Another see() shortcut
[stockfish] / src / position.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 #include <fstream>
28 #include <iostream>
29
30 #include "bitcount.h"
31 #include "mersenne.h"
32 #include "movegen.h"
33 #include "movepick.h"
34 #include "position.h"
35 #include "psqtab.h"
36 #include "san.h"
37 #include "tt.h"
38 #include "ucioption.h"
39
40 using std::string;
41
42
43 ////
44 //// Variables
45 ////
46
47 int Position::castleRightsMask[64];
48
49 Key Position::zobrist[2][8][64];
50 Key Position::zobEp[64];
51 Key Position::zobCastle[16];
52 Key Position::zobMaterial[2][8][16];
53 Key Position::zobSideToMove;
54
55 Value Position::MgPieceSquareTable[16][64];
56 Value Position::EgPieceSquareTable[16][64];
57
58 static bool RequestPending = false;
59
60 ////
61 //// Functions
62 ////
63
64 /// Constructors
65
66 Position::Position(const Position& pos) {
67   copy(pos);
68 }
69
70 Position::Position(const string& fen) {
71   from_fen(fen);
72 }
73
74
75 /// Position::from_fen() initializes the position object with the given FEN
76 /// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
77 /// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
78
79 void Position::from_fen(const string& fen) {
80
81   static const string pieceLetters = "KQRBNPkqrbnp";
82   static const Piece pieces[] = { WK, WQ, WR, WB, WN, WP, BK, BQ, BR, BB, BN, BP };
83
84   clear();
85
86   // Board
87   Rank rank = RANK_8;
88   File file = FILE_A;
89   size_t i = 0;
90   for ( ; fen[i] != ' '; i++)
91   {
92       if (isdigit(fen[i]))
93       {
94           // Skip the given number of files
95           file += (fen[i] - '1' + 1);
96           continue;
97       }
98       else if (fen[i] == '/')
99       {
100           file = FILE_A;
101           rank--;
102           continue;
103       }
104       size_t idx = pieceLetters.find(fen[i]);
105       if (idx == string::npos)
106       {
107            std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
108            return;
109       }
110       Square square = make_square(file, rank);
111       put_piece(pieces[idx], square);
112       file++;
113   }
114
115   // Side to move
116   i++;
117   if (fen[i] != 'w' && fen[i] != 'b')
118   {
119       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
120       return;
121   }
122   sideToMove = (fen[i] == 'w' ? WHITE : BLACK);
123
124   // Castling rights
125   i++;
126   if (fen[i] != ' ')
127   {
128       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
129       return;
130   }
131
132   i++;
133   while(strchr("KQkqabcdefghABCDEFGH-", fen[i])) {
134     if (fen[i] == '-')
135     {
136       i++;
137       break;
138     }
139     else if(fen[i] == 'K') allow_oo(WHITE);
140     else if(fen[i] == 'Q') allow_ooo(WHITE);
141     else if(fen[i] == 'k') allow_oo(BLACK);
142     else if(fen[i] == 'q') allow_ooo(BLACK);
143     else if(fen[i] >= 'A' && fen[i] <= 'H') {
144       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
145       for(Square square = SQ_B1; square <= SQ_G1; square++)
146         if(piece_on(square) == WK)
147           kingFile = square_file(square);
148       if(kingFile == FILE_NONE) {
149         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
150         return;
151       }
152       initialKFile = kingFile;
153       rookFile = File(fen[i] - 'A') + FILE_A;
154       if(rookFile < initialKFile) {
155         allow_ooo(WHITE);
156         initialQRFile = rookFile;
157       }
158       else {
159         allow_oo(WHITE);
160         initialKRFile = rookFile;
161       }
162     }
163     else if(fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h') {
164       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
165       for(Square square = SQ_B8; square <= SQ_G8; square++)
166         if(piece_on(square) == BK)
167           kingFile = square_file(square);
168       if(kingFile == FILE_NONE) {
169         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
170         return;
171       }
172       initialKFile = kingFile;
173       rookFile = File(fen[i] - 'a') + FILE_A;
174       if(rookFile < initialKFile) {
175         allow_ooo(BLACK);
176         initialQRFile = rookFile;
177       }
178       else {
179         allow_oo(BLACK);
180         initialKRFile = rookFile;
181       }
182     }
183     else {
184       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
185       return;
186     }
187     i++;
188   }
189
190   // Skip blanks
191   while (fen[i] == ' ')
192       i++;
193
194   // En passant square
195   if (    i <= fen.length() - 2
196       && (fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h')
197       && (fen[i+1] == '3' || fen[i+1] == '6'))
198       st->epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
199
200   // Various initialisation
201   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
202       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
203
204   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO|WHITE_OOO);
205   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO|BLACK_OOO);
206   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
207   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
208   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
209   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
210
211   find_checkers();
212
213   st->key = compute_key();
214   st->pawnKey = compute_pawn_key();
215   st->materialKey = compute_material_key();
216   st->mgValue = compute_value<MidGame>();
217   st->egValue = compute_value<EndGame>();
218   st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
219   st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
220 }
221
222
223 /// Position::to_fen() converts the position object to a FEN string. This is
224 /// probably only useful for debugging.
225
226 const string Position::to_fen() const {
227
228   static const string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
229   string fen;
230   int skip;
231
232   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
233   {
234       skip = 0;
235       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
236       {
237           Square sq = make_square(file, rank);
238           if (!square_is_occupied(sq))
239           {   skip++;
240               continue;
241           }
242           if (skip > 0)
243           {
244               fen += (char)skip + '0';
245               skip = 0;
246           }
247           fen += pieceLetters[piece_on(sq)];
248       }
249       if (skip > 0)
250           fen += (char)skip + '0';
251
252       fen += (rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
253   }
254   fen += (sideToMove == WHITE ? "w " : "b ");
255   if (st->castleRights != NO_CASTLES)
256   {
257     if (can_castle_kingside(WHITE))  fen += 'K';
258     if (can_castle_queenside(WHITE)) fen += 'Q';
259     if (can_castle_kingside(BLACK))  fen += 'k';
260     if (can_castle_queenside(BLACK)) fen += 'q';
261   } else
262       fen += '-';
263
264   fen += ' ';
265   if (ep_square() != SQ_NONE)
266       fen += square_to_string(ep_square());
267   else
268       fen += '-';
269
270   return fen;
271 }
272
273
274 /// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
275 /// the standard output. If a move is given then also the san is print.
276
277 void Position::print(Move m) const {
278
279   static const string pieceLetters = " PNBRQK  PNBRQK .";
280
281   // Check for reentrancy, as example when called from inside
282   // MovePicker that is used also here in move_to_san()
283   if (RequestPending)
284       return;
285
286   RequestPending = true;
287
288   std::cout << std::endl;
289   if (m != MOVE_NONE)
290   {
291       string col = (color_of_piece_on(move_from(m)) == BLACK ? ".." : "");
292       std::cout << "Move is: " << col << move_to_san(*this, m) << std::endl;
293   }
294   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
295   {
296       std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
297       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
298       {
299           Square sq = make_square(file, rank);
300           Piece piece = piece_on(sq);
301           if (piece == EMPTY && square_color(sq) == WHITE)
302               piece = NO_PIECE;
303
304           char col = (color_of_piece_on(sq) == BLACK ? '=' : ' ');
305           std::cout << '|' << col << pieceLetters[piece] << col;
306       }
307       std::cout << '|' << std::endl;
308   }
309   std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl
310             << "Fen is: " << to_fen() << std::endl
311             << "Key is: " << st->key << std::endl;
312
313   RequestPending = false;
314 }
315
316
317 /// Position::copy() creates a copy of the input position.
