undefended
+        // squares around the king attacked by enemy rooks...
+        b = undefended & ei.attackedBy[Them][ROOK] & ~pos.pieces_of_color(Them);
 
-      if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
-      {
-          b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & safe;
+        // Consider only squares where the enemy rook gives check
+        b &= RookPseudoAttacks[ksq];
 
-          // Queen checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
-          if (b2)
-              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
+        if (b)
+        {
+            // ...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 +=  RookContactCheckBonus
+                              * count_1s<Max15>(b)
+                              * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
+        }
 
-          // 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;
+        // Analyse enemy's safe distance checks for sliders and knights
+        safe = ~(pos.pieces_of_color(Them) | ei.attackedBy[Us][0]);
 
-          // Queen checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
-          if (b2)
-              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
+        b1 = pos.attacks_from<ROOK>(ksq) & safe;
+        b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq) & safe;
 
-          // 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 queen safe checks
+        b = (b1 | b2) & ei.attackedBy[Them][QUEEN];
+        if (b)
+            attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s<Max15>(b);
 
-          // Knight checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
-          if (b2)
-              attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
-      }
+        // Enemy rooks safe checks
+        b = b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK];
+        if (b)
+            attackUnits += RookCheckBonus * count_1s<Max15>(b);
 
-      // 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);
-      }
+        // Enemy bishops safe checks
+        b = b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP];
+        if (b)
+            attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s<Max15>(b);
 
-      // 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 safety score from the SafetyTable[] array.
-      // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin. The
-      // reason for adding the king safety score to the futility margin is
-      // that the king safety 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.
-      Score v = apply_weight(make_score(SafetyTable[attackUnits], 0), WeightKingSafety[Us]);
-      ei.value -= Sign[Us] * v;
-      ei.futilityMargin[Us] += mg_value(v);
+        // Enemy knights safe checks
+        b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attackedBy[Them][KNIGHT] & safe;
+        if (b)
+            attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s<Max15>(b);
+
+        // To index KingDangerTable[] attackUnits must be in [0, 99] range
+        attackUnits = Min(99, Max(0, attackUnits));
+
+        // Finally, extract the king danger score from the KingDangerTable[]
+        // array and subtract the score from evaluation. Set also margins[]
+        // value that will be used for pruning because this value can sometimes
+        // be very big, and so capturing a single attacking piece can therefore
+        // result in a score change far bigger than the value of the captured piece.
+        bonus -= KingDangerTable[Us][attackUnits];
+        margins[Us] += mg_value(KingDangerTable[Us][attackUnits]);
     }
+
+    if (Trace)
+        TracedTerms[Us][KING] = bonus;
+
+    return bonus;
   }
 
 
   // evaluate_passed_pawns<>() evaluates the passed pawns of the given color
 
   template<Color Us>
-  void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces_of_color(Us);
+    Score bonus = SCORE_ZERO;
+    Bitboard squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares, supportingPawns;
+    Bitboard b = ei.pi->passed_pawns(Us);
 
-    while (b)
-    {
+    if (!b)
+        return SCORE_ZERO;
+
+    do {
         Square s = pop_1st_bit(&b);
 
-        assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
         assert(pos.pawn_is_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(20 * rr);
+        Value ebonus = Value(10 * (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 kings proximity
+            ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 3 * rr);
+            ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * rr);
+            ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 6 * rr);
 
             // If the pawn is free to advance, increase bonus
             if (pos.square_is_empty(blockSq))
             {
-                // There are no enemy pawns in the pawn's path
-                Bitboard b2 = squares_in_front_of(Us, s);
-
-                assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
-
-                // Squares attacked by us
-                Bitboard b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
-
-                // Squares attacked or occupied by enemy pieces
-                Bitboard b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
+                squaresToQueen = squares_in_front_of(Us, s);
+                defendedSquares = squaresToQueen & ei.attackedBy[Us][0];
 
