]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Merge remote-tracking branch 'upstream/master'
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 889a0013ed7a816fe22cf2393c1ff8a928c6cb65..c03aa99f51940f0f0ec96fcbc7dce8b5ec9b4e69 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2012 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
 #include <cassert>
+#include <iomanip>
+#include <sstream>
+#include <algorithm>
 
 #include "bitcount.h"
 #include "evaluate.h"
 #include "thread.h"
 #include "ucioption.h"
 
-
-////
-//// Local definitions
-////
-
 namespace {
 
   // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
   // by the evaluation functions.
   struct EvalInfo {
 
-    // Pointer to pawn hash table entry
+    // Pointers to material and pawn hash table entries
+    MaterialInfo* mi;
     PawnInfo* pi;
 
     // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
@@ -50,20 +44,20 @@ namespace {
     // all squares attacked by the given color.
     Bitboard attackedBy[2][8];
 
-    // kingZone[color] is the zone around the enemy king which is considered
+    // 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, kingZone[WHITE] is a bitboard containing the squares f8, h8,
+    // is on g8, kingRing[BLACK] is a bitboard containing the squares f8, h8,
     // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
-    Bitboard kingZone[2];
+    Bitboard kingRing[2];
 
     // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
-    // which attack a square in the kingZone of the enemy king.
+    // which attack a square in the kingRing 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
+    // given color which attack a square in the kingRing of the enemy king. The
     // weights of the individual piece types are given by the variables
     // QueenAttackWeight, RookAttackWeight, BishopAttackWeight and
     // KnightAttackWeight in evaluate.cpp
@@ -77,13 +71,11 @@ namespace {
     int kingAdjacentZoneAttacksCount[2];
   };
 
-  const int Sign[2] = { 1, -1 };
-
   // Evaluation grain size, must be a power of 2
   const int GrainSize = 8;
 
   // Evaluation weights, initialized from UCI options
-  enum { Mobility, PawnStructure, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
+  enum { Mobility, PassedPawns, Space, KingDangerUs, KingDangerThem };
   Score Weights[6];
 
   typedef Value V;
@@ -96,7 +88,7 @@ namespace {
   //
   // Values modified by Joona Kiiski
   const Score WeightsInternal[] = {
-      S(248, 271), S(233, 201), S(252, 259), S(46, 0), S(247, 0), S(259, 0)
+      S(252, 344), S(216, 266), S(46, 0), S(247, 0), S(259, 0)
   };
 
   // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains mobility bonuses for middle and
@@ -130,18 +122,14 @@ namespace {
     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),
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), 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),
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0),
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0) }
+    V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0) }
   };
 
   // ThreatBonus[attacking][attacked] contains threat bonuses according to
@@ -154,9 +142,9 @@ namespace {
     { S(0, 0), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S(15, 39), S( 0,  0) }  // QUEEN
   };
 
-  // ThreatedByPawnPenalty[PieceType] contains a penalty according to which
+  // ThreatenedByPawnPenalty[PieceType] contains a penalty according to which
   // piece type is attacked by an enemy pawn.
-  const Score ThreatedByPawnPenalty[] = {
+  const Score ThreatenedByPawnPenalty[] = {
     S(0, 0), S(0, 0), S(56, 70), S(56, 70), S(76, 99), S(86, 118)
   };
 
@@ -167,18 +155,26 @@ namespace {
   const Score QueenOn7thBonus = make_score(27, 54);
 
   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
-  const Score RookOpenFileBonus = make_score(43, 43);
-  const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 19);
+  const Score RookOpenFileBonus = make_score(43, 21);
+  const Score RookHalfOpenFileBonus = make_score(19, 10);
 
   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
   // right to castle.
   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
 
+  // 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);
+
+  // Penalty for BNR that is not defended by anything
+  const Score UndefendedPiecePenalty = make_score(25, 10);
+
   // 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] = {
+  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),
@@ -196,9 +192,10 @@ namespace {
   const int KingAttackWeights[] = { 0, 0, 2, 2, 3, 5 };
 
   // Bonuses for enemy's safe checks
-  const int QueenContactCheckBonus = 3;
-  const int QueenCheckBonus        = 2;
-  const int RookCheckBonus         = 1;
+  const int QueenContactCheckBonus = 6;
+  const int RookContactCheckBonus  = 4;
+  const int QueenCheckBonus        = 3;
+  const int RookCheckBonus         = 2;
   const int BishopCheckBonus       = 1;
   const int KnightCheckBonus       = 1;
 
@@ -219,156 +216,222 @@ namespace {
   // 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 TracedScores[2][16];
+  std::stringstream TraceStream;
+
+  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, Value margins[]);
+  template<bool Trace>
+  Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin);
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void init_attack_tables(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+  template<Color Us>
+  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
+  template<Color Us, bool Trace>
   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility);
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
+  template<Color Us, bool Trace>
   Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]);
 
   template<Color Us>
   Score evaluate_threats(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
+  template<Color Us>
   int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
   template<Color Us>
   Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
 
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, 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();
+  double to_cp(Value v);
+  void trace_add(int idx, Score term_w, Score term_b = SCORE_ZERO);
+  void trace_row(const char* name, int idx);
 }
 
 
-////
-//// Functions
-////
+namespace Eval {
 
+  Color RootColor;
 
-/// Prefetches in pawn hash tables
+  /// 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.
 