318
319 void Position::copy(const Position& pos) {
320
321   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
322   saveState(); // detach and copy state info
323 }
324
325
326 /// Position:hidden_checkers<>() returns a bitboard of all pinned (against the
327 /// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
328 /// template parameter FindPinned is false, the pieces of the given color
329 /// candidate for a discovery check against the enemy king.
330 /// Note that checkersBB bitboard must be already updated.
331
332 template<bool FindPinned>
333 Bitboard Position::hidden_checkers(Color c) const {
334
335   Bitboard pinners, result = EmptyBoardBB;
336
337   // Pinned pieces protect our king, dicovery checks attack
338   // the enemy king.
339   Square ksq = king_square(FindPinned ? c : opposite_color(c));
340
341   // Pinners are sliders, not checkers, that give check when
342   // candidate pinned is removed.
343   pinners =  (pieces(ROOK, QUEEN, FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq])
344            | (pieces(BISHOP, QUEEN, FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq]);
345
346   if (FindPinned && pinners)
347       pinners &= ~st->checkersBB;
348
349   while (pinners)
350   {
351       Square s = pop_1st_bit(&pinners);
352       Bitboard b = squares_between(s, ksq) & occupied_squares();
353
354       assert(b);
355
356       if (  !(b & (b - 1)) // Only one bit set?
357           && (b & pieces_of_color(c))) // Is an our piece?
358           result |= b;
359   }
360   return result;
361 }
362
363
364 /// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
365 /// king) pieces for the given color.
366
367 Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
368
369   return hidden_checkers<true>(c);
370 }
371
372
373 /// Position:discovered_check_candidates() returns a bitboard containing all
374 /// pieces for the given side which are candidates for giving a discovered
375 /// check.
376
377 Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
378
379   return hidden_checkers<false>(c);
380 }
381
382 /// Position::attackers_to() computes a bitboard containing all pieces which
383 /// attacks a given square.
384
385 Bitboard Position::attackers_to(Square s) const {
386
387   return  (attacks_from<PAWN>(s, BLACK) & pieces(PAWN, WHITE))
388         | (attacks_from<PAWN>(s, WHITE) & pieces(PAWN, BLACK))
389         | (attacks_from<KNIGHT>(s)      & pieces(KNIGHT))
390         | (attacks_from<ROOK>(s)        & pieces(ROOK, QUEEN))
391         | (attacks_from<BISHOP>(s)      & pieces(BISHOP, QUEEN))
392         | (attacks_from<KING>(s)        & pieces(KING));
393 }
394
395 /// Position::attacks_from() computes a bitboard of all attacks
396 /// of a given piece put in a given square.
397
398 Bitboard Position::attacks_from(Piece p, Square s) const {
399
400   assert(square_is_ok(s));
401
402   switch (p)
403   {
404   case WP:          return attacks_from<PAWN>(s, WHITE);
405   case BP:          return attacks_from<PAWN>(s, BLACK);
406   case WN: case BN: return attacks_from<KNIGHT>(s);
407   case WB: case BB: return attacks_from<BISHOP>(s);
408   case WR: case BR: return attacks_from<ROOK>(s);
409   case WQ: case BQ: return attacks_from<QUEEN>(s);
410   case WK: case BK: return attacks_from<KING>(s);
411   default: break;
412   }
413   return false;
414 }
415
416
417 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
418 /// position attacks a given square.
419
420 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
421
422   assert(move_is_ok(m));
423   assert(square_is_ok(s));
424
425   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
426
427   assert(square_is_occupied(f));
428
429   if (bit_is_set(attacks_from(piece_on(f), t), s))
430       return true;
431
432   // Move the piece and scan for X-ray attacks behind it
433   Bitboard occ = occupied_squares();
434   Color us = color_of_piece_on(f);
435   clear_bit(&occ, f);
436   set_bit(&occ, t);
437   Bitboard xray = ( (rook_attacks_bb(s, occ) &  pieces(ROOK, QUEEN))
438                    |(bishop_attacks_bb(s, occ) & pieces(BISHOP, QUEEN))) & pieces_of_color(us);
439
440   // If we have attacks we need to verify that are caused by our move
441   // and are not already existent ones.
442   return xray && (xray ^ (xray & attacks_from<QUEEN>(s)));
443 }
444
445
446 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
447 /// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2). It
448 /// currently works by calling Position::attackers_to, which is probably
449 /// inefficient. Consider rewriting this function to use the last move
450 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
451
452 void Position::find_checkers() {
453
454   Color us = side_to_move();
455   st->checkersBB = attackers_to(king_square(us)) & pieces_of_color(opposite_color(us));
456 }
457
458
459 /// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal
460
461 bool Position::pl_move_is_legal(Move m) const {
462
463   // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
464   // check evasion generator only generates true legal moves.
465   return is_check() || pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(side_to_move()));
466 }
467
468 bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
469
470   assert(is_ok());
471   assert(move_is_ok(m));
472   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
473   assert(!is_check());
474
475   // Castling moves are checked for legality during move generation.
476   if (move_is_castle(m))
477       return true;
478
479   Color us = side_to_move();
480   Square from = move_from(m);
481
482   assert(color_of_piece_on(from) == us);
483   assert(piece_on(king_square(us)) == piece_of_color_and_type(us, KING));
484
485   // En passant captures are a tricky special case.  Because they are
486   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
487   // after the move is made
488   if (move_is_ep(m))
489   {
490       Color them = opposite_color(us);
491       Square to = move_to(m);
492       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
493       Bitboard b = occupied_squares();
494       Square ksq = king_square(us);
495
496       assert(to == ep_square());
497       assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
498       assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
499       assert(piece_on(to) == EMPTY);
500
501       clear_bit(&b, from);
502       clear_bit(&b, capsq);
503       set_bit(&b, to);
504
505       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & pieces(ROOK, QUEEN, them))
506             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, them));
507   }
508
509   // If the moving piece is a king, check whether the destination
510   // square is attacked by the opponent.
511   if (type_of_piece_on(from) == KING)
512       return !(attackers_to(move_to(m)) & pieces_of_color(opposite_color(us)));
513
514   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
515   // is moving along the ray towards or away from the king.
516   return (   !pinned
517           || !bit_is_set(pinned, from)
518           || (direction_between_squares(from, king_square(us)) == direction_between_squares(move_to(m), king_square(us))));
519 }
520
521
522 /// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
523
524 bool Position::move_is_check(Move m) const {
525
526   Bitboard dc = discovered_check_candidates(side_to_move());
527   return move_is_check(m, dc);
528 }
529
530 bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
531
532   assert(is_ok());
533   assert(move_is_ok(m));
534   assert(dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
535
536   Color us = side_to_move();
537   Color them = opposite_color(us);
538   Square from = move_from(m);
539   Square to = move_to(m);
540   Square ksq = king_square(them);
541
542   assert(color_of_piece_on(from) == us);
543   assert(piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(them, KING));
544
545   // Proceed according to the type of the moving piece
546   switch (type_of_piece_on(from))
547   {
548   case PAWN:
549
550       if (bit_is_set(attacks_from<PAWN>(ksq, them), to)) // Normal check?
