]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/evaluate.cpp
Tuned values for piece check and attack unit factors
[stockfish] / src / evaluate.cpp
index 9cf33b1535a2c8d25d2435295e6301fcf9e62aa3..09f06d2983e0b644bf9dadd94fa6efc7baae1051 100644 (file)
@@ -1,7 +1,8 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
+#include <algorithm>
 #include <cassert>
-#include <cstring>
+#include <cstring>   // For std::memset
+#include <iomanip>
+#include <sstream>
 
-#include "bitcount.h"
+#include "bitboard.h"
 #include "evaluate.h"
 #include "material.h"
 #include "pawns.h"
-#include "scale.h"
-#include "thread.h"
-#include "ucioption.h"
 
+namespace {
 
-////
-//// Local definitions
-////
+  namespace Trace {
 
-namespace {
+    enum Term { // The first 8 entries are for PieceType
+      MATERIAL = 8, IMBALANCE, MOBILITY, THREAT, PASSED, SPACE, TOTAL, TERM_NB
+    };
 
-  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
-  int WeightMobilityMidgame, WeightMobilityEndgame;
-  int WeightPawnStructureMidgame, WeightPawnStructureEndgame;
-  int WeightPassedPawnsMidgame, WeightPassedPawnsEndgame;
-  int WeightKingSafety[2];
-  int WeightSpace;
-
-  // Internal evaluation weights. These are applied on top of the evaluation
-  // weights read from UCI parameters. The purpose is to be able to change
-  // the evaluation weights while keeping the default values of the UCI
-  // parameters at 100, which looks prettier.
-  //
-  // Values modified by Joona Kiiski
-  const int WeightMobilityMidgameInternal      = 248;
-  const int WeightMobilityEndgameInternal      = 271;
-  const int WeightPawnStructureMidgameInternal = 233;
-  const int WeightPawnStructureEndgameInternal = 201;
-  const int WeightPassedPawnsMidgameInternal   = 252;
-  const int WeightPassedPawnsEndgameInternal   = 259;
-  const int WeightKingSafetyInternal           = 247;
-  const int WeightKingOppSafetyInternal        = 259;
-  const int WeightSpaceInternal                = 46;
-
-  // Mobility and outposts bonus modified by Joona Kiiski
-  //
-  // Visually better to define tables constants
-  typedef Value V;
-
-  // Knight mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
-  // of attacked squares not occupied by friendly piecess.
-  const Value MidgameKnightMobilityBonus[] = {
-  //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
-    V(-38), V(-25),V(-12), V(0), V(12), V(25), V(31), V(38), V(38)
-  };
+    double scores[TERM_NB][COLOR_NB][PHASE_NB];
 
-  const Value EndgameKnightMobilityBonus[] = {
-  //    0       1      2     3      4      5      6      7      8
-    V(-33), V(-23),V(-13), V(-3), V(7), V(17), V(22), V(27), V(27)
-  };
+    double to_cp(Value v) { return double(v) / PawnValueEg; }
 
-  // Bishop mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
-  // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
-  // queens are also included.
-  const Value MidgameBishopMobilityBonus[] = {
-  //    0       1      2      3      4      5      6      7
-    V(-25), V(-11),  V(3), V(17), V(31), V(45), V(57), V(65),
-  //    8       9     10     11     12     13     14     15
-    V( 71), V( 74), V(76), V(78), V(79), V(80), V(81), V(81)
-  };
+    void add(int idx, Color c, Score s) {
+      scores[idx][c][MG] = to_cp(mg_value(s));
+      scores[idx][c][EG] = to_cp(eg_value(s));
+    }
 
-  const Value EndgameBishopMobilityBonus[] = {
-  //    0       1      2      3      4      5      6      7
-    V(-30), V(-16), V(-2), V(12), V(26), V(40), V(52), V(60),
-  //    8       9     10     11     12     13     14     15
-    V( 65), V( 69), V(71), V(73), V(74), V(75), V(76), V(76)
-  };
+    void add(int idx, Score w, Score b = SCORE_ZERO) {
+      add(idx, WHITE, w); add(idx, BLACK, b);
+    }
 
-  // Rook mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
-  // of attacked squares not occupied by friendly pieces. X-ray attacks through
-  // queens and rooks are also included.
-  const Value MidgameRookMobilityBonus[] = {
-  //    0       1      2      3      4      5      6      7
-    V(-20), V(-14), V(-8), V(-2),  V(4), V(10), V(14), V(19),
-  //    8       9     10     11     12     13     14     15
-    V( 23), V( 26), V(27), V(28), V(29), V(30), V(31), V(32)
-  };
+    std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Term t) {
 
-  const Value EndgameRookMobilityBonus[] = {
-  //    0       1      2      3      4      5      6      7
-    V(-36), V(-19), V(-3), V(13), V(29), V(46), V(62), V(79),
-  //    8       9     10     11     12     13     14     15
-    V( 95), V(106),V(111),V(114),V(116),V(117),V(118),V(118)
-  };
+      if (t == MATERIAL || t == IMBALANCE || t == Term(PAWN) || t == TOTAL)
+          os << "  ---   --- |   ---   --- | ";
+      else
+          os << std::setw(5) << scores[t][WHITE][MG] << " "
+             << std::setw(5) << scores[t][WHITE][EG] << " | "
+             << std::setw(5) << scores[t][BLACK][MG] << " "
+             << std::setw(5) << scores[t][BLACK][EG] << " | ";
 
-  // Queen mobility bonus in middle game and endgame, indexed by the number
-  // of attacked squares not occupied by friendly pieces.
-  const Value MidgameQueenMobilityBonus[] = {
-  //    0      1      2      3      4      5      6      7
-    V(-10), V(-8), V(-6), V(-3), V(-1), V( 1), V( 3), V( 5),
-  //    8      9     10     11     12     13     14     15
-    V(  8), V(10), V(12), V(15), V(16), V(17), V(18), V(20),
-  //   16     17     18     19     20     21     22     23
-    V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20),
-  //   24     25     26     27     28     29     30     31
-    V( 20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20), V(20)
-  };
+      os << std::setw(5) << scores[t][WHITE][MG] - scores[t][BLACK][MG] << " "
+         << std::setw(5) << scores[t][WHITE][EG] - scores[t][BLACK][EG] << " \n";
 
-  const Value EndgameQueenMobilityBonus[] = {
-  //    0      1      2      3      4      5      6      7
-    V(-18),V(-13), V(-7), V(-2), V( 3), V (8), V(13), V(19),
-  //    8      9     10     11     12     13     14     15
-    V( 23), V(27), V(32), V(34), V(35), V(35), V(35), V(35),
-  //   16     17     18     19     20     21     22     23
-    V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35),
-  //   24     25     26     27     28     29     30     31
-    V( 35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35), V(35)
-  };
+      return os;
+    }
+  }
 
-  // Outpost bonuses for knights and bishops, indexed by square (from white's
-  // point of view).
-  const Value KnightOutpostBonus[64] = {
-  //  A     B     C     D     E     F     G     H
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
-    V(0), V(0), V(4), V(8), V(8), V(4), V(0), V(0), // 3
-    V(0), V(4),V(17),V(26),V(26),V(17), V(4), V(0), // 4
-    V(0), V(8),V(26),V(35),V(35),V(26), V(8), V(0), // 5
-    V(0), V(4),V(17),V(17),V(17),V(17), V(4), V(0), // 6
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
+  using namespace Trace;
+
+  // Struct EvalInfo contains various information computed and collected
+  // by the evaluation functions.
+  struct EvalInfo {
+
+    // attackedBy[color][piece type] is a bitboard representing all squares
+    // attacked by a given color and piece type (can be also ALL_PIECES).
+    Bitboard attackedBy[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB];
+
+    // kingRing[color] is the zone around the king which is considered
+    // by the king safety evaluation. This consists of the squares directly
+    // adjacent to the king, and the three (or two, for a king on an edge file)
+    // squares two ranks in front of the king. For instance, if black's king
+    // is on g8, kingRing[BLACK] is a bitboard containing the squares f8, h8,
+    // f7, g7, h7, f6, g6 and h6.
+    Bitboard kingRing[COLOR_NB];
+
+    // kingAttackersCount[color] is the number of pieces of the given color
+    // which attack a square in the kingRing of the enemy king.
+    int kingAttackersCount[COLOR_NB];
+
+    // kingAttackersWeight[color] is the sum of the "weights" of the pieces of the
+    // given color which attack a square in the kingRing of the enemy king. The
+    // weights of the individual piece types are given by the elements in the
+    // KingAttackWeights array.
+    int kingAttackersWeight[COLOR_NB];
+
+    // kingAdjacentZoneAttacksCount[color] is the number of attacks by the given
+    // color to squares directly adjacent to the enemy king. Pieces which attack
+    // more than one square are counted multiple times. For instance, if there is
+    // a white knight on g5 and black's king is on g8, this white knight adds 2
+    // to kingAdjacentZoneAttacksCount[WHITE].
+    int kingAdjacentZoneAttacksCount[COLOR_NB];
+
+    Bitboard pinnedPieces[COLOR_NB];
+    Material::Entry* me;
+    Pawns::Entry* pi;
   };
 
-  const Value BishopOutpostBonus[64] = {
-  //  A     B     C     D     E     F     G     H
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 1
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 2
-    V(0), V(0), V(5), V(5), V(5), V(5), V(0), V(0), // 3
-    V(0), V(5),V(10),V(10),V(10),V(10), V(5), V(0), // 4
-    V(0),V(10),V(21),V(21),V(21),V(21),V(10), V(0), // 5
-    V(0), V(5), V(8), V(8), V(8), V(8), V(5), V(0), // 6
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), // 7
-    V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0), V(0)  // 8
+  #define V(v) Value(v)
+  #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
+
+  // MobilityBonus[PieceType][attacked] contains bonuses for middle and end
+  // game, indexed by piece type and number of attacked squares in the MobilityArea.
+  const Score MobilityBonus[][32] = {
+    {}, {},
+    { S(-75,-76), S(-56,-54), S(- 9,-26), S( -2,-10), S(  6,  5), S( 15, 11), // Knights
+      S( 22, 26), S( 30, 28), S( 36, 29) },
+    { S(-48,-58), S(-21,-19), S( 16, -2), S( 26, 12), S( 37, 22), S( 51, 42), // Bishops
+      S( 54, 54), S( 63, 58), S( 65, 63), S( 71, 70), S( 79, 74), S( 81, 86),
+      S( 92, 90), S( 97, 94) },
+    { S(-56,-78), S(-25,-18), S(-11, 26), S( -5, 55), S( -4, 70), S( -1, 81), // Rooks
+      S(  8,109), S( 14,120), S( 21,128), S( 23,143), S( 31,154), S( 32,160),
+      S( 43,165), S( 49,168), S( 59,169) },
+    { S(-40,-35), S(-25,-12), S(  2,  7), S(  4, 19), S( 14, 37), S( 24, 55), // Queens
+      S( 25, 62), S( 40, 76), S( 43, 79), S( 47, 87), S( 54, 94), S( 56,102),
+      S( 60,111), S( 70,116), S( 72,118), S( 73,122), S( 75,128), S( 77,130),
+      S( 85,133), S( 94,136), S( 99,140), S(108,157), S(112,158), S(113,161),
+      S(118,174), S(119,177), S(123,191), S(128,199) }
   };
 