-void prefetchPawn(Key key, int threadID) {
+  Value evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
+    return do_evaluate<false>(pos, margin);
+  }
 
-    PawnTable[threadID]->prefetch(key);
-}
 
-/// 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, Value margins[]) {
+  /// init() computes evaluation weights from the corresponding UCI parameters
+  /// and setup king tables.
+
+  void init() {
+
+    Weights[Mobility]       = weight_option("Mobility (Middle Game)", "Mobility (Endgame)", WeightsInternal[Mobility]);
+    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]);
+
+    // King safety is asymmetrical. Our king danger level is weighted by
+    // "Cowardice" UCI parameter, instead the opponent one by "Aggressiveness".
+    // 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"])
+        Weights[KingDangerUs] = Weights[KingDangerThem] = (Weights[KingDangerUs] + Weights[KingDangerThem]) / 2;
+
+    const int MaxSlope = 30;
+    const int Peak = 1280;
+
+    for (int t = 0, i = 1; i < 100; i++)
+    {
+        t = std::min(Peak, std::min(int(0.4 * i * i), t + MaxSlope));
+
+        KingDangerTable[1][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerUs]);
+        KingDangerTable[0][i] = apply_weight(make_score(t, 0), Weights[KingDangerThem]);
+    }
+  }
+
+
+  /// trace() 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(const Position& pos) {
+
+    Value margin;
+    std::string totals;
+
+    RootColor = pos.side_to_move();
+
+    TraceStream.str("");
+    TraceStream << std::showpoint << std::showpos << std::fixed << std::setprecision(2);
+    memset(TracedScores, 0, 2 * 16 * sizeof(Score));
+
+    do_evaluate<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();
+  }
+
+} // namespace Eval
 
-    return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, margins)
-                        : do_evaluate<false>(pos, margins);
-}
 
 namespace {
 
-template<bool HasPopCnt>
-Value do_evaluate(const Position& pos, Value margins[]) {
+template<bool Trace>
+Value do_evaluate(const Position& pos, Value& margin) {
 
   EvalInfo ei;
-  ScaleFactor factor[2];
-  Score w_mob, b_mob;
+  Value margins[2];
+  Score score, mobilityWhite, mobilityBlack;
 
-  assert(pos.is_ok());
   assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < MAX_THREADS);
-  assert(!pos.is_check());
+  assert(!pos.in_check());
 
-  // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
-  // position object (material + piece square tables).
-  Score value = pos.value();
+  // Initialize score by reading the incrementally updated scores included
+  // in the position object (material + piece square tables).
+  score = pos.value();
 
-  // margins[color] stores the uncertainty estimation of position's evaluation
-  // and typically is used by the search for pruning decisions.
+  // 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
-  MaterialInfo* mi = MaterialTable[pos.thread()]->get_material_info(pos);
-  value += mi->material_value();
+  ei.mi = Threads[pos.thread()].materialTable.material_info(pos);
+  score += ei.mi->material_value();
 
   // If we have a specialized evaluation function for the current material
   // configuration, call it and return.
-  if (mi->specialized_eval_exists())
-      return mi->evaluate(pos);
-
-  // After get_material_info() call that modifies them
-  factor[WHITE] = mi->scale_factor(pos, WHITE);
-  factor[BLACK] = mi->scale_factor(pos, BLACK);
+  if (ei.mi->specialized_eval_exists())
+  {
+      margin = VALUE_ZERO;
+      return ei.mi->evaluate(pos);
+  }
 
   // Probe the pawn hash table
-  ei.pi = PawnTable[pos.thread()]->get_pawn_info(pos);
-  value += apply_weight(ei.pi->pawns_value(), Weights[PawnStructure]);
+  ei.pi = Threads[pos.thread()].pawnTable.pawn_info(pos);
+  score += ei.pi->pawns_value();
 
-  // Initialize attack bitboards with pawns evaluation
-  init_attack_tables<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
-  init_attack_tables<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
+  // Initialize attack and king safety bitboards
+  init_eval_info<WHITE>(pos, ei);
+  init_eval_info<BLACK>(pos, ei);
 
