]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
rename shift variables.
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index ed1bcf49036915b708a55d182813c9fb0f1255ba..b531cc27d26489fc64a97890d571b1dd254c0a83 100644 (file)
@@ -2,7 +2,7 @@
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
-  Copyright (C) 2015-2017 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2018 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, 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
 #include "material.h"
 #include "pawns.h"
 
-namespace {
-
-  namespace Trace {
+std::atomic<Score> Eval::Contempt;
 
-    enum Term { // The first 8 entries are for PieceType
-      MATERIAL = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, TOTAL, TERM_NB
-    };
+namespace Trace {
 
-    double scores[TERM_NB][COLOR_NB][PHASE_NB];
+  enum Tracing { NO_TRACE, TRACE };
 
-    double to_cp(Value v) { return double(v) / PawnValueEg; }
+  enum Term { // The first 8 entries are reserved for PieceType
+    MATERIAL = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, INITIATIVE, TOTAL, TERM_NB
+  };
 
-    void add(int idx, Color c, Score s) {
-      scores[idx][c][MG] = to_cp(mg_value(s));
-      scores[idx][c][EG] = to_cp(eg_value(s));
-    }
+  Score scores[TERM_NB][COLOR_NB];
 
-    void add(int idx, Score w, Score b = SCORE_ZERO) {
-      add(idx, WHITE, w); add(idx, BLACK, b);
-    }
+  double to_cp(Value v) { return double(v) / PawnValueEg; }
 
-    std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Term t) {
-
-      if (t == MATERIAL || t == IMBALANCE || t == Term(PAWN) || t == TOTAL)
-          os << "  ---   --- |   ---   --- | ";
-      else
-          os << std::setw(5) << scores[t][WHITE][MG] << " "
-             << std::setw(5) << scores[t][WHITE][EG] << " | "
-             << std::setw(5) << scores[t][BLACK][MG] << " "
-             << std::setw(5) << scores[t][BLACK][EG] << " | ";
+  void add(int idx, Color c, Score s) {
+    scores[idx][c] = s;
+  }
 
-      os << std::setw(5) << scores[t][WHITE][MG] - scores[t][BLACK][MG] << " "
-         << std::setw(5) << scores[t][WHITE][EG] - scores[t][BLACK][EG] << " \n";
+  void add(int idx, Score w, Score b = SCORE_ZERO) {
+    scores[idx][WHITE] = w;
+    scores[idx][BLACK] = b;
+  }
 
-      return os;
-    }
+  std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Score s) {
+    os << std::setw(5) << to_cp(mg_value(s)) << " "
+       << std::setw(5) << to_cp(eg_value(s));
+    return os;
   }
 
-  using namespace Trace;
+  std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Term t) {
 
-  // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
-  // by the evaluation functions.
-  struct EvalInfo {
+    if (t == MATERIAL || t == IMBALANCE || t == INITIATIVE || t == TOTAL)
+        os << " ----  ----"    << " | " << " ----  ----";
+    else
+        os << scores[t][WHITE] << " | " << scores[t][BLACK];
 
-    Material::Entry* me;
-    Pawns::Entry* pe;
-    Bitboard pinnedPieces[COLOR_NB];
-    Bitboard mobilityArea[COLOR_NB];
+    os << " | " << scores[t][WHITE] - scores[t][BLACK] << "\n";
+    return os;
+  }
+}
 
-    // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
-    // attacked by a given color and piece type (can be also ALL_PIECES).
-    Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
+using namespace Trace;
 
-    // attackedBy2[color] are the squares attacked by 2 pieces of a given color,
-    // possibly via x-ray or by one pawn and one piece. Diagonal x-ray through
-    // pawn or squares attacked by 2 pawns are not explicitly added.
-    Bitboard attackedBy2[COLOR_NB];
+namespace {
 
-    // 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];
+  const Bitboard QueenSide   = FileABB | FileBBB | FileCBB | FileDBB;
+  const Bitboard CenterFiles = FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB;
+  const Bitboard KingSide    = FileEBB | FileFBB | FileGBB | FileHBB;
+  const Bitboard Center      = (FileDBB | FileEBB) & (Rank4BB | Rank5BB);
 
-    // 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];
+  const Bitboard KingFlank[FILE_NB] = {
+    QueenSide,   QueenSide, QueenSide,
+    CenterFiles, CenterFiles,
+    KingSide,    KingSide,  KingSide
+  };
 
-    // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weights" 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 elements in the
-    // KingAttackWeights array.
-    int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
+  // Threshold for lazy and space evaluation
+  const Value LazyThreshold  = Value(1500);
+  const Value SpaceThreshold = Value(12222);
 
-    // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks by the given
-    // color to squares directly adjacent to the enemy king. Pieces which attack
-    // more than one square are counted multiple times. For instance, if there is
-    // a white knight on g5 and black's king is on g8, this white knight adds 2
-    // to kingAdjacentZoneAttacksCount[WHITE].
-    int kingAdjacentZoneAttacksCount[COLOR_NB];
-  };
+  // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
+  const int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 78, 56, 45, 11 };
+
+  // Penalties for enemy's safe checks
+  const int QueenSafeCheck  = 780;
+  const int RookSafeCheck   = 880;
+  const int BishopSafeCheck = 435;
+  const int KnightSafeCheck = 790;
 
-  #define V(v) Value(v)
-  #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
+#define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
 
-  // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains bonuses for middle and end game,
+  // MobilityBonus[PieceType-2][attacked] contains bonuses for middle and end game,
   // indexed by piece type and number of attacked squares in the mobility area.
   const Score MobilityBonus[][32] = {
-    {}, {},
-    { S(-75,-76), S(-56,-54), S( -9,-26), S( -2,-10), S(  6,  5), S( 15, 11), // Knights
-      S( 22, 26), S( 30, 28), S( 36, 29) },
-    { S(-48,-58), S(-21,-19), S( 16, -2), S( 26, 12), S( 37, 22), S( 51, 42), // Bishops
-      S( 54, 54), S( 63, 58), S( 65, 63), S( 71, 70), S( 79, 74), S( 81, 86),
-      S( 92, 90), S( 97, 94) },
-    { S(-56,-78), S(-25,-18), S(-11, 26), S( -5, 55), S( -4, 70), S( -1, 81), // Rooks
-      S(  8,109), S( 14,120), S( 21,128), S( 23,143), S( 31,154), S( 32,160),
-      S( 43,165), S( 49,168), S( 59,169) },
-    { S(-40,-35), S(-25,-12), S(  2,  7), S(  4, 19), S( 14, 37), S( 24, 55), // Queens
-      S( 25, 62), S( 40, 76), S( 43, 79), S( 47, 87), S( 54, 94), S( 56,102),
-      S( 60,111), S( 70,116), S( 72,118), S( 73,122), S( 75,128), S( 77,130),
-      S( 85,133), S( 94,136), S( 99,140), S(108,157), S(112,158), S(113,161),
-      S(118,174), S(119,177), S(123,191), S(128,199) }
+    { S(-75,-76), S(-57,-54), S( -9,-28), S( -2,-10), S(  6,  5), S( 14, 12), // Knights
+      S( 22, 26), S( 29, 29), S( 36, 29) },
+    { S(-48,-59), S(-20,-23), S( 16, -3), S( 26, 13), S( 38, 24), S( 51, 42), // Bishops
+      S( 55, 54), S( 63, 57), S( 63, 65), S( 68, 73), S( 81, 78), S( 81, 86),
+      S( 91, 88), S( 98, 97) },
+    { S(-58,-76), S(-27,-18), S(-15, 28), S(-10, 55), S( -5, 69), S( -2, 82), // Rooks
+      S(  9,112), S( 16,118), S( 30,132), S( 29,142), S( 32,155), S( 38,165),
+      S( 46,166), S( 48,169), S( 58,171) },
+    { S(-39,-36), S(-21,-15), S(  3,  8), S(  3, 18), S( 14, 34), S( 22, 54), // Queens
+      S( 28, 61), S( 41, 73), S( 43, 79), S( 48, 92), S( 56, 94), S( 60,104),
+      S( 60,113), S( 66,120), S( 67,123), S( 70,126), S( 71,133), S( 73,136),
+      S( 79,140), S( 88,143), S( 88,148), S( 99,166), S(102,170), S(102,175),
+      S(106,184), S(109,191), S(113,206), S(116,212) }
   };
 
