]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/position.cpp
4c925f5bba16fc51b8f2417668d0159e47ee450e
[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) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
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 #include <cassert>
21 #include <cstring>
22 #include <fstream>
23 #include <map>
24 #include <iostream>
25 #include <sstream>
26
27 #include "bitcount.h"
28 #include "movegen.h"
29 #include "position.h"
30 #include "psqtab.h"
31 #include "rkiss.h"
32 #include "thread.h"
33 #include "tt.h"
34 #include "ucioption.h"
35
36 using std::string;
37 using std::cout;
38 using std::endl;
39
40 Key Position::zobrist[2][8][64];
41 Key Position::zobEp[64];
42 Key Position::zobCastle[16];
43 Key Position::zobSideToMove;
44 Key Position::zobExclusion;
45
46 Score Position::PieceSquareTable[16][64];
47
48 // Material values arrays, indexed by Piece
49 const Value Position::PieceValueMidgame[17] = {
50   VALUE_ZERO,
51   PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
52   RookValueMidgame, QueenValueMidgame, VALUE_ZERO,
53   VALUE_ZERO, VALUE_ZERO,
54   PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
55   RookValueMidgame, QueenValueMidgame
56 };
57
58 const Value Position::PieceValueEndgame[17] = {
59   VALUE_ZERO,
60   PawnValueEndgame, KnightValueEndgame, BishopValueEndgame,
61   RookValueEndgame, QueenValueEndgame, VALUE_ZERO,
62   VALUE_ZERO, VALUE_ZERO,
63   PawnValueEndgame, KnightValueEndgame, BishopValueEndgame,
64   RookValueEndgame, QueenValueEndgame
65 };
66
67 // Material values array used by SEE, indexed by PieceType
68 const Value Position::seeValues[] = {
69     VALUE_ZERO,
70     PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
71     RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10
72 };
73
74
75 namespace {
76
77   // Bonus for having the side to move (modified by Joona Kiiski)
78   const Score TempoValue = make_score(48, 22);
79
80   struct PieceLetters : public std::map<char, Piece> {
81
82     PieceLetters() {
83
84       operator[]('K') = WK; operator[]('k') = BK;
85       operator[]('Q') = WQ; operator[]('q') = BQ;
86       operator[]('R') = WR; operator[]('r') = BR;
87       operator[]('B') = WB; operator[]('b') = BB;
88       operator[]('N') = WN; operator[]('n') = BN;
89       operator[]('P') = WP; operator[]('p') = BP;
90       operator[](' ') = PIECE_NONE;
91       operator[]('.') = PIECE_NONE_DARK_SQ;
92     }
93
94     char from_piece(Piece p) const {
95
96       std::map<char, Piece>::const_iterator it;
97       for (it = begin(); it != end(); ++it)
98           if (it->second == p)
99               return it->first;
100
101       assert(false);
102       return 0;
103     }
104   };
105
106   PieceLetters pieceLetters;
107 }
108
109
110 /// CheckInfo c'tor
111
112 CheckInfo::CheckInfo(const Position& pos) {
113
114   Color us = pos.side_to_move();
115   Color them = opposite_color(us);
116
117   ksq = pos.king_square(them);
118   dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(us);
119
120   checkSq[PAWN] = pos.attacks_from<PAWN>(ksq, them);
121   checkSq[KNIGHT] = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq);
122   checkSq[BISHOP] = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq);
123   checkSq[ROOK] = pos.attacks_from<ROOK>(ksq);
124   checkSq[QUEEN] = checkSq[BISHOP] | checkSq[ROOK];
125   checkSq[KING] = EmptyBoardBB;
126 }
127
128
129 /// Position c'tors. Here we always create a copy of the original position
130 /// or the FEN string, we want the new born Position object do not depend
131 /// on any external data so we detach state pointer from the source one.
