]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/evaluate.cpp
Micro optimize mobility calculation
[stockfish] / src / evaluate.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cstring>
27
28 #include "bitcount.h"
29 #include "evaluate.h"
30 #include "material.h"
31 #include "pawns.h"
32 #include "scale.h"
33 #include "thread.h"
34 #include "ucioption.h"
35
36
37 ////
38 //// Local definitions
39 ////
40
41 namespace {
42
43   const int Sign[2] = { 1, -1 };
44
45   // Evaluation grain size, must be a power of 2
46   const int GrainSize = 8;
47
48   // Evaluation weights, initialized from UCI options
49   int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
50   int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
51   int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
52   int WeightKingSafety[2];
53   int WeightSpace;
54
55   // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
56   // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
57   // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
58   // parameters at 100, which looks prettier.
59   //
60   // Values modified by Joona Kiiski
61   const int WeightMobilityMidgameInternal      = 248;
62   const int WeightMobilityEndgameInternal      = 271;
63   const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 233;
64   const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 201;
65   const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 252;
66   const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 259;
67   const int WeightKingSafetyInternal           = 247;
68   const int WeightKingOppSafetyInternal        = 259;
69   const int WeightSpaceInternal                = 46;
70
71   // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
72   //
73   // Visually better to define tables constants
74   typedef Value V;
75
76   // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
77   // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
78   const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
79   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
80     V(-38), V(-25),V(-12), V(0), V(12), V(25), V(31), V(38), V(38)
81   };
82
83   const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
84   //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
85     V(-33), V(-23),V(-13), V(-3), V(7), V(17), V(22), V(27), V(27)
86   };
87
88   // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
89   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
90   // queens are also included.
91   const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
92   //    0       1      2      3      4      5      6      7
93     V(-25), V(-11),  V(3), V(17), V(31), V(45), V(57), V(65),
94   //    8       9     10     11     12     13     14     15
95     V( 71), V( 74), V(76), V(78), V(79), V(80), V(81), V(81)
96   };
97
98   const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
99   //    0       1      2      3      4      5      6      7
100     V(-30), V(-16), V(-2), V(12), V(26), V(40), V(52), V(60),
101   //    8       9     10     11     12     13     14     15
102     V( 65), V( 69), V(71), V(73), V(74), V(75), V(76), V(76)
103   };
104
105   // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
106   // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
107   // queens and rooks are also included.
108   const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
109   //    0       1      2      3      4      5      6      7
110     V(-20), V(-14), V(-8), V(-2),  V(4), V(10), V(14), V(19),
111   //    8       9     10     11     12     13     14     15
112     V( 23), V( 26), V(27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32)
113   };
114
115   const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
116   //    0       1      2      3      4      5      6      7
117     V(-36), V(-19), V(-3), V(13), V(29), V(46), V(62), V(79),
118   //    8       9     10     11     12     13     14     15
119     V( 95), V(106),V(111),V(114),V(116),V(117),V(118),V(118)
120   };
121
122   // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
123   // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
124   const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
125   //    0      1      2      3      4      5      6      7
126     V(-10), V(-8), V(-6), V(-3), V(-1), V( 1), V( 3), V( 5),
127   //    8      9     10     11     12     13     14     15
128     V(  8), V(10), V(12), V(15), V(16), V(17), V(18), V(20),
129   //   16     17     18     19     20     21     22     23
130     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20),
131   //   24     25     26     27     28     29     30     31
132     V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20)
133   };
134
135   const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
136   //    0      1      2      3      4      5      6      7
137     V(-18),V(-13), V(-7), V(-2), V( 3), V (8), V(13), V(19),
138   //    8      9     10     11     12     13     14     15
139     V( 23), V(27), V(32), V(34), V(35), V(35), V(35), V(35),
140   //   16     17     18     19     20     21     22     23
141     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35),
142   //   24     25     26     27     28     29     30     31
143     V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35)
144   };
145
146   // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
147   // point of view).