   // Outpost[knight/bishop][supported by pawn] contains bonuses for minor
-  // pieces if they can reach an outpost square, bigger if that square is
-  // supported by a pawn. If the minor piece occupies an outpost square
-  // then score is doubled.
+  // pieces if they occupy or can reach an outpost square, bigger if that
+  // square is supported by a pawn.
   const Score Outpost[][2] = {
-    { S(22, 6), S(33, 9) }, // Knight
-    { S( 9, 2), S(14, 4) }  // Bishop
+    { S(22, 6), S(36,12) }, // Knight
+    { S( 9, 2), S(15, 5) }  // Bishop
   };
 
-  // RookOnFile[semiopen/open] contains bonuses for each rook when there is no
-  // friendly pawn on the rook file.
-  const Score RookOnFile[2] = { S(20, 7), S(45, 20) };
-
-  // ThreatBySafePawn[PieceType] contains bonuses according to which piece
-  // type is attacked by a pawn which is protected or is not attacked.
-  const Score ThreatBySafePawn[PIECE_TYPE_NB] = {
-    S(0, 0), S(0, 0), S(176, 139), S(131, 127), S(217, 218), S(203, 215)
-  };
+  // RookOnFile[semiopen/open] contains bonuses for each rook when there is
+  // no (friendly) pawn on the rook file.
+  const Score RookOnFile[] = { S(20, 7), S(45, 20) };
 
   // ThreatByMinor/ByRook[attacked PieceType] contains bonuses according to
   // which piece type attacks which one. Attacks on lesser pieces which are
   // pawn-defended are not considered.
   const Score ThreatByMinor[PIECE_TYPE_NB] = {
-    S(0, 0), S(0, 33), S(45, 43), S(46, 47), S(72, 107), S(48, 118)
+    S(0, 0), S(0, 31), S(39, 42), S(57, 44), S(68, 112), S(47, 120)
   };
 
   const Score ThreatByRook[PIECE_TYPE_NB] = {
-    S(0, 0), S(0, 25), S(40, 62), S(40, 59), S( 0, 34), S(35, 48)
+    S(0, 0), S(0, 24), S(38, 71), S(38, 61), S(0, 38), S(36, 38)
   };
 
   // ThreatByKing[on one/on many] contains bonuses for king attacks on
   // pawns or pieces which are not pawn-defended.
-  const Score ThreatByKing[2] = { S(3, 62), S(9, 138) };
+  const Score ThreatByKing[] = { S(3, 65), S(9, 145) };
 
-  // Passed[mg/eg][Rank] contains midgame and endgame bonuses for passed pawns.
-  // We don't use a Score because we process the two components independently.
-  const Value Passed[][RANK_NB] = {
-    { V(5), V( 5), V(31), V(73), V(166), V(252) },
-    { V(7), V(14), V(38), V(73), V(166), V(252) }
+  // PassedRank[Rank] contains a bonus according to the rank of a passed pawn
+  const Score PassedRank[RANK_NB] = {
+    S(0, 0), S(5, 7), S(5, 13), S(32, 42), S(70, 70), S(172, 170), S(217, 269)
   };
 
   // PassedFile[File] contains a bonus according to the file of a passed pawn
   const Score PassedFile[FILE_NB] = {
-    S(  9, 10), S( 2, 10), S( 1, -8), S(-20,-12),
-    S(-20,-12), S( 1, -8), S( 2, 10), S(  9, 10)
+    S(  9, 10), S(2, 10), S(1, -8), S(-20,-12),
+    S(-20,-12), S(1, -8), S(2, 10), S(  9, 10)
   };
 
-  // Assorted bonuses and penalties used by evaluation
-  const Score MinorBehindPawn     = S(16,  0);
-  const Score BishopPawns         = S( 8, 12);
-  const Score RookOnPawn          = S( 8, 24);
-  const Score TrappedRook         = S(92,  0);
-  const Score WeakQueen           = S(50, 10);
-  const Score OtherCheck          = S(10, 10);
-  const Score CloseEnemies        = S( 7,  0);
-  const Score PawnlessFlank       = S(20, 80);
-  const Score LooseEnemies        = S( 0, 25);
-  const Score ThreatByHangingPawn = S(71, 61);
-  const Score ThreatByRank        = S(16,  3);
-  const Score Hanging             = S(48, 27);
-  const Score ThreatByPawnPush    = S(38, 22);
-  const Score HinderPassedPawn    = S( 7,  0);
-
-  // 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 = S(50, 50);
-
-  #undef S
-  #undef V
+  // PassedDanger[Rank] contains a term to weight the passed score
+  const int PassedDanger[RANK_NB] = { 0, 0, 0, 2, 7, 12, 19 };
+
+  // KingProtector[PieceType-2] contains a penalty according to distance from king
+  const Score KingProtector[] = { S(3, 5), S(4, 3), S(3, 0), S(1, -1) };
+
+  // Assorted bonuses and penalties
+  const Score BishopPawns       = S(  8, 12);
+  const Score CloseEnemies      = S(  7,  0);
+  const Score Hanging           = S( 52, 30);
+  const Score HinderPassedPawn  = S(  8,  1);
+  const Score LongRangedBishop  = S( 22,  0);
+  const Score MinorBehindPawn   = S( 16,  0);
+  const Score PawnlessFlank     = S( 20, 80);
+  const Score RookOnPawn        = S(  8, 24);
+  const Score ThreatByPawnPush  = S( 47, 26);
+  const Score ThreatByRank      = S( 16,  3);
+  const Score ThreatBySafePawn  = S(175,168);
+  const Score ThreatOnQueen     = S( 42, 21);
+  const Score TrappedBishopA1H1 = S( 50, 50);
+  const Score TrappedRook       = S( 92,  0);
+  const Score WeakQueen         = S( 50, 10);
+  const Score WeakUnopposedPawn = S(  5, 25);
+
+#undef S
+
+  // Evaluation class computes and stores attacks tables and other working data
+  template<Tracing T>
+  class Evaluation {
+
+  public:
+    Evaluation() = delete;
+    explicit Evaluation(const Position& p) : pos(p) {}
+    Evaluation& operator=(const Evaluation&) = delete;
+    Value value();
+
+  private:
+    template<Color Us> void initialize();
+    template<Color Us, PieceType Pt> Score pieces();
+    template<Color Us> Score king() const;
+    template<Color Us> Score threats() const;
+    template<Color Us> Score passed() const;
+    template<Color Us> Score space() const;
+    ScaleFactor scale_factor(Value eg) const;
+    Score initiative(Value eg) const;
+
+    const Position& pos;
+    Material::Entry* me;
+    Pawns::Entry* pe;
+    Bitboard mobilityArea[COLOR_NB];
+    Score mobility[COLOR_NB] = { SCORE_ZERO, SCORE_ZERO };
+
+    // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
+    // attacked by a given color and piece type. Special "piece types" which
+    // are also calculated are QUEEN_DIAGONAL and ALL_PIECES.
+    Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
 