   // Evaluate pieces and mobility
-  value +=  evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei, w_mob)
-          - evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei, b_mob);
+  score +=  evaluate_pieces_of_color<WHITE, Trace>(pos, ei, mobilityWhite)
+          - evaluate_pieces_of_color<BLACK, Trace>(pos, ei, mobilityBlack);
 
-  value += apply_weight(w_mob - b_mob, Weights[Mobility]);
+  score += apply_weight(mobilityWhite - mobilityBlack, Weights[Mobility]);
 
-  // Evaluate kings after all other pieces for both sides, because we
-  // need complete attack information for all pieces when computing
-  // the king safety evaluation.
-  value +=  evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei, margins)
-          - evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei, margins);
+  // Evaluate kings after all other pieces because we need complete attack
+  // information when computing the king safety evaluation.
+  score +=  evaluate_king<WHITE, Trace>(pos, ei, margins)
+          - evaluate_king<BLACK, Trace>(pos, ei, margins);
 
-  // Evaluate tactical threats, we need full attack info including king
-  value +=  evaluate_threats<WHITE>(pos, ei)
+  // Evaluate tactical threats, we need full attack information including king
+  score +=  evaluate_threats<WHITE>(pos, ei)
           - evaluate_threats<BLACK>(pos, ei);
 
-  // Evaluate passed pawns, we need full attack info including king
-  value +=  evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei)
+  // Evaluate passed pawns, we need full attack information including king
+  score +=  evaluate_passed_pawns<WHITE>(pos, ei)
           - evaluate_passed_pawns<BLACK>(pos, ei);
 
-  Phase phase = mi->game_phase();
+  // 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))
+      score += evaluate_unstoppable_pawns(pos, ei);
 
-  // Middle-game specific evaluation terms
-  if (phase > PHASE_ENDGAME)
+  // Evaluate space for both sides, only in middle-game.
+  if (ei.mi->space_weight())
   {
-      // Evaluate pawn storms in positions with opposite castling
-      if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
-          && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
-
-          value += make_score(ei.pi->queenside_storm_value(WHITE) - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK), 0);
-
-      else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
-               && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
-
-          value += make_score(ei.pi->kingside_storm_value(WHITE) - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK), 0);
-
-      // Evaluate space for both sides
-      if (mi->space_weight() > 0)
-      {
-          int s = evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei) - evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
-          value += apply_weight(make_score(s * mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
-      }
+      int s = evaluate_space<WHITE>(pos, ei) - evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
+      score += apply_weight(make_score(s * ei.mi->space_weight(), 0), Weights[Space]);
   }
 
+  // Scale winning side if position is more drawish that what it appears
+  ScaleFactor sf = eg_value(score) > VALUE_DRAW ? ei.mi->scale_factor(pos, WHITE)
+                                                : ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
+
   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
-  // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
-  if (   phase < PHASE_MIDGAME
+  // colored bishop endgames, and use a lower scale for those.
+  if (   ei.mi->game_phase() < PHASE_MIDGAME
       && pos.opposite_colored_bishops()
-      && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(value) > VALUE_ZERO)
-          || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && eg_value(value) < VALUE_ZERO)))
+      && sf == SCALE_FACTOR_NORMAL)
   {
-      ScaleFactor sf;
-
       // Only the two bishops ?
       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
@@ -382,98 +445,60 @@ Value do_evaluate(const Position& pos, Value margins[]) {
           // 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
-  return Sign[pos.side_to_move()] * scale_by_game_phase(value, phase, factor);
-}
-
-} // namespace
-
-/// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
-
-void init_eval(int threads) {
-
-  assert(threads <= MAX_THREADS);
-
-  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();
-    if (!MaterialTable[i])
-        MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable();
-  }
-}
-
+  margin = margins[pos.side_to_move()];
+  Value v = scale_by_game_phase(score, ei.mi->game_phase(), sf);
 
-/// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
-
-void quit_eval() {
-
-  for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
+  // In case of tracing add all single evaluation contributions for both white and black
+  if (Trace)
   {
-      delete PawnTable[i];
-      delete MaterialTable[i];
-      PawnTable[i] = NULL;
-      MaterialTable[i] = NULL;
+      trace_add(PST, pos.value());
+      trace_add(IMBALANCE, ei.mi->material_value());
+      trace_add(PAWN, ei.pi->pawns_value());
+      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(pos, ei));
+      Score w = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<WHITE>(pos, ei), 0);
+      Score b = make_score(ei.mi->space_weight() * evaluate_space<BLACK>(pos, ei), 0);
+      trace_add(SPACE, apply_weight(w, Weights[Space]), apply_weight(b, Weights[Space]));
+      trace_add(TOTAL, score);
+      TraceStream << "\nUncertainty margin: White: " << to_cp(margins[WHITE])
+                  << ", Black: " << to_cp(margins[BLACK])
+                  << "\nScaling: " << std::noshowpos
+                  << std::setw(6) << 100.0 * ei.mi->game_phase() / 128.0 << "% MG, "
+                  << std::setw(6) << 100.0 * (1.0 - ei.mi->game_phase() / 128.0) << "% * "
+                  << std::setw(6) << (100.0 * sf) / SCALE_FACTOR_NORMAL << "% EG.\n"
+                  << "Total evaluation: " << to_cp(v);
   }
-}
-
-
-/// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
-
-void read_weights(Color us) {
 
