]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/position.cpp
Super fast hidden_checkers()
[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 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 "mersenne.h"
31 #include "movegen.h"
32 #include "movepick.h"
33 #include "position.h"
34 #include "psqtab.h"
35 #include "san.h"
36 #include "ucioption.h"
37
38
39 ////
40 //// Variables
41 ////
42
43 extern SearchStack EmptySearchStack;
44
45 int Position::castleRightsMask[64];
46
47 Key Position::zobrist[2][8][64];
48 Key Position::zobEp[64];
49 Key Position::zobCastle[16];
50 Key Position::zobMaterial[2][8][16];
51 Key Position::zobSideToMove;
52
53 Value Position::MgPieceSquareTable[16][64];
54 Value Position::EgPieceSquareTable[16][64];
55
56 static bool RequestPending = false;
57
58 ////
59 //// Functions
60 ////
61
62 /// Constructors
63
64 Position::Position(const Position& pos) {
65   copy(pos);
66 }
67
68 Position::Position(const std::string& fen) {
69   from_fen(fen);
70 }
71
72
73 /// Position::from_fen() initializes the position object with the given FEN
74 /// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
75 /// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
76
77 void Position::from_fen(const std::string& fen) {
78
79   static const std::string pieceLetters = "KQRBNPkqrbnp";
80   static const Piece pieces[] = { WK, WQ, WR, WB, WN, WP, BK, BQ, BR, BB, BN, BP };
81
82   clear();
83
84   // Board
85   Rank rank = RANK_8;
86   File file = FILE_A;
87   size_t i = 0;
88   for ( ; fen[i] != ' '; i++)
89   {
90       if (isdigit(fen[i]))
91       {
92           // Skip the given number of files
93           file += (fen[i] - '1' + 1);
94           continue;
95       }
96       else if (fen[i] == '/')
97       {
98           file = FILE_A;
99           rank--;
100           continue;
101       }
102       size_t idx = pieceLetters.find(fen[i]);
103       if (idx == std::string::npos)
104       {
105            std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
106            return;
107       }
108       Square square = make_square(file, rank);
109       put_piece(pieces[idx], square);
110       file++;
111   }
112
113   // Side to move
114   i++;
115   if (fen[i] != 'w' && fen[i] != 'b')
116   {
117       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
118       return;
119   }
120   sideToMove = (fen[i] == 'w' ? WHITE : BLACK);
121
122   // Castling rights
123   i++;
124   if (fen[i] != ' ')
125   {
126       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
127       return;
128   }
129
130   i++;
131   while(strchr("KQkqabcdefghABCDEFGH-", fen[i])) {
132     if (fen[i] == '-')
133     {
134       i++;
135       break;
136     }
137     else if(fen[i] == 'K') allow_oo(WHITE);
138     else if(fen[i] == 'Q') allow_ooo(WHITE);
139     else if(fen[i] == 'k') allow_oo(BLACK);
140     else if(fen[i] == 'q') allow_ooo(BLACK);
141     else if(fen[i] >= 'A' && fen[i] <= 'H') {
142       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
143       for(Square square = SQ_B1; square <= SQ_G1; square++)
144         if(piece_on(square) == WK)
145           kingFile = square_file(square);
146       if(kingFile == FILE_NONE) {
147         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
148         return;
149       }
150       initialKFile = kingFile;
151       rookFile = File(fen[i] - 'A') + FILE_A;
152       if(rookFile < initialKFile) {
153         allow_ooo(WHITE);
154         initialQRFile = rookFile;
155       }
156       else {
157         allow_oo(WHITE);
158         initialKRFile = rookFile;
159       }
160     }
161     else if(fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h') {
162       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
163       for(Square square = SQ_B8; square <= SQ_G8; square++)
164         if(piece_on(square) == BK)
165           kingFile = square_file(square);
166       if(kingFile == FILE_NONE) {
167         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
168         return;
169       }
170       initialKFile = kingFile;
171       rookFile = File(fen[i] - 'a') + FILE_A;
172       if(rookFile < initialKFile) {
173         allow_ooo(BLACK);
174         initialQRFile = rookFile;
175       }
176       else {
177         allow_oo(BLACK);
178         initialKRFile = rookFile;
179       }
180     }
181     else {
182       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
183       return;
184     }
185     i++;
186   }
187
188   // Skip blanks
189   while (fen[i] == ' ')
190       i++;
191
192   // En passant square
193   if (    i < fen.length() - 2
194       && (fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h')
195       && (fen[i+1] == '3' || fen[i+1] == '6'))
196       st->epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
197
198   // Various initialisation
199   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
200       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
201
202   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO|WHITE_OOO);
203   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO|BLACK_OOO);
204   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
205   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
206   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
207   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
208
209   find_checkers();
210
211   st->key = compute_key();
212   st->pawnKey = compute_pawn_key();
213   st->materialKey = compute_material_key();
214   st->mgValue = compute_value<MidGame>();
215   st->egValue = compute_value<EndGame>();
216   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
217   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
218 }
219
220
221 /// Position::to_fen() converts the position object to a FEN string. This is
222 /// probably only useful for debugging.
223
224 const std::string Position::to_fen() const {
225
226   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
227   std::string fen;
228   int skip;
229
230   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
231   {
232       skip = 0;
233       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
234       {
235           Square sq = make_square(file, rank);
236           if (!square_is_occupied(sq))
237           {   skip++;
238               continue;
239           }
240           if (skip > 0)
241           {
242               fen += (char)skip + '0';
243               skip = 0;
244           }
245           fen += pieceLetters[piece_on(sq)];
246       }
247       if (skip > 0)
248           fen += (char)skip + '0';
249
250       fen += (rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
251   }
252   fen += (sideToMove == WHITE ? "w " : "b ");
253   if (st->castleRights != NO_CASTLES)
254   {
255     if (can_castle_kingside(WHITE))  fen += 'K';
256     if (can_castle_queenside(WHITE)) fen += 'Q';
257     if (can_castle_kingside(BLACK))  fen += 'k';
258     if (can_castle_queenside(BLACK)) fen += 'q';
259   } else
260       fen += '-';
261
262   fen += ' ';
263   if (ep_square() != SQ_NONE)
264       fen += square_to_string(ep_square());
265   else
266       fen += '-';
267
268   return fen;
269 }
270
271
272 /// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
273 /// the standard output. If a move is given then also the san is print.
274
275 void Position::print(Move m) const {
276
277   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  PNBRQK .";
278
279   // Check for reentrancy, as example when called from inside
280   // MovePicker that is used also here in move_to_san()
281   if (RequestPending)
282       return;
283
284   RequestPending = true;
285
286   std::cout << std::endl;
287   if (m != MOVE_NONE)
288   {
289       std::string col = (color_of_piece_on(move_from(m)) == BLACK ? ".." : "");
290       std::cout << "Move is: " << col << move_to_san(*this, m) << std::endl;
291   }
292   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
293   {
294       std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
295       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
296       {
297           Square sq = make_square(file, rank);
298           Piece piece = piece_on(sq);
299           if (piece == EMPTY && square_color(sq) == WHITE)
300               piece = NO_PIECE;
301
302           char col = (color_of_piece_on(sq) == BLACK ? '=' : ' ');
303           std::cout << '|' << col << pieceLetters[piece] << col;
304       }
305       std::cout << '|' << std::endl;
306   }
307   std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl
308             << "Fen is: " << to_fen() << std::endl
309             << "Key is: " << st->key << std::endl;
310
311   RequestPending = false;
312 }
313
314
315 /// Position::copy() creates a copy of the input position.