                 // 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));
+                // 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 (   (squares_in_front_of(Them, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
+                    && (squares_in_front_of(Them, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
+                    unsafeSquares = squaresToQueen;
+                else
+                    unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][0] | pos.pieces_of_color(Them));
+
+                // If there aren't enemy attacks or pieces along the path to queen give
+                // huge bonus. Even bigger if we protect the pawn's path.
+                if (!unsafeSquares)
+                    ebonus += Value(rr * (squaresToQueen == defendedSquares ? 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));
+                    ebonus += Value(rr * ((unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 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);
+                if (!(squaresToQueen & pos.pieces_of_color(Us)))
+                    ebonus += Value(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(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(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
@@ -962,169 +882,184 @@ namespace {
         // value if the other side has a rook or queen.
         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
         {
-            if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
-                && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
+            if (pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame)
                 ebonus += ebonus / 4;
             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
                 ebonus -= ebonus / 4;
         }
+        bonus += make_score(mbonus, ebonus);
 
-        // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
-        ei.value += Sign[Us] * apply_weight(make_score(mbonus, ebonus), WeightPassedPawns);
+    } while (b);
 
-    } // while
+    // Add the scores to the middle game and endgame eval
+    return apply_weight(bonus, Weights[PassedPawns]);
   }
 
 
   // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides
 
-  void evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  template<bool HasPopCnt>
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
-    int movesToGo[2] = {0, 0};
-    Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
+    const BitCountType Max15 = HasPopCnt ? CNT_POPCNT : CpuIs64Bit ? CNT64_MAX15 : CNT32_MAX15;
 
-    for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
+    Bitboard b1, b2, queeningPath, candidates, supBB, sacBB;
+    Square s1, s2, queeningSquare, supSq, sacSq;
+    Color c, winnerSide, loserSide;
+    bool pathDefended, opposed;
+    int pliesToGo, movesToGo, oppMovesToGo;
+    int pliesToQueen[] = { 256, 256 };
+
+    // Step 1. Hunt for unstoppable pawns. If we find at least one, record how many plies
+    // are required for promotion
+    for (c = WHITE; c <= BLACK; c++)
     {
-        // Skip evaluation if other side has non-pawn pieces
+        // Skip 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);
+        b1 = ei.pi->passed_pawns(c);
 
-        while (b)
+        while (b1)
         {
-            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());
+            s1 = pop_1st_bit(&b1);
+            queeningSquare = relative_square(c, make_square(square_file(s1), RANK_8));
+            queeningPath = squares_in_front_of(c, s1);
 
-            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;
-                }
-            }
-        }
-    }
+            // Compute plies from queening and check direct advancement
+            movesToGo = rank_distance(s1, queeningSquare) - int(relative_rank(c, s1) == RANK_2);
+            oppMovesToGo = square_distance(pos.king_square(opposite_color(c)), queeningSquare) - int(c != pos.side_to_move());
+            pathDefended = ((ei.attackedBy[c][0] & queeningPath) == queeningPath);
 
-    // Neither side has an unstoppable passed pawn?
-    if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
-        return;
+            if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
+                continue;
 
-    // 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])));
-    }
-    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);
+            // Opponent king cannot block because path is defended and position
+            // is not in check. So only friendly pieces can be blockers.
+            assert(!pos.in_check());
+            assert(queeningPath & pos.occupied_squares() == queeningPath & pos.pieces_of_color(c));
+
+            // Add moves needed to free the path from friendly pieces and retest condition
+            movesToGo += count_1s<Max15>(queeningPath & pos.pieces_of_color(c));
 
-            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));
+            if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
+                continue;
 
-            Bitboard b = pos.occupied_squares();
-            clear_bit(&b, pawnToGo[winnerSide]);
-            clear_bit(&b, pawnToGo[loserSide]);
-            b = queen_attacks_bb(winnerQSq, b);
+            pliesToGo = 2 * movesToGo - int(c == pos.side_to_move());
 