-  // 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]);
-
-  // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
-  // by replacing both Weights[kingDangerUs] and Weights[kingDangerThem] by their average.
-  if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
-      Weights[kingDangerUs] = Weights[kingDangerThem] = (Weights[kingDangerUs] + Weights[kingDangerThem]) / 2;
-
-  init_safety();
+  return pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v;
 }
 
 
-namespace {
-
-  // init_attack_tables() initializes king bitboards for both sides adding
-  // pawn attacks. To be done before other evaluations.
+  // init_eval_info() initializes king bitboards for given color adding
+  // pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void init_attack_tables(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+  template<Color Us>
+  void init_eval_info(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
     Bitboard b = ei.attackedBy[Them][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(Them));
-    ei.kingZone[Us] = (b | (Us == WHITE ? b >> 8 : b << 8));
     ei.attackedBy[Us][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(Us);
-    b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
-    ei.kingAttackersCount[Us] = b ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) / 2 : 0;
-    ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
+
+    // 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.kingRing[Them] = (b | (Us == WHITE ? b >> 8 : b << 8));
+        b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
+        ei.kingAttackersCount[Us] = b ? popcount<Max15>(b) / 2 : 0;
+        ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
+    } else
+        ei.kingRing[Them] = ei.kingAttackersCount[Us] = 0;
   }
 
 
@@ -490,11 +515,11 @@ namespace {
     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
-    if (bonus && bit_is_set(ei.attackedBy[Us][PAWN], s))
+    // no minor piece which can exchange the outpost piece.
+    if (bonus && (ei.attackedBy[Us][PAWN] & s))
     {
-        if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
-            && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
+        if (   !pos.pieces(KNIGHT, Them)
+            && !(same_color_squares(s) & pos.pieces(BISHOP, Them)))
             bonus += bonus + bonus / 2;
         else
             bonus += bonus / 2;
@@ -505,79 +530,110 @@ namespace {
 
   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
 
-  template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
-  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility, Bitboard no_mob_area) {
+  template<PieceType Piece, Color Us, bool Trace>
+  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility, Bitboard mobilityArea) {
 
     Bitboard b;
     Square s, ksq;
     int mob;
     File f;
-    Score bonus = SCORE_ZERO;
+    Score score = SCORE_ZERO;
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
+    const Square* pl = pos.piece_list(Us, Piece);
 
     ei.attackedBy[Us][Piece] = 0;
 
-    while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
+    while ((s = *pl++) != SQ_NONE)
     {
         // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
         else if (Piece == BISHOP)
-            b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
+            b = attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(QUEEN, Us));
         else if (Piece == ROOK)
-            b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
+            b = attacks_bb<ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
         else
             assert(false);
 
-        // Update attack info
         ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
 
-        // King attacks
-        if (b & ei.kingZone[Us])
+        if (b & ei.kingRing[Them])
         {
             ei.kingAttackersCount[Us]++;
             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] += popcount<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 ? popcount<Max15>(b & mobilityArea)
+                              : popcount<Full >(b & mobilityArea));
 
         mobility += MobilityBonus[Piece][mob];
 
+        // Add a bonus if a slider is pinning an enemy piece
+        if (   (Piece == BISHOP || Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
+            && (PseudoAttacks[Piece][pos.king_square(Them)] & s))
+        {
+            b = BetweenBB[s][pos.king_square(Them)] & pos.pieces();
+
+            assert(b);
+
+            if (single_bit(b) && (b & pos.pieces(Them)))
+                score += ThreatBonus[Piece][type_of(pos.piece_on(first_1(b)))];
+        }
+
         // 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))
-            bonus -= ThreatedByPawnPenalty[Piece];
+        if (ei.attackedBy[Them][PAWN] & s)
+            score -= ThreatenedByPawnPenalty[Piece];
 