132
133 Position::Position(const Position& pos, int th) {
134
135   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
136   detach(); // Always detach() in copy c'tor to avoid surprises
137   threadID = th;
138   nodes = 0;
139 }
140
141 Position::Position(const string& fen, bool isChess960, int th) {
142
143   from_fen(fen, isChess960);
144   threadID = th;
145 }
146
147
148 /// Position::detach() copies the content of the current state and castling
149 /// masks inside the position itself. This is needed when the st pointee could
150 /// become stale, as example because the caller is about to going out of scope.
151
152 void Position::detach() {
153
154   startState = *st;
155   st = &startState;
156   st->previous = NULL; // as a safe guard
157 }
158
159
160 /// Position::from_fen() initializes the position object with the given FEN
161 /// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
162 /// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
163
164 void Position::from_fen(const string& fen, bool isChess960) {
165 /*
166    A FEN string defines a particular position using only the ASCII character set.
167
168    A FEN string contains six fields. The separator between fields is a space. The fields are:
169
170    1) Piece placement (from white's perspective). Each rank is described, starting with rank 8 and ending
171       with rank 1; within each rank, the contents of each square are described from file A through file H.
172       Following the Standard Algebraic Notation (SAN), each piece is identified by a single letter taken
173       from the standard English names. White pieces are designated using upper-case letters ("PNBRQK")
174       while Black take lowercase ("pnbrqk"). Blank squares are noted using digits 1 through 8 (the number
175       of blank squares), and "/" separate ranks.
176
177    2) Active color. "w" means white moves next, "b" means black.
178
179    3) Castling availability. If neither side can castle, this is "-". Otherwise, this has one or more
180       letters: "K" (White can castle kingside), "Q" (White can castle queenside), "k" (Black can castle
181       kingside), and/or "q" (Black can castle queenside).
182
183    4) En passant target square in algebraic notation. If there's no en passant target square, this is "-".
184       If a pawn has just made a 2-square move, this is the position "behind" the pawn. This is recorded
185       regardless of whether there is a pawn in position to make an en passant capture.
186
187    5) Halfmove clock: This is the number of halfmoves since the last pawn advance or capture. This is used
188       to determine if a draw can be claimed under the fifty-move rule.
189
190    6) Fullmove number: The number of the full move. It starts at 1, and is incremented after Black's move.
191 */
192
193   char token;
194   int hmc, fmn;
195   std::istringstream ss(fen);
196   Square sq = SQ_A8;
197
198   clear();
199
200   // 1. Piece placement field
201   while (ss.get(token) && token != ' ')
202   {
203       if (pieceLetters.find(token) != pieceLetters.end())
204       {
205           put_piece(pieceLetters[token], sq);
206           sq++;
207       }
208       else if (isdigit(token))
209           sq += Square(token - '0'); // Skip the given number of files
210       else if (token == '/')
211           sq -= SQ_A3; // Jump back of 2 rows
212       else
213           goto incorrect_fen;
214   }
215
216   // 2. Active color
217   if (!ss.get(token) || (token != 'w' && token != 'b'))
218       goto incorrect_fen;
219
220   sideToMove = (token == 'w' ? WHITE : BLACK);
221
222   if (!ss.get(token) || token != ' ')
223       goto incorrect_fen;
224
225   // 3. Castling availability
226   while (ss.get(token) && token != ' ')
227       if (!set_castling_rights(token))
228           goto incorrect_fen;
229
230   // 4. En passant square
231   char col, row;
232   if (   (ss.get(col) && (col >= 'a' && col <= 'h'))
233       && (ss.get(row) && (row == '3' || row == '6')))
234   {
235       st->epSquare = make_square(file_from_char(col), rank_from_char(row));
236
237       // Ignore if no capture is possible
238       Color them = opposite_color(sideToMove);
239       if (!(attacks_from<PAWN>(st->epSquare, them) & pieces(PAWN, sideToMove)))
240           st->epSquare = SQ_NONE;
241   }
242
243   // 5. Halfmove clock
244   if (ss >> hmc)
245       st->rule50 = hmc;
246
247   // 6. Fullmove number
248   if (ss >> fmn)
249       startPosPlyCounter = (fmn - 1) * 2 + int(sideToMove == BLACK);
250
251   // Various initialisations
252   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= WHITE_OO | WHITE_OOO;
253   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= BLACK_OO | BLACK_OOO;
254   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
255   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
256   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
257   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
258
259   chess960 = isChess960;
260   find_checkers();
261
262   st->key = compute_key();
263   st->pawnKey = compute_pawn_key();
264   st->materialKey = compute_material_key();
265   st->value = compute_value();
266   st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
267   st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
268   return;
269
270 incorrect_fen:
271   cout << "Error in FEN string: " << fen << endl;
272 }
273
274
275 /// Position::set_castling_rights() sets castling parameters castling avaiability.