316
317 void Position::copy(const Position &pos) {
318
319   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
320 }
321
322
323 /// Position:hidden_checkers<>() returns a bitboard of all pinned (against the
324 /// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
325 /// template parameter FindPinned is false, the pieces of the given color
326 /// candidate for a discovery check against the enemy king.
327 /// Note that checkersBB bitboard must be already updated.
328
329 template<bool FindPinned>
330 Bitboard Position::hidden_checkers(Color c) const {
331
332   Bitboard pinners, result = EmptyBoardBB;
333
334   // Pinned pieces protect our king, dicovery checks attack
335   // the enemy king.
336   Square ksq = king_square(FindPinned ? c : opposite_color(c));
337
338   // Pinners are sliders, not checkers, that give check when
339   // candidate pinned is removed.
340   pinners =  (rooks_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq])
341            | (bishops_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq]);
342
343   if (FindPinned && pinners)
344       pinners &= ~st->checkersBB;
345
346   while (pinners)
347   {
348       Square s = pop_1st_bit(&pinners);
349       Bitboard b = squares_between(s, ksq) & occupied_squares();
350
351       assert(b);
352
353       if (  !(b & (b - 1)) // Only one bit set?
354           && (b & pieces_of_color(c))) // Is an our piece?
355           result |= b;
356   }
357   return result;
358 }
359
360
361 /// Position::attacks_to() computes a bitboard containing all pieces which
362 /// attacks a given square. There are two versions of this function: One
363 /// which finds attackers of both colors, and one which only finds the
364 /// attackers for one side.
365
366 Bitboard Position::attacks_to(Square s) const {
367
368   return  (pawn_attacks(BLACK, s)   & pawns(WHITE))
369         | (pawn_attacks(WHITE, s)   & pawns(BLACK))
370         | (piece_attacks<KNIGHT>(s) & pieces_of_type(KNIGHT))
371         | (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens())
372         | (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens())
373         | (piece_attacks<KING>(s)   & pieces_of_type(KING));
374 }
375
376 /// Position::piece_attacks_square() tests whether the piece on square f
377 /// attacks square t.
378
379 bool Position::piece_attacks_square(Piece p, Square f, Square t) const {
380
381   assert(square_is_ok(f));
382   assert(square_is_ok(t));
383
384   switch (p)
385   {
386   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, f, t);
387   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, f, t);
388   case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(f, t);
389   case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(f, t);
390   case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(f, t);
391   case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(f, t);
392   case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(f, t);
393   default: break;
394   }
395   return false;
396 }
397
398
399 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
400 /// position attacks a given square.
401
402 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
403
404   assert(move_is_ok(m));
405   assert(square_is_ok(s));
406
407   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
408
409   assert(square_is_occupied(f));
410
411   if (piece_attacks_square(piece_on(f), t, s))
412       return true;
413
414   // Move the piece and scan for X-ray attacks behind it
415   Bitboard occ = occupied_squares();
416   Color us = color_of_piece_on(f);
417   clear_bit(&occ, f);
418   set_bit(&occ, t);
419   Bitboard xray = ( (rook_attacks_bb(s, occ) & rooks_and_queens())
420                    |(bishop_attacks_bb(s, occ) & bishops_and_queens())) & pieces_of_color(us);
421
422   // If we have attacks we need to verify that are caused by our move
423   // and are not already existent ones.
424   return xray && (xray ^ (xray & piece_attacks<QUEEN>(s)));
425 }
426
427
428 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
429 /// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2). It
430 /// currently works by calling Position::attacks_to, which is probably
431 /// inefficient. Consider rewriting this function to use the last move
432 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
433
434 void Position::find_checkers() {
435
436   Color us = side_to_move();
437   st->checkersBB = attacks_to(king_square(us), opposite_color(us));
438 }
439
440
441 /// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal
442
443 bool Position::pl_move_is_legal(Move m) const {
444
445   return pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(side_to_move()));
446 }
447
448 bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
449
450   assert(is_ok());
451   assert(move_is_ok(m));
452   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
453
454   // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
455   // check evasion generator only generates true legal moves.
456   if (is_check())
457       return true;
458
459   // Castling moves are checked for legality during move generation.
460   if (move_is_castle(m))
461       return true;
462
463   Color us = side_to_move();
464   Color them = opposite_color(us);
465   Square from = move_from(m);
466   Square ksq = king_square(us);
467
468   assert(color_of_piece_on(from) == us);
469   assert(piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
470
471   // En passant captures are a tricky special case.  Because they are
472   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
473   // after the move is made
474   if (move_is_ep(m))
475   {
476       Square to = move_to(m);
477       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
478       Bitboard b = occupied_squares();
479
480       assert(to == ep_square());
481       assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
482       assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
483       assert(piece_on(to) == EMPTY);
484
485       clear_bit(&b, from);
486       clear_bit(&b, capsq);
487       set_bit(&b, to);
488
489       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(them))
490             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(them));
491   }
492
493   // If the moving piece is a king, check whether the destination
494   // square is attacked by the opponent.
495   if (from == ksq)
496       return !(square_is_attacked(move_to(m), them));
497
498   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
499   // is moving along the ray towards or away from the king.
500   return (   !bit_is_set(pinned, from)
501           || (direction_between_squares(from, ksq) == direction_between_squares(move_to(m), ksq)));
502 }
503
504
505 /// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
506
507 bool Position::move_is_check(Move m) const {
508
509   Bitboard dc = discovered_check_candidates(side_to_move());
510   return move_is_check(m, dc);
511 }
512
513 bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
514
515   assert(is_ok());
516   assert(move_is_ok(m));
517   assert(dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
518
519   Color us = side_to_move();
520   Color them = opposite_color(us);
521   Square from = move_from(m);
522   Square to = move_to(m);
523   Square ksq = king_square(them);
524
525   assert(color_of_piece_on(from) == us);
526   assert(piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(them, KING));
527
528   // Proceed according to the type of the moving piece
529   switch (type_of_piece_on(from))
530   {
531   case PAWN:
532
533       if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to)) // Normal check?
534           return true;
535
536       if (    bit_is_set(dcCandidates, from)      // Discovered check?
537           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
538           return true;
539
540       if (move_promotion(m)) // Promotion with check?
541       {
542           Bitboard b = occupied_squares();
543           clear_bit(&b, from);
544
545           switch (move_promotion(m))
546           {
547           case KNIGHT:
548               return bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(to), ksq);
549           case BISHOP:
550               return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ksq);
551           case ROOK:
552               return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ksq);
553           case QUEEN:
554               return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ksq);
555           default:
556               assert(false);
557           }
558       }
559       // En passant capture with check?  We have already handled the case
560       // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
561       // need to handle is the unusual case of a discovered check through the
562       // captured pawn.
563       else if (move_is_ep(m))
564       {
565           Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
566           Bitboard b = occupied_squares();
567           clear_bit(&b, from);
568           clear_bit(&b, capsq);
569           set_bit(&b, to);
570           return  (rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(us))
571                 ||(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(us));
572       }
573       return false;
574
575   case KNIGHT:
576     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
577           || bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to); // Normal check?