-  // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
-  const int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 78, 56, 45, 11 };
+    // attackedBy2[color] are the squares attacked by 2 pieces of a given color,
+    // possibly via x-ray or by one pawn and one piece. Diagonal x-ray through
+    // pawn or squares attacked by 2 pawns are not explicitly added.
+    Bitboard attackedBy2[COLOR_NB];
 
-  // Penalties for enemy's safe checks
-  const int QueenContactCheck = 997;
-  const int QueenCheck        = 745;
-  const int RookCheck         = 688;
-  const int BishopCheck       = 588;
-  const int KnightCheck       = 924;
+    // kingRing[color] are the squares adjacent to the king, plus (only for a
+    // king on its first rank) the squares two ranks in front. For instance,
+    // if black's king is on g8, kingRing[BLACK] is f8, h8, f7, g7, h7, f6, g6
+    // and h6. It is set to 0 when king safety evaluation is skipped.
+    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 "weights" 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 elements in the
+    // KingAttackWeights array.
+    int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
 
-  // Threshold for lazy evaluation
-  const Value LazyEval = Value(1500);
+    // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks by the given
+    // color to squares directly adjacent to the enemy king. Pieces which attack
+    // more than one square are counted multiple times. For instance, if there is
+    // a white knight on g5 and black's king is on g8, this white knight adds 2
+    // to kingAdjacentZoneAttacksCount[WHITE].
+    int kingAdjacentZoneAttacksCount[COLOR_NB];
+  };
 
-  // eval_init() initializes king and attack bitboards for a given color
-  // adding pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
 
-  template<Color Us>
-  void eval_init(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  // Evaluation::initialize() computes king and pawn attacks, and the king ring
+  // bitboard for a given color. This is done at the beginning of the evaluation.
+  template<Tracing T> template<Color Us>
+  void Evaluation<T>::initialize() {
 
-    const Color  Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    const Square Up   = (Us == WHITE ? NORTH : SOUTH);
-    const Square Down = (Us == WHITE ? SOUTH : NORTH);
+    const Color     Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    const Direction Up   = (Us == WHITE ? NORTH : SOUTH);
+    const Direction Down = (Us == WHITE ? SOUTH : NORTH);
     const Bitboard LowRanks = (Us == WHITE ? Rank2BB | Rank3BB: Rank7BB | Rank6BB);
 
-    ei.pinnedPieces[Us] = pos.pinned_pieces(Us);
-
-    // Find our pawns on the first two ranks, and those which are blocked
+    // Find our pawns that are blocked or on the first two ranks
     Bitboard b = pos.pieces(Us, PAWN) & (shift<Down>(pos.pieces()) | LowRanks);
 
     // Squares occupied by those pawns, by our king, or controlled by enemy pawns
     // are excluded from the mobility area.
-    ei.mobilityArea[Us] = ~(b | pos.square<KING>(Us) | ei.pe->pawn_attacks(Them));
-
-    // Initialise the attack bitboards with the king and pawn information
-    b = ei.attackedBy[Us][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.square<KING>(Us));
-    ei.attackedBy[Us][PAWN] = ei.pe->pawn_attacks(Us);
+    mobilityArea[Us] = ~(b | pos.square<KING>(Us) | pe->pawn_attacks(Them));
 
-    ei.attackedBy2[Us]            = b & ei.attackedBy[Us][PAWN];
-    ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] = b | ei.attackedBy[Us][PAWN];
+    // Initialise attackedBy bitboards for kings and pawns
+    attackedBy[Us][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.square<KING>(Us));
+    attackedBy[Us][PAWN] = pe->pawn_attacks(Us);
+    attackedBy[Us][ALL_PIECES] = attackedBy[Us][KING] | attackedBy[Us][PAWN];
+    attackedBy2[Us]            = attackedBy[Us][KING] & attackedBy[Us][PAWN];
 
     // Init our king safety tables only if we are going to use them
-    if (pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMg)
+    if (pos.non_pawn_material(Them) >= RookValueMg + KnightValueMg)
     {
-        ei.kingRing[Us] = b | shift<Up>(b);
-        ei.kingAttackersCount[Them] = popcount(b & ei.pe->pawn_attacks(Them));
-        ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] = ei.kingAttackersWeight[Them] = 0;
+        kingRing[Us] = attackedBy[Us][KING];
+        if (relative_rank(Us, pos.square<KING>(Us)) == RANK_1)
+            kingRing[Us] |= shift<Up>(kingRing[Us]);
+
+        kingAttackersCount[Them] = popcount(attackedBy[Us][KING] & pe->pawn_attacks(Them));
+        kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] = kingAttackersWeight[Them] = 0;
     }
     else
-        ei.kingRing[Us] = ei.kingAttackersCount[Them] = 0;
+        kingRing[Us] = kingAttackersCount[Them] = 0;
   }
 
 
-  // evaluate_pieces() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
-  // color and type.
-
-  template<bool DoTrace, Color Us = WHITE, PieceType Pt = KNIGHT>
-  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score* mobility) {
+  // Evaluation::pieces() scores pieces of a given color and type
+  template<Tracing T> template<Color Us, PieceType Pt>
+  Score Evaluation<T>::pieces() {
 
-    const PieceType NextPt = (Us == WHITE ? Pt : PieceType(Pt + 1));
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
     const Bitboard OutpostRanks = (Us == WHITE ? Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB
                                                : Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB);
@@ -274,58 +294,66 @@ namespace {
     Square s;
     Score score = SCORE_ZERO;
 
-    ei.attackedBy[Us][Pt] = 0;
+    attackedBy[Us][Pt] = 0;
+
+    if (Pt == QUEEN)
+        attackedBy[Us][QUEEN_DIAGONAL] = 0;
 
     while ((s = *pl++) != SQ_NONE)
     {
         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
-        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))
+        b = Pt == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN))
+          : Pt ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN) ^ pos.pieces(Us, ROOK))
                          : pos.attacks_from<Pt>(s);
 
-        if (ei.pinnedPieces[Us] & s)
+        if (pos.pinned_pieces(Us) & s)
             b &= LineBB[pos.square<KING>(Us)][s];
 
-        ei.attackedBy2[Us] |= ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] & b;
-        ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] |= ei.attackedBy[Us][Pt] |= b;
+        attackedBy2[Us] |= attackedBy[Us][ALL_PIECES] & b;
+        attackedBy[Us][Pt] |= b;
+        attackedBy[Us][ALL_PIECES] |= b;
+
+        if (Pt == QUEEN)
+            attackedBy[Us][QUEEN_DIAGONAL] |= b & PseudoAttacks[BISHOP][s];
 
-        if (b & ei.kingRing[Them])
+        if (b & kingRing[Them])
         {
-            ei.kingAttackersCount[Us]++;
-            ei.kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Pt];
-            ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount(b & ei.attackedBy[Them][KING]);
+            kingAttackersCount[Us]++;
+            kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Pt];
+            kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount(b & attackedBy[Them][KING]);
         }
 
-        if (Pt == QUEEN)
-            b &= ~(  ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
-                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP]
-                   | ei.attackedBy[Them][ROOK]);
+        int mob = popcount(b & mobilityArea[Us]);
 
-        int mob = popcount(b & ei.mobilityArea[Us]);
+        mobility[Us] += MobilityBonus[Pt - 2][mob];
 