148   const Value KnightOutpostBonus[64] = {
149   //  A     B     C     D     E     F     G     H
150     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
151     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
152     V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
153     V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
154     V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
155     V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
156     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
157     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
158   };
159
160   const Value BishopOutpostBonus[64] = {
161   //  A     B     C     D     E     F     G     H
162     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
163     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
164     V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
165     V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
166     V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
167     V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
168     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
169     V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
170   };
171
172   // Bonus for unstoppable passed pawns
173   const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
174
175   // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
176   const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
177   const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
178   const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
179   const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
180
181   // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
182   const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
183   const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
184
185   // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
186   // right to castle.
187   const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
188
189   // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
190   // enemy pawns.
191   const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
192
193   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
194   const Bitboard MaskA7H7[2] = {
195     ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
196     ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
197   };
198
199   // Penalty for a bishop on a1/h1 (a8/h8 for black) which is trapped by
200   // a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for black). This can obviously only
201   // happen in Chess960 games.
202   const Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
203
204   // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
205   const Bitboard MaskA1H1[2] = {
206     ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
207     ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
208   };
209
210   // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
211   // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
212   // based on how many squares inside this area are safe and available for
213   // friendly minor pieces.
214   const Bitboard SpaceMask[2] = {
215     (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
216     (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
217     (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
218     (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
219     (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
220     (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
221   };
222
223   /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
224   /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
225   /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
226   /// as an index to SafetyTable[].
227
228   // Attack weights for each piece type
229   const int QueenAttackWeight  = 5;
230   const int RookAttackWeight   = 3;
231   const int BishopAttackWeight = 2;
232   const int KnightAttackWeight = 2;
233
234   // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
235   int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
236   int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
237
238   // Scan for queen contact mates?
239   const bool QueenContactMates = true;
240
241   // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
242   int MateThreatBonus;
243
244   // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
245   // king.
246   const int InitKingDanger[64] = {
247      2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
248      2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
249      7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
250     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
251     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
252     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
253     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
254     15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
255   };
256
257   // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
258   // in init_safety().
259   Value SafetyTable[100];
260
261   // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
262   PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
263   MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
264
265   // Sizes of pawn and material hash tables
266   const int PawnTableSize = 16384;
267   const int MaterialTableSize = 1024;
268
269   // Function prototypes
270   template<bool HasPopCnt>
271   Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
272
273   template<Color Us, bool HasPopCnt>
274   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
275
276   template<Color Us, bool HasPopCnt>
277   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
278
279   template<Color Us, bool HasPopCnt>
280   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
281
282   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
283   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
284   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
285   inline Value apply_weight(Value v, int w);
286   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
287   int weight_option(const std::string& opt, int weight);
288   void init_safety();
289 }
290
291
292 ////
293 //// Functions
294 ////
295
296 /// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
297 /// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
298 /// between them based on the remaining material.
299 Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
300
301     return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
302                         : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
303 }
304
305 namespace {
306
307 template<bool HasPopCnt>
308 Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
309
310   assert(pos.is_ok());
311   assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
312   assert(!pos.is_check());
313
314   memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
315
316   // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
317   // position object (material + piece square tables)
318   ei.mgValue = pos.mg_value();
319   ei.egValue = pos.eg_value();
320
321   // Probe the material hash table
322   ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
323   ei.mgValue += ei.mi->material_value();
324   ei.egValue += ei.mi->material_value();
325
326   // If we have a specialized evaluation function for the current material
327   // configuration, call it and return
328   if (ei.mi->specialized_eval_exists())
329       return ei.mi->evaluate(pos);
330
331   // After get_material_info() call that modifies them
332   ScaleFactor factor[2];
333   factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
334   factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
335
336   // Probe the pawn hash table
337   ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
338   ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
339   ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
340
341   // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
342   ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
343   ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
344   ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
345   ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
346
347   // Initialize pawn attack bitboards for both sides
348   ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
349   ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
350   Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
351   Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
352   if (b1)
353       ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
354
355   if (b2)
356       ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
357
358   // Evaluate pieces
359   evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
360   evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
361
362   // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
363   // because we need complete attack information for all pieces when computing
364   // the king safety evaluation.