551           return true;
552
553       if (   dcCandidates // Discovered check?
554           && bit_is_set(dcCandidates, from)
555           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
556           return true;
557
558       if (move_is_promotion(m)) // Promotion with check?
559       {
560           Bitboard b = occupied_squares();
561           clear_bit(&b, from);
562
563           switch (move_promotion_piece(m))
564           {
565           case KNIGHT:
566               return bit_is_set(attacks_from<KNIGHT>(to), ksq);
567           case BISHOP:
568               return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ksq);
569           case ROOK:
570               return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ksq);
571           case QUEEN:
572               return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ksq);
573           default:
574               assert(false);
575           }
576       }
577       // En passant capture with check?  We have already handled the case
578       // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
579       // need to handle is the unusual case of a discovered check through the
580       // captured pawn.
581       else if (move_is_ep(m))
582       {
583           Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
584           Bitboard b = occupied_squares();
585           clear_bit(&b, from);
586           clear_bit(&b, capsq);
587           set_bit(&b, to);
588           return  (rook_attacks_bb(ksq, b) & pieces(ROOK, QUEEN, us))
589                 ||(bishop_attacks_bb(ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, us));
590       }
591       return false;
592
593   // Test discovered check and normal check according to piece type
594   case KNIGHT:
595     return   (dcCandidates && bit_is_set(dcCandidates, from))
596           || bit_is_set(attacks_from<KNIGHT>(ksq), to);
597
598   case BISHOP:
599     return   (dcCandidates && bit_is_set(dcCandidates, from))
600           || (direction_is_diagonal(ksq, to) && bit_is_set(attacks_from<BISHOP>(ksq), to));
601
602   case ROOK:
603     return   (dcCandidates && bit_is_set(dcCandidates, from))
604           || (direction_is_straight(ksq, to) && bit_is_set(attacks_from<ROOK>(ksq), to));
605
606   case QUEEN:
607       // Discovered checks are impossible!
608       assert(!bit_is_set(dcCandidates, from));
609       return (   (direction_is_straight(ksq, to) && bit_is_set(attacks_from<ROOK>(ksq), to))
610               || (direction_is_diagonal(ksq, to) && bit_is_set(attacks_from<BISHOP>(ksq), to)));
611
612   case KING:
613       // Discovered check?
614       if (   bit_is_set(dcCandidates, from)
615           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
616           return true;
617
618       // Castling with check?
619       if (move_is_castle(m))
620       {
621           Square kfrom, kto, rfrom, rto;
622           Bitboard b = occupied_squares();
623           kfrom = from;
624           rfrom = to;
625
626           if (rfrom > kfrom)
627           {
628               kto = relative_square(us, SQ_G1);
629               rto = relative_square(us, SQ_F1);
630           } else {
631               kto = relative_square(us, SQ_C1);
632               rto = relative_square(us, SQ_D1);
633           }
634           clear_bit(&b, kfrom);
635           clear_bit(&b, rfrom);
636           set_bit(&b, rto);
637           set_bit(&b, kto);
638           return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ksq);
639       }
640       return false;
641
642   default: // NO_PIECE_TYPE
643       break;
644   }
645   assert(false);
646   return false;
647 }
648
649
650 /// Position::update_checkers() udpates chekers info given the move. It is called
651 /// in do_move() and is faster then find_checkers().
652
653 template<PieceType Piece>
654 inline void Position::update_checkers(Bitboard* pCheckersBB, Square ksq, Square from,
655                                       Square to, Bitboard dcCandidates) {
656
657   const bool Bishop = (Piece == QUEEN || Piece == BISHOP);
658   const bool Rook   = (Piece == QUEEN || Piece == ROOK);
659   const bool Slider = Bishop || Rook;
660
661   // Direct checks
662   if (  (   (Bishop && bit_is_set(BishopPseudoAttacks[ksq], to))
663          || (Rook   && bit_is_set(RookPseudoAttacks[ksq], to)))
664       && bit_is_set(attacks_from<Piece>(ksq), to)) // slow, try to early skip
665       set_bit(pCheckersBB, to);
666
667   else if (   Piece != KING
668            && !Slider
669            && bit_is_set(Piece == PAWN ? attacks_from<PAWN>(ksq, opposite_color(sideToMove))
670                                        : attacks_from<Piece>(ksq), to))
671       set_bit(pCheckersBB, to);
672
673   // Discovery checks
674   if (Piece != QUEEN && bit_is_set(dcCandidates, from))
675   {
676       if (Piece != ROOK)
677           (*pCheckersBB) |= (attacks_from<ROOK>(ksq) & pieces(ROOK, QUEEN, side_to_move()));
678
679       if (Piece != BISHOP)
680           (*pCheckersBB) |= (attacks_from<BISHOP>(ksq) & pieces(BISHOP, QUEEN, side_to_move()));
681   }
682 }
683
684
685 /// Position::do_move() makes a move, and saves all information necessary
686 /// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal.
687 /// Pseudo-legal moves should be filtered out before this function is called.
688
689 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
690
691   do_move(m, newSt, discovered_check_candidates(side_to_move()));
692 }
693
694 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, Bitboard dcCandidates) {
695
696   assert(is_ok());
697   assert(move_is_ok(m));
698
699   Bitboard key = st->key;
700
701   // Copy some fields of old state to our new StateInfo object except the
702   // ones which are recalculated from scratch anyway, then switch our state
703   // pointer to point to the new, ready to be updated, state.
704   struct ReducedStateInfo {
705     Key key, pawnKey, materialKey;
706     int castleRights, rule50, pliesFromNull;
707     Square epSquare;
708     Value mgValue, egValue;
709     Value npMaterial[2];
710   };
711
712   memcpy(&newSt, st, sizeof(ReducedStateInfo));
713   newSt.previous = st;
714   st = &newSt;
715
716   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
717   // detect repetition draws.
718   history[gamePly] = key;
719   gamePly++;
720
721   // Update side to move
722   key ^= zobSideToMove;
723
724   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
725   // case of non-reversible moves is taken care of later.
726   st->rule50++;
727   st->pliesFromNull++;
728
729   if (move_is_castle(m))
730   {
731       st->key = key;
732       do_castle_move(m);
733       return;
734   }
735
736   Color us = side_to_move();
737   Color them = opposite_color(us);
738   Square from = move_from(m);
739   Square to = move_to(m);
740   bool ep = move_is_ep(m);
741   bool pm = move_is_promotion(m);
742
743   Piece piece = piece_on(from);
744   PieceType pt = type_of_piece(piece);
745
746   assert(color_of_piece_on(from) == us);
747   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
748   assert(!(ep || pm) || piece == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
749   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
750
751   st->capture = ep ? PAWN : type_of_piece_on(to);
752
753   if (st->capture)
754       do_capture_move(key, st->capture, them, to, ep);
755
756   // Update hash key
757   key ^= zobrist[us][pt][from] ^ zobrist[us][pt][to];
758
759   // Reset en passant square
760   if (st->epSquare != SQ_NONE)
761   {
762       key ^= zobEp[st->epSquare];
763       st->epSquare = SQ_NONE;
764   }
765
766   // Update castle rights, try to shortcut a common case
767   int cm = castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to];
768   if (cm != ALL_CASTLES && ((cm & st->castleRights) != st->castleRights))
769   {
770       key ^= zobCastle[st->castleRights];
771       st->castleRights &= castleRightsMask[from];
772       st->castleRights &= castleRightsMask[to];
773       key ^= zobCastle[st->castleRights];
774   }
775
776   // Prefetch TT access as soon as we know key is updated
777   TT.prefetch(key);
778
779   // Move the piece
780   Bitboard move_bb = make_move_bb(from, to);
781   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
782   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
783   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
784
785   board[to] = board[from];
786   board[from] = EMPTY;
787
788   // Update piece lists, note that index[from] is not updated and
789   // becomes stale. This works as long as index[] is accessed just
790   // by known occupied squares.