-  // Bonus for unstoppable passed pawns
-  const Value UnstoppablePawnValue = Value(0x500);
+  // Outpost[knight/bishop][supported by pawn] contains bonuses for knights and
+  // bishops outposts, bigger if outpost piece is supported by a pawn.
+  const Score Outpost[][2] = {
+    { S(43,11), S(65,20) }, // Knights
+    { S(20, 3), S(29, 8) }  // Bishops
+  };
 
-  // Rooks and queens on the 7th rank (modified by Joona Kiiski)
-  const Value MidgameRookOn7thBonus  = Value(47);
-  const Value EndgameRookOn7thBonus  = Value(98);
-  const Value MidgameQueenOn7thBonus = Value(27);
-  const Value EndgameQueenOn7thBonus = Value(54);
+  // ReachableOutpost[knight/bishop][supported by pawn] contains bonuses for
+  // knights and bishops which can reach an outpost square in one move, bigger
+  // if outpost square is supported by a pawn.
+  const Score ReachableOutpost[][2] = {
+    { S(21, 5), S(35, 8) }, // Knights
+    { S( 8, 0), S(14, 4) }  // Bishops
+  };
 
-  // Rooks on open files (modified by Joona Kiiski)
-  const Value RookOpenFileBonus = Value(43);
-  const Value RookHalfOpenFileBonus = Value(19);
+  // RookOnFile[semiopen/open] contains bonuses for each rook when there is no
+  // friendly pawn on the rook file.
+  const Score RookOnFile[2] = { S(20, 7), S(45, 20) };
+
+  // ThreatBySafePawn[PieceType] contains bonuses according to which piece
+  // type is attacked by a pawn which is protected or is not attacked.
+  const Score ThreatBySafePawn[PIECE_TYPE_NB] = {
+    S(0, 0), S(0, 0), S(176, 139), S(131, 127), S(217, 218), S(203, 215) };
+
+  // Threat[by minor/by rook][attacked PieceType] contains
+  // bonuses according to which piece type attacks which one.
+  // Attacks on lesser pieces which are pawn-defended are not considered.
+  const Score Threat[][PIECE_TYPE_NB] = {
+    { S(0, 0), S(0, 33), S(45, 43), S(46, 47), S(72,107), S(48,118) }, // by Minor
+    { S(0, 0), S(0, 25), S(40, 62), S(40, 59), S( 0, 34), S(35, 48) }  // by Rook
+  };
 
-  // Penalty for rooks trapped inside a friendly king which has lost the
-  // right to castle.
-  const Value TrappedRookPenalty = Value(180);
+  // ThreatByKing[on one/on many] contains bonuses for King attacks on
+  // pawns or pieces which are not pawn-defended.
+  const Score ThreatByKing[2] = { S(3, 62), S(9, 138) };
 
-  // Penalty for a bishop on a7/h7 (a2/h2 for black) which is trapped by
-  // enemy pawns.
-  const Value TrappedBishopA7H7Penalty = Value(300);
+  // Passed[mg/eg][Rank] contains midgame and endgame bonuses for passed pawns.
+  // We don't use a Score because we process the two components independently.
+  const Value Passed[][RANK_NB] = {
+    { V(5), V( 5), V(31), V(73), V(166), V(252) },
+    { V(7), V(14), V(38), V(73), V(166), V(252) }
+  };
 
-  // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a7/h7 (a2/h2 for black)
-  const Bitboard MaskA7H7[2] = {
-    ((1ULL << SQ_A7) | (1ULL << SQ_H7)),
-    ((1ULL << SQ_A2) | (1ULL << SQ_H2))
+  // PassedFile[File] contains a bonus according to the file of a passed pawn
+  const Score PassedFile[FILE_NB] = {
+    S(  9, 10), S( 2, 10), S( 1, -8), S(-20,-12),
+    S(-20,-12), S( 1, -8), S( 2, 10), S( 9, 10)
   };
 
+  // Assorted bonuses and penalties used by evaluation
+  const Score MinorBehindPawn     = S(16,  0);
+  const Score BishopPawns         = S( 8, 12);
+  const Score RookOnPawn          = S( 8, 24);
+  const Score TrappedRook         = S(92,  0);
+  const Score SafeCheck           = S(20, 20);
+  const Score OtherCheck          = S(10, 10);
+  const Score ThreatByHangingPawn = S(71, 61);
+  const Score LooseEnemies        = S( 0, 25);
+  const Score WeakQueen           = S(35,  0);
+  const Score Hanging             = S(48, 27);
+  const Score ThreatByPawnPush    = S(38, 22);
+  const Score Unstoppable         = S( 0, 20);
+
   // 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 Value TrappedBishopA1H1Penalty = Value(100);
+  const Score TrappedBishopA1H1 = S(50, 50);
 
-  // Bitboard masks for detecting trapped bishops on a1/h1 (a8/h8 for black)
-  const Bitboard MaskA1H1[2] = {
-    ((1ULL << SQ_A1) | (1ULL << SQ_H1)),
-    ((1ULL << SQ_A8) | (1ULL << SQ_H8))
-  };
+  #undef S
+  #undef V
 
-  // The SpaceMask[color] contains the area of the board which is considered
-  // by the space evaluation. In the middle game, each side is given a bonus
-  // based on how many squares inside this area are safe and available for
-  // friendly minor pieces.
-  const Bitboard SpaceMask[2] = {
-    (1ULL<<SQ_C2) | (1ULL<<SQ_D2) | (1ULL<<SQ_E2) | (1ULL<<SQ_F2) |
-    (1ULL<<SQ_C3) | (1ULL<<SQ_D3) | (1ULL<<SQ_E3) | (1ULL<<SQ_F3) |
-    (1ULL<<SQ_C4) | (1ULL<<SQ_D4) | (1ULL<<SQ_E4) | (1ULL<<SQ_F4),
-    (1ULL<<SQ_C7) | (1ULL<<SQ_D7) | (1ULL<<SQ_E7) | (1ULL<<SQ_F7) |
-    (1ULL<<SQ_C6) | (1ULL<<SQ_D6) | (1ULL<<SQ_E6) | (1ULL<<SQ_F6) |
-    (1ULL<<SQ_C5) | (1ULL<<SQ_D5) | (1ULL<<SQ_E5) | (1ULL<<SQ_F5)
-  };
+  // King danger constants and variables. The king danger scores are looked-up
+  // in KingDanger[]. Various little "meta-bonuses" measuring the strength
+  // of the enemy attack are added up into an integer, which is used as an
+  // index to KingDanger[].
+  Score KingDanger[512];
 
-  /// King safety constants and variables. The king safety scores are taken
-  /// from the array SafetyTable[]. Various little "meta-bonuses" measuring
-  /// the strength of the attack are added up into an integer, which is used
-  /// as an index to SafetyTable[].
-
-  // Attack weights for each piece type
-  const int QueenAttackWeight  = 5;
-  const int RookAttackWeight   = 3;
-  const int BishopAttackWeight = 2;
-  const int KnightAttackWeight = 2;
-
-  // Bonuses for safe checks, initialized from UCI options
-  int QueenContactCheckBonus, DiscoveredCheckBonus;
-  int QueenCheckBonus, RookCheckBonus, BishopCheckBonus, KnightCheckBonus;
-
-  // Scan for queen contact mates?
-  const bool QueenContactMates = true;
-
-  // Bonus for having a mate threat, initialized from UCI options
-  int MateThreatBonus;
-
-  // InitKingDanger[] contains bonuses based on the position of the defending
-  // king.
-  const int InitKingDanger[64] = {
-     2,  0,  2,  5,  5,  2,  0,  2,
-     2,  2,  4,  8,  8,  4,  2,  2,
-     7, 10, 12, 12, 12, 12, 10,  7,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15,
-    15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15
-  };
+  // KingAttackWeights[PieceType] contains king attack weights by piece type
+  const int KingAttackWeights[PIECE_TYPE_NB] = { 0, 0, 7, 5, 4, 1 };
 
-  // SafetyTable[] contains the actual king safety scores. It is initialized
-  // in init_safety().
-  Value SafetyTable[100];
+  // Penalties for enemy's safe checks
+  const int QueenContactCheck = 89;
+  const int QueenCheck        = 62;
+  const int RookCheck         = 57;
+  const int BishopCheck       = 48;
+  const int KnightCheck       = 78;
 
-  // Pawn and material hash tables, indexed by the current thread id
-  PawnInfoTable* PawnTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
-  MaterialInfoTable* MaterialTable[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
 
-  // Sizes of pawn and material hash tables
-  const int PawnTableSize = 16384;
-  const int MaterialTableSize = 1024;
+  // eval_init() initializes king and attack bitboards for a given color
+  // adding pawn attacks. To be done at the beginning of the evaluation.
 
-  // Function prototypes
-  template<bool HasPopCnt>
-  Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID);
+  template<Color Us>
+  void eval_init(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+    const Color  Them = (Us == WHITE ? BLACK   : WHITE);
+    const Square Down = (Us == WHITE ? DELTA_S : DELTA_N);
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+    ei.pinnedPieces[Us] = pos.pinned_pieces(Us);
+    Bitboard b = ei.attackedBy[Them][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.square<KING>(Them));
+    ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] |= b;
+    ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] |= ei.attackedBy[Us][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(Us);
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei);
+    // Init king safety tables only if we are going to use them
+    if (pos.non_pawn_material(Us) >= QueenValueMg)
+    {
+        ei.kingRing[Them] = b | shift_bb<Down>(b);
+        b &= ei.attackedBy[Us][PAWN];
+        ei.kingAttackersCount[Us] = popcount(b);
+        ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] = ei.kingAttackersWeight[Us] = 0;
+    }
+    else
+        ei.kingRing[Them] = ei.kingAttackersCount[Us] = 0;
+  }
 
-  void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei);
-  void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
-  void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei);
-  inline Value apply_weight(Value v, int w);
-  Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]);
-  int weight_option(const std::string& opt, int weight);
-  void init_safety();
-}
 
+  // evaluate_pieces() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given
+  // color and type.
 