-        mobility[Us] += MobilityBonus[Pt][mob];
+        // Penalty if the piece is far from the king
+        score -= KingProtector[Pt - 2] * distance(s, pos.square<KING>(Us));
 
         if (Pt == BISHOP || Pt == KNIGHT)
         {
-            // Bonus for outpost squares
-            bb = OutpostRanks & ~ei.pe->pawn_attacks_span(Them);
+            // Bonus if piece is on an outpost square or can reach one
+            bb = OutpostRanks & ~pe->pawn_attacks_span(Them);
             if (bb & s)
-                score += Outpost[Pt == BISHOP][!!(ei.attackedBy[Us][PAWN] & s)] * 2;
-            else
-            {
-                bb &= b & ~pos.pieces(Us);
-                if (bb)
-                   score += Outpost[Pt == BISHOP][!!(ei.attackedBy[Us][PAWN] & bb)];
-            }
+                score += Outpost[Pt == BISHOP][bool(attackedBy[Us][PAWN] & s)] * 2;
+
+            else if (bb &= b & ~pos.pieces(Us))
+                score += Outpost[Pt == BISHOP][bool(attackedBy[Us][PAWN] & bb)];
 
             // Bonus when behind a pawn
             if (    relative_rank(Us, s) < RANK_5
                 && (pos.pieces(PAWN) & (s + pawn_push(Us))))
                 score += MinorBehindPawn;
 
-            // Penalty for pawns on the same color square as the bishop
             if (Pt == BISHOP)
-                score -= BishopPawns * ei.pe->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
+            {
+                // Penalty according to number of pawns on the same color square as the bishop
+                score -= BishopPawns * pe->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
+
+                // Bonus for bishop on a long diagonal which can "see" both center squares
+                if (more_than_one(Center & (attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces(PAWN)) | s)))
+                    score += LongRangedBishop;
+            }
 
             // An important Chess960 pattern: A cornered bishop blocked by a friendly
             // pawn diagonally in front of it is a very serious problem, especially
@@ -334,7 +362,7 @@ namespace {
                 && 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 ? EAST : WEST);
+                Direction d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? EAST : WEST);
                 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
@@ -344,21 +372,19 @@ namespace {
 
         if (Pt == ROOK)
         {
-            // Bonus for aligning with enemy pawns on the same rank/file
+            // Bonus for aligning rook with with enemy pawns on the same rank/file
             if (relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
                 score += RookOnPawn * popcount(pos.pieces(Them, PAWN) & PseudoAttacks[ROOK][s]);
 
-            // Bonus when on an open or semi-open file
-            if (ei.pe->semiopen_file(Us, file_of(s)))
-                score += RookOnFile[!!ei.pe->semiopen_file(Them, file_of(s))];
+            // Bonus for rook on an open or semi-open file
+            if (pe->semiopen_file(Us, file_of(s)))
+                score += RookOnFile[bool(pe->semiopen_file(Them, file_of(s)))];
 
             // Penalty when trapped by the king, even more if the king cannot castle
             else if (mob <= 3)
             {
-                Square ksq = pos.square<KING>(Us);
-
-                if (   ((file_of(ksq) < FILE_E) == (file_of(s) < file_of(ksq)))
-                    && !ei.pe->semiopen_side(Us, file_of(ksq), file_of(s) < file_of(ksq)))
+                File kf = file_of(pos.square<KING>(Us));
+                if ((kf < FILE_E) == (file_of(s) < kf))
                     score -= (TrappedRook - make_score(mob * 22, 0)) * (1 + !pos.can_castle(Us));
             }
         }
@@ -371,127 +397,96 @@ namespace {
                 score -= WeakQueen;
         }
     }
-
-    if (DoTrace)
+    if (T)
         Trace::add(Pt, Us, score);
 
-    // Recursively call evaluate_pieces() of next piece type until KING is excluded
-    return score - evaluate_pieces<DoTrace, Them, NextPt>(pos, ei, mobility);
+    return score;
   }
 
-  template<>
-  Score evaluate_pieces<false, WHITE, KING>(const Position&, EvalInfo&, Score*) { return SCORE_ZERO; }
-  template<>
-  Score evaluate_pieces< true, WHITE, KING>(const Position&, EvalInfo&, Score*) { return SCORE_ZERO; }
-
-
-  // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
-
-  const Bitboard CenterFiles = FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB;
-
-  const Bitboard KingFlank[FILE_NB] = {
-    CenterFiles >> 2, CenterFiles >> 2, CenterFiles >> 2, CenterFiles, CenterFiles,
-    CenterFiles << 2, CenterFiles << 2, CenterFiles << 2
-  };
 
-  template<Color Us, bool DoTrace>
-  Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
+  // Evaluation::king() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
+  template<Tracing T> template<Color Us>
+  Score Evaluation<T>::king() const {
 
-    const Color Them    = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    const Square Up     = (Us == WHITE ? NORTH : SOUTH);
-    const Bitboard Camp = (Us == WHITE ? ~Bitboard(0) ^ Rank6BB ^ Rank7BB ^ Rank8BB
-                                       : ~Bitboard(0) ^ Rank1BB ^ Rank2BB ^ Rank3BB);
+    const Color    Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    const Bitboard Camp = (Us == WHITE ? AllSquares ^ Rank6BB ^ Rank7BB ^ Rank8BB
+                                       : AllSquares ^ Rank1BB ^ Rank2BB ^ Rank3BB);
 
     const Square ksq = pos.square<KING>(Us);
-    Bitboard undefended, b, b1, b2, safe, other;
-    int kingDanger;
+    Bitboard weak, b, b1, b2, safe, unsafeChecks;
 
     // King shelter and enemy pawns storm
-    Score score = ei.pe->king_safety<Us>(pos, ksq);
+    Score score = pe->king_safety<Us>(pos, ksq);
 
     // Main king safety evaluation
-    if (ei.kingAttackersCount[Them])
+    if (kingAttackersCount[Them] > 1 - pos.count<QUEEN>(Them))
     {
-        // Find the attacked squares which are defended only by our king...
-        undefended =   ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]
-                    &  ei.attackedBy[Us][KING]
-                    & ~ei.attackedBy2[Us];
-
-        // ... and those which are not defended at all in the larger king ring
-        b =  ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] & ~ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]
-           & ei.kingRing[Us] & ~pos.pieces(Them);
-
-        // Initialize the 'kingDanger' variable, which will be transformed
-        // later into a king danger score. 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).
-        kingDanger =  std::min(807, ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them])
-                    + 101 * ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them]
-                    + 235 * popcount(undefended)
-                    + 134 * (popcount(b) + !!ei.pinnedPieces[Us])
-                    - 717 * !pos.count<QUEEN>(Them)
-                    -   7 * mg_value(score) / 5 - 5;
-
-        // Analyse the enemy's safe queen contact checks. Firstly, find the
-        // undefended squares around our king reachable by the enemy queen...
-        b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces(Them);
-
-        // ...and keep squares supported by another enemy piece.
-        kingDanger += QueenContactCheck * popcount(b & ei.attackedBy2[Them]);
+        int kingDanger = unsafeChecks = 0;
+
+        // Attacked squares defended at most once by our queen or king
+        weak =  attackedBy[Them][ALL_PIECES]
+              & ~attackedBy2[Us]
+              & (~attackedBy[Us][ALL_PIECES] | attackedBy[Us][KING] | attackedBy[Us][QUEEN]);
 
         // Analyse the safe enemy's checks which are possible on next move
-        safe  = ~(ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
+        safe  = ~pos.pieces(Them);
+        safe &= ~attackedBy[Us][ALL_PIECES] | (weak & attackedBy2[Them]);
 
-        b1 = pos.attacks_from<ROOK  >(ksq);
-        b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq);
+        b1 = attacks_bb<ROOK  >(ksq, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN));
+        b2 = attacks_bb<BISHOP>(ksq, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN));
 