578
579   case BISHOP:
580     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
581           || bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to); // Normal check?
582
583   case ROOK:
584     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
585           || bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to);   // Normal check?
586
587   case QUEEN:
588       // Discovered checks are impossible!
589       assert(!bit_is_set(dcCandidates, from));
590       return bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to);  // Normal check?
591
592   case KING:
593       // Discovered check?
594       if (   bit_is_set(dcCandidates, from)
595           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
596           return true;
597
598       // Castling with check?
599       if (move_is_castle(m))
600       {
601           Square kfrom, kto, rfrom, rto;
602           Bitboard b = occupied_squares();
603           kfrom = from;
604           rfrom = to;
605
606           if (rfrom > kfrom)
607           {
608               kto = relative_square(us, SQ_G1);
609               rto = relative_square(us, SQ_F1);
610           } else {
611               kto = relative_square(us, SQ_C1);
612               rto = relative_square(us, SQ_D1);
613           }
614           clear_bit(&b, kfrom);
615           clear_bit(&b, rfrom);
616           set_bit(&b, rto);
617           set_bit(&b, kto);
618           return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ksq);
619       }
620       return false;
621
622   default: // NO_PIECE_TYPE
623       break;
624   }
625   assert(false);
626   return false;
627 }
628
629
630 /// Position::move_is_capture() tests whether a move from the current
631 /// position is a capture. Move must not be MOVE_NONE.
632
633 bool Position::move_is_capture(Move m) const {
634
635   assert(m != MOVE_NONE);
636
637   return (   !square_is_empty(move_to(m))
638           && (color_of_piece_on(move_to(m)) != color_of_piece_on(move_from(m)))
639          )
640          || move_is_ep(m);
641 }
642
643
644 /// Position::update_checkers() udpates chekers info given the move. It is called
645 /// in do_move() and is faster then find_checkers().
646
647 template<PieceType Piece>
648 inline void Position::update_checkers(Bitboard* pCheckersBB, Square ksq, Square from,
649                                       Square to, Bitboard dcCandidates) {
650
651   if (Piece != KING && bit_is_set(piece_attacks<Piece>(ksq), to))
652       set_bit(pCheckersBB, to);
653
654   if (Piece != QUEEN && bit_is_set(dcCandidates, from))
655   {
656       if (Piece != ROOK)
657           (*pCheckersBB) |= (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(side_to_move()));
658
659       if (Piece != BISHOP)
660           (*pCheckersBB) |= (piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(side_to_move()));
661   }
662 }
663
664
665 /// Position::do_move() makes a move, and saves all information necessary
666 /// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal.
667 /// Pseudo-legal moves should be filtered out before this function is called.
668
669 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
670
671   do_move(m, newSt, discovered_check_candidates(side_to_move()));
672 }
673
674 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, Bitboard dcCandidates) {
675
676   assert(is_ok());
677   assert(move_is_ok(m));
678
679   // Copy some fields of old state to our new StateInfo object except the
680   // ones which are recalculated from scratch anyway, then switch our state
681   // pointer to point to the new, ready to be updated, state.
682   struct ReducedStateInfo {
683     Key key, pawnKey, materialKey;
684     int castleRights, rule50;
685     Square epSquare;
686     Value mgValue, egValue;
687   };
688
689   memcpy(&newSt, st, sizeof(ReducedStateInfo));
690   newSt.capture = NO_PIECE_TYPE;
691   newSt.previous = st;
692   st = &newSt;
693
694   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
695   // detect repetition draws.
696   history[gamePly] = st->key;
697
698   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
699   // case of non-reversible moves is taken care of later.
700   st->rule50++;
701
702   if (move_is_castle(m))
703       do_castle_move(m);
704   else if (move_promotion(m))
705       do_promotion_move(m);
706   else if (move_is_ep(m))
707       do_ep_move(m);
708   else
709   {
710     Color us = side_to_move();
711     Color them = opposite_color(us);
712     Square from = move_from(m);
713     Square to = move_to(m);
714
715     assert(color_of_piece_on(from) == us);
716     assert(color_of_piece_on(to) == them || piece_on(to) == EMPTY);
717
718     PieceType piece = type_of_piece_on(from);
719
720     st->capture = type_of_piece_on(to);
721
722     if (st->capture)
723       do_capture_move(m, st->capture, them, to);
724
725     // Move the piece
726     clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
727     clear_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
728     clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
729     set_bit(&(byColorBB[us]), to);
730     set_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
731     set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
732     board[to] = board[from];
733     board[from] = EMPTY;
734
735     // Update hash key
736     st->key ^= zobrist[us][piece][from] ^ zobrist[us][piece][to];
737
738     // Update incremental scores
739     st->mgValue -= pst<MidGame>(us, piece, from);
740     st->mgValue += pst<MidGame>(us, piece, to);
741     st->egValue -= pst<EndGame>(us, piece, from);
742     st->egValue += pst<EndGame>(us, piece, to);
743
744     // If the moving piece was a king, update the king square
745     if (piece == KING)
746         kingSquare[us] = to;
747
748     // Reset en passant square
749     if (st->epSquare != SQ_NONE)
750     {
751         st->key ^= zobEp[st->epSquare];
752         st->epSquare = SQ_NONE;
753     }
754
755     // If the moving piece was a pawn do some special extra work
756     if (piece == PAWN)
757     {
758         // Reset rule 50 draw counter
759         st->rule50 = 0;
760
761         // Update pawn hash key
762         st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
763
764         // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
765         if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
766         {
767             if (   (us == WHITE && (pawn_attacks(WHITE, from + DELTA_N) & pawns(BLACK)))
768                 || (us == BLACK && (pawn_attacks(BLACK, from + DELTA_S) & pawns(WHITE))))
769             {
770                 st->epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
771                 st->key ^= zobEp[st->epSquare];
772             }
773         }
774     }
775
776     // Update piece lists
777     pieceList[us][piece][index[from]] = to;
778     index[to] = index[from];
779
780     // Update castle rights
781     st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
782     st->castleRights &= castleRightsMask[from];
783     st->castleRights &= castleRightsMask[to];
784     st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
785
786     // Update checkers bitboard, piece must be already moved
787     st->checkersBB = EmptyBoardBB;
788     Square ksq = king_square(them);
789     switch (piece)
790     {
791     case PAWN:   update_checkers<PAWN>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
792     case KNIGHT: update_checkers<KNIGHT>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates); break;
793     case BISHOP: update_checkers<BISHOP>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates); break;
794     case ROOK:   update_checkers<ROOK>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
795     case QUEEN:  update_checkers<QUEEN>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);  break;
796     case KING:   update_checkers<KING>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
797     default: assert(false); break;
798     }
799   }
800
801   // Finish
802   st->key ^= zobSideToMove;
803   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
804   gamePly++;
805
806   st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
807   st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
808
809   assert(is_ok());
810 }
811
812
813 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
814 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
815
816 void Position::do_capture_move(Move m, PieceType capture, Color them, Square to) {
817
818     assert(capture != KING);
819
820     // Remove captured piece
821     clear_bit(&(byColorBB[them]), to);
822     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
823
824     // Update hash key
825     st->key ^= zobrist[them][capture][to];
826
827     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key
828     if (capture == PAWN)
829         st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][to];
830
831     // Update incremental scores
832     st->mgValue -= pst<MidGame>(them, capture, to);
833     st->egValue -= pst<EndGame>(them, capture, to);
834
835     assert(!move_promotion(m) || capture != PAWN);
836
837     // Update material
838     if (capture != PAWN)
839         npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
840
841     // Update material hash key
842     st->materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
843
844     // Update piece count
845     pieceCount[them][capture]--;
846
847     // Update piece list
848     pieceList[them][capture][index[to]] = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
849     index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
850
851     // Reset rule 50 counter
852     st->rule50 = 0;
853 }
854
855
856 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