276 /// This function is compatible with 3 standards: Normal FEN standard, Shredder-FEN
277 /// that uses the letters of the columns on which the rooks began the game instead
278 /// of KQkq and also X-FEN standard that, in case of Chess960, if an inner Rook is
279 /// associated with the castling right, the traditional castling tag will be replaced
280 /// by the file letter of the involved rook as for the Shredder-FEN.
281
282 bool Position::set_castling_rights(char token) {
283
284     Color c = token >= 'a' ? BLACK : WHITE;
285     Square sqA = (c == WHITE ? SQ_A1 : SQ_A8);
286     Square sqH = (c == WHITE ? SQ_H1 : SQ_H8);
287     Piece rook = (c == WHITE ? WR : BR);
288
289     initialKFile = square_file(king_square(c));
290     token = char(toupper(token));
291
292     if (token == 'K')
293     {
294         for (Square sq = sqH; sq >= sqA; sq--)
295             if (piece_on(sq) == rook)
296             {
297                 do_allow_oo(c);
298                 initialKRFile = square_file(sq);
299                 break;
300             }
301     }
302     else if (token == 'Q')
303     {
304         for (Square sq = sqA; sq <= sqH; sq++)
305             if (piece_on(sq) == rook)
306             {
307                 do_allow_ooo(c);
308                 initialQRFile = square_file(sq);
309                 break;
310             }
311     }
312     else if (token >= 'A' && token <= 'H')
313     {
314         File rookFile = File(token - 'A') + FILE_A;
315         if (rookFile < initialKFile)
316         {
317             do_allow_ooo(c);
318             initialQRFile = rookFile;
319         }
320         else
321         {
322             do_allow_oo(c);
323             initialKRFile = rookFile;
324         }
325     }
326     else
327         return token == '-';
328
329   return true;
330 }
331
332
333 /// Position::to_fen() returns a FEN representation of the position. In case
334 /// of Chess960 the Shredder-FEN notation is used. Mainly a debugging function.
335
336 const string Position::to_fen() const {
337
338   string fen;
339   Square sq;
340   char emptyCnt = '0';
341
342   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--, fen += '/')
343   {
344       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
345       {
346           sq = make_square(file, rank);
347
348           if (square_is_occupied(sq))
349           {
350               if (emptyCnt != '0')
351               {
352                   fen += emptyCnt;
353                   emptyCnt = '0';
354               }
355               fen += pieceLetters.from_piece(piece_on(sq));
356           } else
357               emptyCnt++;
358       }
359
360       if (emptyCnt != '0')
361       {
362           fen += emptyCnt;
363           emptyCnt = '0';
364       }
365   }
366
367   fen += (sideToMove == WHITE ? " w " : " b ");
368
369   if (st->castleRights != CASTLES_NONE)
370   {
371       if (can_castle_kingside(WHITE))
372           fen += chess960 ? char(toupper(file_to_char(initialKRFile))) : 'K';
373
374       if (can_castle_queenside(WHITE))
375           fen += chess960 ? char(toupper(file_to_char(initialQRFile))) : 'Q';
376
377       if (can_castle_kingside(BLACK))
378           fen += chess960 ? file_to_char(initialKRFile) : 'k';
379
380       if (can_castle_queenside(BLACK))
381           fen += chess960 ? file_to_char(initialQRFile) : 'q';
382   } else
383       fen += '-';
384
385   fen += (ep_square() == SQ_NONE ? " -" : " " + square_to_string(ep_square()));
386   return fen;
387 }
388
389
390 /// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
391 /// the standard output. If a move is given then also the san is printed.