         // Bishop and knight outposts squares
-        if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Us))
-            bonus += evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
+        if (    (Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT)
+            && !(pos.pieces(PAWN, Them) & attack_span_mask(Us, s)))
+            score += 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)
         {
-            bonus += (Piece == ROOK ? RookOn7thBonus : QueenOn7thBonus);
+            score += (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) + (file_of(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)))
+                        score -= 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
+                    else if (pos.piece_on(s + 2*d) == make_piece(Us, PAWN))
+                        score -= TrappedBishopA1H1Penalty;
+                    else
+                        score -= TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
+                }
+            }
         }
 
         // Special extra evaluation for rooks
         if (Piece == ROOK)
         {
             // Open and half-open files
-            f = square_file(s);
+            f = file_of(s);
             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
             {
                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
-                    bonus += RookOpenFileBonus;
+                    score += RookOpenFileBonus;
                 else
-                    bonus += RookHalfOpenFileBonus;
+                    score += RookHalfOpenFileBonus;
             }
 
             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
@@ -587,27 +643,31 @@ namespace {
 
             ksq = pos.king_square(Us);
 
-            if (    square_file(ksq) >= FILE_E
-                &&  square_file(s) > square_file(ksq)
-                && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
+            if (    file_of(ksq) >= FILE_E
+                &&  file_of(s) > file_of(ksq)
+                && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || rank_of(ksq) == rank_of(s)))
             {
                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
-                if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
-                    bonus -= make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
+                if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, file_of(ksq)))
+                    score -= make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
                                                            : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
             }
-            else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
-                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
-                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
+            else if (    file_of(ksq) <= FILE_D
+                     &&  file_of(s) < file_of(ksq)
+                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || rank_of(ksq) == rank_of(s)))
             {
                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
-                if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
-                    bonus -= make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
+                if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, file_of(ksq)))
+                    score -= make_score(pos.can_castle(Us) ? (TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2
                                                            : (TrappedRookPenalty - mob * 16), 0);
             }
         }
     }
-    return bonus;
+
+    if (Trace)
+        TracedScores[Us][Piece] = score;
+
+    return score;
   }
 
 
@@ -620,83 +680,85 @@ namespace {
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
     Bitboard b;
-    Score bonus = SCORE_ZERO;
+    Score score = SCORE_ZERO;
+
+    // Undefended pieces get penalized even if not under attack
+    Bitboard undefended = pos.pieces(Them) & ~ei.attackedBy[Them][0];
+    const Bitboard undefendedMinors = undefended & (pos.pieces(BISHOP) | pos.pieces(KNIGHT));
+    
+    if (undefendedMinors)
+        score += single_bit(undefendedMinors) ? UndefendedPiecePenalty
+                                              : UndefendedPiecePenalty * 2;
+    if (undefended & pos.pieces(ROOK))
+        score += UndefendedPiecePenalty;
 
     // Enemy pieces not defended by a pawn and under our attack
-    Bitboard weakEnemies =  pos.pieces_of_color(Them)
+    Bitboard weakEnemies =  pos.pieces(Them)
                           & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
                           & ei.attackedBy[Us][0];
     if (!weakEnemies)
-        return SCORE_ZERO;
+        return score;
 
-    // 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;
         if (b)
             for (PieceType pt2 = PAWN; pt2 < KING; pt2++)
                 if (b & pos.pieces(pt2))
-                    bonus += ThreatBonus[pt1][pt2];
+                    score += ThreatBonus[pt1][pt2];
     }
-    return bonus;
+    return score;
   }
 
 
   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
   // pieces of a given color.
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
+  template<Color Us, bool Trace>
   Score evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score& mobility) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Score bonus = SCORE_ZERO;
-
-    mobility = SCORE_ZERO;
+    Score score = 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(Us));
 
-    bonus += evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei, mobility, no_mob_area);
-    bonus += evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei, mobility, no_mob_area);
-    bonus += evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei, mobility, no_mob_area);
-    bonus += evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei, mobility, no_mob_area);
+    score += evaluate_pieces<KNIGHT, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
+    score += evaluate_pieces<BISHOP, Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
+    score += evaluate_pieces<ROOK,   Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
+    score += evaluate_pieces<QUEEN,  Us, Trace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
 
     // Sum up all attacked squares
     ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
                            | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
                            | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
-    return bonus;
+    return score;
   }
 
 
   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
+  template<Color Us, bool Trace>
   Score evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei, Value margins[]) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
     Bitboard undefended, b, b1, b2, safe;
-    bool sente;
     int attackUnits;
     const Square ksq = pos.king_square(Us);
 