857 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
858 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
859 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
860
861 void Position::do_castle_move(Move m) {
862
863   assert(is_ok());
864   assert(move_is_ok(m));
865   assert(move_is_castle(m));
866
867   Color us = side_to_move();
868   Color them = opposite_color(us);
869
870   // Find source squares for king and rook
871   Square kfrom = move_from(m);
872   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
873   Square kto, rto;
874
875   assert(piece_on(kfrom) == piece_of_color_and_type(us, KING));
876   assert(piece_on(rfrom) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
877
878   // Find destination squares for king and rook
879   if (rfrom > kfrom) // O-O
880   {
881       kto = relative_square(us, SQ_G1);
882       rto = relative_square(us, SQ_F1);
883   } else { // O-O-O
884       kto = relative_square(us, SQ_C1);
885       rto = relative_square(us, SQ_D1);
886   }
887
888   // Remove pieces from source squares
889   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
890   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
891   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
892   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
893   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
894   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
895
896   // Put pieces on destination squares
897   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
898   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
899   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
900   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
901   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
902   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
903
904   // Update board array
905   board[kfrom] = board[rfrom] = EMPTY;
906   board[kto] = piece_of_color_and_type(us, KING);
907   board[rto] = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
908
909   // Update king square
910   kingSquare[us] = kto;
911
912   // Update piece lists
913   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
914   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
915   int tmp = index[rfrom];
916   index[kto] = index[kfrom];
917   index[rto] = tmp;
918
919   // Update incremental scores
920   st->mgValue -= pst<MidGame>(us, KING, kfrom);
921   st->mgValue += pst<MidGame>(us, KING, kto);
922   st->egValue -= pst<EndGame>(us, KING, kfrom);
923   st->egValue += pst<EndGame>(us, KING, kto);
924   st->mgValue -= pst<MidGame>(us, ROOK, rfrom);
925   st->mgValue += pst<MidGame>(us, ROOK, rto);
926   st->egValue -= pst<EndGame>(us, ROOK, rfrom);
927   st->egValue += pst<EndGame>(us, ROOK, rto);
928
929   // Update hash key
930   st->key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
931   st->key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
932
933   // Clear en passant square
934   if (st->epSquare != SQ_NONE)
935   {
936       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
937       st->epSquare = SQ_NONE;
938   }
939
940   // Update castling rights
941   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
942   st->castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
943   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
944
945   // Reset rule 50 counter
946   st->rule50 = 0;
947
948   // Update checkers BB
949   st->checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
950 }
951
952
953 /// Position::do_promotion_move() is a private method used to make a promotion
954 /// move. It is called from the main Position::do_move function.
955
956 void Position::do_promotion_move(Move m) {
957
958   Color us, them;
959   Square from, to;
960   PieceType promotion;
961
962   assert(is_ok());
963   assert(move_is_ok(m));
964   assert(move_promotion(m));
965
966   us = side_to_move();
967   them = opposite_color(us);
968   from = move_from(m);
969   to = move_to(m);
970
971   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
972   assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
973   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
974
975   st->capture = type_of_piece_on(to);
976
977   if (st->capture)
978     do_capture_move(m, st->capture, them, to);
979
980   // Remove pawn
981   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
982   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
983   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
984   board[from] = EMPTY;
985
986   // Insert promoted piece
987   promotion = move_promotion(m);
988   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
989   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
990   set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
991   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
992   board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
993
994   // Update hash key
995   st->key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][promotion][to];
996
997   // Update pawn hash key
998   st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from];
999
1000   // Update material key
1001   st->materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1002   st->materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
1003
1004   // Update piece counts
1005   pieceCount[us][PAWN]--;
1006   pieceCount[us][promotion]++;
1007
1008   // Update piece lists
1009   pieceList[us][PAWN][index[from]] = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1010   index[pieceList[us][PAWN][index[from]]] = index[from];
1011   pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1] = to;
1012   index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1013
1014   // Update incremental scores
1015   st->mgValue -= pst<MidGame>(us, PAWN, from);
1016   st->mgValue += pst<MidGame>(us, promotion, to);
1017   st->egValue -= pst<EndGame>(us, PAWN, from);
1018   st->egValue += pst<EndGame>(us, promotion, to);
1019
1020   // Update material
1021   npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
1022
1023   // Clear the en passant square
1024   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1025   {
1026       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1027       st->epSquare = SQ_NONE;
1028   }
1029
1030   // Update castle rights
1031   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1032   st->castleRights &= castleRightsMask[to];
1033   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1034
1035   // Reset rule 50 counter
1036   st->rule50 = 0;
1037
1038   // Update checkers BB
1039   st->checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1040 }
1041
1042
1043 /// Position::do_ep_move() is a private method used to make an en passant
1044 /// capture. It is called from the main Position::do_move function.
1045
1046 void Position::do_ep_move(Move m) {
1047
1048   Color us, them;
1049   Square from, to, capsq;
1050
1051   assert(is_ok());
1052   assert(move_is_ok(m));
1053   assert(move_is_ep(m));
1054
1055   us = side_to_move();
1056   them = opposite_color(us);
1057   from = move_from(m);
1058   to = move_to(m);
1059   capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1060
1061   assert(to == st->epSquare);
1062   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1063   assert(piece_on(to) == EMPTY);
1064   assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
1065   assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
1066
1067   // Remove captured piece
1068   clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1069   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1070   clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1071   board[capsq] = EMPTY;
1072
1073   // Remove moving piece from source square
1074   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1075   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1076   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1077
1078   // Put moving piece on destination square
1079   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1080   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1081   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1082   board[to] = board[from];
1083   board[from] = EMPTY;
1084
1085   // Update material hash key
1086   st->materialKey ^= zobMaterial[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1087
1088   // Update piece count
1089   pieceCount[them][PAWN]--;
1090
1091   // Update piece list
1092   pieceList[us][PAWN][index[from]] = to;
1093   index[to] = index[from];
1094   pieceList[them][PAWN][index[capsq]] = pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1095   index[pieceList[them][PAWN][index[capsq]]] = index[capsq];
1096
1097   // Update hash key
1098   st->key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1099   st->key ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1100   st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1101
1102   // Update pawn hash key
1103   st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1104   st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1105
1106   // Update incremental scores
1107   st->mgValue -= pst<MidGame>(them, PAWN, capsq);
1108   st->mgValue -= pst<MidGame>(us, PAWN, from);
1109   st->mgValue += pst<MidGame>(us, PAWN, to);
1110   st->egValue -= pst<EndGame>(them, PAWN, capsq);
1111   st->egValue -= pst<EndGame>(us, PAWN, from);
1112   st->egValue += pst<EndGame>(us, PAWN, to);
1113
1114   // Reset en passant square
1115   st->epSquare = SQ_NONE;
1116
1117   // Reset rule 50 counter
1118   st->rule50 = 0;
1119
1120   // Update checkers BB
1121   st->checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1122 }
1123
1124
1125 /// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
1126 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.