791   index[to] = index[from];
792   pieceList[us][pt][index[to]] = to;
793
794   // If the moving piece was a pawn do some special extra work
795   if (pt == PAWN)
796   {
797       // Reset rule 50 draw counter
798       st->rule50 = 0;
799
800       // Update pawn hash key
801       st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
802
803       // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
804       if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
805       {
806           if (attacks_from<PAWN>(from + (us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S), us) & pieces(PAWN, them))
807           {
808               st->epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
809               key ^= zobEp[st->epSquare];
810           }
811       }
812   }
813
814   // Update incremental scores
815   st->mgValue += pst_delta<MidGame>(piece, from, to);
816   st->egValue += pst_delta<EndGame>(piece, from, to);
817
818   if (pm) // promotion ?
819   {
820       PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
821
822       assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
823
824       // Insert promoted piece instead of pawn
825       clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
826       set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
827       board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
828
829       // Update material key
830       st->materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
831       st->materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
832
833       // Update piece counts
834       pieceCount[us][PAWN]--;
835       pieceCount[us][promotion]++;
836
837       // Update piece lists, move the last pawn at index[to] position
838       // and shrink the list. Add a new promotion piece to the list.
839       Square lastPawnSquare = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
840       index[lastPawnSquare] = index[to];
841       pieceList[us][PAWN][index[lastPawnSquare]] = lastPawnSquare;
842       pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = SQ_NONE;
843       index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
844       pieceList[us][promotion][index[to]] = to;
845
846       // Partially revert hash keys update
847       key ^= zobrist[us][PAWN][to] ^ zobrist[us][promotion][to];
848       st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][to];
849
850       // Partially revert and update incremental scores
851       st->mgValue -= pst<MidGame>(us, PAWN, to);
852       st->mgValue += pst<MidGame>(us, promotion, to);
853       st->egValue -= pst<EndGame>(us, PAWN, to);
854       st->egValue += pst<EndGame>(us, promotion, to);
855
856       // Update material
857       st->npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
858   }
859
860   // Update the key with the final value
861   st->key = key;
862
863   // Update checkers bitboard, piece must be already moved
864   if (ep | pm)
865       st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
866   else
867   {
868       st->checkersBB = EmptyBoardBB;
869       Square ksq = king_square(them);
870       switch (pt)
871       {
872       case PAWN:   update_checkers<PAWN>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
873       case KNIGHT: update_checkers<KNIGHT>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates); break;
874       case BISHOP: update_checkers<BISHOP>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates); break;
875       case ROOK:   update_checkers<ROOK>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
876       case QUEEN:  update_checkers<QUEEN>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);  break;
877       case KING:   update_checkers<KING>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
878       default: assert(false); break;
879       }
880   }
881
882   // Finish
883   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
884
885   st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
886   st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
887
888   assert(is_ok());
889 }
890
891
892 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
893 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
894
895 void Position::do_capture_move(Bitboard& key, PieceType capture, Color them, Square to, bool ep) {
896
897     assert(capture != KING);
898
899     Square capsq = to;
900
901     if (ep) // en passant ?
902     {
903         capsq = (them == BLACK)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
904
905         assert(to == st->epSquare);
906         assert(relative_rank(opposite_color(them), to) == RANK_6);
907         assert(piece_on(to) == EMPTY);
908         assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
909
910         board[capsq] = EMPTY;
911     }
912
913     // Remove captured piece
914     clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
915     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), capsq);
916     clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
917
918     // Update hash key
919     key ^= zobrist[them][capture][capsq];
920
921     // Update incremental scores
922     st->mgValue -= pst<MidGame>(them, capture, capsq);
923     st->egValue -= pst<EndGame>(them, capture, capsq);
924
925     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key,
926     // otherwise update non-pawn material.
927     if (capture == PAWN)
928         st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
929     else
930         st->npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
931
932     // Update material hash key
933     st->materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
934
935     // Update piece count
936     pieceCount[them][capture]--;
937
938     // Update piece list, move the last piece at index[capsq] position
939     //
940     // WARNING: This is a not perfectly revresible operation. When we
941     // will reinsert the captured piece in undo_move() we will put it
942     // at the end of the list and not in its original place, it means
943     // index[] and pieceList[] are not guaranteed to be invariant to a
944     // do_move() + undo_move() sequence.
945     Square lastPieceSquare = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
946     index[lastPieceSquare] = index[capsq];
947     pieceList[them][capture][index[lastPieceSquare]] = lastPieceSquare;
948     pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = SQ_NONE;
949
950     // Reset rule 50 counter
951     st->rule50 = 0;
952 }
953
954
955 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
956 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
957 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
958 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
959
960 void Position::do_castle_move(Move m) {
961
962   assert(move_is_ok(m));
963   assert(move_is_castle(m));
964
965   Color us = side_to_move();
966   Color them = opposite_color(us);
967
968   // Reset capture field
969   st->capture = NO_PIECE_TYPE;
970
971   // Find source squares for king and rook
972   Square kfrom = move_from(m);
973   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
974   Square kto, rto;
975
976   assert(piece_on(kfrom) == piece_of_color_and_type(us, KING));
977   assert(piece_on(rfrom) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
978
979   // Find destination squares for king and rook
980   if (rfrom > kfrom) // O-O
981   {
982       kto = relative_square(us, SQ_G1);
983       rto = relative_square(us, SQ_F1);
984   } else { // O-O-O
985       kto = relative_square(us, SQ_C1);
986       rto = relative_square(us, SQ_D1);
987   }
988
989   // Remove pieces from source squares:
990   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
991   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
992   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
993   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
994   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
995   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
996
997   // Put pieces on destination squares:
998   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
999   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1000   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1001   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1002   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1003   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1004   
1005   // Update board array
1006   Piece king = piece_of_color_and_type(us, KING);
1007   Piece rook = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
1008   board[kfrom] = board[rfrom] = EMPTY;
1009   board[kto] = king;
1010   board[rto] = rook;
1011
1012   // Update piece lists
1013   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
1014   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
1015   int tmp = index[rfrom]; // In Chess960 could be rto == kfrom
1016   index[kto] = index[kfrom];
1017   index[rto] = tmp;
1018
1019   // Update incremental scores
1020   st->mgValue += pst_delta<MidGame>(king, kfrom, kto);
1021   st->egValue += pst_delta<EndGame>(king, kfrom, kto);
1022   st->mgValue += pst_delta<MidGame>(rook, rfrom, rto);
1023   st->egValue += pst_delta<EndGame>(rook, rfrom, rto);
1024
1025   // Update hash key
1026   st->key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
1027   st->key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
1028
1029   // Clear en passant square
1030   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1031   {
1032       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1033       st->epSquare = SQ_NONE;
1034   }
1035
1036   // Update castling rights
1037   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1038   st->castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
1039   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1040
1041   // Reset rule 50 counter
1042   st->rule50 = 0;
1043
1044   // Update checkers BB
1045   st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
1046
1047   // Finish
1048   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1049
1050   st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1051   st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1052
1053   assert(is_ok());
1054 }
1055
1056
1057 /// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
1058 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.