     // King shelter
-    Score bonus = ei.pi->king_shelter(pos, Us, ksq);
+    Score score = 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.attackedBy[Them][0] & ei.attackedBy[Us][KING];
@@ -709,25 +771,45 @@ namespace {
         // the number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
         // attacked and undefended squares around our king, the square of the
         // king, and the quality of the pawn shelter.
-        attackUnits =  Min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
-                     + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended))
+        attackUnits =  std::min(25, (ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2)
+                     + 3 * (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + popcount<Max15>(undefended))
                      + InitKingDanger[relative_square(Us, ksq)]
-                     - mg_value(ei.pi->king_shelter(pos, Us, ksq)) / 32;
+                     - 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);
+        b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces(Them);
         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][ROOK]);
             if (b)
-                attackUnits += QueenContactCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
+                attackUnits +=  QueenContactCheckBonus
+                              * popcount<Max15>(b)
+                              * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
+        }
+
+        // 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(Them);
+
+        // Consider only squares where the enemy rook gives check
+        b &= PseudoAttacks[ROOK][ksq];
+
+        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
+                              * popcount<Max15>(b)
+                              * (Them == pos.side_to_move() ? 2 : 1);
         }
 
         // Analyse enemy's safe distance checks for sliders and knights
-        safe = ~(pos.pieces_of_color(Them) | ei.attackedBy[Us][0]);
+        safe = ~(pos.pieces(Them) | ei.attackedBy[Us][0]);
 
         b1 = pos.attacks_from<ROOK>(ksq) & safe;
         b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq) & safe;
@@ -735,35 +817,39 @@ namespace {
         // Enemy queen safe checks
         b = (b1 | b2) & ei.attackedBy[Them][QUEEN];
         if (b)
-            attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
+            attackUnits += QueenCheckBonus * popcount<Max15>(b);
 
         // Enemy rooks safe checks
         b = b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK];
         if (b)
-            attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
+            attackUnits += RookCheckBonus * popcount<Max15>(b);
 
         // Enemy bishops safe checks
         b = b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP];
         if (b)
-            attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
+            attackUnits += BishopCheckBonus * popcount<Max15>(b);
 
         // Enemy knights safe checks
         b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attackedBy[Them][KNIGHT] & safe;
         if (b)
-            attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
+            attackUnits += KnightCheckBonus * popcount<Max15>(b);
 
         // To index KingDangerTable[] attackUnits must be in [0, 99] range
-        attackUnits = Min(99, Max(0, attackUnits));
+        attackUnits = std::min(99, std::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]);
+        score -= KingDangerTable[Us == Eval::RootColor][attackUnits];
+        margins[Us] += mg_value(KingDangerTable[Us == Eval::RootColor][attackUnits]);
     }
-    return bonus;
+
+    if (Trace)
+        TracedScores[Us][KING] = score;
+
+    return score;
   }
 
 
@@ -774,9 +860,10 @@ namespace {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Score bonus = SCORE_ZERO;
-    Bitboard squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares, supportingPawns;
-    Bitboard b = ei.pi->passed_pawns(Us);
+    Bitboard b, squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares, supportingPawns;
+    Score score = SCORE_ZERO;
+
+    b = ei.pi->passed_pawns(Us);
 
     if (!b)
         return SCORE_ZERO;
@@ -787,20 +874,23 @@ namespace {
         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
 
         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
-        int tr = 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));
 
-        if (tr)
+        if (rr)
         {
             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
 
             // Adjust bonus based on kings proximity
-            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);
+            ebonus += Value(square_distance(pos.king_square(Them), blockSq) * 5 * rr);
+            ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq) * 2 * rr);
+
+            // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
+            if (rank_of(blockSq) != (Us == WHITE ? RANK_8 : RANK_1))
+                ebonus -= Value(square_distance(pos.king_square(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * rr);
 
             // If the pawn is free to advance, increase bonus
             if (pos.square_is_empty(blockSq))
@@ -811,35 +901,31 @@ namespace {
                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
                 // add all X-ray attacks by the rook or queen. Otherwise consider only
                 // the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
-                if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
-                    && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<ROOK>(s)))
+                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));
+                    unsafeSquares = squaresToQueen & (ei.attackedBy[Them][0] | pos.pieces(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(tr * (squaresToQueen == defendedSquares ? 17 : 15));
+                    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 * ((unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 13 : 8));
-
-                // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
-                // in the pawn's path.
-                if (!(squaresToQueen & pos.pieces_of_color(Us)))
-                    ebonus += Value(tr);
+                    ebonus += Value(rr * ((unsafeSquares & defendedSquares) == unsafeSquares ? 13 : 8));
             }
-        } // tr != 0
+        } // rr != 0
 
         // 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);
+        supportingPawns = pos.pieces(PAWN, Us) & adjacent_files_bb(file_of(s));
         if (supportingPawns & rank_bb(s))
             ebonus += Value(r * 20);
+
         else if (supportingPawns & rank_bb(s - pawn_push(Us)))
             ebonus += Value(r * 12);
 