-////
-//// Functions
-////
+  template<bool DoTrace, Color Us = WHITE, PieceType Pt = KNIGHT>
+  Score evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei, Score* mobility,
+                        const Bitboard* mobilityArea) {
+    Bitboard b, bb;
+    Square s;
+    Score score = SCORE_ZERO;
 
-/// evaluate() is the main evaluation function. It always computes two
-/// values, an endgame score and a middle game score, and interpolates
-/// between them based on the remaining material.
-Value evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
+    const PieceType NextPt = (Us == WHITE ? Pt : PieceType(Pt + 1));
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    const Bitboard OutpostRanks = (Us == WHITE ? Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB
+                                               : Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB);
+    const Square* pl = pos.squares<Pt>(Us);
 
-    return CpuHasPOPCNT ? do_evaluate<true>(pos, ei, threadID)
-                        : do_evaluate<false>(pos, ei, threadID);
-}
+    ei.attackedBy[Us][Pt] = 0;
 
-namespace {
+    while ((s = *pl++) != SQ_NONE)
+    {
+        // Find attacked squares, including x-ray attacks for bishops and rooks
+        b = Pt == BISHOP ? attacks_bb<BISHOP>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, QUEEN))
+          : Pt ==   ROOK ? attacks_bb<  ROOK>(s, pos.pieces() ^ pos.pieces(Us, ROOK, QUEEN))
+                         : pos.attacks_from<Pt>(s);
 
-template<bool HasPopCnt>
-Value do_evaluate(const Position& pos, EvalInfo& ei, int threadID) {
+        if (ei.pinnedPieces[Us] & s)
+            b &= LineBB[pos.square<KING>(Us)][s];
 
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(threadID >= 0 && threadID < THREAD_MAX);
+        ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] |= ei.attackedBy[Us][Pt] |= b;
 
-  memset(&ei, 0, sizeof(EvalInfo));
+        if (b & ei.kingRing[Them])
+        {
+            ei.kingAttackersCount[Us]++;
+            ei.kingAttackersWeight[Us] += KingAttackWeights[Pt];
+            ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += popcount(b & ei.attackedBy[Them][KING]);
+        }
 
-  // Initialize by reading the incrementally updated scores included in the
-  // position object (material + piece square tables)
-  ei.mgValue = pos.mg_value();
-  ei.egValue = pos.eg_value();
+        if (Pt == QUEEN)
+            b &= ~(  ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
+                   | ei.attackedBy[Them][BISHOP]
+                   | ei.attackedBy[Them][ROOK]);
 
-  // Probe the material hash table
-  ei.mi = MaterialTable[threadID]->get_material_info(pos);
-  ei.mgValue += ei.mi->material_value();
-  ei.egValue += ei.mi->material_value();
+        int mob = popcount(b & mobilityArea[Us]);
 
-  // If we have a specialized evaluation function for the current material
-  // configuration, call it and return
-  if (ei.mi->specialized_eval_exists())
-      return ei.mi->evaluate(pos);
+        mobility[Us] += MobilityBonus[Pt][mob];
 
-  // After get_material_info() call that modifies them
-  ScaleFactor factor[2];
-  factor[WHITE] = ei.mi->scale_factor(pos, WHITE);
-  factor[BLACK] = ei.mi->scale_factor(pos, BLACK);
+        if (Pt == BISHOP || Pt == KNIGHT)
+        {
+            // Bonus for outpost squares
+            bb = OutpostRanks & ~ei.pi->pawn_attacks_span(Them);
+            if (bb & s)
+                score += Outpost[Pt == BISHOP][!!(ei.attackedBy[Us][PAWN] & s)];
+            else
+            {
+                bb &= b & ~pos.pieces(Us);
+                if (bb)
+                   score += ReachableOutpost[Pt == BISHOP][!!(ei.attackedBy[Us][PAWN] & bb)];
+            }
 
-  // Probe the pawn hash table
-  ei.pi = PawnTable[threadID]->get_pawn_info(pos);
-  ei.mgValue += apply_weight(ei.pi->mg_value(), WeightPawnStructureMidgame);
-  ei.egValue += apply_weight(ei.pi->eg_value(), WeightPawnStructureEndgame);
-
-  // Initialize king attack bitboards and king attack zones for both sides
-  ei.attackedBy[WHITE][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(WHITE));
-  ei.attackedBy[BLACK][KING] = pos.attacks_from<KING>(pos.king_square(BLACK));
-  ei.kingZone[WHITE] = ei.attackedBy[BLACK][KING] | (ei.attackedBy[BLACK][KING] >> 8);
-  ei.kingZone[BLACK] = ei.attackedBy[WHITE][KING] | (ei.attackedBy[WHITE][KING] << 8);
-
-  // Initialize pawn attack bitboards for both sides
-  ei.attackedBy[WHITE][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(WHITE);
-  ei.attackedBy[BLACK][PAWN] = ei.pi->pawn_attacks(BLACK);
-  Bitboard b1 = ei.attackedBy[WHITE][PAWN] & ei.attackedBy[BLACK][KING];
-  Bitboard b2 = ei.attackedBy[BLACK][PAWN] & ei.attackedBy[WHITE][KING];
-  if (b1)
-      ei.kingAttackersCount[WHITE] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b1)/2;
-
-  if (b2)
-      ei.kingAttackersCount[BLACK] = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2)/2;
-
-  // Evaluate pieces
-  evaluate_pieces_of_color<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
-  evaluate_pieces_of_color<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
-
-  // Kings. Kings are evaluated after all other pieces for both sides,
-  // because we need complete attack information for all pieces when computing
-  // the king safety evaluation.
-  evaluate_king<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
-  evaluate_king<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
-
-  // Evaluate passed pawns. We evaluate passed pawns for both sides at once,
-  // because we need to know which side promotes first in positions where
-  // both sides have an unstoppable passed pawn.
-  if (ei.pi->passed_pawns())
-      evaluate_passed_pawns(pos, ei);
-
-  Phase phase = pos.game_phase();
-
-  // Middle-game specific evaluation terms
-  if (phase > PHASE_ENDGAME)
-  {
-    // Pawn storms in positions with opposite castling.
-    if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) >= FILE_E
-        && square_file(pos.king_square(BLACK)) <= FILE_D)
+            // Bonus when behind a pawn
+            if (    relative_rank(Us, s) < RANK_5
+                && (pos.pieces(PAWN) & (s + pawn_push(Us))))
+                score += MinorBehindPawn;
+
+            // Penalty for pawns on the same color square as the bishop
+            if (Pt == BISHOP)
+                score -= BishopPawns * ei.pi->pawns_on_same_color_squares(Us, s);
+
+            // An important Chess960 pattern: A cornered bishop blocked by a friendly
+            // pawn diagonally in front of it is a very serious problem, especially
+            // when that pawn is also blocked.
+            if (   Pt == BISHOP
+                && pos.is_chess960()
+                && (s == relative_square(Us, SQ_A1) || s == relative_square(Us, SQ_H1)))
+            {
+                Square d = pawn_push(Us) + (file_of(s) == FILE_A ? DELTA_E : DELTA_W);
+                if (pos.piece_on(s + d) == make_piece(Us, PAWN))
+                    score -= !pos.empty(s + d + pawn_push(Us))                ? TrappedBishopA1H1 * 4
+                            : pos.piece_on(s + d + d) == make_piece(Us, PAWN) ? TrappedBishopA1H1 * 2
+                                                                              : TrappedBishopA1H1;
+            }
+        }
 
-        ei.mgValue += ei.pi->queenside_storm_value(WHITE)
-                    - ei.pi->kingside_storm_value(BLACK);
+        if (Pt == ROOK)
+        {
+            // Bonus for aligning with enemy pawns on the same rank/file
+            if (relative_rank(Us, s) >= RANK_5)
+                score += RookOnPawn * popcount(pos.pieces(Them, PAWN) & PseudoAttacks[ROOK][s]);
 
-    else if (   square_file(pos.king_square(WHITE)) <= FILE_D
-             && square_file(pos.king_square(BLACK)) >= FILE_E)
+            // Bonus when on an open or semi-open file
+            if (ei.pi->semiopen_file(Us, file_of(s)))
+                score += RookOnFile[!!ei.pi->semiopen_file(Them, file_of(s))];
 
-        ei.mgValue += ei.pi->kingside_storm_value(WHITE)
-                    - ei.pi->queenside_storm_value(BLACK);
+            // Penalize when trapped by the king, even more if the king cannot castle
+            else if (mob <= 3)
+            {
+                Square ksq = pos.square<KING>(Us);
 
-    // Evaluate space for both sides
-    if (ei.mi->space_weight() > 0)
-    {
-        evaluate_space<WHITE, HasPopCnt>(pos, ei);
-        evaluate_space<BLACK, HasPopCnt>(pos, ei);
+                if (   ((file_of(ksq) < FILE_E) == (file_of(s) < file_of(ksq)))
+                    && (rank_of(ksq) == rank_of(s) || relative_rank(Us, ksq) == RANK_1)
+                    && !ei.pi->semiopen_side(Us, file_of(ksq), file_of(s) < file_of(ksq)))
+                    score -= (TrappedRook - make_score(mob * 22, 0)) * (1 + !pos.can_castle(Us));
+            }
+        }
     }
-  }
 
-  // Mobility
-  ei.mgValue += apply_weight(ei.mgMobility, WeightMobilityMidgame);
-  ei.egValue += apply_weight(ei.egMobility, WeightMobilityEndgame);
+    if (DoTrace)
+        Trace::add(Pt, Us, score);
 
-  // If we don't already have an unusual scale factor, check for opposite
-  // colored bishop endgames, and use a lower scale for those
-  if (   phase < PHASE_MIDGAME
-      && pos.opposite_colored_bishops()
-      && (   (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue > Value(0))
-          || (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL && ei.egValue < Value(0))))
-  {
-      ScaleFactor sf;
-
-      // Only the two bishops ?
-      if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
-          && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame)
-      {
-          // Check for KBP vs KB with only a single pawn that is almost
-          // certainly a draw or at least two pawns.
-          bool one_pawn = (pos.piece_count(WHITE, PAWN) + pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1);
-          sf = one_pawn ? ScaleFactor(8) : ScaleFactor(32);
-      }
-      else
-          // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
-          // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
-           sf = ScaleFactor(50);
-
-      if (factor[WHITE] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
-          factor[WHITE] = sf;
-      if (factor[BLACK] == SCALE_FACTOR_NORMAL)
-          factor[BLACK] = sf;
+    // Recursively call evaluate_pieces() of next piece type until KING is excluded
+    return score - evaluate_pieces<DoTrace, Them, NextPt>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
   }
 