1059
1060 void Position::undo_move(Move m) {
1061
1062   assert(is_ok());
1063   assert(move_is_ok(m));
1064
1065   gamePly--;
1066   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1067
1068   if (move_is_castle(m))
1069   {
1070       undo_castle_move(m);
1071       return;
1072   }
1073
1074   Color us = side_to_move();
1075   Color them = opposite_color(us);
1076   Square from = move_from(m);
1077   Square to = move_to(m);
1078   bool ep = move_is_ep(m);
1079   bool pm = move_is_promotion(m);
1080
1081   PieceType pt = type_of_piece_on(to);
1082
1083   assert(square_is_empty(from));
1084   assert(color_of_piece_on(to) == us);
1085   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
1086   assert(!ep || to == st->previous->epSquare);
1087   assert(!ep || relative_rank(us, to) == RANK_6);
1088   assert(!ep || piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
1089
1090   if (pm) // promotion ?
1091   {
1092       PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
1093       pt = PAWN;
1094
1095       assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1096       assert(piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, promotion));
1097
1098       // Replace promoted piece with a pawn
1099       clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1100       set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1101
1102       // Update piece counts
1103       pieceCount[us][promotion]--;
1104       pieceCount[us][PAWN]++;
1105
1106       // Update piece list replacing promotion piece with a pawn
1107       Square lastPromotionSquare = pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]];
1108       index[lastPromotionSquare] = index[to];
1109       pieceList[us][promotion][index[lastPromotionSquare]] = lastPromotionSquare;
1110       pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]] = SQ_NONE;
1111       index[to] = pieceCount[us][PAWN] - 1;
1112       pieceList[us][PAWN][index[to]] = to;
1113   }
1114
1115
1116   // Put the piece back at the source square
1117   Bitboard move_bb = make_move_bb(to, from);
1118   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
1119   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
1120   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1121
1122   board[from] = piece_of_color_and_type(us, pt);
1123   board[to] = EMPTY;
1124
1125   // Update piece list
1126   index[from] = index[to];
1127   pieceList[us][pt][index[from]] = from;
1128
1129   if (st->capture)
1130   {
1131       Square capsq = to;
1132
1133       if (ep)
1134           capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1135
1136       assert(st->capture != KING);
1137       assert(!ep || square_is_empty(capsq));
1138
1139       // Restore the captured piece
1140       set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1141       set_bit(&(byTypeBB[st->capture]), capsq);
1142       set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1143
1144       board[capsq] = piece_of_color_and_type(them, st->capture);
1145
1146       // Update piece count
1147       pieceCount[them][st->capture]++;
1148
1149       // Update piece list, add a new captured piece in capsq square
1150       index[capsq] = pieceCount[them][st->capture] - 1;
1151       pieceList[them][st->capture][index[capsq]] = capsq;
1152   }
1153
1154   // Finally point our state pointer back to the previous state
1155   st = st->previous;
1156
1157   assert(is_ok());
1158 }
1159
1160
1161 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1162 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1163 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1164 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1165
1166 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1167
1168   assert(move_is_ok(m));
1169   assert(move_is_castle(m));
1170
1171   // When we have arrived here, some work has already been done by
1172   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1173   // so the code below is correct.
1174   Color us = side_to_move();
1175
1176   // Find source squares for king and rook
1177   Square kfrom = move_from(m);
1178   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1179   Square kto, rto;
1180
1181   // Find destination squares for king and rook
1182   if (rfrom > kfrom) // O-O
1183   {
1184       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1185       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1186   } else { // O-O-O
1187       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1188       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1189   }
1190
1191   assert(piece_on(kto) == piece_of_color_and_type(us, KING));
1192   assert(piece_on(rto) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
1193   
1194   // Remove pieces from destination squares:
1195   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1196   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1197   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1198   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1199   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1200   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1201  
1202   // Put pieces on source squares:
1203   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1204   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1205   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1206   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1207   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1208   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1209
1210   // Update board
1211   board[rto] = board[kto] = EMPTY;
1212   board[rfrom] = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
1213   board[kfrom] = piece_of_color_and_type(us, KING);
1214
1215   // Update piece lists
1216   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1217   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1218   int tmp = index[rto];  // In Chess960 could be rto == kfrom
1219   index[kfrom] = index[kto];
1220   index[rfrom] = tmp;
1221
1222   // Finally point our state pointer back to the previous state
1223   st = st->previous;
1224
1225   assert(is_ok());
1226 }
1227
1228
1229 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1230 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1231
1232 void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
1233
1234   assert(is_ok());
1235   assert(!is_check());
1236
1237   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1238   // StateInfo object.
1239   // Note that differently from normal case here backupSt is actually used as
1240   // a backup storage not as a new state to be used.
1241   backupSt.key      = st->key;
1242   backupSt.epSquare = st->epSquare;
1243   backupSt.mgValue  = st->mgValue;
1244   backupSt.egValue  = st->egValue;
1245   backupSt.previous = st->previous;
1246   backupSt.pliesFromNull = st->pliesFromNull;
1247   st->previous = &backupSt;
1248
1249   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1250   // detect repetition draws.
1251   history[gamePly] = st->key;
1252
1253   // Update the necessary information
1254   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1255       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1256
1257   st->key ^= zobSideToMove;
1258   TT.prefetch(st->key);
1259
1260   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1261   st->epSquare = SQ_NONE;
1262   st->rule50++;
1263   st->pliesFromNull = 0;
1264   gamePly++;
1265
1266   st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1267   st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1268 }
1269
1270
1271 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1272
1273 void Position::undo_null_move() {
1274
1275   assert(is_ok());
1276   assert(!is_check());
1277
1278   // Restore information from the our backup StateInfo object
1279   StateInfo* backupSt = st->previous;
1280   st->key      = backupSt->key;
1281   st->epSquare = backupSt->epSquare;
1282   st->mgValue  = backupSt->mgValue;
1283   st->egValue  = backupSt->egValue;
1284   st->previous = backupSt->previous;
1285   st->pliesFromNull = backupSt->pliesFromNull;
1286
1287   // Update the necessary information
1288   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1289   st->rule50--;
1290   gamePly--;
1291 }
1292
1293
1294 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
1295 /// material gain or loss resulting from a move. There are three versions of
1296 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1297 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
1298 /// not yet understand promotions captures.
1299
1300 int Position::see(Square to) const {
1301
1302   assert(square_is_ok(to));
1303   return see(SQ_NONE, to, false);
1304 }
1305
1306 int Position::see(Move m) const {
1307
1308   assert(move_is_ok(m));
1309   return see(move_from(m), move_to(m), false);
1310 }
1311
1312 int Position::see_sign(Move m) const {
1313
1314   assert(move_is_ok(m));
1315
1316   Square from = move_from(m);
1317   Square to = move_to(m);
1318
1319   // Early return if SEE cannot be negative because capturing piece value
1320   // is not bigger then captured one.