365   evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
366   evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
367
368   // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
369   // because we need to know which side promotes first in positions where
370   // both sides have an unstoppable passed pawn. To be called after all attacks
371   // are computed, included king.
372   if (ei.pi->passed_pawns())
373       evaluate_passed_pawns(pos, ei);
374
375   Phase phase = pos.game_phase();
376
377   // Middle-game specific evaluation terms
378   if (phase > PHASE_ENDGAME)
379   {
380     // Pawn storms in positions with opposite castling.
381     if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
382         && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
383
384         ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
385                     - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
386
387     else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
388              && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
389
390         ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
391                     - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
392
393     // Evaluate space for both sides
394     if (ei.mi->space_weight() > 0)
395     {
396         evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
397         evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
398     }
399   }
400
401   // Mobility
402   ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
403   ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
404
405   // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
406   // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
407   if (   phase < PHASE_MIDGAME
408       && pos.opposite_colored_bishops()
409       && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
410           || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
411   {
412       ScaleFactor sf;
413
414       // Only the two bishops ?
415       if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
416           && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
417       {
418           // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
419           // certainly a draw or at least two pawns.
420           bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
421           sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
422       }
423       else
424           // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
425           // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
426            sf = ScaleFactor(50);
427
428       if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
429           factor[WHITE] = sf;
430       if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
431           factor[BLACK] = sf;
432   }
433
434   // Interpolate between the middle game and the endgame score
435   Color stm = pos.side_to_move();
436
437   Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
438
439   return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
440 }
441
442 } // namespace
443
444 /// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
445 /// It currently considers only material and piece square table scores. Perhaps
446 /// we should add scores from the pawn and material hash tables?
447
448 Value quick_evaluate(const Position &pos) {
449
450   assert(pos.is_ok());
451
452   static const
453   ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
454
455   Value mgv = pos.mg_value();
456   Value egv = pos.eg_value();
457   Phase ph = pos.game_phase();
458   Color stm = pos.side_to_move();
459
460   return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
461 }
462
463
464 /// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
465
466 void init_eval(int threads) {
467
468   assert(threads <= THREAD_MAX);
469
470   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
471   {
472     if (i >= threads)
473     {
474         delete PawnTable[i];
475         delete MaterialTable[i];
476         PawnTable[i] = NULL;
477         MaterialTable[i] = NULL;
478         continue;
479     }
480     if (!PawnTable[i])
481         PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
482     if (!MaterialTable[i])
483         MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
484   }
485 }
486
487
488 /// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
489
490 void quit_eval() {
491
492   for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
493   {
494       delete PawnTable[i];
495       delete MaterialTable[i];
496       PawnTable[i] = NULL;
497       MaterialTable[i] = NULL;
498   }
499 }
500
501
502 /// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
503
504 void read_weights(Color us) {
505
506   Color them = opposite_color(us);
507
508   WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
509   WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
510   WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
511   WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
512   WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
513   WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
514   WeightSpace                = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
515   WeightKingSafety[us]       = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
516   WeightKingSafety[them]     = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
517
518   // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
519   // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
520   if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
521   {
522       WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
523       WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
524   }
525   init_safety();
526 }
527
528
529 namespace {
530
531   // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
532
533   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
534   int evaluate_mobility(const Position& pos, Bitboard b, Bitboard mob_area, EvalInfo& ei) {
535
536     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
537     static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
538     static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
539     static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
540     static const int lastIndex[] = { 0, 0, 8, 15, 15, 31 };
541
542     // Update attack info
543     ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
544
545     // King attacks
546     if (b & ei.kingZone[Us])
547     {
548         ei.kingAttackersCount[Us]++;
549         ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
550         Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
551         if (bb)
552             ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
553     }
554
555     // The squares occupied by enemy pieces (not defended by pawns) will be
556     // counted two times instead of one. The shift (almost) guarantees that
557     // intersection of the shifted value with b is zero so that after or-ing
558     // the count of 1s bits is increased by the number of affected squares.