-  // Interpolate between the middle game and the endgame score
-  Color stm = pos.side_to_move();
+  template<>
+  Score evaluate_pieces<false, WHITE, KING>(const Position&, EvalInfo&, Score*, const Bitboard*) { return SCORE_ZERO; }
+  template<>
+  Score evaluate_pieces< true, WHITE, KING>(const Position&, EvalInfo&, Score*, const Bitboard*) { return SCORE_ZERO; }
 
-  Value v = Sign[stm] * scale_by_game_phase(ei.mgValue, ei.egValue, phase, factor);
 
-  return (ei.mateThreat[stm] == MOVE_NONE ? v : 8 * QueenValueMidgame - v);
-}
+  // evaluate_king() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
 
-} // namespace
+  template<Color Us, bool DoTrace>
+  Score evaluate_king(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
-/// quick_evaluate() does a very approximate evaluation of the current position.
-/// It currently considers only material and piece square table scores. Perhaps
-/// we should add scores from the pawn and material hash tables?
-
-Value quick_evaluate(const Position &pos) {
-
-  assert(pos.is_ok());
-
-  static const
-  ScaleFactor sf[2] = {SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL};
-
-  Value mgv = pos.mg_value();
-  Value egv = pos.eg_value();
-  Phase ph = pos.game_phase();
-  Color stm = pos.side_to_move();
-
-  return Sign[stm] * scale_by_game_phase(mgv, egv, ph, sf);
-}
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK   : WHITE);
+    const Square  Up = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
 
+    Bitboard undefended, b, b1, b2, safe, other;
+    int attackUnits;
+    const Square ksq = pos.square<KING>(Us);
 
-/// init_eval() initializes various tables used by the evaluation function
+    // King shelter and enemy pawns storm
+    Score score = ei.pi->king_safety<Us>(pos, ksq);
 
-void init_eval(int threads) {
-
-  assert(threads <= THREAD_MAX);
-
-  for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
-  {
-    if (i >= threads)
+    // Main king safety evaluation
+    if (ei.kingAttackersCount[Them])
     {
-        delete PawnTable[i];
-        delete MaterialTable[i];
-        PawnTable[i] = NULL;
-        MaterialTable[i] = NULL;
-        continue;
-    }
-    if (!PawnTable[i])
-        PawnTable[i] = new PawnInfoTable(PawnTableSize);
-    if (!MaterialTable[i])
-        MaterialTable[i] = new MaterialInfoTable(MaterialTableSize);
-  }
-}
-
-
-/// quit_eval() releases heap-allocated memory at program termination
-
-void quit_eval() {
-
-  for (int i = 0; i < THREAD_MAX; i++)
-  {
-      delete PawnTable[i];
-      delete MaterialTable[i];
-      PawnTable[i] = NULL;
-      MaterialTable[i] = NULL;
-  }
-}
-
+        // Find the attacked squares which are defended only by the king...
+        undefended =  ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]
+                    & ei.attackedBy[Us][KING]
+                    & ~(  ei.attackedBy[Us][PAWN]   | ei.attackedBy[Us][KNIGHT]
+                        | ei.attackedBy[Us][BISHOP] | ei.attackedBy[Us][ROOK]
+                        | ei.attackedBy[Us][QUEEN]);
+
+        // ... and those which are not defended at all in the larger king ring
+        b =  ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] & ~ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]
+           & ei.kingRing[Us] & ~pos.pieces(Them);
+
+        // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
+        // index into the KingDanger[] array. The initial value is based on the
+        // number and types of the enemy's attacking pieces, the number of
+        // attacked and undefended squares around our king and the quality of
+        // the pawn shelter (current 'score' value).
+        attackUnits =  std::min(72, ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them])
+                     +  9 * ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them]
+                     + 21 * popcount(undefended)
+                     + 12 * (popcount(b) + !!ei.pinnedPieces[Us])
+                     - 64 * !pos.count<QUEEN>(Them)
+                     - mg_value(score) / 8;
+
+        // Analyse the enemy's safe queen contact checks. Firstly, find the
+        // undefended squares around the king reachable by the enemy queen...
+        b = undefended & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & ~pos.pieces(Them);
+        if (b)
+        {
+            // ...and then remove squares not supported by another enemy piece
+            b &=  ei.attackedBy[Them][PAWN]   | ei.attackedBy[Them][KNIGHT]
+                | ei.attackedBy[Them][BISHOP] | ei.attackedBy[Them][ROOK]
+                | ei.attackedBy[Them][KING];
 
-/// read_weights() reads evaluation weights from the corresponding UCI parameters
+            attackUnits += QueenContactCheck * popcount(b);
+        }
 
-void read_weights(Color us) {
+        // Analyse the safe enemy's checks which are possible on next move...
+        safe  = ~(ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them));
 
-  Color them = opposite_color(us);
+        // ... and some other potential checks, only requiring the square to be
+        // safe from pawn-attacks, and not being occupied by a blocked pawn.
+        other = ~(   ei.attackedBy[Us][PAWN]
+                  | (pos.pieces(Them, PAWN) & shift_bb<Up>(pos.pieces(PAWN))));
 
-  WeightMobilityMidgame      = weight_option("Mobility (Middle Game)", WeightMobilityMidgameInternal);
-  WeightMobilityEndgame      = weight_option("Mobility (Endgame)", WeightMobilityEndgameInternal);
-  WeightPawnStructureMidgame = weight_option("Pawn Structure (Middle Game)", WeightPawnStructureMidgameInternal);
-  WeightPawnStructureEndgame = weight_option("Pawn Structure (Endgame)", WeightPawnStructureEndgameInternal);
-  WeightPassedPawnsMidgame   = weight_option("Passed Pawns (Middle Game)", WeightPassedPawnsMidgameInternal);
-  WeightPassedPawnsEndgame   = weight_option("Passed Pawns (Endgame)", WeightPassedPawnsEndgameInternal);
-  WeightSpace                = weight_option("Space", WeightSpaceInternal);
-  WeightKingSafety[us]       = weight_option("Cowardice", WeightKingSafetyInternal);
-  WeightKingSafety[them]     = weight_option("Aggressiveness", WeightKingOppSafetyInternal);
+        b1 = pos.attacks_from<ROOK  >(ksq);
+        b2 = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq);
 
-  // If running in analysis mode, make sure we use symmetrical king safety. We do this
-  // by replacing both WeightKingSafety[us] and WeightKingSafety[them] by their average.
-  if (get_option_value_bool("UCI_AnalyseMode"))
-  {
-      WeightKingSafety[us] = (WeightKingSafety[us] + WeightKingSafety[them]) / 2;
-      WeightKingSafety[them] = WeightKingSafety[us];
-  }
-  init_safety();
-}
+        // Enemy queen safe checks
+        if ((b1 | b2) & ei.attackedBy[Them][QUEEN] & safe)
+            attackUnits += QueenCheck, score -= SafeCheck;
 
+        // Enemy rooks safe and other checks
+        if (b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK] & safe)
+            attackUnits += RookCheck, score -= SafeCheck;
 
-namespace {
+        else if (b1 & ei.attackedBy[Them][ROOK] & other)
+            score -= OtherCheck;
 
-  // evaluate_mobility() computes mobility and attacks for every piece
+        // Enemy bishops safe and other checks
+        if (b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP] & safe)
+            attackUnits += BishopCheck, score -= SafeCheck;
 
-  template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
-  int evaluate_mobility(const Position& pos, Bitboard b, EvalInfo& ei) {
+        else if (b2 & ei.attackedBy[Them][BISHOP] & other)
+            score -= OtherCheck;
 
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    static const int AttackWeight[] = { 0, 0, KnightAttackWeight, BishopAttackWeight, RookAttackWeight, QueenAttackWeight };
-    static const Value* MgBonus[] = { 0, 0, MidgameKnightMobilityBonus, MidgameBishopMobilityBonus, MidgameRookMobilityBonus, MidgameQueenMobilityBonus };
-    static const Value* EgBonus[] = { 0, 0, EndgameKnightMobilityBonus, EndgameBishopMobilityBonus, EndgameRookMobilityBonus, EndgameQueenMobilityBonus };
-    static const int lastIndex[] = { 0, 0, 8, 15, 15, 31 };
+        // Enemy knights safe and other checks
+        b = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq) & ei.attackedBy[Them][KNIGHT];
+        if (b & safe)
+            attackUnits += KnightCheck, score -= SafeCheck;
 
-    // Update attack info
-    ei.attackedBy[Us][Piece] |= b;
+        else if (b & other)
+            score -= OtherCheck;
 
-    // King attacks
-    if (b & ei.kingZone[Us])
-    {
-        ei.kingAttackersCount[Us]++;
-        ei.kingAttackersWeight[Us] += AttackWeight[Piece];
-        Bitboard bb = (b & ei.attackedBy[Them][KING]);
-        if (bb)
-            ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Us] += count_1s_max_15<HasPopCnt>(bb);
+        // Finally, extract the king danger score from the KingDanger[]
+        // array and subtract the score from the evaluation.
+        score -= KingDanger[std::max(std::min(attackUnits, 399), 0)];
     }
 
-    // Remove squares protected by enemy pawns or occupied by our pieces
-    b &= ~(ei.attackedBy[Them][PAWN] | pos.pieces_of_color(Us));
-
-    // The squares occupied by enemy pieces (not defended by pawns) will be
-    // counted two times instead of one. The shift (almost) guarantees that
-    // intersection of the shifted value with b is zero so that after or-ing
-    // the count of 1s bits is increased by the number of affected squares.
-    b |= Us == WHITE ? ((b & pos.pieces_of_color(Them)) >> 1)
-                     : ((b & pos.pieces_of_color(Them)) << 1);
+    if (DoTrace)
+        Trace::add(KING, Us, score);
 
-    // Mobility
-    int mob = (Piece != QUEEN ? count_1s_max_15<HasPopCnt>(b)
-                              : count_1s<HasPopCnt>(b));
-
-    if (mob > lastIndex[Piece])
-        mob = lastIndex[Piece];
-
-    ei.mgMobility += Sign[Us] * MgBonus[Piece][mob];
-    ei.egMobility += Sign[Us] * EgBonus[Piece][mob];
-    return mob;
+    return score;
   }
 
 
-  // evaluate_outposts() evaluates bishop and knight outposts squares
-
-  template<PieceType Piece, Color Us>
-  void evaluate_outposts(const Position& pos, EvalInfo& ei, Square s) {
+  // evaluate_threats() assigns bonuses according to the types of the attacking
+  // and the attacked pieces.
 