1321   if (   midgame_value_of_piece_on(from) <= midgame_value_of_piece_on(to)
1322       && type_of_piece_on(from) != KING)
1323          return 1;
1324
1325   return see(from, to, true);
1326 }
1327
1328 int Position::see(Square from, Square to, bool shortcut) const {
1329
1330   // Material values
1331   static const int seeValues[18] = {
1332     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1333        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1334     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1335        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1336     0, 0
1337   };
1338
1339   Bitboard attackers, stmAttackers, b;
1340   int pieceDiff = 0;
1341
1342   assert(!shortcut || from != SQ_NONE);
1343   assert(square_is_ok(from) || from == SQ_NONE);
1344   assert(square_is_ok(to));
1345
1346   // Initialize colors
1347   Color us = (from != SQ_NONE ? color_of_piece_on(from) : opposite_color(color_of_piece_on(to)));
1348   Color them = opposite_color(us);
1349
1350   // Initialize pieces
1351   Piece piece = piece_on(from);
1352   Piece capture = piece_on(to);
1353   Bitboard occ = occupied_squares();
1354
1355   // King cannot be recaptured
1356   if (type_of_piece(piece) == KING)
1357       return seeValues[capture];
1358
1359   // If captured piece is defended by enemy pawns or knights then SEE is negative
1360   // when captured piece value does not compensate the lost of capturing one.
1361   if (shortcut)
1362   {
1363       pieceDiff = seeValues[piece] - seeValues[capture];
1364
1365       if (   pieceDiff > seeValues[PAWN]
1366           &&(attacks_from<PAWN>(to, us) & pieces(PAWN, them)))
1367           return -(pieceDiff - seeValues[PAWN] / 2);
1368
1369       if (   pieceDiff > seeValues[KNIGHT]
1370           && pieces(KNIGHT, them)
1371           &&(pieces(KNIGHT, them) & attacks_from<KNIGHT>(to)))
1372           return -(pieceDiff - seeValues[KNIGHT] / 2);
1373   }
1374
1375   // Handle en passant moves
1376   if (st->epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
1377   {
1378       assert(capture == EMPTY);
1379
1380       Square capQq = (side_to_move() == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1381       capture = piece_on(capQq);
1382       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
1383
1384       // Remove the captured pawn
1385       clear_bit(&occ, capQq);
1386   }
1387
1388   while (true)
1389   {
1390       // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1391       // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1392       clear_bit(&occ, from);
1393       attackers =  (rook_attacks_bb(to, occ)      & pieces(ROOK, QUEEN))
1394                  | (bishop_attacks_bb(to, occ)    & pieces(BISHOP, QUEEN))
1395                  | (attacks_from<KNIGHT>(to)      & pieces(KNIGHT))
1396                  | (attacks_from<KING>(to)        & pieces(KING))
1397                  | (attacks_from<PAWN>(to, WHITE) & pieces(PAWN, BLACK))
1398                  | (attacks_from<PAWN>(to, BLACK) & pieces(PAWN, WHITE));
1399
1400       if (from != SQ_NONE)
1401           break;
1402
1403       // If we don't have any attacker we are finished
1404       if ((attackers & pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
1405           return 0;
1406
1407       // Locate the least valuable attacker to the destination square
1408       // and use it to initialize from square.
1409       stmAttackers = attackers & pieces_of_color(us);
1410       PieceType pt;
1411       for (pt = PAWN; !(stmAttackers & pieces(pt)); pt++)
1412           assert(pt < KING);
1413
1414       from = first_1(stmAttackers & pieces(pt));
1415       piece = piece_on(from);
1416   }
1417
1418   // If the opponent has no attackers we are finished
1419   stmAttackers = attackers & pieces_of_color(them);
1420   if (!stmAttackers)
1421       return seeValues[capture];
1422
1423   attackers &= occ; // Remove the moving piece
1424
1425   // The destination square is defended, which makes things rather more
1426   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1427   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1428   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1429   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1430   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1431   int lastCapturingPieceValue = seeValues[piece];
1432   int swapList[32], n = 1;
1433   Color c = them;
1434   PieceType pt;
1435
1436   swapList[0] = seeValues[capture];
1437
1438   do {
1439       // Locate the least valuable attacker for the side to move. The loop
1440       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1441       // that the side to move still has at least one attacker left.
1442       for (pt = PAWN; !(stmAttackers & pieces(pt)); pt++)
1443           assert(pt < KING);
1444
1445       // If captured piece is defended by an enemy piece then SEE is negative
1446       // if captured piece value does not compensate the lost of capturing one.
1447       if (pieceDiff > seeValues[pt])
1448       {
1449           assert(shortcut);
1450           return -(pieceDiff - seeValues[pt] / 2);
1451       } else
1452           pieceDiff = 0; // Only first cycle
1453
1454       // Remove the attacker we just found from the 'attackers' bitboard,
1455       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1456       b = stmAttackers & pieces(pt);
1457       occ ^= (b & (~b + 1));
1458       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occ) &  pieces(ROOK, QUEEN))
1459                   | (bishop_attacks_bb(to, occ) & pieces(BISHOP, QUEEN));
1460
1461       attackers &= occ;
1462
1463       // Add the new entry to the swap list
1464       assert(n < 32);
1465       swapList[n] = -swapList[n - 1] + lastCapturingPieceValue;
1466       n++;
1467
1468       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to move
1469       // before beginning the next iteration
1470       lastCapturingPieceValue = seeValues[pt];
1471       c = opposite_color(c);
1472       stmAttackers = attackers & pieces_of_color(c);
1473
1474       // Stop after a king capture
1475       if (pt == KING && stmAttackers)
1476       {
1477           assert(n < 32);
1478           swapList[n++] = QueenValueMidgame*10;
1479           break;
1480       }
1481   } while (stmAttackers);
1482
1483   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1484   // achievable score from the point of view of the side to move
1485   while (--n)
1486       swapList[n-1] = Min(-swapList[n], swapList[n-1]);
1487
1488   return swapList[0];
1489 }
1490
1491
1492 /// Position::saveState() copies the content of the current state
1493 /// inside startState and makes st point to it. This is needed
1494 /// when the st pointee could become stale, as example because
1495 /// the caller is about to going out of scope.
1496
1497 void Position::saveState() {
1498
1499   startState = *st;
1500   st = &startState;
1501   st->previous = NULL; // as a safe guard
1502 }
1503
1504
1505 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1506 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1507
1508 void Position::clear() {
1509
1510   st = &startState;
1511   memset(st, 0, sizeof(StateInfo));
1512   st->epSquare = SQ_NONE;
1513
1514   memset(byColorBB,  0, sizeof(Bitboard) * 2);
1515   memset(byTypeBB,   0, sizeof(Bitboard) * 8);
1516   memset(pieceCount, 0, sizeof(int) * 2 * 8);
1517   memset(index,      0, sizeof(int) * 64);
1518
1519   for (int i = 0; i < 64; i++)
1520       board[i] = EMPTY;
1521
1522   for (int i = 0; i < 8; i++)
1523       for (int j = 0; j < 16; j++)
1524           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1525
1526   sideToMove = WHITE;
1527   gamePly = 0;
1528   initialKFile = FILE_E;
1529   initialKRFile = FILE_H;
1530   initialQRFile = FILE_A;
1531 }
1532
1533
1534 /// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0. It is used from the
1535 /// UCI interface code, whenever a non-reversible move is made in a
1536 /// 'position fen <fen> moves m1 m2 ...' command.  This makes it possible
1537 /// for the program to handle games of arbitrary length, as long as the GUI
1538 /// handles draws by the 50 move rule correctly.