1127
1128 void Position::undo_move(Move m) {
1129
1130   assert(is_ok());
1131   assert(move_is_ok(m));
1132
1133   gamePly--;
1134   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1135
1136   if (move_is_castle(m))
1137       undo_castle_move(m);
1138   else if (move_promotion(m))
1139       undo_promotion_move(m);
1140   else if (move_is_ep(m))
1141       undo_ep_move(m);
1142   else
1143   {
1144       Color us, them;
1145       Square from, to;
1146       PieceType piece;
1147
1148       us = side_to_move();
1149       them = opposite_color(us);
1150       from = move_from(m);
1151       to = move_to(m);
1152
1153       assert(piece_on(from) == EMPTY);
1154       assert(color_of_piece_on(to) == us);
1155
1156       // Put the piece back at the source square
1157       piece = type_of_piece_on(to);
1158       set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1159       set_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
1160       set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1161       board[from] = piece_of_color_and_type(us, piece);
1162
1163       // Clear the destination square
1164       clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1165       clear_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
1166       clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1167
1168       // If the moving piece was a king, update the king square
1169       if (piece == KING)
1170           kingSquare[us] = from;
1171
1172       // Update piece list
1173       pieceList[us][piece][index[to]] = from;
1174       index[from] = index[to];
1175
1176       if (st->capture)
1177       {
1178           assert(st->capture != KING);
1179
1180           // Replace the captured piece
1181           set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1182           set_bit(&(byTypeBB[st->capture]), to);
1183           set_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1184           board[to] = piece_of_color_and_type(them, st->capture);
1185
1186           // Update material
1187           if (st->capture != PAWN)
1188               npMaterial[them] += piece_value_midgame(st->capture);
1189
1190           // Update piece list
1191           pieceList[them][st->capture][pieceCount[them][st->capture]] = to;
1192           index[to] = pieceCount[them][st->capture];
1193
1194           // Update piece count
1195           pieceCount[them][st->capture]++;
1196       } else
1197           board[to] = EMPTY;
1198   }
1199
1200   // Finally point out state pointer back to the previous state
1201   st = st->previous;
1202
1203   assert(is_ok());
1204 }
1205
1206
1207 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1208 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1209 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1210 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1211
1212 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1213
1214   assert(move_is_ok(m));
1215   assert(move_is_castle(m));
1216
1217   // When we have arrived here, some work has already been done by
1218   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1219   // so the code below is correct.
1220   Color us = side_to_move();
1221
1222   // Find source squares for king and rook
1223   Square kfrom = move_from(m);
1224   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1225   Square kto, rto;
1226
1227   // Find destination squares for king and rook
1228   if (rfrom > kfrom) // O-O
1229   {
1230       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1231       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1232   } else { // O-O-O
1233       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1234       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1235   }
1236
1237   assert(piece_on(kto) == piece_of_color_and_type(us, KING));
1238   assert(piece_on(rto) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
1239
1240   // Remove pieces from destination squares
1241   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1242   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1243   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1244   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1245   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1246   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1247
1248   // Put pieces on source squares
1249   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1250   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1251   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1252   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1253   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1254   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1255
1256   // Update board
1257   board[rto] = board[kto] = EMPTY;
1258   board[rfrom] = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
1259   board[kfrom] = piece_of_color_and_type(us, KING);
1260
1261   // Update king square
1262   kingSquare[us] = kfrom;
1263
1264   // Update piece lists
1265   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1266   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1267   int tmp = index[rto];  // Necessary because we may have rto == kfrom in FRC.
1268   index[kfrom] = index[kto];
1269   index[rfrom] = tmp;
1270 }
1271
1272
1273 /// Position::undo_promotion_move() is a private method used to unmake a
1274 /// promotion move. It is called from the main Position::do_move
1275 /// function.
1276
1277 void Position::undo_promotion_move(Move m) {
1278
1279   Color us, them;
1280   Square from, to;
1281   PieceType promotion;
1282
1283   assert(move_is_ok(m));
1284   assert(move_promotion(m));
1285
1286   // When we have arrived here, some work has already been done by
1287   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1288   // so the code below is correct.
1289   us = side_to_move();
1290   them = opposite_color(us);
1291   from = move_from(m);
1292   to = move_to(m);
1293
1294   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1295   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1296
1297   // Remove promoted piece
1298   promotion = move_promotion(m);
1299   assert(piece_on(to)==piece_of_color_and_type(us, promotion));
1300   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1301   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1302   clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1303   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1304
1305   // Insert pawn at source square
1306   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1307   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1308   set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1309   board[from] = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1310
1311   // Update material
1312   npMaterial[us] -= piece_value_midgame(promotion);
1313
1314   // Update piece list
1315   pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = from;
1316   index[from] = pieceCount[us][PAWN];
1317   pieceList[us][promotion][index[to]] =
1318     pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1];
1319   index[pieceList[us][promotion][index[to]]] = index[to];
1320
1321   // Update piece counts
1322   pieceCount[us][promotion]--;
1323   pieceCount[us][PAWN]++;
1324
1325   if (st->capture)
1326   {
1327       assert(st->capture != KING);
1328
1329       // Insert captured piece:
1330       set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1331       set_bit(&(byTypeBB[st->capture]), to);
1332       set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1333       board[to] = piece_of_color_and_type(them, st->capture);
1334
1335       // Update material. Because the move is a promotion move, we know
1336       // that the captured piece cannot be a pawn.
1337       assert(st->capture != PAWN);
1338       npMaterial[them] += piece_value_midgame(st->capture);
1339
1340       // Update piece list
1341       pieceList[them][st->capture][pieceCount[them][st->capture]] = to;
1342       index[to] = pieceCount[them][st->capture];
1343
1344       // Update piece count
1345       pieceCount[them][st->capture]++;
1346   } else
1347       board[to] = EMPTY;
1348 }
1349
1350
1351 /// Position::undo_ep_move() is a private method used to unmake an en passant
1352 /// capture. It is called from the main Position::undo_move function.
1353
1354 void Position::undo_ep_move(Move m) {
1355
1356   assert(move_is_ok(m));
1357   assert(move_is_ep(m));
1358
1359   // When we have arrived here, some work has already been done by
1360   // Position::undo_move. In particular, the side to move has been switched,
1361   // so the code below is correct.
1362   Color us = side_to_move();
1363   Color them = opposite_color(us);
1364   Square from = move_from(m);
1365   Square to = move_to(m);
1366   Square capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1367
1368   assert(to == st->previous->epSquare);
1369   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1370   assert(piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
1371   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1372   assert(piece_on(capsq) == EMPTY);
1373
1374   // Replace captured piece
1375   set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1376   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1377   set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1378   board[capsq] = piece_of_color_and_type(them, PAWN);
1379
1380   // Remove moving piece from destination square
1381   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1382   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1383   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1384   board[to] = EMPTY;
1385
1386   // Replace moving piece at source square
1387   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1388   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1389   set_bit(&(byTypeBB[0]), from);
1390   board[from] = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1391
1392   // Update piece list:
1393   pieceList[us][PAWN][index[to]] = from;
1394   index[from] = index[to];
1395   pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]] = capsq;
1396   index[capsq] = pieceCount[them][PAWN];
1397
1398   // Update piece count:
1399   pieceCount[them][PAWN]++;
1400 }
1401
1402
1403 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1404 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1405
1406 void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
1407
1408   assert(is_ok());
1409   assert(!is_check());
1410
1411   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1412   // StateInfo object. In the case of a null move, the only thing we need to
1413   // remember is the last move made and the en passant square.