-            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)));
+            if (pliesToGo < pliesToQueen[c])
+                pliesToQueen[c] = pliesToGo;
         }
     }
-  }
 
+    // Step 2. If either side cannot promote at least three plies before the other side then situation
+    // becomes too complex and we give up. Otherwise we determine the possibly "winning side"
+    if (abs(pliesToQueen[WHITE] - pliesToQueen[BLACK]) < 3)
+        return SCORE_ZERO;
 
-  // 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.
+    winnerSide = (pliesToQueen[WHITE] < pliesToQueen[BLACK] ? WHITE : BLACK);
+    loserSide = opposite_color(winnerSide);
 
-  void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
+    // Step 3. Can the losing side possibly create a new passed pawn and thus prevent the loss?
+    // We collect the potential candidates in potentialBB.
+    b1 = candidates = pos.pieces(PAWN, loserSide);
 
-    assert(square_is_ok(s));
-    assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
+    while (b1)
+    {
+        s1 = pop_1st_bit(&b1);
 
-    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);
+        // Compute plies from queening
+        queeningSquare = relative_square(loserSide, make_square(square_file(s1), RANK_8));
+        movesToGo = rank_distance(s1, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s1) == RANK_2);
+        pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
 
-    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;
+        // Check if (without even considering any obstacles) we're too far away or doubled
+        if (   pliesToQueen[winnerSide] + 3 <= pliesToGo
+            || (squares_in_front_of(loserSide, s1) & pos.pieces(PAWN, loserSide)))
+            clear_bit(&candidates, s1);
     }
-  }
 
+    // If any candidate is already a passed pawn it _may_ promote in time. We give up.
+    if (candidates & ei.pi->passed_pawns(loserSide))
+        return SCORE_ZERO;
 
-  // 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.
+    // Step 4. Check new passed pawn creation through king capturing and sacrifices
+    b1 = candidates;
 
-  void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
+    while (b1)
+    {
+        s1 = pop_1st_bit(&b1);
 
-    Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
-    Square b2, b3, c3;
+        // Compute plies from queening
+        queeningSquare = relative_square(loserSide, make_square(square_file(s1), RANK_8));
+        movesToGo = rank_distance(s1, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s1) == RANK_2);
+        pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
 
-    assert(Chess960);
-    assert(square_is_ok(s));
-    assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
+        // Generate list of obstacles
+        opposed = squares_in_front_of(loserSide, s1) & pos.pieces(PAWN, winnerSide);
+        b2 = passed_pawn_mask(loserSide, s1) & pos.pieces(PAWN, winnerSide);
 
-    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);
-    }
+        assert(b2);
 
-    if (pos.piece_on(b2) == pawn)
-    {
-        Score penalty;
+        // How many plies does it take to remove all the obstacles?
+        int sacptg = 0;
+        int realObsCount = 0;
+        int minKingDist = 256;
+        int kingptg = 256;
 