@@ -849,19 +935,180 @@ namespace {
         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
         // value if the other side has a rook or queen.
-        if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
+        if (file_of(s) == FILE_A || file_of(s) == FILE_H)
         {
             if (pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame)
                 ebonus += ebonus / 4;
             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
                 ebonus -= ebonus / 4;
         }
-        bonus += make_score(mbonus, ebonus);
+        score += make_score(mbonus, ebonus);
 
     } while (b);
 
     // Add the scores to the middle game and endgame eval
-    return apply_weight(bonus, Weights[PassedPawns]);
+    return apply_weight(score, Weights[PassedPawns]);
+  }
+
+
+  // evaluate_unstoppable_pawns() evaluates the unstoppable passed pawns for both sides, this is quite
+  // conservative and returns a winning score only when we are very sure that the pawn is winning.
+
+  Score evaluate_unstoppable_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+
+    Bitboard b, b2, blockers, supporters, queeningPath, candidates;
+    Square s, blockSq, queeningSquare;
+    Color c, winnerSide, loserSide;
+    bool pathDefended, opposed;
+    int pliesToGo, movesToGo, oppMovesToGo, sacptg, blockersCount, minKingDist, kingptg, d;
+    int pliesToQueen[] = { 256, 256 };
+
+    // Step 1. Hunt for unstoppable passed pawns. If we find at least one,
+    // record how many plies are required for promotion.
+    for (c = WHITE; c <= BLACK; c++)
+    {
+        // Skip if other side has non-pawn pieces
+        if (pos.non_pawn_material(~c))
+            continue;
+
+        b = ei.pi->passed_pawns(c);
+
+        while (b)
+        {
+            s = pop_1st_bit(&b);
+            queeningSquare = relative_square(c, make_square(file_of(s), RANK_8));
+            queeningPath = squares_in_front_of(c, s);
+
+            // Compute plies to queening and check direct advancement
+            movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(c, s) == RANK_2);
+            oppMovesToGo = square_distance(pos.king_square(~c), queeningSquare) - int(c != pos.side_to_move());
+            pathDefended = ((ei.attackedBy[c][0] & queeningPath) == queeningPath);
+
+            if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
+                continue;
+
+            // 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.pieces()) == (queeningPath & pos.pieces(c)));
+
+            // Add moves needed to free the path from friendly pieces and retest condition
+            movesToGo += popcount<Max15>(queeningPath & pos.pieces(c));
+
+            if (movesToGo >= oppMovesToGo && !pathDefended)
+                continue;
+
+            pliesToGo = 2 * movesToGo - int(c == pos.side_to_move());
+            pliesToQueen[c] = std::min(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;
+
+    winnerSide = (pliesToQueen[WHITE] < pliesToQueen[BLACK] ? WHITE : BLACK);
+    loserSide = ~winnerSide;
+
+    // Step 3. Can the losing side possibly create a new passed pawn and thus prevent the loss?
+    b = candidates = pos.pieces(PAWN, loserSide);
+
+    while (b)
+    {
+        s = pop_1st_bit(&b);
+
+        // Compute plies from queening
+        queeningSquare = relative_square(loserSide, make_square(file_of(s), RANK_8));
+        movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
+        pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
+
+        // Check if (without even considering any obstacles) we're too far away or doubled
+        if (   pliesToQueen[winnerSide] + 3 <= pliesToGo
+            || (squares_in_front_of(loserSide, s) & pos.pieces(PAWN, loserSide)))
+            candidates ^= s;
+    }
+
+    // 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;
+
+    // Step 4. Check new passed pawn creation through king capturing and pawn sacrifices
+    b = candidates;
+
+    while (b)
+    {
+        s = pop_1st_bit(&b);
+        sacptg = blockersCount = 0;
+        minKingDist = kingptg = 256;
+
+        // Compute plies from queening
+        queeningSquare = relative_square(loserSide, make_square(file_of(s), RANK_8));
+        movesToGo = rank_distance(s, queeningSquare) - int(relative_rank(loserSide, s) == RANK_2);
+        pliesToGo = 2 * movesToGo - int(loserSide == pos.side_to_move());
+
+        // Generate list of blocking pawns and supporters
+        supporters = adjacent_files_bb(file_of(s)) & candidates;
+        opposed = squares_in_front_of(loserSide, s) & pos.pieces(PAWN, winnerSide);
+        blockers = passed_pawn_mask(loserSide, s) & pos.pieces(PAWN, winnerSide);
+
+        assert(blockers);
+
+        // How many plies does it take to remove all the blocking pawns?
+        while (blockers)
+        {
+            blockSq = pop_1st_bit(&blockers);
+            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)
+            {
+                b2 = supporters & in_front_bb(winnerSide, blockSq + pawn_push(winnerSide));
+
+                while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
+                {
+                    d = square_distance(blockSq, pop_1st_bit(&b2)) - 2;
+                    movesToGo = std::min(movesToGo, d);
+                }
+            }
+
+            // Check pawns that can be sacrificed against the blocking pawn
+            b2 = attack_span_mask(winnerSide, blockSq) & candidates & ~(1ULL << s);
+
+            while (b2) // This while-loop could be replaced with LSB/MSB (depending on color)
+            {
+                d = square_distance(blockSq, pop_1st_bit(&b2)) - 2;
+                movesToGo = std::min(movesToGo, d);
+            }
+
+            // If obstacle can be destroyed with an immediate pawn exchange / sacrifice,
+            // it's not a real obstacle and we have nothing to add to pliesToGo.
+            if (movesToGo <= 0)
+                continue;
+
+            // Plies needed to sacrifice against all the blocking pawns
+            sacptg += movesToGo * 2;
+            blockersCount++;
+
+            // Plies needed for the king to capture all the blocking pawns
+            d = square_distance(pos.king_square(loserSide), blockSq);
+            minKingDist = std::min(minKingDist, d);
+            kingptg = (minKingDist + blockersCount) * 2;
+        }
+
+        // Check if pawn sacrifice plan _may_ save the day
+        if (pliesToQueen[winnerSide] + 3 > pliesToGo + sacptg)
+            return SCORE_ZERO;
+
+        // 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;
   }
 