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-
-    // Initial bonus based on square
-    Value bonus = (Piece == BISHOP ? BishopOutpostBonus[relative_square(Us, s)]
-                                   : KnightOutpostBonus[relative_square(Us, s)]);
+  template<Color Us, bool DoTrace>
+  Score evaluate_threats(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
-    // Increase bonus if supported by pawn, especially if the opponent has
-    // no minor piece which can exchange the outpost piece
-    if (bonus && (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & pos.pieces(PAWN, Us)))
-    {
-        if (    pos.pieces(KNIGHT, Them) == EmptyBoardBB
-            && (SquaresByColorBB[square_color(s)] & pos.pieces(BISHOP, Them)) == EmptyBoardBB)
-            bonus += bonus + bonus / 2;
-        else
-            bonus += bonus / 2;
-    }
-    ei.mgValue += Sign[Us] * bonus;
-    ei.egValue += Sign[Us] * bonus;
-  }
+    const Color Them        = (Us == WHITE ? BLACK    : WHITE);
+    const Square Up         = (Us == WHITE ? DELTA_N  : DELTA_S);
+    const Square Left       = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SE);
+    const Square Right      = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SW);
+    const Bitboard TRank2BB = (Us == WHITE ? Rank2BB  : Rank7BB);
+    const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB  : Rank2BB);
 
+    enum { Minor, Rook };
 
-  // evaluate_pieces<>() assigns bonuses and penalties to the pieces of a given color
+    Bitboard b, weak, defended, safeThreats;
+    Score score = SCORE_ZERO;
 
-  template<PieceType Piece, Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_pieces(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+    // Small bonus if the opponent has loose pawns or pieces
+    if (   (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, QUEEN, KING))
+        & ~(ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]))
+        score += LooseEnemies;
 
-    Bitboard b;
-    Square s, ksq;
-    int mob;
-    File f;
+    // Bonus for pin or discovered attack on the opponent queen
+    if (   pos.count<QUEEN>(Them) == 1
+        && pos.slider_blockers(pos.pieces(),
+                               pos.pieces(Us, ROOK, BISHOP),
+                               pos.square<QUEEN>(Them)))
+        score += WeakQueen;
 
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, Piece);
+    // Non-pawn enemies attacked by a pawn
+    weak = (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, PAWN)) & ei.attackedBy[Us][PAWN];
 
-    while ((s = *ptr++) != SQ_NONE)
+    if (weak)
     {
-        if (Piece == KNIGHT || Piece == QUEEN)
-            b = pos.attacks_from<Piece>(s);
-        else if (Piece == BISHOP)
-            b = bishop_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(QUEEN, Us));
-        else if (Piece == ROOK)
-            b = rook_attacks_bb(s, pos.occupied_squares() & ~pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us));
-        else
-            assert(false);
-
-        // Attacks and mobility
-        mob = evaluate_mobility<Piece, Us, HasPopCnt>(pos, b, ei);
-
-        // Bishop and knight outposts squares
-        if ((Piece == BISHOP || Piece == KNIGHT) && pos.square_is_weak(s, Them))
-            evaluate_outposts<Piece, Us>(pos, ei, s);
-
-        // Special patterns: trapped bishops on a7/h7/a2/h2
-        // and trapped bishops on a1/h1/a8/h8 in Chess960.
-        if (Piece == BISHOP)
-        {
-            if (bit_is_set(MaskA7H7[Us], s))
-                evaluate_trapped_bishop_a7h7(pos, s, Us, ei);
+        b = pos.pieces(Us, PAWN) & ( ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]
+                                    | ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES]);
 
-            if (Chess960 && bit_is_set(MaskA1H1[Us], s))
-                evaluate_trapped_bishop_a1h1(pos, s, Us, ei);
-        }
+        safeThreats = (shift_bb<Right>(b) | shift_bb<Left>(b)) & weak;
 
-        if (Piece == ROOK || Piece == QUEEN)
-        {
-            // Queen or rook on 7th rank
-            if (   relative_rank(Us, s) == RANK_7
-                && relative_rank(Us, pos.king_square(Them)) == RANK_8)
-            {
-                ei.mgValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? MidgameRookOn7thBonus : MidgameQueenOn7thBonus);
-                ei.egValue += Sign[Us] * (Piece == ROOK ? EndgameRookOn7thBonus : EndgameQueenOn7thBonus);
-            }
-        }
-
-        // Special extra evaluation for rooks
-        if (Piece == ROOK)
-        {
-            // Open and half-open files
-            f = square_file(s);
-            if (ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
-            {
-                if (ei.pi->file_is_half_open(Them, f))
-                {
-                    ei.mgValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
-                    ei.egValue += Sign[Us] * RookOpenFileBonus;
-                }
-                else
-                {
-                    ei.mgValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
-                    ei.egValue += Sign[Us] * RookHalfOpenFileBonus;
-                }
-            }
+        if (weak ^ safeThreats)
+            score += ThreatByHangingPawn;
 
-            // Penalize rooks which are trapped inside a king. Penalize more if
-            // king has lost right to castle.
-            if (mob > 6 || ei.pi->file_is_half_open(Us, f))
-                continue;
-
-            ksq = pos.king_square(Us);
-
-            if (    square_file(ksq) >= FILE_E
-                &&  square_file(s) > square_file(ksq)
-                && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
-            {
-                // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
-                if (!ei.pi->has_open_file_to_right(Us, square_file(ksq)))
-                    ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
-                                                    : Sign[Us] *  (TrappedRookPenalty - mob * 16);
-            }
-            else if (    square_file(ksq) <= FILE_D
-                    &&  square_file(s) < square_file(ksq)
-                    && (relative_rank(Us, ksq) == RANK_1 || square_rank(ksq) == square_rank(s)))
-            {
-                // Is there a half-open file between the king and the edge of the board?
-                if (!ei.pi->has_open_file_to_left(Us, square_file(ksq)))
-                    ei.mgValue -= pos.can_castle(Us)? Sign[Us] * ((TrappedRookPenalty - mob * 16) / 2)
-                                                    : Sign[Us] * (TrappedRookPenalty - mob * 16);
-            }
-        }
+        while (safeThreats)
+            score += ThreatBySafePawn[type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&safeThreats)))];
     }
-  }
 
+    // Non-pawn enemies defended by a pawn
+    defended = (pos.pieces(Them) ^ pos.pieces(Them, PAWN)) & ei.attackedBy[Them][PAWN];
 
-  // evaluate_pieces_of_color<>() assigns bonuses and penalties to all the
-  // pieces of a given color.
+    // Enemies not defended by a pawn and under our attack
+    weak =   pos.pieces(Them)
+          & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
+          &  ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_pieces_of_color(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+    // Add a bonus according to the kind of attacking pieces
+    if (defended | weak)
+    {
+        b = (defended | weak) & (ei.attackedBy[Us][KNIGHT] | ei.attackedBy[Us][BISHOP]);
+        while (b)
+            score += Threat[Minor][type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&b)))];
 
-      evaluate_pieces<KNIGHT, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
-      evaluate_pieces<BISHOP, Us, HasPopCnt>(pos, ei);
-      evaluate_pieces<ROOK,   Us, HasPopCnt>(pos, ei);
-      evaluate_pieces<QUEEN,  Us, HasPopCnt>(pos, ei);
+        b = (pos.pieces(Them, QUEEN) | weak) & ei.attackedBy[Us][ROOK];
+        while (b)
+            score += Threat[Rook ][type_of(pos.piece_on(pop_lsb(&b)))];
 
-      // 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];
-  }
+        score += Hanging * popcount(weak & ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
 
+        b = weak & ei.attackedBy[Us][KING];
+        if (b)
+            score += ThreatByKing[more_than_one(b)];
+    }
 
-  // evaluate_king<>() assigns bonuses and penalties to a king of a given color
+    // Bonus if some pawns can safely push and attack an enemy piece
+    b = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
+    b = shift_bb<Up>(b | (shift_bb<Up>(b & TRank2BB) & ~pos.pieces()));
 
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_king(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+    b &=  ~pos.pieces()
+        & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
+        & (ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
 
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    const Square s = pos.king_square(Us);
-    int shelter = 0;
+    b =  (shift_bb<Left>(b) | shift_bb<Right>(b))
+       &  pos.pieces(Them)
+       & ~ei.attackedBy[Us][PAWN];
 
-    // King shelter
-    if (relative_rank(Us, s) <= RANK_4)
-    {
-        shelter = ei.pi->get_king_shelter(pos, Us, s);
-        ei.mgValue += Sign[Us] * Value(shelter);
-    }
+    score += ThreatByPawnPush * popcount(b);
 