-        if (!pos.square_is_empty(b3))
-            penalty = 2 * TrappedBishopA1H1Penalty;
-        else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
-            penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
-        else
-            penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
+        while (b2)
+        {
+            s2 = pop_1st_bit(&b2);
+            movesToGo = 256;
+
+            // Check pawns that can give support to overcome obstacle, for instance
+            // black pawns: a4, b4 white: b2 then pawn in b4 is giving support.
+            if (!opposed)
+            {
+                supBB = in_front_bb(winnerSide, s2 + pawn_push(winnerSide)) & neighboring_files_bb(s1) & candidates;
+
+                while (supBB) // This while-loop could be replaced with supSq = LSB/MSB(supBB) (depending on color)
+                {
+                    supSq = pop_1st_bit(&supBB);
+                    movesToGo = Min(movesToGo, square_distance(s2, supSq) - 2);
+                }
+            }
+
+            // Check pawns that can be sacrificed
+            sacBB = passed_pawn_mask(winnerSide, s2) & neighboring_files_bb(s2) & candidates & ~(1ULL << s1);
+
+            while (sacBB) // This while-loop could be replaced with sacSq = LSB/MSB(sacBB) (depending on color)
+            {
+                sacSq = pop_1st_bit(&sacBB);
+                movesToGo = Min(movesToGo, square_distance(s2, sacSq) - 2);
+            }
+
+            // Good, obstacle can be destroyed with an immediate pawn sacrifice,
+            // it's not a real obstacle and we have nothing to add to pliesToGo.
+            if (movesToGo <= 0)
+                continue;
+
+            // Plies needed to sacrifice the pawn
+            sacptg += movesToGo * 2;
+            realObsCount++;
+
+            // Plies needed for the king to capture opposing pawn
+            minKingDist = Min(minKingDist, square_distance(pos.king_square(loserSide), s2));
+            kingptg = (minKingDist + realObsCount) * 2;
+        }
+
+        // Check if pawn sacrifice plan _may_ save the day
+        if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + sacptg)
+            return SCORE_ZERO;
 
-        ei.value -= Sign[us] * penalty;
+        // Check if king capture plan _may_ save the day (contains some false positives)
+        if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + kingptg)
+            return SCORE_ZERO;
     }
+
+    // Winning pawn is unstoppable and will promote as first, return big score
+    Score score = make_score(0, (Value) 0x500 - 0x20 * pliesToQueen[winnerSide]);
+    return winnerSide == WHITE ? score : -score;
   }
 
 
@@ -1133,55 +1068,50 @@ 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.
+  // material hash table. The aim is to improve play on game opening.
   template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
+    const BitCountType Max15 = HasPopCnt ? CNT_POPCNT : CpuIs64Bit ? CNT64_MAX15 : CNT32_MAX15;
     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(PAWN, Us)
+                   & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
+                   & (ei.attackedBy[Us][0] | ~ei.attackedBy[Them][0]);
 
-    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 behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
-    behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
-    behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
+    // Find all squares which are at most three squares behind some friendly pawn
+    Bitboard behind = pos.pieces(PAWN, Us);
+    behind |= (Us == WHITE ? behind >>  8 : behind <<  8);
+    behind |= (Us == WHITE ? behind >> 16 : behind << 16);
 
-    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), WeightSpace);
+    return count_1s<Max15>(safe) + count_1s<Max15>(behind & safe);
   }
 
 
   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value trying to prevent overflow
 
   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);
+      return make_score((int(mg_value(v)) * mg_value(w)) / 0x100,
+                        (int(eg_value(v)) * eg_value(w)) / 0x100);
   }
 
 
-  // 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.
+  // 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.
 
-  Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
+  Value scale_by_game_phase(const Score& v, Phase ph, ScaleFactor sf) {
 
     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);
 
-    Value ev = apply_scale_factor(eg_value(v), sf[(eg_value(v) > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
-
-    int result = (mg_value(v) * ph + ev * (128 - ph)) / 128;
-    return Value(result & ~(GrainSize - 1));
+    int ev = (eg_value(v) * int(sf)) / SCALE_FACTOR_NORMAL;
+    int result = (mg_value(v) * int(ph) + ev * int(128 - ph)) / 128;
+    return Value((result + GrainSize / 2) & ~(GrainSize - 1));
   }
 
 
@@ -1190,44 +1120,108 @@ namespace {
 
   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
 
-    Score uciWeight = make_score(get_option_value_int(mgOpt), get_option_value_int(egOpt));
+    // Scale option value from 100 to 256
+    int mg = Options[mgOpt].value<int>() * 256 / 100;
+    int eg = Options[egOpt].value<int>() * 256 / 100;
 
-    // Convert to integer to prevent overflow
-    int mg = mg_value(uciWeight);
-    int eg = eg_value(uciWeight);
-
-    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);
+    return apply_weight(make_score(mg, eg), internalWeight);
   }
 