559     b &= mob_area;
560     b |= Us == WHITE ? ((b & pos.pieces_of_color(Them)) >> 1)
561                      : ((b & pos.pieces_of_color(Them)) << 1);
562
563     // Mobility
564     int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)
565                               : count_1s<HasPopCnt>(b));
566
567     if (mob > lastIndex[Piece])
568         mob = lastIndex[Piece];
569
570     ei.mgMobility += Sign[Us] * MgBonus[Piece][mob];
571     ei.egMobility += Sign[Us] * EgBonus[Piece][mob];
572     return mob;
573   }
574
575
576   // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
577
578   template<PieceType Piece, Color Us>
579   void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
580
581     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
582
583     // Initial bonus based on square
584     Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
585                                    : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
586
587     // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
588     // no minor piece which can exchange the outpost piece
589     if (bonus && (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & pos.pieces(PAWN, Us)))
590     {
591         if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
592             && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
593             bonus += bonus + bonus / 2;
594         else
595             bonus += bonus / 2;
596     }
597     ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
598     ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
599   }
600
601
602   // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
603
604   template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
605   void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
606
607     Bitboard b;
608     Square s, ksq;
609     int mob;
610     File f;
611
612     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
613     const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
614
615     // Do not include in mobility squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
616     const Bitboard mob_area = ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
617
618     while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
619     {
620         if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
621             b = pos.attacks_from<Piece>(s);
622         else if (Piece == BISHOP)
623             b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
624         else if (Piece == ROOK)
625             b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
626         else
627             assert(false);
628
629         // Attacks and mobility
630         mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, b, mob_area, ei);
631
632         // Bishop and knight outposts squares
633         if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
634             evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
635
636         // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
637         // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
638         if (Piece == BISHOP)
639         {
640             if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
641                 evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
642
643             if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
644                 evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
645         }
646
647         if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
648         {
649             // Queen or rook on 7th rank
650             if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
651                 && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
652             {
653                 ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
654                 ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
655             }
656         }
657
658         // Special extra evaluation for rooks
659         if (Piece == ROOK)
660         {
661             // Open and half-open files
662             f = square_file(s);
663             if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
664             {
665                 if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
666                 {
667                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
668                     ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
669                 }
670                 else
671                 {
672                     ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
673                     ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
674                 }
675             }
676
677             // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
678             // king has lost right to castle.
679             if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
680                 continue;
681
682             ksq = pos.king_square(Us);
683
684             if (    square_file(ksq) >= FILE_E
685                 &&  square_file(s) > square_file(ksq)
686                 && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
687             {
688                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
689                 if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
690                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
691                                                     : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
692             }
693             else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
694                     &&  square_file(s) < square_file(ksq)
695                     && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
696             {
697                 // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
698                 if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
699                     ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
700                                                     : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
701             }
702         }
703     }
704   }
705
706
707   // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
708   // pieces of a given color.
709
710   template<Color Us, bool HasPopCnt>
711   void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
712
713       evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
714       evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
715       evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
716       evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
717
718       // Sum up all attacked squares
719       ei.attackedBy[Us][0] =   ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
720                              | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
721                              | ei.attackedBy[Us][QUEEN]  | ei.attackedBy[Us][KING];
722   }
723
724
725   // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
726
727   template<Color Us, bool HasPopCnt>
728   void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
729
730     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
731     const Square s = pos.king_square(Us);
732     int shelter = 0;
733
734     // King shelter
735     if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
736     {
737         shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
738         ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
739     }
740
741     // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
742     // from optimally tuned.
743     if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
744         && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
745         && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
746         && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
747     {
748       // Is it the attackers turn to move?