-    // King safety. This is quite complicated, and is almost certainly far
-    // from optimally tuned.
-    if (   pos.piece_count(Them, QUEEN) >= 1
-        && ei.kingAttackersCount[Them] >= 2
-        && pos.non_pawn_material(Them) >= QueenValueMidgame + RookValueMidgame
-        && ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them])
-    {
-      // Is it the attackers turn to move?
-      bool sente = (Them == pos.side_to_move());
-
-      // Find the attacked squares around the king which has no defenders
-      // apart from the king itself
-      Bitboard undefended =
-             ei.attacked_by(Them)       & ~ei.attacked_by(Us, PAWN)
-          & ~ei.attacked_by(Us, KNIGHT) & ~ei.attacked_by(Us, BISHOP)
-          & ~ei.attacked_by(Us, ROOK)   & ~ei.attacked_by(Us, QUEEN)
-          &  ei.attacked_by(Us, KING);
-
-      Bitboard occ = pos.occupied_squares(), b, b2;
-
-      // Initialize the 'attackUnits' variable, which is used later on as an
-      // index to the SafetyTable[] array.  The initial value is based on the
-      // number and types of the attacking pieces, the number of attacked and
-      // undefended squares around the king, the square of the king, and the
-      // quality of the pawn shelter.
-      int attackUnits =
-            Min((ei.kingAttackersCount[Them] * ei.kingAttackersWeight[Them]) / 2, 25)
-          + (ei.kingAdjacentZoneAttacksCount[Them] + count_1s_max_15<HasPopCnt>(undefended)) * 3
-          + InitKingDanger[relative_square(Us, s)] - (shelter >> 5);
-
-      // Analyse safe queen contact checks
-      b = undefended & ei.attacked_by(Them, QUEEN) & ~pos.pieces_of_color(Them);
-      if (b)
-      {
-        Bitboard attackedByOthers =
-              ei.attacked_by(Them, PAWN)   | ei.attacked_by(Them, KNIGHT)
-            | ei.attacked_by(Them, BISHOP) | ei.attacked_by(Them, ROOK);
-
-        b &= attackedByOthers;
-        if (b)
-        {
-          // The bitboard b now contains the squares available for safe queen
-          // contact checks.
-          int count = count_1s_max_15<HasPopCnt>(b);
-          attackUnits += QueenContactCheckBonus * count * (sente ? 2 : 1);
-
-          // Is there a mate threat?
-          if (QueenContactMates && !pos.is_check())
-          {
-            Bitboard escapeSquares =
-                pos.attacks_from<KING>(s) & ~pos.pieces_of_color(Us) & ~attackedByOthers;
-
-            while (b)
-            {
-                Square from, to = pop_1st_bit(&b);
-                if (!(escapeSquares & ~queen_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[s])))
-                {
-                    // We have a mate, unless the queen is pinned or there
-                    // is an X-ray attack through the queen.
-                    for (int i = 0; i < pos.piece_count(Them, QUEEN); i++)
-                    {
-                        from = pos.piece_list(Them, QUEEN, i);
-                        if (    bit_is_set(pos.attacks_from<QUEEN>(from), to)
-                            && !bit_is_set(pos.pinned_pieces(Them), from)
-                            && !(rook_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Us))
-                            && !(bishop_attacks_bb(to, occ & ClearMaskBB[from]) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, Us)))
-
-                            ei.mateThreat[Them] = make_move(from, to);
-                    }
-                }
-            }
-          }
-        }
-      }
-
-      // Analyse safe distance checks
-      if (QueenCheckBonus > 0 || RookCheckBonus > 0)
-      {
-          b = pos.attacks_from<ROOK>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
-
-          // Queen checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
-          if (b2)
-              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
-
-          // Rook checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, ROOK);
-          if (b2)
-              attackUnits += RookCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
-      }
-      if (QueenCheckBonus > 0 || BishopCheckBonus > 0)
-      {
-          b = pos.attacks_from<BISHOP>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
-
-          // Queen checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, QUEEN);
-          if (b2)
-              attackUnits += QueenCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
-
-          // Bishop checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, BISHOP);
-          if (b2)
-              attackUnits += BishopCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
-      }
-      if (KnightCheckBonus > 0)
-      {
-          b = pos.attacks_from<KNIGHT>(s) & ~pos.pieces_of_color(Them) & ~ei.attacked_by(Us);
-
-          // Knight checks
-          b2 = b & ei.attacked_by(Them, KNIGHT);
-          if (b2)
-              attackUnits += KnightCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b2);
-      }
-
-      // Analyse discovered checks (only for non-pawns right now, consider
-      // adding pawns later).
-      if (DiscoveredCheckBonus)
-      {
-        b = pos.discovered_check_candidates(Them) & ~pos.pieces(PAWN);
-        if (b)
-          attackUnits += DiscoveredCheckBonus * count_1s_max_15<HasPopCnt>(b) * (sente ? 2 : 1);
-      }
-
-      // Has a mate threat been found?  We don't do anything here if the
-      // side with the mating move is the side to move, because in that
-      // case the mating side will get a huge bonus at the end of the main
-      // evaluation function instead.
-      if (ei.mateThreat[Them] != MOVE_NONE)
-          attackUnits += MateThreatBonus;
-
-      // Ensure that attackUnits is between 0 and 99, in order to avoid array
-      // out of bounds errors:
-      if (attackUnits < 0)
-          attackUnits = 0;
-
-      if (attackUnits >= 100)
-          attackUnits = 99;
-
-      // Finally, extract the king safety score from the SafetyTable[] array.
-      // Add the score to the evaluation, and also to ei.futilityMargin.  The
-      // reason for adding the king safety score to the futility margin is
-      // that the king safety scores can sometimes be very big, and that
-      // capturing a single attacking piece can therefore result in a score
-      // change far bigger than the value of the captured piece.
-      Value v = apply_weight(SafetyTable[attackUnits], WeightKingSafety[Us]);
-
-      ei.mgValue -= Sign[Us] * v;
-
-      if (Us == pos.side_to_move())
-          ei.futilityMargin += v;
-    }
+    if (DoTrace)
+        Trace::add(THREAT, Us, score);
+
+    return score;
   }
 
 
   // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns of the given color
 
-  template<Color Us>
-  void evaluate_passed_pawns_of_color(const Position& pos, int movesToGo[], EvalInfo& ei) {
+  template<Color Us, bool DoTrace>
+  Score evaluate_passed_pawns(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
 
     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 
-    Bitboard b2, b3, b4;
-    Square ourKingSq = pos.king_square(Us);
-    Square theirKingSq = pos.king_square(Them);
-    Bitboard b = ei.pi->passed_pawns() & pos.pieces(PAWN, Us);
+    Bitboard b, squaresToQueen, defendedSquares, unsafeSquares;
+    Score score = SCORE_ZERO;
+
+    b = ei.pi->passed_pawns(Us);
 
     while (b)
     {
-        Square s = pop_1st_bit(&b);
+        Square s = pop_lsb(&b);
 
-        assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
-        assert(pos.pawn_is_passed(Us, s));
+        assert(pos.pawn_passed(Us, s));
 
-        int r = int(relative_rank(Us, s) - RANK_2);
-        int tr = Max(0, r * (r - 1));
+        int r = relative_rank(Us, s) - RANK_2;
+        int rr = r * (r - 1);
 
-        // Base bonus based on rank
-        Value mbonus = Value(20 * tr);
-        Value ebonus = Value(10 + r * r * 10);
+        Value mbonus = Passed[MG][r], ebonus = Passed[EG][r];
 
-        // Adjust bonus based on king proximity
-        if (tr)
+        if (rr)
         {
             Square blockSq = s + pawn_push(Us);
 
-            ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq) * 3 * tr);
-            ebonus -= Value(square_distance(ourKingSq, blockSq + pawn_push(Us)) * 1 * tr);
-            ebonus += Value(square_distance(theirKingSq, blockSq) * 6 * tr);
-
-            // If the pawn is free to advance, increase bonus
-            if (pos.square_is_empty(blockSq))
-            {
-                // There are no enemy pawns in the pawn's path
-                b2 = squares_in_front_of(Us, s);
-
-                assert((b2 & pos.pieces(PAWN, Them)) == EmptyBoardBB);
-
-                // Squares attacked by us
-                b4 = b2 & ei.attacked_by(Us);
-
-                // Squares attacked or occupied by enemy pieces
-                b3 = b2 & (ei.attacked_by(Them) | pos.pieces_of_color(Them));
-
-                // If there is an enemy rook or queen attacking the pawn from behind,
-                // add all X-ray attacks by the rook or queen.
-                if (    bit_is_set(ei.attacked_by(Them, ROOK) | ei.attacked_by(Them, QUEEN), s)
-                    && (squares_behind(Us, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them)))
-                    b3 = b2;
-
-                // Are any of the squares in the pawn's path attacked or occupied by the enemy?
-                if (b3 == EmptyBoardBB)
-                    // No enemy attacks or pieces, huge bonus!
-                    // Even bigger if we protect the pawn's path
-                    ebonus += Value(tr * (b2 == b4 ? 17 : 15));
-                else
-                    // OK, there are enemy attacks or pieces (but not pawns). Are those
-                    // squares which are attacked by the enemy also attacked by us ?
-                    // If yes, big bonus (but smaller than when there are no enemy attacks),
-                    // if no, somewhat smaller bonus.
-                    ebonus += Value(tr * ((b3 & b4) == b3 ? 13 : 8));
-
-                // At last, add a small bonus when there are no *friendly* pieces
-                // in the pawn's path.
-                if ((b2 & pos.pieces_of_color(Us)) == EmptyBoardBB)
-                    ebonus += Value(tr);
-            }
-        } // tr != 0
-
-        // If the pawn is supported by a friendly pawn, increase bonus
-        b2 = pos.pieces(PAWN, Us) & neighboring_files_bb(s);
-        if (b2 & rank_bb(s))
-            ebonus += Value(r * 20);
-        else if (pos.attacks_from<PAWN>(s, Them) & b2)
-            ebonus += Value(r * 12);
-
-        // If the other side has only a king, check whether the pawn is
-        // unstoppable
-        if (pos.non_pawn_material(Them) == Value(0))
-        {
-            Square qsq;
-            int d;
+            // Adjust bonus based on the king's proximity
+            ebonus +=  distance(pos.square<KING>(Them), blockSq) * 5 * rr
+                     - distance(pos.square<KING>(Us  ), blockSq) * 2 * rr;
 
-            qsq = relative_square(Us, make_square(square_file(s), RANK_8));
-            d =  square_distance(s, qsq)
-               - square_distance(theirKingSq, qsq)
-               + (Us != pos.side_to_move());
+            // If blockSq is not the queening square then consider also a second push
+            if (relative_rank(Us, blockSq) != RANK_8)
+                ebonus -= distance(pos.square<KING>(Us), blockSq + pawn_push(Us)) * rr;
 
-            if (d < 0)
+            // If the pawn is free to advance, then increase the bonus
+            if (pos.empty(blockSq))
             {
-                int mtg = RANK_8 - relative_rank(Us, s);
-                int blockerCount = count_1s_max_15(squares_in_front_of(Us,s) & pos.occupied_squares());
-                mtg += blockerCount;
-                d += blockerCount;
-                if (d < 0)
-                    movesToGo[Us] = movesToGo[Us] ? Min(movesToGo[Us], mtg) : mtg;
-            }
-        }
-
-        // Rook pawns are a special case: They are sometimes worse, and
-        // sometimes better than other passed pawns. It is difficult to find
-        // good rules for determining whether they are good or bad. For now,
-        // 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 (   pos.non_pawn_material(Them) <= KnightValueMidgame
-                && pos.piece_count(Them, KNIGHT) <= 1)
-                ebonus += ebonus / 4;
-            else if (pos.pieces(ROOK, QUEEN, Them))
-                ebonus -= ebonus / 4;
-        }
+                // If there is a rook or queen attacking/defending the pawn from behind,
+                // consider all the squaresToQueen. Otherwise consider only the squares
+                // in the pawn's path attacked or occupied by the enemy.
+                defendedSquares = unsafeSquares = squaresToQueen = forward_bb(Us, s);
 
-        // Add the scores for this pawn to the middle game and endgame eval.
-        ei.mgValue += apply_weight(Sign[Us] * mbonus, WeightPassedPawnsMidgame);
-        ei.egValue += apply_weight(Sign[Us] * ebonus, WeightPassedPawnsEndgame);
+                Bitboard bb = forward_bb(Them, s) & pos.pieces(ROOK, QUEEN) & pos.attacks_from<ROOK>(s);
 
-    } // while
-  }
+                if (!(pos.pieces(Us) & bb))
+                    defendedSquares &= ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES];
 