         // Enemy queen safe checks
-        if ((b1 | b2) & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & safe)
-            kingDanger += QueenCheck;
-
-        // For minors and rooks, also consider the square safe if attacked twice,
-        // and only defended by our queen.
-        safe |=  ei.attackedBy2[Them]
-               & ~(ei.attackedBy2[Us] | pos.pieces(Them))
-               & ei.attackedBy[Us][QUEEN];
-
-        // Some other potential checks are also analysed, even from squares
-        // currently occupied by the opponent own pieces, as long as the square
-        // is not attacked by our pawns, and is not occupied by a blocked pawn.
-        other = ~(   ei.attackedBy[Us][PAWN]
-                  | (pos.pieces(Them, PAWN) & shift<Up>(pos.pieces(PAWN))));
-
-        // Enemy rooks safe and other checks
-        if (b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK] & safe)
-            kingDanger += RookCheck;
-
-        else if (b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK] & other)
-            score -= OtherCheck;
-
-        // Enemy bishops safe and other checks
-        if (b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP] & safe)
-            kingDanger += BishopCheck;
-
-        else if (b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP] & other)
-            score -= OtherCheck;
-
-        // Enemy knights safe and other checks
-        b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attackedBy[Them][KNIGHT];
+        if ((b1 | b2) & attackedBy[Them][QUEEN] & safe & ~attackedBy[Us][QUEEN])
+            kingDanger += QueenSafeCheck;
+
+        b1 &= attackedBy[Them][ROOK];
+        b2 &= attackedBy[Them][BISHOP];
+
+        // Enemy rooks checks
+        if (b1 & safe)
+            kingDanger += RookSafeCheck;
+        else
+            unsafeChecks |= b1;
+
+        // Enemy bishops checks
+        if (b2 & safe)
+            kingDanger += BishopSafeCheck;
+        else
+            unsafeChecks |= b2;
+
+        // Enemy knights checks
+        b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & attackedBy[Them][KNIGHT];
         if (b & safe)
-            kingDanger += KnightCheck;
-
-        else if (b & other)
-            score -= OtherCheck;
-
-        // Transform the kingDanger units into a Score, and substract it from the evaluation
+            kingDanger += KnightSafeCheck;
+        else
+            unsafeChecks |= b;
+
+        // Unsafe or occupied checking squares will also be considered, as long as
+        // the square is in the attacker's mobility area.
+        unsafeChecks &= mobilityArea[Them];
+
+        kingDanger +=        kingAttackersCount[Them] * kingAttackersWeight[Them]
+                     + 102 * kingAdjacentZoneAttacksCount[Them]
+                     + 191 * popcount(kingRing[Us] & weak)
+                     + 143 * popcount(pos.pinned_pieces(Us) | unsafeChecks)
+                     - 848 * !pos.count<QUEEN>(Them)
+                     -   9 * mg_value(score) / 8
+                     +  40;
+
+        // Transform the kingDanger units into a Score, and subtract it from the evaluation
         if (kingDanger > 0)
-            score -= make_score(std::min(kingDanger * kingDanger / 4096,  2 * int(BishopValueMg)), 0);
+        {
+            int mobilityDanger = mg_value(mobility[Them] - mobility[Us]);
+            kingDanger = std::max(0, kingDanger + mobilityDanger);
+            score -= make_score(kingDanger * kingDanger / 4096, kingDanger / 16);
+        }
     }
+    // Penalty when our king is on a pawnless flank
+    if (!(pos.pieces(PAWN) & KingFlank[file_of(ksq)]))
+        score -= PawnlessFlank;
 
-    // King tropism: firstly, find squares that opponent attacks in our king flank
-    File kf = file_of(ksq);
-    b = ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] & KingFlank[kf] & Camp;
+    // King tropism: firstly, find attacked squares in our king flank
+    b = attackedBy[Them][ALL_PIECES] & KingFlank[file_of(ksq)] & Camp;
 
     assert(((Us == WHITE ? b << 4 : b >> 4) & b) == 0);
     assert(popcount(Us == WHITE ? b << 4 : b >> 4) == popcount(b));
@@ -499,71 +494,58 @@ namespace {
     // Secondly, add the squares which are attacked twice in that flank and
     // which are not defended by our pawns.
     b =  (Us == WHITE ? b << 4 : b >> 4)
-       | (b & ei.attackedBy2[Them] & ~ei.attackedBy[Us][PAWN]);
+       | (b & attackedBy2[Them] & ~attackedBy[Us][PAWN]);
 
     score -= CloseEnemies * popcount(b);
 
-    // Penalty when our king is on a pawnless flank
-    if (!(pos.pieces(PAWN) & KingFlank[kf]))
-        score -= PawnlessFlank;
-
-    if (DoTrace)
+    if (T)
         Trace::add(KING, Us, score);
 
     return score;
   }
 
 
-  // evaluate_threats() assigns bonuses according to the types of the attacking
-  // and the attacked pieces.
+  // Evaluation::threats() assigns bonuses according to the types of the
+  // attacking and the attacked pieces.
+  template<Tracing T> template<Color Us>
+  Score Evaluation<T>::threats() const {
 
-  template<Color Us, bool DoTrace>
-  Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
+    const Color     Them     = (Us == WHITE ? BLACK      : WHITE);
+    const Direction Up       = (Us == WHITE ? NORTH      : SOUTH);
+    const Bitboard  TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB    : Rank6BB);
 
-    const Color Them        = (Us == WHITE ? BLACK      : WHITE);
-    const Square Up         = (Us == WHITE ? NORTH      : SOUTH);
-    const Square Left       = (Us == WHITE ? NORTH_WEST : SOUTH_EAST);
-    const Square Right      = (Us == WHITE ? NORTH_EAST : SOUTH_WEST);
-    const Bitboard TRank2BB = (Us == WHITE ? Rank2BB    : Rank7BB);
-    const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB    : Rank2BB);
-
-    Bitboard b, weak, defended, safeThreats;
+    Bitboard b, weak, defended, nonPawnEnemies, stronglyProtected, safeThreats;
     Score score = SCORE_ZERO;
 
-    // Small bonus if the opponent has loose pawns or pieces
-    if (   (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, QUEEN, KING))
-        & ~(ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]))
-        score += LooseEnemies;
-
     // Non-pawn enemies attacked by a pawn
-    weak = (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, PAWN)) & ei.attackedBy[Us][PAWN];
+    nonPawnEnemies = pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, PAWN);
+    weak = nonPawnEnemies & attackedBy[Us][PAWN];
 
     if (weak)
     {
-        b = pos.pieces(Us, PAWN) & ( ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]
-                                    | ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
-
-        safeThreats = (shift<Right>(b) | shift<Left>(b)) & weak;
+        // Our safe or protected pawns
+        b =  pos.pieces(Us, PAWN)
+           & (~attackedBy[Them][ALL_PIECES] | attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
 
-        if (weak ^ safeThreats)
-            score += ThreatByHangingPawn;
-
-        while (safeThreats)
-            score += ThreatBySafePawn[type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&safeThreats)))];
+        safeThreats = pos.pawn_attacks<Us>(b) & weak;
+        score += ThreatBySafePawn * popcount(safeThreats);
     }
 
-    // Non-pawn enemies defended by a pawn
-    defended = (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, PAWN)) & ei.attackedBy[Them][PAWN];
+    // Squares strongly protected by the enemy, either because they defend the
+    // square with a pawn, or because they defend the square twice and we don't.
+    stronglyProtected =  attackedBy[Them][PAWN]
+                       | (attackedBy2[Them] & ~attackedBy2[Us]);
+
+    // Non-pawn enemies, strongly protected
+    defended = nonPawnEnemies & stronglyProtected;
 