1539
1540 void Position::reset_game_ply() {
1541
1542   gamePly = 0;
1543 }
1544
1545
1546 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1547 /// updating the board array, bitboards, and piece counts.
1548
1549 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1550
1551   Color c = color_of_piece(p);
1552   PieceType pt = type_of_piece(p);
1553
1554   board[s] = p;
1555   index[s] = pieceCount[c][pt];
1556   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1557
1558   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1559   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1560   set_bit(&byTypeBB[0], s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1561
1562   pieceCount[c][pt]++;
1563 }
1564
1565
1566 /// Position::allow_oo() gives the given side the right to castle kingside.
1567 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1568
1569 void Position::allow_oo(Color c) {
1570
1571   st->castleRights |= (1 + int(c));
1572 }
1573
1574
1575 /// Position::allow_ooo() gives the given side the right to castle queenside.
1576 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1577
1578 void Position::allow_ooo(Color c) {
1579
1580   st->castleRights |= (4 + 4*int(c));
1581 }
1582
1583
1584 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1585 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1586 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1587 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1588
1589 Key Position::compute_key() const {
1590
1591   Key result = Key(0ULL);
1592
1593   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1594       if (square_is_occupied(s))
1595           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1596
1597   if (ep_square() != SQ_NONE)
1598       result ^= zobEp[ep_square()];
1599
1600   result ^= zobCastle[st->castleRights];
1601   if (side_to_move() == BLACK)
1602       result ^= zobSideToMove;
1603
1604   return result;
1605 }
1606
1607
1608 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
1609 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1610 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1611 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1612 /// debug mode.
1613
1614 Key Position::compute_pawn_key() const {
1615
1616   Key result = Key(0ULL);
1617   Bitboard b;
1618   Square s;
1619
1620   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1621   {
1622       b = pieces(PAWN, c);
1623       while(b)
1624       {
1625           s = pop_1st_bit(&b);
1626           result ^= zobrist[c][PAWN][s];
1627       }
1628   }
1629   return result;
1630 }
1631
1632
1633 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1634 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1635 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1636 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1637 /// debug mode.
1638
1639 Key Position::compute_material_key() const {
1640
1641   Key result = Key(0ULL);
1642   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1643       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1644       {
1645           int count = piece_count(c, pt);
1646           for (int i = 0; i <= count; i++)
1647               result ^= zobMaterial[c][pt][i];
1648       }
1649   return result;
1650 }
1651
1652
1653 /// Position::compute_value() compute the incremental scores for the middle
1654 /// game and the endgame. These functions are used to initialize the incremental
1655 /// scores when a new position is set up, and to verify that the scores are correctly
1656 /// updated by do_move and undo_move when the program is running in debug mode.
1657 template<Position::GamePhase Phase>
1658 Value Position::compute_value() const {
1659
1660   Value result = Value(0);
1661   Bitboard b;
1662   Square s;
1663
1664   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1665       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1666       {
1667           b = pieces(pt, c);
1668           while(b)
1669           {
1670               s = pop_1st_bit(&b);
1671               assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1672               result += pst<Phase>(c, pt, s);
1673           }
1674       }
1675
1676   const Value TempoValue = (Phase == MidGame ? TempoValueMidgame : TempoValueEndgame);
1677   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValue / 2 : -TempoValue / 2;
1678   return result;
1679 }
1680
1681
1682 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1683 /// game material score for the given side. Material scores are updated
1684 /// incrementally during the search, this function is only used while
1685 /// initializing a new Position object.
1686
1687 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1688
1689   Value result = Value(0);
1690
1691   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1692   {
1693       Bitboard b = pieces(pt, c);
1694       while (b)
1695       {
1696           assert(piece_on(first_1(b)) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1697           pop_1st_bit(&b);
1698           result += piece_value_midgame(pt);
1699       }
1700   }
1701   return result;
1702 }
1703
1704
1705 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1706 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
1707 /// must be done by the search.
1708
1709 bool Position::is_draw() const {
1710
1711   // Draw by material?
1712   if (   !pieces(PAWN)
1713       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1714       return true;
1715
1716   // Draw by the 50 moves rule?
1717   if (st->rule50 > 100 || (st->rule50 == 100 && !is_check()))
1718       return true;
1719
1720   // Draw by repetition?
1721   for (int i = 2; i < Min(Min(gamePly, st->rule50), st->pliesFromNull); i += 2)
1722       if (history[gamePly - i] == st->key)
1723           return true;
1724
1725   return false;
1726 }
1727
1728
1729 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1730 /// side to move is checkmated.
1731
1732 bool Position::is_mate() const {
1733
1734   MoveStack moves[256];
1735
1736   return is_check() && (generate_evasions(*this, moves, pinned_pieces(sideToMove)) == moves);
1737 }
1738
1739
1740 /// Position::has_mate_threat() tests whether a given color has a mate in one
1741 /// from the current position.
1742
1743 bool Position::has_mate_threat(Color c) {
1744
1745   StateInfo st1, st2;
1746   Color stm = side_to_move();
1747
1748   if (is_check())
1749       return false;
1750
1751   // If the input color is not equal to the side to move, do a null move
1752   if (c != stm)
1753       do_null_move(st1);
1754
1755   MoveStack mlist[120];
1756   bool result = false;
1757   Bitboard dc = discovered_check_candidates(sideToMove);
1758   Bitboard pinned = pinned_pieces(sideToMove);
1759
1760   // Generate pseudo-legal non-capture and capture check moves
1761   MoveStack* last = generate_non_capture_checks(*this, mlist, dc);
1762   last = generate_captures(*this, last);
1763
1764   // Loop through the moves, and see if one of them is mate
1765   for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
1766   {
1767       Move move = cur->move;
1768       if (!pl_move_is_legal(move, pinned))
1769           continue;
1770
1771       do_move(move, st2);
1772       if (is_mate())
1773           result = true;
1774
1775       undo_move(move);
1776   }
1777
1778   // Undo null move, if necessary
1779   if (c != stm)
1780       undo_null_move();
1781
1782   return result;
1783 }
1784
1785
1786 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes the
1787 /// various arrays used to compute hash keys.
1788
1789 void Position::init_zobrist() {
1790
1791   for (int i = 0; i < 2; i++)
1792       for (int j = 0; j < 8; j++)
1793           for (int k = 0; k < 64; k++)
1794               zobrist[i][j][k] = Key(genrand_int64());
1795
1796   for (int i = 0; i < 64; i++)
1797       zobEp[i] = Key(genrand_int64());
1798
1799   for (int i = 0; i < 16; i++)
1800       zobCastle[i] = genrand_int64();
1801
1802   zobSideToMove = genrand_int64();
1803
1804   for (int i = 0; i < 2; i++)
1805       for (int j = 0; j < 8; j++)
1806           for (int k = 0; k < 16; k++)
1807               zobMaterial[i][j][k] = (k > 0)? Key(genrand_int64()) : Key(0LL);
1808
1809   for (int i = 0; i < 16; i++)
1810       zobMaterial[0][KING][i] = zobMaterial[1][KING][i] = Key(0ULL);
1811 }
1812
1813
1814 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
1815 /// This is a two-step operation:  First, the white halves of the tables are
1816 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays, with a small random number
1817 /// added to each entry if the "Randomness" UCI parameter is non-zero.