1414   newSt.lastMove = st->lastMove;
1415   newSt.epSquare = st->epSquare;
1416   newSt.previous = st->previous;
1417   st->previous = &newSt;
1418
1419   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1420   // detect repetition draws.
1421   history[gamePly] = st->key;
1422
1423   // Update the necessary information
1424   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1425   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1426       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1427
1428   st->epSquare = SQ_NONE;
1429   st->rule50++;
1430   gamePly++;
1431   st->key ^= zobSideToMove;
1432
1433   st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1434   st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1435
1436   assert(is_ok());
1437 }
1438
1439
1440 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1441
1442 void Position::undo_null_move() {
1443
1444   assert(is_ok());
1445   assert(!is_check());
1446
1447   // Restore information from the our StateInfo object
1448   st->lastMove = st->previous->lastMove;
1449   st->epSquare = st->previous->epSquare;
1450   st->previous = st->previous->previous;
1451
1452   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1453       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1454
1455   // Update the necessary information
1456   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1457   st->rule50--;
1458   gamePly--;
1459   st->key ^= zobSideToMove;
1460
1461   st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1462   st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1463
1464   assert(is_ok());
1465 }
1466
1467
1468 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
1469 /// material gain or loss resulting from a move. There are three versions of
1470 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1471 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
1472 /// not yet understand promotions captures.
1473
1474 int Position::see(Square to) const {
1475
1476   assert(square_is_ok(to));
1477   return see(SQ_NONE, to);
1478 }
1479
1480 int Position::see(Move m) const {
1481
1482   assert(move_is_ok(m));
1483   return see(move_from(m), move_to(m));
1484 }
1485
1486 int Position::see(Square from, Square to) const {
1487
1488   // Material values
1489   static const int seeValues[18] = {
1490     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1491        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1492     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1493        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1494     0, 0
1495   };
1496
1497   Bitboard attackers, occ, b;
1498
1499   assert(square_is_ok(from) || from == SQ_NONE);
1500   assert(square_is_ok(to));
1501
1502   // Initialize colors
1503   Color us = (from != SQ_NONE ? color_of_piece_on(from) : opposite_color(color_of_piece_on(to)));
1504   Color them = opposite_color(us);
1505
1506   // Initialize pieces
1507   Piece piece = piece_on(from);
1508   Piece capture = piece_on(to);
1509
1510   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1511   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1512   occ = occupied_squares();
1513
1514   // Handle en passant moves
1515   if (st->epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
1516   {
1517       assert(capture == EMPTY);
1518
1519       Square capQq = (side_to_move() == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1520       capture = piece_on(capQq);
1521
1522       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
1523
1524       // Remove the captured pawn
1525       clear_bit(&occ, capQq);
1526   }
1527
1528   while (true)
1529   {
1530       clear_bit(&occ, from);
1531       attackers =  (rook_attacks_bb(to, occ)   & rooks_and_queens())
1532                  | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens())
1533                  | (piece_attacks<KNIGHT>(to)  & knights())
1534                  | (piece_attacks<KING>(to)    & kings())
1535                  | (pawn_attacks(WHITE, to)    & pawns(BLACK))
1536                  | (pawn_attacks(BLACK, to)    & pawns(WHITE));
1537
1538       if (from != SQ_NONE)
1539           break;
1540
1541       // If we don't have any attacker we are finished
1542       if ((attackers & pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
1543           return 0;
1544
1545       // Locate the least valuable attacker to the destination square
1546       // and use it to initialize from square.
1547       PieceType pt;
1548       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt)); pt++)
1549           assert(pt < KING);
1550
1551       from = first_1(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt));
1552       piece = piece_on(from);
1553   }
1554
1555   // If the opponent has no attackers we are finished
1556   if ((attackers & pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
1557       return seeValues[capture];
1558
1559   attackers &= occ; // Remove the moving piece
1560
1561   // The destination square is defended, which makes things rather more
1562   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1563   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1564   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1565   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1566   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1567   int lastCapturingPieceValue = seeValues[piece];
1568   int swapList[32], n = 1;
1569   Color c = them;
1570   PieceType pt;
1571
1572   swapList[0] = seeValues[capture];
1573
1574   do {
1575       // Locate the least valuable attacker for the side to move. The loop
1576       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1577       // that the side to move still has at least one attacker left.
1578       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt)); pt++)
1579           assert(pt < KING);
1580
1581       // Remove the attacker we just found from the 'attackers' bitboard,
1582       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1583       b = attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt);
1584       occ ^= (b & -b);
1585       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occ) & rooks_and_queens())
1586                   | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens());
1587
1588       attackers &= occ;
1589
1590       // Add the new entry to the swap list
1591       assert(n < 32);
1592       swapList[n] = -swapList[n - 1] + lastCapturingPieceValue;
1593       n++;
1594
1595       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to move
1596       // before beginning the next iteration
1597       lastCapturingPieceValue = seeValues[pt];
1598       c = opposite_color(c);
1599
1600       // Stop after a king capture
1601       if (pt == KING && (attackers & pieces_of_color(c)))
1602       {
1603           assert(n < 32);
1604           swapList[n++] = 100;
1605           break;
1606       }
1607   } while (attackers & pieces_of_color(c));
1608
1609   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1610   // achievable score from the point of view of the side to move
1611   while (--n)
1612       swapList[n-1] = Min(-swapList[n], swapList[n-1]);
1613
1614   return swapList[0];
1615 }
1616
1617
1618 /// Position::setStartState() copies the content of the argument
1619 /// inside startState and makes st point to it. This is needed
1620 /// when the st pointee could become stale, as example because
1621 /// the caller is about to going out of scope.
1622
1623 void Position::setStartState(const StateInfo& s) {
1624
1625   startState = s;
1626   st = &startState;
1627 }
1628
1629
1630 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1631 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1632
1633 void Position::clear() {
1634
1635   st = &startState;
1636   memset(st, 0, sizeof(StateInfo));
1637   st->epSquare = SQ_NONE;
1638
1639   memset(index, 0, sizeof(int) * 64);
1640   memset(byColorBB, 0, sizeof(Bitboard) * 2);
1641
1642   for (int i = 0; i < 64; i++)
1643       board[i] = EMPTY;
1644
1645   for (int i = 0; i < 7; i++)
1646   {
1647       byTypeBB[i] = EmptyBoardBB;
1648       pieceCount[0][i] = pieceCount[1][i] = 0;
1649       for (int j = 0; j < 8; j++)
1650           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1651   }
1652
1653   sideToMove = WHITE;
1654   gamePly = 0;
1655   initialKFile = FILE_E;
1656   initialKRFile = FILE_H;
1657   initialQRFile = FILE_A;
1658 }
1659
1660
1661 /// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0. It is used from the
1662 /// UCI interface code, whenever a non-reversible move is made in a
1663 /// 'position fen <fen> moves m1 m2 ...' command.  This makes it possible
1664 /// for the program to handle games of arbitrary length, as long as the GUI
1665 /// handles draws by the 50 move rule correctly.