 
@@ -870,14 +1117,14 @@ namespace {
   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
-  // material hash table.
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
+  // material hash table. The aim is to improve play on game opening.
+  template<Color Us>
   int evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
-    // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
+    // SpaceMask[]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
     Bitboard safe =   SpaceMask[Us]
                    & ~pos.pieces(PAWN, Us)
@@ -889,32 +1136,30 @@ namespace {
     behind |= (Us == WHITE ? behind >>  8 : behind <<  8);
     behind |= (Us == WHITE ? behind >> 16 : behind << 16);
 
-    return count_1s_max_15<HasPopCnt>(safe) + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behind & safe);
+    return popcount<Max15>(safe) + popcount<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.
 
-  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 eg = eg_value(v);
-    ScaleFactor f = sf[eg > VALUE_ZERO ? WHITE : BLACK];
-    Value ev = Value((eg * int(f)) / SCALE_FACTOR_NORMAL);
-
+    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 - 1));
+    return Value((result + GrainSize / 2) & ~(GrainSize - 1));
   }
 
 
@@ -924,35 +1169,48 @@ namespace {
   Score weight_option(const std::string& mgOpt, const std::string& egOpt, Score internalWeight) {
 
     // Scale option value from 100 to 256
-    int mg = get_option_value_int(mgOpt) * 256 / 100;
-    int eg = get_option_value_int(egOpt) * 256 / 100;
+    int mg = Options[mgOpt] * 256 / 100;
+    int eg = Options[egOpt] * 256 / 100;
 
     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().
 
-  void init_safety() {
+  // A couple of little helpers used by tracing code, to_cp() converts a value to
+  // a double in centipawns scale, trace_add() stores white and black scores.
 
-    const Value MaxSlope = Value(30);
-    const Value Peak = Value(1280);
-    Value t[100];
+  double to_cp(Value v) { return double(v) / double(PawnValueMidgame); }
 
-    // First setup the base table
-    for (int i = 0; i < 100; i++)
-    {
-        t[i] = Value(int(0.4 * i * i));
+  void trace_add(int idx, Score wScore, Score bScore) {
 
-        if (i > 0)
-            t[i] = Min(t[i], t[i - 1] + MaxSlope);
+    TracedScores[WHITE][idx] = wScore;
+    TracedScores[BLACK][idx] = bScore;
+  }
 
-        t[i] = Min(t[i], Peak);
-    }
 
-    // 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]);
+  // 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 wScore = TracedScores[WHITE][idx];
+    Score bScore = TracedScores[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(wScore)) << " "
+                    << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " \n";
+        break;
+    default:
+        TraceStream << std::setw(20) << name << " | " << std::noshowpos
+                    << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(wScore)) << " "
+                    << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(wScore)) << " | "
+                    << std::setw(5)  << to_cp(mg_value(bScore)) << " "
+                    << std::setw(5)  << to_cp(eg_value(bScore)) << " | "
+                    << std::showpos
+                    << std::setw(6)  << to_cp(mg_value(wScore - bScore)) << " "
+                    << std::setw(6)  << to_cp(eg_value(wScore - bScore)) << " \n";
+    }
   }
 }