-    // Enemies not defended by a pawn and under our attack
-    weak =   pos.pieces(Them)
-          & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
-          &  ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
+    // Enemies not strongly protected and under our attack
+    weak = pos.pieces(Them) & ~stronglyProtected & attackedBy[Us][ALL_PIECES];
 
-    // Add a bonus according to the kind of attacking pieces
+    // Bonus according to the kind of attacking pieces
     if (defended | weak)
     {
-        b = (defended | weak) & (ei.attackedBy[Us][KNIGHT] | ei.attackedBy[Us][BISHOP]);
+        b = (defended | weak) & (attackedBy[Us][KNIGHT] | attackedBy[Us][BISHOP]);
         while (b)
         {
             Square s = pop_lsb(&b);
@@ -572,7 +554,7 @@ namespace {
                 score += ThreatByRank * (int)relative_rank(Them, s);
         }
 
-        b = (pos.pieces(Them, QUEEN) | weak) & ei.attackedBy[Us][ROOK];
+        b = (pos.pieces(Them, QUEEN) | weak) & attackedBy[Us][ROOK];
         while (b)
         {
             Square s = pop_lsb(&b);
@@ -581,72 +563,88 @@ namespace {
                 score += ThreatByRank * (int)relative_rank(Them, s);
         }
 
-        score += Hanging * popcount(weak & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
+        score += Hanging * popcount(weak & ~attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
 
-        b = weak & ei.attackedBy[Us][KING];
+        b = weak & attackedBy[Us][KING];
         if (b)
             score += ThreatByKing[more_than_one(b)];
     }
 
-    // Bonus if some pawns can safely push and attack an enemy piece
-    b = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
-    b = shift<Up>(b | (shift<Up>(b & TRank2BB) & ~pos.pieces()));
+    // Bonus for enemy unopposed weak pawns
+    if (pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
+        score += WeakUnopposedPawn * pe->weak_unopposed(Them);
 
-    b &=  ~pos.pieces()
-        & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
-        & (ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
+    // Find squares where our pawns can push on the next move
+    b  = shift<Up>(pos.pieces(Us, PAWN)) & ~pos.pieces();
+    b |= shift<Up>(b & TRank3BB) & ~pos.pieces();
 
-    b =  (shift<Left>(b) | shift<Right>(b))
+    // Keep only the squares which are not completely unsafe
+    b &= ~attackedBy[Them][PAWN]
+        & (attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
+
+    // Bonus for safe pawn threats on the next move
+    b =   pos.pawn_attacks<Us>(b)
        &  pos.pieces(Them)
-       & ~ei.attackedBy[Us][PAWN];
+       & ~attackedBy[Us][PAWN];
 
     score += ThreatByPawnPush * popcount(b);
 
-    if (DoTrace)
+    // Bonus for safe slider threats on the next move toward enemy queen
+    safeThreats = ~pos.pieces(Us) & ~attackedBy2[Them] & attackedBy2[Us];
+    b =  (attackedBy[Us][BISHOP] & attackedBy[Them][QUEEN_DIAGONAL])
+       | (attackedBy[Us][ROOK  ] & attackedBy[Them][QUEEN] & ~attackedBy[Them][QUEEN_DIAGONAL]);
+
+    score += ThreatOnQueen * popcount(b & safeThreats);
+
+    if (T)
         Trace::add(THREAT, Us, score);
 
     return score;
   }
 
+  // Evaluation::passed() evaluates the passed pawns and candidate passed
+  // pawns of the given color.
 
-  // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
+  template<Tracing T> template<Color Us>
+  Score Evaluation<T>::passed() const {
 
-  template<Color Us, bool DoTrace>
-  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
+    const Color     Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    const Direction Up   = (Us == WHITE ? NORTH : SOUTH);
 
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    auto king_proximity = [&](Color c, Square s) {
+      return std::min(distance(pos.square<KING>(c), s), 5);
+    };
 
     Bitboard b, bb, squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares;
     Score score = SCORE_ZERO;
 
-    b = ei.pe->passed_pawns(Us);
+    b = pe->passed_pawns(Us);
 
     while (b)
     {
         Square s = pop_lsb(&b);
 
-        assert(pos.pawn_passed(Us, s));
-        assert(!(pos.pieces(PAWN) & forward_bb(Us, s)));
+        assert(!(pos.pieces(Them, PAWN) & forward_file_bb(Us, s + Up)));
 
-        bb = forward_bb(Us, s) & (ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
+        bb = forward_file_bb(Us, s) & (attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
         score -= HinderPassedPawn * popcount(bb);
 
-        int r = relative_rank(Us, s) - RANK_2;
-        int rr = r * (r - 1);
+        int r = relative_rank(Us, s);
+        int w = PassedDanger[r];
 
-        Value mbonus = Passed[MG][r], ebonus = Passed[EG][r];
+        Score bonus = PassedRank[r];
 
-        if (rr)
+        if (w)
         {
-            Square blockSq = s + pawn_push(Us);
+            Square blockSq = s + Up;
 
             // Adjust bonus based on the king's proximity
-            ebonus +=  distance(pos.square<KING>(Them), blockSq) * 5 * rr
-                     - distance(pos.square<KING>(Us  ), blockSq) * 2 * rr;
+            bonus += make_score(0, (  king_proximity(Them, blockSq) * 5
+                                    - king_proximity(Us,   blockSq) * 2) * w);
 
             // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
-            if (relative_rank(Us, blockSq) != RANK_8)
-                ebonus -= distance(pos.square<KING>(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * rr;
+            if (r != RANK_7)
+                bonus -= make_score(0, king_proximity(Us, blockSq + Up) * w);
 
             // If the pawn is free to advance, then increase the bonus
             if (pos.empty(blockSq))
@@ -654,19 +652,19 @@ namespace {
                 // If there is a rook or queen attacking/defending the pawn from behind,
                 // consider all the squaresToQueen. Otherwise consider only the squares
                 // in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
-                defendedSquares = unsafeSquares = squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
+                defendedSquares = unsafeSquares = squaresToQueen = forward_file_bb(Us, s);
 
-                bb = forward_bb(Them, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s);
+                bb = forward_file_bb(Them, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s);
 
                 if (!(pos.pieces(Us) & bb))
-                    defendedSquares &= ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
+                    defendedSquares &= attackedBy[Us][ALL_PIECES];
 
                 if (!(pos.pieces(Them) & bb))
-                    unsafeSquares &= ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them);
+                    unsafeSquares &= attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them);
 
                 // If there aren't any enemy attacks, assign a big bonus. Otherwise
                 // assign a smaller bonus if the block square isn't attacked.
-                int k = !unsafeSquares ? 18 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 8 : 0;
+                int k = !unsafeSquares ? 20 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 9 : 0;
 
                 // If the path to the queen is fully defended, assign a big bonus.
                 // Otherwise assign a smaller bonus if the block square is defended.
@@ -676,48 +674,53 @@ namespace {
                 else if (defendedSquares & blockSq)
                     k += 4;
 
-                mbonus += k * rr, ebonus += k * rr;
+                bonus += make_score(k * w, k * w);
             }
             else if (pos.pieces(Us) & blockSq)
-                mbonus += rr + r * 2, ebonus += rr + r * 2;
+                bonus += make_score(w + r * 2, w + r * 2);
         } // rr != 0
 
-        // Assign a small bonus when the opponent has no pieces left
-        if (!pos.non_pawn_material(Them))
-            ebonus += 20;
+        // Scale down bonus for candidate passers which need more than one
+        // pawn push to become passed or have a pawn in front of them.
+        if (   !pos.pawn_passed(Us, s + Up)
+            || (pos.pieces(PAWN) & forward_file_bb(Us, s)))
+            bonus = bonus / 2;
 