392
393 void Position::print(Move move) const {
394
395   const char* dottedLine = "\n+---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
396
397   if (move)
398   {
399       Position p(*this, thread());
400       string dd = (color_of_piece_on(move_from(move)) == BLACK ? ".." : "");
401       cout << "\nMove is: " << dd << move_to_san(p, move);
402   }
403
404   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
405   {
406       cout << dottedLine << '|';
407       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
408       {
409           Square sq = make_square(file, rank);
410           Piece piece = piece_on(sq);
411
412           if (piece == PIECE_NONE && square_color(sq) == DARK)
413               piece = PIECE_NONE_DARK_SQ;
414
415           char c = (color_of_piece_on(sq) == BLACK ? '=' : ' ');
416           cout << c << pieceLetters.from_piece(piece) << c << '|';
417       }
418   }
419   cout << dottedLine << "Fen is: " << to_fen() << "\nKey is: " << st->key << endl;
420 }
421
422
423 /// Position:hidden_checkers<>() returns a bitboard of all pinned (against the
424 /// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
425 /// template parameter FindPinned is false, the pieces of the given color
426 /// candidate for a discovery check against the enemy king.
427 /// Bitboard checkersBB must be already updated when looking for pinners.
428
429 template<bool FindPinned>
430 Bitboard Position::hidden_checkers(Color c) const {
431
432   Bitboard result = EmptyBoardBB;
433   Bitboard pinners = pieces_of_color(FindPinned ? opposite_color(c) : c);
434
435   // Pinned pieces protect our king, dicovery checks attack
436   // the enemy king.
437   Square ksq = king_square(FindPinned ? c : opposite_color(c));
438
439   // Pinners are sliders, not checkers, that give check when candidate pinned is removed
440   pinners &= (pieces(ROOK, QUEEN) & RookPseudoAttacks[ksq]) | (pieces(BISHOP, QUEEN) & BishopPseudoAttacks[ksq]);
441
442   if (FindPinned && pinners)
443       pinners &= ~st->checkersBB;
444
445   while (pinners)
446   {
447       Square s = pop_1st_bit(&pinners);
448       Bitboard b = squares_between(s, ksq) & occupied_squares();
449
450       assert(b);
451
452       if (  !(b & (b - 1)) // Only one bit set?
453           && (b & pieces_of_color(c))) // Is an our piece?
454           result |= b;
455   }
456   return result;
457 }
458
459
460 /// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
461 /// king) pieces for the given color. Note that checkersBB bitboard must
462 /// be already updated.
463
464 Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
465
466   return hidden_checkers<true>(c);
467 }
468
469
470 /// Position:discovered_check_candidates() returns a bitboard containing all
471 /// pieces for the given side which are candidates for giving a discovered
472 /// check. Contrary to pinned_pieces() here there is no need of checkersBB
473 /// to be already updated.
474
475 Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
476
477   return hidden_checkers<false>(c);
478 }
479
480 /// Position::attackers_to() computes a bitboard containing all pieces which
481 /// attacks a given square.
482
483 Bitboard Position::attackers_to(Square s) const {
484
485   return  (attacks_from<PAWN>(s, BLACK) & pieces(PAWN, WHITE))
486         | (attacks_from<PAWN>(s, WHITE) & pieces(PAWN, BLACK))
487         | (attacks_from<KNIGHT>(s)      & pieces(KNIGHT))
488         | (attacks_from<ROOK>(s)        & pieces(ROOK, QUEEN))
489         | (attacks_from<BISHOP>(s)      & pieces(BISHOP, QUEEN))
490         | (attacks_from<KING>(s)        & pieces(KING));
491 }
492
493 Bitboard Position::attackers_to(Square s, Bitboard occ) const {
494
495   return  (attacks_from<PAWN>(s, BLACK) & pieces(PAWN, WHITE))
496         | (attacks_from<PAWN>(s, WHITE) & pieces(PAWN, BLACK))
497         | (attacks_from<KNIGHT>(s)      & pieces(KNIGHT))
498         | (rook_attacks_bb(s, occ)      & pieces(ROOK, QUEEN))
499         | (bishop_attacks_bb(s, occ)    & pieces(BISHOP, QUEEN))
500         | (attacks_from<KING>(s)        & pieces(KING));
501 }
502
503 /// Position::attacks_from() computes a bitboard of all attacks
504 /// of a given piece put in a given square.