+                if (!(pos.pieces(Them) & bb))
+                    unsafeSquares &= ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES] | pos.pieces(Them);
 
-  // evaluate_passed_pawns() evaluates the passed pawns for both sides
+                // If there aren't any enemy attacks, assign a big bonus. Otherwise
+                // assign a smaller bonus if the block square isn't attacked.
+                int k = !unsafeSquares ? 18 : !(unsafeSquares & blockSq) ? 8 : 0;
 
-  void evaluate_passed_pawns(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
+                // If the path to the queen is fully defended, assign a big bonus.
+                // Otherwise assign a smaller bonus if the block square is defended.
+                if (defendedSquares == squaresToQueen)
+                    k += 6;
 
-    int movesToGo[2] = {0, 0};
+                else if (defendedSquares & blockSq)
+                    k += 4;
 
-    // Evaluate pawns for each color
-    evaluate_passed_pawns_of_color<WHITE>(pos, movesToGo, ei);
-    evaluate_passed_pawns_of_color<BLACK>(pos, movesToGo, ei);
+                mbonus += k * rr, ebonus += k * rr;
+            }
+            else if (pos.pieces(Us) & blockSq)
+                mbonus += rr + r * 2, ebonus += rr + r * 2;
+        } // rr != 0
 
-    // Does either side have an unstoppable passed pawn?
-    if (movesToGo[WHITE] && !movesToGo[BLACK])
-        ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[WHITE]);
-    else if (movesToGo[BLACK] && !movesToGo[WHITE])
-        ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * movesToGo[BLACK]);
-    else if (movesToGo[BLACK] && movesToGo[WHITE])
-    {
-        // Both sides have unstoppable pawns! Try to find out who queens
-        // first. We begin by transforming 'movesToGo' to the number of
-        // plies until the pawn queens for both sides.
-        movesToGo[WHITE] *= 2;
-        movesToGo[BLACK] *= 2;
-        movesToGo[pos.side_to_move()]--;
-
-        // If one side queens at least three plies before the other, that
-        // side wins.
-        if (movesToGo[WHITE] <= movesToGo[BLACK] - 3)
-            ei.egValue += UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[WHITE]/2));
-        else if (movesToGo[BLACK] <= movesToGo[WHITE] - 3)
-            ei.egValue -= UnstoppablePawnValue - Value(0x40 * (movesToGo[BLACK]/2));
-
-        // We could also add some rules about the situation when one side
-        // queens exactly one ply before the other: Does the first queen
-        // check the opponent's king, or attack the opponent's queening square?
-        // This is slightly tricky to get right, because it is possible that
-        // the opponent's king has moved somewhere before the first pawn queens.
+        score += make_score(mbonus, ebonus) + PassedFile[file_of(s)];
     }
+
+    if (DoTrace)
+        Trace::add(PASSED, Us, score);
+
+    // Add the scores to the middlegame and endgame eval
+    return score;
   }
 
 
-  // evaluate_trapped_bishop_a7h7() determines whether a bishop on a7/h7
-  // (a2/h2 for black) is trapped by enemy pawns, and assigns a penalty
-  // if it is.
+  // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
+  // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
+  // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
+  // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
+  // twice. Finally, the space bonus is multiplied by a weight. The aim is to
+  // improve play on game opening.
+  template<Color Us>
+  Score evaluate_space(const Position& pos, const EvalInfo& ei) {
+
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    const Bitboard SpaceMask =
+      Us == WHITE ? (FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB) & (Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB)
+                  : (FileCBB | FileDBB | FileEBB | FileFBB) & (Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB);
+
+    // Find the safe squares for our pieces inside the area defined by
+    // SpaceMask. A square is unsafe if it is attacked by an enemy
+    // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
+    Bitboard safe =   SpaceMask
+                   & ~pos.pieces(Us, PAWN)
+                   & ~ei.attackedBy[Them][PAWN]
+                   & (ei.attackedBy[Us][ALL_PIECES] | ~ei.attackedBy[Them][ALL_PIECES]);
 
-  void evaluate_trapped_bishop_a7h7(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo &ei) {
+    // Find all squares which are at most three squares behind some friendly pawn
+    Bitboard behind = pos.pieces(Us, PAWN);
+    behind |= (Us == WHITE ? behind >>  8 : behind <<  8);
+    behind |= (Us == WHITE ? behind >> 16 : behind << 16);
 
-    assert(square_is_ok(s));
-    assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
+    // Since SpaceMask[Us] is fully on our half of the board...
+    assert(unsigned(safe >> (Us == WHITE ? 32 : 0)) == 0);
 
-    Square b6 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B6 : SQ_G6);
-    Square b8 = relative_square(us, (square_file(s) == FILE_A) ? SQ_B8 : SQ_G8);
+    // ...count safe + (behind & safe) with a single popcount
+    int bonus = popcount((Us == WHITE ? safe << 32 : safe >> 32) | (behind & safe));
+    int weight =  pos.count<KNIGHT>(Us) + pos.count<BISHOP>(Us)
+                + pos.count<KNIGHT>(Them) + pos.count<BISHOP>(Them);
 
-    if (   pos.piece_on(b6) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), PAWN)
-        && pos.see(s, b6) < 0
-        && pos.see(s, b8) < 0)
-    {
-        ei.mgValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
-        ei.egValue -= Sign[us] * TrappedBishopA7H7Penalty;
-    }
+    return make_score(bonus * weight * weight * 2 / 11, 0);
   }
 
 
-  // evaluate_trapped_bishop_a1h1() determines whether a bishop on a1/h1
-  // (a8/h8 for black) is trapped by a friendly pawn on b2/g2 (b7/g7 for
-  // black), and assigns a penalty if it is. This pattern can obviously
-  // only occur in Chess960 games.
+  // evaluate_initiative() computes the initiative correction value for the
+  // position, i.e., second order bonus/malus based on the known attacking/defending
+  // status of the players.
+  Score evaluate_initiative(const Position& pos, int asymmetry, Value eg) {
 
-  void evaluate_trapped_bishop_a1h1(const Position& pos, Square s, Color us, EvalInfo& ei) {
+    int kingDistance =  distance<File>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK))
+                      - distance<Rank>(pos.square<KING>(WHITE), pos.square<KING>(BLACK));
+    int pawns = pos.count<PAWN>(WHITE) + pos.count<PAWN>(BLACK);
 
-    Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
-    Square b2, b3, c3;
+    // Compute the initiative bonus for the attacking side
+    int initiative = 8 * (asymmetry + kingDistance - 15) + 12 * pawns;
 
-    assert(Chess960);
-    assert(square_is_ok(s));
-    assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(us, BISHOP));
+    // Now apply the bonus: note that we find the attacking side by extracting
+    // the sign of the endgame value, and that we carefully cap the bonus so
+    // that the endgame score will never be divided by more than two.
+    int value = ((eg > 0) - (eg < 0)) * std::max(initiative, -abs(eg / 2));
 
-    if (square_file(s) == FILE_A)
-    {
-        b2 = relative_square(us, SQ_B2);
-        b3 = relative_square(us, SQ_B3);
-        c3 = relative_square(us, SQ_C3);
-    }
-    else
-    {
-        b2 = relative_square(us, SQ_G2);
-        b3 = relative_square(us, SQ_G3);
-        c3 = relative_square(us, SQ_F3);
-    }
+    return make_score(0, value);
+  }
 
-    if (pos.piece_on(b2) == pawn)
-    {
-        Value penalty;
 
-        if (!pos.square_is_empty(b3))
-            penalty = 2*TrappedBishopA1H1Penalty;
-        else if (pos.piece_on(c3) == pawn)
-            penalty = TrappedBishopA1H1Penalty;
-        else
-            penalty = TrappedBishopA1H1Penalty / 2;
+  // evaluate_scale_factor() computes the scale factor for the winning side
+  ScaleFactor evaluate_scale_factor(const Position& pos, const EvalInfo& ei, Value eg) {
+
+    Color strongSide = eg > VALUE_DRAW ? WHITE : BLACK;
+    ScaleFactor sf = ei.me->scale_factor(pos, strongSide);
 
-        ei.mgValue -= Sign[us] * penalty;
-        ei.egValue -= Sign[us] * penalty;
+    // If we don't already have an unusual scale factor, check for certain
+    // types of endgames, and use a lower scale for those.
+    if (    ei.me->game_phase() < PHASE_MIDGAME
+        && (sf == SCALE_FACTOR_NORMAL || sf == SCALE_FACTOR_ONEPAWN))
+    {
+        if (pos.opposite_bishops())
+        {
+            // Endgame with opposite-colored bishops and no other pieces (ignoring pawns)
+            // is almost a draw, in case of KBP vs KB, it is even more a draw.
+            if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMg
+                && pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMg)
+                sf = more_than_one(pos.pieces(PAWN)) ? ScaleFactor(31) : ScaleFactor(9);
+
+            // Endgame with opposite-colored bishops, but also other pieces. Still
+            // a bit drawish, but not as drawish as with only the two bishops.
+            else
+                sf = ScaleFactor(46 * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL);
+        }
+        // Endings where weaker side can place his king in front of the opponent's
+        // pawns are drawish.
+        else if (    abs(eg) <= BishopValueEg
+                 &&  ei.pi->pawn_span(strongSide) <= 1
+                 && !pos.pawn_passed(~strongSide, pos.square<KING>(~strongSide)))
+            sf = ei.pi->pawn_span(strongSide) ? ScaleFactor(51) : ScaleFactor(37);
     }
+
+    return sf;
   }
 
+} // namespace
 
-  // evaluate_space() computes the space evaluation for a given side. The
-  // space evaluation is a simple bonus based on the number of safe squares
-  // available for minor pieces on the central four files on ranks 2--4. Safe
-  // squares one, two or three squares behind a friendly pawn are counted
-  // twice. Finally, the space bonus is scaled by a weight taken from the
-  // material hash table.
-  template<Color Us, bool HasPopCnt>
-  void evaluate_space(const Position& pos, EvalInfo& ei) {
 
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+/// evaluate() is the main evaluation function. It returns a static evaluation
+/// of the position from the point of view of the side to move.
 