749       bool sente = (Them == pos.side_to_move());
750
751       // Find the attacked squares around the king which has no defenders
752       // apart from the king itself
753       Bitboard undefended =
754              ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
755           & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
756           & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
757           &  ei.attacked_by(Us, KING);
758
759       Bitboard occ = pos.occupied_squares(), b, b2;
760
761       // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
762       // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
763       // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
764       // undefended squares around the king, the square of the king, and the
765       // quality of the pawn shelter.
766       int attackUnits =
767             Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
768           + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
769           + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
770
771       // Analyse safe queen contact checks
772       b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
773       if (b)
774       {
775         Bitboard attackedByOthers =
776               ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
777             | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
778
779         b &= attackedByOthers;
780         if (b)
781         {
782           // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
783           // contact checks.
784           int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
785           attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
786
787           // Is there a mate threat?
788           if (QueenContactMates && !pos.is_check())
789           {
790             Bitboard escapeSquares =
791                 pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
792
793             while (b)
794             {
795                 Square from, to = pop_1st_bit(&b);
796                 if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
797                 {
798                     // We have a mate, unless the queen is pinned or there
799                     // is an X-ray attack through the queen.
800                     for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
801                     {
802                         from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
803                         if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
804                             && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
805                             && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
806                             && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
807
808                             ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
809                     }
810                 }
811             }
812           }
813         }
814       }
815
816       // Analyse safe distance checks
817       if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
818       {
819           b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
820
821           // Queen checks
822           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
823           if (b2)
824               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
825
826           // Rook checks
827           b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
828           if (b2)
829               attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
830       }
831       if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
832       {
833           b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
834
835           // Queen checks
836           b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
837           if (b2)
838               attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
839
840           // Bishop checks
841           b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
842           if (b2)
843               attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
844       }
845       if (KnightCheckBonus > 0)
846       {
847           b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
848
849           // Knight checks
850           b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
851           if (b2)
852               attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
853       }
854
855       // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
856       // adding pawns later).
857       if (DiscoveredCheckBonus)
858       {
859         b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
860         if (b)
861           attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
862       }
863
864       // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
865       // side with the mating move is the side to move, because in that
866       // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
867       // evaluation function instead.
868       if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
869           attackUnits += MateThreatBonus;
870
871       // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
872       // out of bounds errors:
873       if (attackUnits < 0)
874           attackUnits = 0;
875
876       if (attackUnits >= 100)
877           attackUnits = 99;
878
879       // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
880       // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
881       // reason for adding the king safety score to the futility margin is
882       // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
883       // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
884       // change far bigger than the value of the captured piece.
885       Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
886
887       ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
888
889       if (Us == pos.side_to_move())
890           ei.futilityMargin += v;
891     }
892   }
893
894
895   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
896
897   template<Color Us>
898   void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, int movesToGo[], Square pawnToGo[], EvalInfo& ei) {
899
900     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
901
902     Bitboard b2, b3, b4;
903     Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
904     Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
905     Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
906
907     while (b)
908     {
909         Square s = pop_1st_bit(&b);
910
911         assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
912         assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
913
914         int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
915         int tr = Max(0, r * (r - 1));
916
917         // Base bonus based on rank
918         Value mbonus = Value(20 * tr);
919         Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
920
921         // Adjust bonus based on king proximity
922         if (tr)
923         {
924             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
925
926             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
927             ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
928             ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
929
930             // If the pawn is free to advance, increase bonus
931             if (pos.square_is_empty(blockSq))
932             {
933                 // There are no enemy pawns in the pawn's path
934                 b2 = squares_in_front_of(Us, s);
935
936                 assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
937
938                 // Squares attacked by us
939                 b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
940
941                 // Squares attacked or occupied by enemy pieces
942                 b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
943
944                 // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
945                 // add all X-ray attacks by the rook or queen.
946                 if (   (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
947                     && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them) & pos.attacks_from<QUEEN>(s)))
948                     b3 = b2;
949
950                 // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
951                 if (b3 == EmptyBoardBB)
952                     // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
953                     // Even bigger if we protect the pawn's path
954                     ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
955                 else
956                     // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
957                     // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
958                     // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
959                     // if no, somewhat smaller bonus.