-        score += make_score(mbonus, ebonus) + PassedFile[file_of(s)];
+        score += bonus + PassedFile[file_of(s)];
     }
 
-    if (DoTrace)
+    if (T)
         Trace::add(PASSED, Us, score);
 
-    // Add the scores to the middlegame and endgame eval
     return score;
   }
 
 
-  // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
+  // Evaluation::space() computes the space evaluation for a given side. The
   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
   // 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 multiplied by a weight. The aim is to
   // improve play on game opening.
-  template<Color Us>
-  Score evaluate_space(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
+
+  template<Tracing T> template<Color Us>
+  Score Evaluation<T>::space() const {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
     const Bitboard SpaceMask =
       Us == WHITE ? CenterFiles & (Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB)
                   : CenterFiles & (Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB);
 
+    if (pos.non_pawn_material() < SpaceThreshold)
+        return SCORE_ZERO;
+
     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
     // 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
                    & ~pos.pieces(Us, PAWN)
-                   & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
-                   & (ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
+                   & ~attackedBy[Them][PAWN]
+                   & (attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
 
     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly pawn
     Bitboard behind = pos.pieces(Us, PAWN);
@@ -729,44 +732,59 @@ namespace {
 
     // ...count safe + (behind & safe) with a single popcount.
     int bonus = popcount((Us == WHITE ? safe << 32 : safe >> 32) | (behind & safe));
-    bonus = std::min(16, bonus);
-    int weight = pos.count<ALL_PIECES>(Us) - 2 * ei.pe->open_files();
+    int weight = pos.count<ALL_PIECES>(Us) - 2 * pe->open_files();
+    Score score = make_score(bonus * weight * weight / 16, 0);
+
+    if (T)
+        Trace::add(SPACE, Us, score);
 
-    return make_score(bonus * weight * weight / 18, 0);
+    return score;
   }
 
 
-  // evaluate_initiative() computes the initiative correction value for the
-  // position, i.e., second order bonus/malus based on the known attacking/defending
-  // status of the players.
-  Score evaluate_initiative(const Position& pos, int asymmetry, Value eg) {
+  // Evaluation::initiative() computes the initiative correction value
+  // for the position. It is a second order bonus/malus based on the
+  // known attacking/defending status of the players.
+
+  template<Tracing T>
+  Score Evaluation<T>::initiative(Value eg) const {
 
-    int kingDistance =  distance<File>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK))
-                      - distance<Rank>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK));
-    int pawns = pos.count<PAWN>(WHITE) + pos.count<PAWN>(BLACK);
+    int outflanking =  distance<File>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK))
+                     - distance<Rank>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK));
+
+    bool pawnsOnBothFlanks =   (pos.pieces(PAWN) & QueenSide)
+                            && (pos.pieces(PAWN) & KingSide);
 
     // Compute the initiative bonus for the attacking side
-    int initiative = 8 * (asymmetry + kingDistance - 15) + 12 * pawns;
+    int complexity =   8 * outflanking
+                    +  8 * pe->pawn_asymmetry()
+                    + 12 * pos.count<PAWN>()
+                    + 16 * pawnsOnBothFlanks
+                    -136 ;
 
     // Now apply the bonus: note that we find the attacking side by extracting
     // the sign of the endgame value, and that we carefully cap the bonus so
-    // that the endgame score will never be divided by more than two.
-    int value = ((eg > 0) - (eg < 0)) * std::max(initiative, -abs(eg / 2));
+    // that the endgame score will never change sign after the bonus.
+    int v = ((eg > 0) - (eg < 0)) * std::max(complexity, -abs(eg));
+
+    if (T)
+        Trace::add(INITIATIVE, make_score(0, v));
 
-    return make_score(0, value);
+    return make_score(0, v);
   }
 
 
-  // evaluate_scale_factor() computes the scale factor for the winning side
-  ScaleFactor evaluate_scale_factor(const Position& pos, const EvalInfo& ei, Value eg) {
+  // Evaluation::scale_factor() computes the scale factor for the winning side
+
+  template<Tracing T>
+  ScaleFactor Evaluation<T>::scale_factor(Value eg) const {
 
     Color strongSide = eg > VALUE_DRAW ? WHITE : BLACK;
-    ScaleFactor sf = ei.me->scale_factor(pos, strongSide);
+    int sf = me->scale_factor(pos, strongSide);
 
     // If we don't already have an unusual scale factor, check for certain
     // types of endgames, and use a lower scale for those.
-    if (    ei.me->game_phase() < PHASE_MIDGAME
-        && (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL || sf == SCALE_FACTOR_ONEPAWN))
+    if (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL || sf == SCALE_FACTOR_ONEPAWN)
     {
         if (pos.opposite_bishops())
         {
@@ -774,130 +792,105 @@ namespace {
             // is almost a draw, in case of KBP vs KB, it is even more a draw.
             if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
                 && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
-                sf = more_than_one(pos.pieces(PAWN)) ? ScaleFactor(31) : ScaleFactor(9);
+                sf = more_than_one(pos.pieces(PAWN)) ? 31 : 9;
 
             // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
             // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
             else
-                sf = ScaleFactor(46);
+                sf = 46;
         }
-        // Endings where weaker side can place his king in front of the opponent's
+        // Endings where weaker side can place his king in front of the enemy's
         // pawns are drawish.
         else if (    abs(eg) <= BishopValueEg
                  &&  pos.count<PAWN>(strongSide) <= 2
                  && !pos.pawn_passed(~strongSide, pos.square<KING>(~strongSide)))
-            sf = ScaleFactor(37 + 7 * pos.count<PAWN>(strongSide));
+            sf = 37 + 7 * pos.count<PAWN>(strongSide);
     }
 
-    return sf;
+    return ScaleFactor(sf);
   }
 
 
-  Value lazy_eval(Value mg, Value eg) {
+  // Evaluation::value() is the main function of the class. It computes the various
+  // parts of the evaluation and returns the value of the position from the point
+  // of view of the side to move.
 
-    if (mg > LazyEval && eg > LazyEval)
-        return  LazyEval + ((mg + eg) / 2 - LazyEval) / 4;
+  template<Tracing T>
+  Value Evaluation<T>::value() {
 
-    else if (mg < -LazyEval && eg < -LazyEval)
-        return -LazyEval + ((mg + eg) / 2 + LazyEval) / 4;
+    assert(!pos.checkers());
 
-    return VALUE_ZERO;
-  }
+    // Probe the material hash table
+    me = Material::probe(pos);
 
-} // namespace
+    // If we have a specialized evaluation function for the current material
+    // configuration, call it and return.
+    if (me->specialized_eval_exists())
+        return me->evaluate(pos);
 
+    // Initialize score by reading the incrementally updated scores included in
+    // the position object (material + piece square tables) and the material
+    // imbalance. Score is computed internally from the white point of view.
+    Score score = pos.psq_score() + me->imbalance() + Eval::Contempt;
 
-/// evaluate() is the main evaluation function. It returns a static evaluation
-/// of the position from the point of view of the side to move.
+    // Probe the pawn hash table
+    pe = Pawns::probe(pos);
+    score += pe->pawn_score(WHITE) - pe->pawn_score(BLACK);
 