1666
1667 void Position::reset_game_ply() {
1668
1669   gamePly = 0;
1670 }
1671
1672
1673 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1674 /// updating the board array, bitboards, and piece counts.
1675
1676 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1677
1678   Color c = color_of_piece(p);
1679   PieceType pt = type_of_piece(p);
1680
1681   board[s] = p;
1682   index[s] = pieceCount[c][pt];
1683   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1684
1685   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1686   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1687   set_bit(&byTypeBB[0], s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1688
1689   pieceCount[c][pt]++;
1690
1691   if (pt == KING)
1692       kingSquare[c] = s;
1693 }
1694
1695
1696 /// Position::allow_oo() gives the given side the right to castle kingside.
1697 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1698
1699 void Position::allow_oo(Color c) {
1700
1701   st->castleRights |= (1 + int(c));
1702 }
1703
1704
1705 /// Position::allow_ooo() gives the given side the right to castle queenside.
1706 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1707
1708 void Position::allow_ooo(Color c) {
1709
1710   st->castleRights |= (4 + 4*int(c));
1711 }
1712
1713
1714 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1715 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1716 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1717 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1718
1719 Key Position::compute_key() const {
1720
1721   Key result = Key(0ULL);
1722
1723   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1724       if (square_is_occupied(s))
1725           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1726
1727   if (ep_square() != SQ_NONE)
1728       result ^= zobEp[ep_square()];
1729
1730   result ^= zobCastle[st->castleRights];
1731   if (side_to_move() == BLACK)
1732       result ^= zobSideToMove;
1733
1734   return result;
1735 }
1736
1737
1738 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
1739 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1740 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1741 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1742 /// debug mode.
1743
1744 Key Position::compute_pawn_key() const {
1745
1746   Key result = Key(0ULL);
1747   Bitboard b;
1748   Square s;
1749
1750   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1751   {
1752       b = pawns(c);
1753       while(b)
1754       {
1755           s = pop_1st_bit(&b);
1756           result ^= zobrist[c][PAWN][s];
1757       }
1758   }
1759   return result;
1760 }
1761
1762
1763 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1764 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1765 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1766 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1767 /// debug mode.
1768
1769 Key Position::compute_material_key() const {
1770
1771   Key result = Key(0ULL);
1772   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1773       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1774       {
1775           int count = piece_count(c, pt);
1776           for (int i = 0; i <= count; i++)
1777               result ^= zobMaterial[c][pt][i];
1778       }
1779   return result;
1780 }
1781
1782
1783 /// Position::compute_value() compute the incremental scores for the middle
1784 /// game and the endgame. These functions are used to initialize the incremental
1785 /// scores when a new position is set up, and to verify that the scores are correctly
1786 /// updated by do_move and undo_move when the program is running in debug mode.
1787 template<Position::GamePhase Phase>
1788 Value Position::compute_value() const {
1789
1790   Value result = Value(0);
1791   Bitboard b;
1792   Square s;
1793
1794   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1795       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1796       {
1797           b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1798           while(b)
1799           {
1800               s = pop_1st_bit(&b);
1801               assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1802               result += pst<Phase>(c, pt, s);
1803           }
1804       }
1805
1806   const Value TempoValue = (Phase == MidGame ? TempoValueMidgame : TempoValueEndgame);
1807   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValue / 2 : -TempoValue / 2;
1808   return result;
1809 }
1810
1811
1812 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1813 /// game material score for the given side. Material scores are updated
1814 /// incrementally during the search, this function is only used while
1815 /// initializing a new Position object.
1816
1817 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1818
1819   Value result = Value(0);
1820   Square s;
1821
1822   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1823   {
1824       Bitboard b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1825       while(b)
1826       {
1827           s = pop_1st_bit(&b);
1828           assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1829           result += piece_value_midgame(pt);
1830       }
1831   }
1832   return result;
1833 }
1834
1835
1836 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1837 /// side to move is checkmated. Note that this function is currently very
1838 /// slow, and shouldn't be used frequently inside the search.
1839
1840 bool Position::is_mate() const {
1841
1842   if (is_check())
1843   {
1844       MovePicker mp = MovePicker(*this, false, MOVE_NONE, EmptySearchStack, Depth(0));
1845       return mp.get_next_move() == MOVE_NONE;
1846   }
1847   return false;
1848 }
1849
1850
1851 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1852 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
1853 /// must be done by the search.
1854
1855 bool Position::is_draw() const {
1856
1857   // Draw by material?
1858   if (   !pawns()
1859       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1860       return true;
1861
1862   // Draw by the 50 moves rule?
1863   if (st->rule50 > 100 || (st->rule50 == 100 && !is_check()))
1864       return true;
1865
1866   // Draw by repetition?
1867   for (int i = 2; i < Min(gamePly, st->rule50); i += 2)
1868       if (history[gamePly - i] == st->key)
1869           return true;
1870
1871   return false;
1872 }
1873
1874
1875 /// Position::has_mate_threat() tests whether a given color has a mate in one
1876 /// from the current position. This function is quite slow, but it doesn't
1877 /// matter, because it is currently only called from PV nodes, which are rare.
1878
1879 bool Position::has_mate_threat(Color c) {
1880
1881   StateInfo st1, st2;
1882   Color stm = side_to_move();
1883
1884   // The following lines are useless and silly, but prevents gcc from
1885   // emitting a stupid warning stating that u1.lastMove and u1.epSquare might
1886   // be used uninitialized.
1887   st1.lastMove = st->lastMove;
1888   st1.epSquare = st->epSquare;
1889
1890   if (is_check())
1891       return false;
1892
1893   // If the input color is not equal to the side to move, do a null move
1894   if (c != stm)
1895       do_null_move(st1);
1896
1897   MoveStack mlist[120];
1898   int count;
1899   bool result = false;
1900
1901   // Generate legal moves
1902   count = generate_legal_moves(*this, mlist);
1903
1904   // Loop through the moves, and see if one of them is mate
1905   for (int i = 0; i < count; i++)
1906   {
1907       do_move(mlist[i].move, st2);
1908       if (is_mate())
1909           result = true;
1910
1911       undo_move(mlist[i].move);
1912   }
1913
1914   // Undo null move, if necessary
1915   if (c != stm)
1916       undo_null_move();
1917
1918   return result;
1919 }
1920
1921
1922 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes the
1923 /// various arrays used to compute hash keys.
1924
1925 void Position::init_zobrist() {
1926
1927   for (int i = 0; i < 2; i++)
1928       for (int j = 0; j < 8; j++)
1929           for (int k = 0; k < 64; k++)
1930               zobrist[i][j][k] = Key(genrand_int64());
1931
1932   for (int i = 0; i < 64; i++)
1933       zobEp[i] = Key(genrand_int64());
1934
1935   for (int i = 0; i < 16; i++)
1936       zobCastle[i] = genrand_int64();
1937
1938   zobSideToMove = genrand_int64();
1939
1940   for (int i = 0; i < 2; i++)
1941       for (int j = 0; j < 8; j++)
1942           for (int k = 0; k < 16; k++)
1943               zobMaterial[i][j][k] = (k > 0)? Key(genrand_int64()) : Key(0LL);
1944
1945   for (int i = 0; i < 16; i++)
1946       zobMaterial[0][KING][i] = zobMaterial[1][KING][i] = Key(0ULL);
1947 }
1948
1949
1950 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
1951 /// This is a two-step operation:  First, the white halves of the tables are
1952 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays, with a small random number
1953 /// added to each entry if the "Randomness" UCI parameter is non-zero.