960                     ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
961
962                 // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
963                 // in the pawn's path.
964                 if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
965                     ebonus += Value(tr);
966             }
967         } // tr != 0
968
969         // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
970         b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
971         if (b2 & rank_bb(s))
972             ebonus += Value(r * 20);
973         else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
974             ebonus += Value(r * 12);
975
976         // If the other side has only a king, check whether the pawn is
977         // unstoppable
978         if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
979         {
980             Square qsq;
981             int d;
982
983             qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
984             d =  square_distance(s, qsq)
985                - square_distance(theirKingSq, qsq)
986                + (Us != pos.side_to_move());
987
988             if (d < 0)
989             {
990                 int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
991                 int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
992                 mtg += blockerCount;
993                 d += blockerCount;
994                 if (d < 0 && (!movesToGo[Us] || movesToGo[Us] > mtg))
995                 {
996                     movesToGo[Us] = mtg;
997                     pawnToGo[Us] = s;
998                 }
999             }
1000         }
1001
1002         // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
1003         // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
1004         // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
1005         // we try the following: Increase the value for rook pawns if the
1006         // other side has no pieces apart from a knight, and decrease the
1007         // value if the other side has a rook or queen.
1008         if (square_file(s) == FILE_A || square_file(s) == FILE_H)
1009         {
1010             if (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
1011                 && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
1012                 ebonus += ebonus / 4;
1013             else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
1014                 ebonus -= ebonus / 4;
1015         }
1016
1017         // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
1018         ei.mgValue += apply_weight(Sign[Us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
1019         ei.egValue += apply_weight(Sign[Us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
1020
1021     } // while
1022   }
1023
1024
1025   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
1026
1027   void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1028
1029     int movesToGo[2] = {0, 0};
1030     Square pawnToGo[2] = {SQ_NONE, SQ_NONE};
1031
1032     // Evaluate pawns for each color
1033     evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1034     evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, movesToGo, pawnToGo, ei);
1035
1036     // Neither side has an unstoppable passed pawn?
1037     if (!(movesToGo[WHITE] | movesToGo[BLACK]))
1038         return;
1039
1040     // Does only one side have an unstoppable passed pawn?
1041     if (!movesToGo[WHITE] || !movesToGo[BLACK])
1042     {
1043         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] ? WHITE : BLACK;
1044         ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[winnerSide]));
1045     }
1046     else
1047     {   // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
1048         // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
1049         // plies until the pawn queens for both sides.
1050         movesToGo[WHITE] *= 2;
1051         movesToGo[BLACK] *= 2;
1052         movesToGo[pos.side_to_move()]--;
1053
1054         Color winnerSide = movesToGo[WHITE] < movesToGo[BLACK] ? WHITE : BLACK;
1055         Color loserSide = opposite_color(winnerSide);
1056
1057         // If one side queens at least three plies before the other, that side wins
1058         if (movesToGo[winnerSide] <= movesToGo[loserSide] - 3)
1059             ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1060
1061         // If one side queens one ply before the other and checks the king or attacks
1062         // the undefended opponent's queening square, that side wins. To avoid cases
1063         // where the opponent's king could move somewhere before first pawn queens we
1064         // consider only free paths to queen for both pawns.
1065         else if (   !(squares_in_front_of(WHITE, pawnToGo[WHITE]) & pos.occupied_squares())
1066                  && !(squares_in_front_of(BLACK, pawnToGo[BLACK]) & pos.occupied_squares()))
1067         {
1068             assert(movesToGo[loserSide] - movesToGo[winnerSide] == 1);
1069
1070             Square winnerQSq = relative_square(winnerSide, make_square(square_file(pawnToGo[winnerSide]), RANK_8));
1071             Square loserQSq = relative_square(loserSide, make_square(square_file(pawnToGo[loserSide]), RANK_8));
1072
1073             Bitboard b = pos.occupied_squares();
1074             clear_bit(&b, pawnToGo[winnerSide]);
1075             clear_bit(&b, pawnToGo[loserSide]);
1076             b = queen_attacks_bb(winnerQSq, b);
1077
1078             if (  (b & pos.pieces(KING, loserSide))
1079                 ||(bit_is_set(b, loserQSq) && !bit_is_set(ei.attacked_by(loserSide), loserQSq)))
1080                 ei.egValue += Sign[winnerSide] * (UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[winnerSide]/2)));
1081         }
1082     }
1083   }
1084
1085
1086   // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
1087   // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
1088   // if it is.