505
506 Bitboard Position::attacks_from(Piece p, Square s) const {
507
508   assert(square_is_ok(s));
509
510   switch (p)
511   {
512   case WB: case BB: return attacks_from<BISHOP>(s);
513   case WR: case BR: return attacks_from<ROOK>(s);
514   case WQ: case BQ: return attacks_from<QUEEN>(s);
515   default: return StepAttacksBB[p][s];
516   }
517 }
518
519 Bitboard Position::attacks_from(Piece p, Square s, Bitboard occ) {
520
521   assert(square_is_ok(s));
522
523   switch (p)
524   {
525   case WB: case BB: return bishop_attacks_bb(s, occ);
526   case WR: case BR: return rook_attacks_bb(s, occ);
527   case WQ: case BQ: return bishop_attacks_bb(s, occ) | rook_attacks_bb(s, occ);
528   default: return StepAttacksBB[p][s];
529   }
530 }
531
532
533 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
534 /// position attacks a given square.
535
536 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
537
538   assert(move_is_ok(m));
539   assert(square_is_ok(s));
540
541   Bitboard occ, xray;
542   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
543
544   assert(square_is_occupied(f));
545
546   if (bit_is_set(attacks_from(piece_on(f), t), s))
547       return true;
548
549   // Move the piece and scan for X-ray attacks behind it
550   occ = occupied_squares();
551   do_move_bb(&occ, make_move_bb(f, t));
552   xray = ( (rook_attacks_bb(s, occ)   & pieces(ROOK, QUEEN))
553           |(bishop_attacks_bb(s, occ) & pieces(BISHOP, QUEEN)))
554          & pieces_of_color(color_of_piece_on(f));
555
556   // If we have attacks we need to verify that are caused by our move
557   // and are not already existent ones.
558   return xray && (xray ^ (xray & attacks_from<QUEEN>(s)));
559 }
560
561
562 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
563 /// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2). It
564 /// currently works by calling Position::attackers_to, which is probably
565 /// inefficient. Consider rewriting this function to use the last move
566 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
567
568 void Position::find_checkers() {
569
570   Color us = side_to_move();
571   st->checkersBB = attackers_to(king_square(us)) & pieces_of_color(opposite_color(us));
572 }
573
574
575 /// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal
576
577 bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
578
579   assert(is_ok());
580   assert(move_is_ok(m));
581   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
582
583   Color us = side_to_move();
584   Square from = move_from(m);
585
586   assert(color_of_piece_on(from) == us);
587   assert(piece_on(king_square(us)) == make_piece(us, KING));
588
589   // En passant captures are a tricky special case. Because they are
590   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
591   // after the move is made
592   if (move_is_ep(m))
593   {
594       Color them = opposite_color(us);
595       Square to = move_to(m);
596       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
597       Square ksq = king_square(us);
598       Bitboard b = occupied_squares();
599
600       assert(to == ep_square());
601       assert(piece_on(from) == make_piece(us, PAWN));
602       assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
603       assert(piece_on(to) == PIECE_NONE);
604
605       clear_bit(&b, from);
606       clear_bit(&b, capsq);
607       set_bit(&b, to);
608
609       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & pieces(ROOK, QUEEN, them))
610             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, them));
611   }
612
613   // If the moving piece is a king, check whether the destination
614   // square is attacked by the opponent. Castling moves are checked
615   // for legality during move generation.