1954 /// Second, the black halves of the tables are initialized by mirroring
1955 /// and changing the sign of the corresponding white scores.
1956
1957 void Position::init_piece_square_tables() {
1958
1959   int r = get_option_value_int("Randomness"), i;
1960   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1961       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
1962       {
1963           i = (r == 0)? 0 : (genrand_int32() % (r*2) - r);
1964           MgPieceSquareTable[p][s] = Value(MgPST[p][s] + i);
1965           EgPieceSquareTable[p][s] = Value(EgPST[p][s] + i);
1966       }
1967
1968   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1969       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
1970       {
1971           MgPieceSquareTable[p][s] = -MgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1972           EgPieceSquareTable[p][s] = -EgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1973       }
1974 }
1975
1976
1977 /// Position::flipped_copy() makes a copy of the input position, but with
1978 /// the white and black sides reversed. This is only useful for debugging,
1979 /// especially for finding evaluation symmetry bugs.
1980
1981 void Position::flipped_copy(const Position &pos) {
1982
1983   assert(pos.is_ok());
1984
1985   clear();
1986
1987   // Board
1988   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1989       if (!pos.square_is_empty(s))
1990           put_piece(Piece(int(pos.piece_on(s)) ^ 8), flip_square(s));
1991
1992   // Side to move
1993   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
1994
1995   // Castling rights
1996   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  allow_oo(BLACK);
1997   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) allow_ooo(BLACK);
1998   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  allow_oo(WHITE);
1999   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) allow_ooo(WHITE);
2000
2001   initialKFile  = pos.initialKFile;
2002   initialKRFile = pos.initialKRFile;
2003   initialQRFile = pos.initialQRFile;
2004
2005   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
2006       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
2007
2008   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
2009   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
2010   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
2011   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
2012   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
2013   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
2014
2015   // En passant square
2016   if (pos.st->epSquare != SQ_NONE)
2017       st->epSquare = flip_square(pos.st->epSquare);
2018
2019   // Checkers
2020   find_checkers();
2021
2022   // Hash keys
2023   st->key = compute_key();
2024   st->pawnKey = compute_pawn_key();
2025   st->materialKey = compute_material_key();
2026
2027   // Incremental scores
2028   st->mgValue = compute_value<MidGame>();
2029   st->egValue = compute_value<EndGame>();
2030
2031   // Material
2032   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
2033   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
2034
2035   assert(is_ok());
2036 }
2037
2038
2039 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
2040 /// This is meant to be helpful when debugging.
2041
2042 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
2043
2044   // What features of the position should be verified?
2045   static const bool debugBitboards = false;
2046   static const bool debugKingCount = false;
2047   static const bool debugKingCapture = false;
2048   static const bool debugCheckerCount = false;
2049   static const bool debugKey = false;
2050   static const bool debugMaterialKey = false;
2051   static const bool debugPawnKey = false;
2052   static const bool debugIncrementalEval = false;
2053   static const bool debugNonPawnMaterial = false;
2054   static const bool debugPieceCounts = false;
2055   static const bool debugPieceList = false;
2056
2057   if (failedStep) *failedStep = 1;
2058
2059   // Side to move OK?
2060   if (!color_is_ok(side_to_move()))
2061       return false;
2062
2063   // Are the king squares in the position correct?
2064   if (failedStep) (*failedStep)++;
2065   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
2066       return false;
2067
2068   if (failedStep) (*failedStep)++;
2069   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
2070       return false;
2071
2072   // Castle files OK?
2073   if (failedStep) (*failedStep)++;
2074   if (!file_is_ok(initialKRFile))
2075       return false;
2076
2077   if (!file_is_ok(initialQRFile))
2078       return false;
2079
2080   // Do both sides have exactly one king?
2081   if (failedStep) (*failedStep)++;
2082   if (debugKingCount)
2083   {
2084       int kingCount[2] = {0, 0};
2085       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2086           if (type_of_piece_on(s) == KING)
2087               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
2088
2089       if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
2090           return false;
2091   }
2092
2093   // Can the side to move capture the opponent's king?
2094   if (failedStep) (*failedStep)++;
2095   if (debugKingCapture)
2096   {
2097       Color us = side_to_move();
2098       Color them = opposite_color(us);
2099       Square ksq = king_square(them);
2100       if (square_is_attacked(ksq, us))
2101           return false;
2102   }
2103
2104   // Is there more than 2 checkers?
2105   if (failedStep) (*failedStep)++;
2106   if (debugCheckerCount && count_1s(st->checkersBB) > 2)
2107       return false;
2108
2109   // Bitboards OK?
2110   if (failedStep) (*failedStep)++;
2111   if (debugBitboards)
2112   {
2113       // The intersection of the white and black pieces must be empty
2114       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
2115           return false;
2116
2117       // The union of the white and black pieces must be equal to all
2118       // occupied squares
2119       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
2120           return false;
2121
2122       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
2123       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
2124           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
2125               if (p1 != p2 && (pieces_of_type(p1) & pieces_of_type(p2)))
2126                   return false;
2127   }
2128
2129   // En passant square OK?
2130   if (failedStep) (*failedStep)++;
2131   if (ep_square() != SQ_NONE)
2132   {
2133       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
2134       // side to move.
2135       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2136           return false;
2137   }
2138
2139   // Hash key OK?
2140   if (failedStep) (*failedStep)++;
2141   if (debugKey && st->key != compute_key())
2142       return false;
2143
2144   // Pawn hash key OK?
2145   if (failedStep) (*failedStep)++;
2146   if (debugPawnKey && st->pawnKey != compute_pawn_key())
2147       return false;
2148
2149   // Material hash key OK?
2150   if (failedStep) (*failedStep)++;
2151   if (debugMaterialKey && st->materialKey != compute_material_key())
2152       return false;
2153
2154   // Incremental eval OK?
2155   if (failedStep) (*failedStep)++;
2156   if (debugIncrementalEval)
2157   {
2158       if (st->mgValue != compute_value<MidGame>())
2159           return false;
2160
2161       if (st->egValue != compute_value<EndGame>())
2162           return false;
2163   }
2164
2165   // Non-pawn material OK?
2166   if (failedStep) (*failedStep)++;
2167   if (debugNonPawnMaterial)
2168   {
2169       if (npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2170           return false;
2171
2172       if (npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2173           return false;
2174   }
2175
2176   // Piece counts OK?
2177   if (failedStep) (*failedStep)++;
2178   if (debugPieceCounts)
2179       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2180           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2181               if (pieceCount[c][pt] != count_1s(pieces_of_color_and_type(c, pt)))
2182                   return false;
2183
2184   if (failedStep) (*failedStep)++;
2185   if (debugPieceList)
2186   {
2187       for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2188           for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2189               for(int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2190               {
2191                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != piece_of_color_and_type(c, pt))
2192                       return false;
2193
2194                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2195                       return false;
2196               }
2197   }
2198   if (failedStep) *failedStep = 0;
2199   return true;
2200 }