+
   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
-  // parameters.  It is called from read_weights().
+  // parameters. It is called from read_weights().
 
   void init_safety() {
 
-    int maxSlope = 30;
-    int peak     = 0x500;
-    double a     = 0.4;
-    double b     = 0.0;
+    const Value MaxSlope = Value(30);
+    const Value Peak = Value(1280);
+    Value t[100];
 
+    // First setup the base table
     for (int i = 0; i < 100; i++)
     {
-        if (i < b)
-            SafetyTable[i] = Value(0);
-        else
-            SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
+        t[i] = Value(int(0.4 * i * i));
+
+        if (i > 0)
+            t[i] = Min(t[i], t[i - 1] + MaxSlope);
+
+        t[i] = Min(t[i], Peak);
     }
 
-    for (int i = 1; i < 100; i++)
-    {
-        if (SafetyTable[i] - SafetyTable[i - 1] > maxSlope)
-            SafetyTable[i] = SafetyTable[i - 1] + Value(maxSlope);
+    // 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]);
+  }
+
 
-        if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
-            SafetyTable[i] = Value(peak);
+  // trace_row() is an helper function used by tracing code to register the
+  // values of a single evaluation term.
+
+  void trace_row(const char *name, int idx) {
+
+    Score term_w = TracedTerms[WHITE][idx];
+    Score term_b = TracedTerms[BLACK][idx];
+
+    switch (idx) {
+    case PST: case IMBALANCE: case PAWN: case UNSTOPPABLE: case TOTAL:
+        TraceStream << std::setw(20) << name << " |   ---   --- |   ---   --- | "
+                    << std::setw(6)  << to_cp(mg_value(term_w)) << " "
+                    << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(term_w)) << " \n";
+        break;
+    default:
+        TraceStream << std::setw(20) << name << " | " << std::noshowpos
+                    << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(term_w)) << " "
+                    << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(term_w)) << " | "
+                    << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(term_b)) << " "
+                    << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(term_b)) << " | "
+                    << std::showpos
+                    << std::setw(6)  << to_cp(mg_value(term_w - term_b)) << " "
+                    << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(term_w - term_b)) << " \n";
     }
   }
 }
+
+
+/// trace_evaluate() is like evaluate() but instead of a value returns a string
+/// suitable to be print on stdout with the detailed descriptions and values of
+/// each evaluation term. Used mainly for debugging.
+
+std::string trace_evaluate(const Position& pos) {
+
+    Value margin;
+    std::string totals;
+
+    TraceStream.str("");
+    TraceStream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
+    memset(TracedTerms, 0, 2 * 16 * sizeof(Score));
+
+    do_evaluate<false, true>(pos, margin);
+
+    totals = TraceStream.str();
+    TraceStream.str("");
+
+    TraceStream << std::setw(21) << "Eval term " << "|    White    |    Black    |     Total     \n"
+                <<             "                     |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG     EG   \n"
+                <<             "---------------------+-------------+-------------+---------------\n";
+
+    trace_row("Material, PST, Tempo", PST);
+    trace_row("Material imbalance", IMBALANCE);
+    trace_row("Pawns", PAWN);
+    trace_row("Knights", KNIGHT);
+    trace_row("Bishops", BISHOP);
+    trace_row("Rooks", ROOK);
+    trace_row("Queens", QUEEN);
+    trace_row("Mobility", MOBILITY);
+    trace_row("King safety", KING);
+    trace_row("Threats", THREAT);
+    trace_row("Passed pawns", PASSED);
+    trace_row("Unstoppable pawns", UNSTOPPABLE);
+    trace_row("Space", SPACE);
+
+    TraceStream <<             "---------------------+-------------+-------------+---------------\n";
+    trace_row("Total", TOTAL);
+    TraceStream << totals;
+
+    return TraceStream.str();
+}