1089
1090   void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
1091
1092     assert(square_is_ok(s));
1093     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1094
1095     Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
1096     Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
1097
1098     if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
1099         && pos.see(s, b6) < 0
1100         && pos.see(s, b8) < 0)
1101     {
1102         ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1103         ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
1104     }
1105   }
1106
1107
1108   // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
1109   // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
1110   // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
1111   // only occur in Chess960 games.
1112
1113   void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
1114
1115     Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1116     Square b2, b3, c3;
1117
1118     assert(Chess960);
1119     assert(square_is_ok(s));
1120     assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
1121
1122     if (square_file(s) == FILE_A)
1123     {
1124         b2 = relative_square(us, SQ_B2);
1125         b3 = relative_square(us, SQ_B3);
1126         c3 = relative_square(us, SQ_C3);
1127     }
1128     else
1129     {
1130         b2 = relative_square(us, SQ_G2);
1131         b3 = relative_square(us, SQ_G3);
1132         c3 = relative_square(us, SQ_F3);
1133     }
1134
1135     if (pos.piece_on(b2) == pawn)
1136     {
1137         Value penalty;
1138
1139         if (!pos.square_is_empty(b3))
1140             penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
1141         else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
1142             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
1143         else
1144             penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
1145
1146         ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
1147         ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
1148     }
1149   }
1150
1151
1152   // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
1153   // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
1154   // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
1155   // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
1156   // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
1157   // material hash table.
1158   template<Color Us, bool HasPopCnt>
1159   void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
1160
1161     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
1162
1163     // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
1164     // SpaceMask[us]. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
1165     // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
1166
1167     Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
1168                           & ~pos.pieces(PAWN, Us)
1169                           & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
1170                           & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
1171
1172     // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
1173     // pawn.
1174     Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
1175     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
1176     behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
1177
1178     int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
1179                + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
1180
1181     ei.mgValue += Sign[Us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
1182   }
1183
1184
1185   // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
1186
1187   inline Value apply_weight(Value v, int w) {
1188     return (v*w) / 0x100;
1189   }
1190
1191
1192   // scale_by_game_phase() interpolates between a middle game and an endgame
1193   // score, based on game phase.  It also scales the return value by a
1194   // ScaleFactor array.
1195
1196   Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
1197
1198     assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
1199     assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
1200     assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
1201
1202     ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
1203
1204     Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
1205     return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
1206   }
1207
1208
1209   // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
1210   // an UCI-configurable weight with an internal weight.
1211
1212   int weight_option(const std::string& opt, int internalWeight) {
1213
1214     int uciWeight = get_option_value_int(opt);
1215     uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
1216     return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
1217   }
1218
1219
1220   // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
1221   // parameters.  It is called from read_weights().
1222
1223   void init_safety() {
1224
1225     QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
1226     QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
1227     RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
1228     BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
1229     KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
1230     DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
1231     MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
1232
1233     int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
1234     int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
1235     double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
1236     double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
1237     bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
1238     bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
1239
1240     for (int i = 0; i < 100; i++)
1241     {
1242         if (i < b)
1243             SafetyTable[i] = Value(0);
1244         else if (quad)
1245             SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
1246         else if (linear)
1247             SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
1248     }
1249
1250     for (int i = 0; i < 100; i++)
1251     {
1252         if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
1253             for (int j = i + 1; j < 100; j++)
1254                 SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
1255
1256         if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
1257             SafetyTable[i] = Value(peak);
1258     }
1259   }
1260 }