-template<bool DoTrace>
-Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
+    // Early exit if score is high
+    Value v = (mg_value(score) + eg_value(score)) / 2;
+    if (abs(v) > LazyThreshold)
+       return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
+
+    // Main evaluation begins here
+
+    initialize<WHITE>();
+    initialize<BLACK>();
+
+    // Pieces should be evaluated first (populate attack tables)
+    score +=  pieces<WHITE, KNIGHT>() - pieces<BLACK, KNIGHT>()
+            + pieces<WHITE, BISHOP>() - pieces<BLACK, BISHOP>()
+            + pieces<WHITE, ROOK  >() - pieces<BLACK, ROOK  >()
+            + pieces<WHITE, QUEEN >() - pieces<BLACK, QUEEN >();
+
+    score += mobility[WHITE] - mobility[BLACK];
+
+    score +=  king<   WHITE>() - king<   BLACK>()
+            + threats<WHITE>() - threats<BLACK>()
+            + passed< WHITE>() - passed< BLACK>()
+            + space<  WHITE>() - space<  BLACK>();
+
+    score += initiative(eg_value(score));
+
+    // Interpolate between a middlegame and a (scaled by 'sf') endgame score
+    ScaleFactor sf = scale_factor(eg_value(score));
+    v =  mg_value(score) * int(me->game_phase())
+       + eg_value(score) * int(PHASE_MIDGAME - me->game_phase()) * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL;
+
+    v /= int(PHASE_MIDGAME);
+
+    // In case of tracing add all remaining individual evaluation terms
+    if (T)
+    {
+        Trace::add(MATERIAL, pos.psq_score());
+        Trace::add(IMBALANCE, me->imbalance());
+        Trace::add(PAWN, pe->pawn_score(WHITE), pe->pawn_score(BLACK));
+        Trace::add(MOBILITY, mobility[WHITE], mobility[BLACK]);
+        Trace::add(TOTAL, score);
+    }
 
-  assert(!pos.checkers());
-
-  Score mobility[COLOR_NB] = { SCORE_ZERO, SCORE_ZERO };
-  EvalInfo ei;
-
-  // Probe the material hash table
-  ei.me = Material::probe(pos);
-
-  // If we have a specialized evaluation function for the current material
-  // configuration, call it and return.
-  if (ei.me->specialized_eval_exists())
-      return ei.me->evaluate(pos);
-
-  // Initialize score by reading the incrementally updated scores included in
-  // the position object (material + piece square tables) and the material
-  // imbalance. Score is computed internally from the white point of view.
-  Score score = pos.psq_score() + ei.me->imbalance();
-
-  // Probe the pawn hash table
-  ei.pe = Pawns::probe(pos);
-  score += ei.pe->pawns_score();
-
-  // We have taken into account all cheap evaluation terms.
-  // If score exceeds a threshold return a lazy evaluation.
-  Value lazy = lazy_eval(mg_value(score), eg_value(score));
-  if (lazy)
-      return pos.side_to_move() == WHITE ? lazy : -lazy;
-
-  // Initialize attack and king safety bitboards
-  eval_init<WHITE>(pos, ei);
-  eval_init<BLACK>(pos, ei);
-
-  // Evaluate all pieces but king and pawns
-  score += evaluate_pieces<DoTrace>(pos, ei, mobility);
-  score += mobility[WHITE] - mobility[BLACK];
-
-  // Evaluate kings after all other pieces because we need full attack
-  // information when computing the king safety evaluation.
-  score +=  evaluate_king<WHITE, DoTrace>(pos, ei)
-          - evaluate_king<BLACK, DoTrace>(pos, ei);
-
-  // Evaluate tactical threats, we need full attack information including king
-  score +=  evaluate_threats<WHITE, DoTrace>(pos, ei)
-          - evaluate_threats<BLACK, DoTrace>(pos, ei);
-
-  // Evaluate passed pawns, we need full attack information including king
-  score +=  evaluate_passed_pawns<WHITE, DoTrace>(pos, ei)
-          - evaluate_passed_pawns<BLACK, DoTrace>(pos, ei);
-
-  // Evaluate space for both sides, only during opening
-  if (pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK) >= 12222)
-      score +=  evaluate_space<WHITE>(pos, ei)
-              - evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
-
-  // Evaluate position potential for the winning side
-  score += evaluate_initiative(pos, ei.pe->pawn_asymmetry(), eg_value(score));
-
-  // Evaluate scale factor for the winning side
-  ScaleFactor sf = evaluate_scale_factor(pos, ei, eg_value(score));
-
-  // Interpolate between a middlegame and a (scaled by 'sf') endgame score
-  Value v =  mg_value(score) * int(ei.me->game_phase())
-           + eg_value(score) * int(PHASE_MIDGAME - ei.me->game_phase()) * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL;
-
-  v /= int(PHASE_MIDGAME);
-
-  // In case of tracing add all remaining individual evaluation terms
-  if (DoTrace)
-  {
-      Trace::add(MATERIAL, pos.psq_score());
-      Trace::add(IMBALANCE, ei.me->imbalance());
-      Trace::add(PAWN, ei.pe->pawns_score());
-      Trace::add(MOBILITY, mobility[WHITE], mobility[BLACK]);
-      if (pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK) >= 12222)
-          Trace::add(SPACE, evaluate_space<WHITE>(pos, ei)
-                          , evaluate_space<BLACK>(pos, ei));
-      Trace::add(TOTAL, score);
+    return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v; // Side to move point of view
   }
 
-  return (pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v) + Eval::Tempo; // Side to move point of view
-}
+} // namespace
+
 
-// Explicit template instantiations
-template Value Eval::evaluate<true >(const Position&);
-template Value Eval::evaluate<false>(const Position&);
+/// evaluate() is the evaluator for the outer world. It returns a static
+/// evaluation of the position from the point of view of the side to move.
+
+Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
+  return Evaluation<NO_TRACE>(pos).value() + Eval::Tempo;
+}
 
 
 /// trace() is like evaluate(), but instead of returning a value, it returns
@@ -908,30 +901,34 @@ std::string Eval::trace(const Position& pos) {
 
   std::memset(scores, 0, sizeof(scores));
 
-  Value v = evaluate<true>(pos);
-  v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v; // White's point of view
+  Eval::Contempt = SCORE_ZERO; // Reset any dynamic contempt
+
+  Value v = Evaluation<TRACE>(pos).value() + Eval::Tempo;
+
+  v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v; // Trace scores are from white's point of view
 
   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"
-     << "       Material | " << Term(MATERIAL)
-     << "      Imbalance | " << Term(IMBALANCE)
-     << "          Pawns | " << Term(PAWN)
-     << "        Knights | " << Term(KNIGHT)
-     << "         Bishop | " << Term(BISHOP)
-     << "          Rooks | " << Term(ROOK)
-     << "         Queens | " << Term(QUEEN)
-     << "       Mobility | " << Term(MOBILITY)
-     << "    King safety | " << Term(KING)
-     << "        Threats | " << Term(THREAT)
-     << "   Passed pawns | " << Term(PASSED)
-     << "          Space | " << Term(SPACE)
-     << "----------------+-------------+-------------+-------------\n"
-     << "          Total | " << Term(TOTAL);
-
-  ss << "\nTotal Evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
+     << "     Term    |    White    |    Black    |    Total   \n"
+     << "             |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG    EG \n"
+     << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
+     << "    Material | " << Term(MATERIAL)
+     << "   Imbalance | " << Term(IMBALANCE)
+     << "  Initiative | " << Term(INITIATIVE)
+     << "       Pawns | " << Term(PAWN)
+     << "     Knights | " << Term(KNIGHT)
+     << "     Bishops | " << Term(BISHOP)
+     << "       Rooks | " << Term(ROOK)
+     << "      Queens | " << Term(QUEEN)
+     << "    Mobility | " << Term(MOBILITY)
+     << " King safety | " << Term(KING)
+     << "     Threats | " << Term(THREAT)
+     << "      Passed | " << Term(PASSED)
+     << "       Space | " << Term(SPACE)
+     << " ------------+-------------+-------------+------------\n"
+     << "       Total | " << Term(TOTAL);
+
+  ss << "\nTotal evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
 
   return ss.str();
 }