-    // 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
-    // pawn, or if it is undefended and attacked by an enemy piece.
+template<bool DoTrace>
+Value Eval::evaluate(const Position& pos) {
 
-    Bitboard safeSquares =   SpaceMask[Us]
-                          & ~pos.pieces(PAWN, Us)
-                          & ~ei.attacked_by(Them, PAWN)
-                          & ~(~ei.attacked_by(Us) & ei.attacked_by(Them));
+  assert(!pos.checkers());
 
-    // Find all squares which are at most three squares behind some friendly
-    // pawn.
-    Bitboard behindFriendlyPawns = pos.pieces(PAWN, Us);
-    behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >>  8 : behindFriendlyPawns <<  8);
-    behindFriendlyPawns |= (Us == WHITE ? behindFriendlyPawns >> 16 : behindFriendlyPawns << 16);
+  EvalInfo ei;
+  Score score, mobility[COLOR_NB] = { SCORE_ZERO, SCORE_ZERO };
 
-    int space =  count_1s_max_15<HasPopCnt>(safeSquares)
-               + count_1s_max_15<HasPopCnt>(behindFriendlyPawns & safeSquares);
+  // Initialize score by reading the incrementally updated scores included in
+  // the position object (material + piece square tables). Score is computed
+  // internally from the white point of view.
+  score = pos.psq_score();
 
-    ei.mgValue += Sign[Us] * apply_weight(Value(space * ei.mi->space_weight()), WeightSpace);
-  }
+  // Probe the material hash table
+  ei.me = Material::probe(pos);
+  score += ei.me->imbalance();
 
+  // If we have a specialized evaluation function for the current material
+  // configuration, call it and return.
+  if (ei.me->specialized_eval_exists())
+      return ei.me->evaluate(pos);
 
-  // apply_weight() applies an evaluation weight to a value
+  // Probe the pawn hash table
+  ei.pi = Pawns::probe(pos);
+  score += ei.pi->pawns_score();
+
+  // Initialize attack and king safety bitboards
+  ei.attackedBy[WHITE][ALL_PIECES] = ei.attackedBy[BLACK][ALL_PIECES] = 0;
+  eval_init<WHITE>(pos, ei);
+  eval_init<BLACK>(pos, ei);
+
+  // Pawns blocked or on ranks 2 and 3 will be excluded from the mobility area
+  Bitboard blockedPawns[] = {
+    pos.pieces(WHITE, PAWN) & (shift_bb<DELTA_S>(pos.pieces()) | Rank2BB | Rank3BB),
+    pos.pieces(BLACK, PAWN) & (shift_bb<DELTA_N>(pos.pieces()) | Rank7BB | Rank6BB)
+  };
 
-  inline Value apply_weight(Value v, int w) {
-    return (v*w) / 0x100;
-  }
+  // Do not include in mobility area squares protected by enemy pawns, or occupied
+  // by our blocked pawns or king.
+  Bitboard mobilityArea[] = {
+    ~(ei.attackedBy[BLACK][PAWN] | blockedPawns[WHITE] | pos.square<KING>(WHITE)),
+    ~(ei.attackedBy[WHITE][PAWN] | blockedPawns[BLACK] | pos.square<KING>(BLACK))
+  };
 
+  // Evaluate all pieces but king and pawns
+  score += evaluate_pieces<DoTrace>(pos, ei, mobility, mobilityArea);
+  score += mobility[WHITE] - mobility[BLACK];
 
-  // 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.
+  // Evaluate kings after all other pieces because we need full attack
+  // information when computing the king safety evaluation.
+  score +=  evaluate_king<WHITE, DoTrace>(pos, ei)
+          - evaluate_king<BLACK, DoTrace>(pos, ei);
 
-  Value scale_by_game_phase(Value mv, Value ev, Phase ph, const ScaleFactor sf[]) {
+  // Evaluate tactical threats, we need full attack information including king
+  score +=  evaluate_threats<WHITE, DoTrace>(pos, ei)
+          - evaluate_threats<BLACK, DoTrace>(pos, ei);
 
-    assert(mv > -VALUE_INFINITE && mv < VALUE_INFINITE);
-    assert(ev > -VALUE_INFINITE && ev < VALUE_INFINITE);
-    assert(ph >= PHASE_ENDGAME && ph <= PHASE_MIDGAME);
+  // Evaluate passed pawns, we need full attack information including king
+  score +=  evaluate_passed_pawns<WHITE, DoTrace>(pos, ei)
+          - evaluate_passed_pawns<BLACK, DoTrace>(pos, ei);
 
-    ev = apply_scale_factor(ev, sf[(ev > Value(0) ? WHITE : BLACK)]);
+  // If both sides have only pawns, score for potential unstoppable pawns
+  if (!pos.non_pawn_material(WHITE) && !pos.non_pawn_material(BLACK))
+  {
+      Bitboard b;
+      if ((b = ei.pi->passed_pawns(WHITE)) != 0)
+          score += Unstoppable * int(relative_rank(WHITE, frontmost_sq(WHITE, b)));
 
-    Value result = Value(int((mv * ph + ev * (128 - ph)) / 128));
-    return Value(int(result) & ~(GrainSize - 1));
+      if ((b = ei.pi->passed_pawns(BLACK)) != 0)
+          score -= Unstoppable * int(relative_rank(BLACK, frontmost_sq(BLACK, b)));
   }
 
+  // Evaluate space for both sides, only during opening
+  if (pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK) >= 12222)
+      score +=  evaluate_space<WHITE>(pos, ei)
+              - evaluate_space<BLACK>(pos, ei);
 
-  // weight_option() computes the value of an evaluation weight, by combining
-  // an UCI-configurable weight with an internal weight.
+  // Evaluate position potential for the winning side
+  score += evaluate_initiative(pos, ei.pi->pawn_asymmetry(), eg_value(score));
 
-  int weight_option(const std::string& opt, int internalWeight) {
+  // Evaluate scale factor for the winning side
+  ScaleFactor sf = evaluate_scale_factor(pos, ei, eg_value(score));
 
-    int uciWeight = get_option_value_int(opt);
-    uciWeight = (uciWeight * 0x100) / 100;
-    return (uciWeight * internalWeight) / 0x100;
-  }
+  // Interpolate between a middlegame and a (scaled by 'sf') endgame score
+  Value v =  mg_value(score) * int(ei.me->game_phase())
+           + eg_value(score) * int(PHASE_MIDGAME - ei.me->game_phase()) * sf / SCALE_FACTOR_NORMAL;
+
+  v /= int(PHASE_MIDGAME);
 
+  // In case of tracing add all remaining individual evaluation terms
+  if (DoTrace)
+  {
+      Trace::add(MATERIAL, pos.psq_score());
+      Trace::add(IMBALANCE, ei.me->imbalance());
+      Trace::add(PAWN, ei.pi->pawns_score());
+      Trace::add(MOBILITY, mobility[WHITE], mobility[BLACK]);
+      Trace::add(SPACE, evaluate_space<WHITE>(pos, ei)
+                      , evaluate_space<BLACK>(pos, ei));
+      Trace::add(TOTAL, score);
+  }
 
-  // init_safety() initizes the king safety evaluation, based on UCI
-  // parameters.  It is called from read_weights().
+  return (pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v) + Eval::Tempo; // Side to move point of view
+}
 
-  void init_safety() {
+// Explicit template instantiations
+template Value Eval::evaluate<true >(const Position&);
+template Value Eval::evaluate<false>(const Position&);
+
+
+/// trace() is like evaluate(), but instead of returning a value, it returns
+/// a string (suitable for outputting to stdout) that contains the detailed
+/// descriptions and values of each evaluation term. Useful for debugging.
+
+std::string Eval::trace(const Position& pos) {
+
+  std::memset(scores, 0, sizeof(scores));
+
+  Value v = evaluate<true>(pos);
+  v = pos.side_to_move() == WHITE ? v : -v; // White's point of view
+
+  std::stringstream ss;
+  ss << std::showpoint << std::noshowpos << std::fixed << std::setprecision(2)
+     << "      Eval term |    White    |    Black    |    Total    \n"
+     << "                |   MG    EG  |   MG    EG  |   MG    EG  \n"
+     << "----------------+-------------+-------------+-------------\n"
+     << "       Material | " << Term(MATERIAL)
+     << "      Imbalance | " << Term(IMBALANCE)
+     << "          Pawns | " << Term(PAWN)
+     << "        Knights | " << Term(KNIGHT)
+     << "         Bishop | " << Term(BISHOP)
+     << "          Rooks | " << Term(ROOK)
+     << "         Queens | " << Term(QUEEN)
+     << "       Mobility | " << Term(MOBILITY)
+     << "    King safety | " << Term(KING)
+     << "        Threats | " << Term(THREAT)
+     << "   Passed pawns | " << Term(PASSED)
+     << "          Space | " << Term(SPACE)
+     << "----------------+-------------+-------------+-------------\n"
+     << "          Total | " << Term(TOTAL);
+
+  ss << "\nTotal Evaluation: " << to_cp(v) << " (white side)\n";
+
+  return ss.str();
+}
 
-    QueenContactCheckBonus = get_option_value_int("Queen Contact Check Bonus");
-    QueenCheckBonus        = get_option_value_int("Queen Check Bonus");
-    RookCheckBonus         = get_option_value_int("Rook Check Bonus");
-    BishopCheckBonus       = get_option_value_int("Bishop Check Bonus");
-    KnightCheckBonus       = get_option_value_int("Knight Check Bonus");
-    DiscoveredCheckBonus   = get_option_value_int("Discovered Check Bonus");
-    MateThreatBonus        = get_option_value_int("Mate Threat Bonus");
 
-    int maxSlope = get_option_value_int("King Safety Max Slope");
-    int peak     = get_option_value_int("King Safety Max Value") * 256 / 100;
-    double a     = get_option_value_int("King Safety Coefficient") / 100.0;
-    double b     = get_option_value_int("King Safety X Intercept");
-    bool quad    = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Quadratic");
-    bool linear  = (get_option_value_string("King Safety Curve") == "Linear");
+/// init() computes evaluation weights, usually at startup
 
-    for (int i = 0; i < 100; i++)
-    {
-        if (i < b)
-            SafetyTable[i] = Value(0);
-        else if (quad)
-            SafetyTable[i] = Value((int)(a * (i - b) * (i - b)));
-        else if (linear)
-            SafetyTable[i] = Value((int)(100 * a * (i - b)));
-    }
+void Eval::init() {
 
-    for (int i = 0; i < 100; i++)
-    {
-        if (SafetyTable[i+1] - SafetyTable[i] > maxSlope)
-            for (int j = i + 1; j < 100; j++)
-                SafetyTable[j] = SafetyTable[j-1] + Value(maxSlope);
+  const int MaxSlope = 322;
+  const int Peak = 47410;
+  int t = 0;
 
-        if (SafetyTable[i]  > Value(peak))
-            SafetyTable[i] = Value(peak);
-    }
+  for (int i = 0; i < 400; ++i)
+  {
+      t = std::min(Peak, std::min(i * i - 16, t + MaxSlope));
+      KingDanger[i] = make_score(t * 268 / 7700, 0);
   }
 }