1818 /// Second, the black halves of the tables are initialized by mirroring
1819 /// and changing the sign of the corresponding white scores.
1820
1821 void Position::init_piece_square_tables() {
1822
1823   int r = get_option_value_int("Randomness"), i;
1824   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1825       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
1826       {
1827           i = (r == 0)? 0 : (genrand_int32() % (r*2) - r);
1828           MgPieceSquareTable[p][s] = Value(MgPST[p][s] + i);
1829           EgPieceSquareTable[p][s] = Value(EgPST[p][s] + i);
1830       }
1831
1832   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1833       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
1834       {
1835           MgPieceSquareTable[p][s] = -MgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1836           EgPieceSquareTable[p][s] = -EgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1837       }
1838 }
1839
1840
1841 /// Position::flipped_copy() makes a copy of the input position, but with
1842 /// the white and black sides reversed. This is only useful for debugging,
1843 /// especially for finding evaluation symmetry bugs.
1844
1845 void Position::flipped_copy(const Position& pos) {
1846
1847   assert(pos.is_ok());
1848
1849   clear();
1850
1851   // Board
1852   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1853       if (!pos.square_is_empty(s))
1854           put_piece(Piece(int(pos.piece_on(s)) ^ 8), flip_square(s));
1855
1856   // Side to move
1857   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
1858
1859   // Castling rights
1860   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  allow_oo(BLACK);
1861   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) allow_ooo(BLACK);
1862   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  allow_oo(WHITE);
1863   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) allow_ooo(WHITE);
1864
1865   initialKFile  = pos.initialKFile;
1866   initialKRFile = pos.initialKRFile;
1867   initialQRFile = pos.initialQRFile;
1868
1869   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
1870       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
1871
1872   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
1873   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
1874   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
1875   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
1876   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
1877   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
1878
1879   // En passant square
1880   if (pos.st->epSquare != SQ_NONE)
1881       st->epSquare = flip_square(pos.st->epSquare);
1882
1883   // Checkers
1884   find_checkers();
1885
1886   // Hash keys
1887   st->key = compute_key();
1888   st->pawnKey = compute_pawn_key();
1889   st->materialKey = compute_material_key();
1890
1891   // Incremental scores
1892   st->mgValue = compute_value<MidGame>();
1893   st->egValue = compute_value<EndGame>();
1894
1895   // Material
1896   st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
1897   st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
1898
1899   assert(is_ok());
1900 }
1901
1902
1903 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
1904 /// This is meant to be helpful when debugging.
1905
1906 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
1907
1908   // What features of the position should be verified?
1909   static const bool debugBitboards = false;
1910   static const bool debugKingCount = false;
1911   static const bool debugKingCapture = false;
1912   static const bool debugCheckerCount = false;
1913   static const bool debugKey = false;
1914   static const bool debugMaterialKey = false;
1915   static const bool debugPawnKey = false;
1916   static const bool debugIncrementalEval = false;
1917   static const bool debugNonPawnMaterial = false;
1918   static const bool debugPieceCounts = false;
1919   static const bool debugPieceList = false;
1920
1921   if (failedStep) *failedStep = 1;
1922
1923   // Side to move OK?
1924   if (!color_is_ok(side_to_move()))
1925       return false;
1926
1927   // Are the king squares in the position correct?
1928   if (failedStep) (*failedStep)++;
1929   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
1930       return false;
1931
1932   if (failedStep) (*failedStep)++;
1933   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
1934       return false;
1935
1936   // Castle files OK?
1937   if (failedStep) (*failedStep)++;
1938   if (!file_is_ok(initialKRFile))
1939       return false;
1940
1941   if (!file_is_ok(initialQRFile))
1942       return false;
1943
1944   // Do both sides have exactly one king?
1945   if (failedStep) (*failedStep)++;
1946   if (debugKingCount)
1947   {
1948       int kingCount[2] = {0, 0};
1949       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1950           if (type_of_piece_on(s) == KING)
1951               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
1952
1953       if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
1954           return false;
1955   }
1956
1957   // Can the side to move capture the opponent's king?
1958   if (failedStep) (*failedStep)++;
1959   if (debugKingCapture)
1960   {
1961       Color us = side_to_move();
1962       Color them = opposite_color(us);
1963       Square ksq = king_square(them);
1964       if (attackers_to(ksq) & pieces_of_color(us))
1965           return false;
1966   }
1967
1968   // Is there more than 2 checkers?
1969   if (failedStep) (*failedStep)++;
1970   if (debugCheckerCount && count_1s(st->checkersBB) > 2)
1971       return false;
1972
1973   // Bitboards OK?
1974   if (failedStep) (*failedStep)++;
1975   if (debugBitboards)
1976   {
1977       // The intersection of the white and black pieces must be empty
1978       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
1979           return false;
1980
1981       // The union of the white and black pieces must be equal to all
1982       // occupied squares
1983       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
1984           return false;
1985
1986       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
1987       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
1988           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
1989               if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
1990                   return false;
1991   }
1992
1993   // En passant square OK?
1994   if (failedStep) (*failedStep)++;
1995   if (ep_square() != SQ_NONE)
1996   {
1997       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
1998       // side to move.
1999       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2000           return false;
2001   }
2002
2003   // Hash key OK?
2004   if (failedStep) (*failedStep)++;
2005   if (debugKey && st->key != compute_key())
2006       return false;
2007
2008   // Pawn hash key OK?
2009   if (failedStep) (*failedStep)++;
2010   if (debugPawnKey && st->pawnKey != compute_pawn_key())
2011       return false;
2012
2013   // Material hash key OK?
2014   if (failedStep) (*failedStep)++;
2015   if (debugMaterialKey && st->materialKey != compute_material_key())
2016       return false;
2017
2018   // Incremental eval OK?
2019   if (failedStep) (*failedStep)++;
2020   if (debugIncrementalEval)
2021   {
2022       if (st->mgValue != compute_value<MidGame>())
2023           return false;
2024
2025       if (st->egValue != compute_value<EndGame>())
2026           return false;
2027   }
2028
2029   // Non-pawn material OK?
2030   if (failedStep) (*failedStep)++;
2031   if (debugNonPawnMaterial)
2032   {
2033       if (st->npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2034           return false;
2035
2036       if (st->npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2037           return false;
2038   }
2039
2040   // Piece counts OK?
2041   if (failedStep) (*failedStep)++;
2042   if (debugPieceCounts)
2043       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2044           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2045               if (pieceCount[c][pt] != count_1s(pieces(pt, c)))
2046                   return false;
2047
2048   if (failedStep) (*failedStep)++;
2049   if (debugPieceList)
2050   {
2051       for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2052           for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2053               for(int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2054               {
2055                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != piece_of_color_and_type(c, pt))
2056                       return false;
2057
2058                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2059                       return false;
2060               }
2061   }
2062   if (failedStep) *failedStep = 0;
2063   return true;
2064 }