616   if (type_of_piece_on(from) == KING)
617       return move_is_castle(m) || !(attackers_to(move_to(m)) & pieces_of_color(opposite_color(us)));
618
619   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
620   // is moving along the ray towards or away from the king.
621   return   !pinned
622         || !bit_is_set(pinned, from)
623         ||  squares_aligned(from, move_to(m), king_square(us));
624 }
625
626
627 /// Position::move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
628 /// move and tests whether the move is legal. This version is not very fast and
629 /// should be used only in non time-critical paths.
630
631 bool Position::move_is_pl_full(const Move m) const {
632
633   MoveStack mlist[MAX_MOVES];
634   MoveStack *cur, *last = generate<MV_PSEUDO_LEGAL>(*this, mlist);
635
636    for (cur = mlist; cur != last; cur++)
637       if (cur->move == m)
638           return true;
639
640   return false;
641 }
642
643
644 /// Fast version of Position::move_is_legal() that takes a position a move and
645 /// a bitboard of pinned pieces as input, and tests whether the move is legal.
646
647 bool Position::move_is_pl(const Move m) const {
648
649   assert(is_ok());
650
651   Color us = sideToMove;
652   Color them = opposite_color(sideToMove);
653   Square from = move_from(m);
654   Square to = move_to(m);
655   Piece pc = piece_on(from);
656
657   // Use a slower but simpler function for uncommon cases
658   if (move_is_special(m))
659       return move_is_pl_full(m);
660
661   // Is not a promotion, so promotion piece must be empty
662   if (move_promotion_piece(m) - 2 != PIECE_TYPE_NONE)
663       return false;
664
665   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
666   // move, the move is obviously not legal.
667   if (pc == PIECE_NONE || color_of_piece(pc) != us)
668       return false;
669
670   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
671   if (color_of_piece_on(to) == us)
672       return false;
673
674   // Handle the special case of a pawn move
675   if (type_of_piece(pc) == PAWN)
676   {
677       // Move direction must be compatible with pawn color
678       int direction = to - from;
679       if ((us == WHITE) != (direction > 0))
680           return false;
681
682       // We have already handled promotion moves, so destination
683       // cannot be on the 8/1th rank.
684       if (square_rank(to) == RANK_8 || square_rank(to) == RANK_1)
685           return false;
686
687       // Proceed according to the square delta between the origin and
688       // destination squares.
689       switch (direction)
690       {
691       case DELTA_NW:
692       case DELTA_NE:
693       case DELTA_SW:
694       case DELTA_SE:
695       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
696       // piece (en passant captures was handled earlier).
697       if (color_of_piece_on(to) != them)
698           return false;
699
700       // From and to files must be one file apart, avoids a7h5
701       if (abs(square_file(from) - square_file(to)) != 1)
702           return false;
703       break;
704
705       case DELTA_N:
706       case DELTA_S:
707       // Pawn push. The destination square must be empty.
708       if (!square_is_empty(to))
709           return false;
710       break;
711
712       case DELTA_NN:
713       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
714       // rank, and both the destination square and the square between the
715       // source and destination squares must be empty.
716       if (   square_rank(to) != RANK_4
717           || !square_is_empty(to)
718           || !square_is_empty(from + DELTA_N))
719           return false;
720       break;
721
722       case DELTA_SS:
723       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
724       // rank, and both the destination square and the square between the
725       // source and destination squares must be empty.
726       if (   square_rank(to) != RANK_5
727           || !square_is_empty(to)
728           || !square_is_empty(from + DELTA_S))
729           return false;
730       break;
731
732       default:
733           return false;
734       }
735   }
736   else if (!bit_is_set(attacks_from(pc, from), to))
737       return false;
738
739   if (in_check())
740   {
741       // In case of king moves under check we have to remove king so to catch
742       // as invalid moves like b1a1 when opposite queen is on c1.
743       if (type_of_piece_on(from) == KING)
744       {
745           Bitboard b = occupied_squares();
746           clear_bit(&b, from);
747           if (attackers_to(move_to(m), b) & pieces_of_color(opposite_color(us)))
748               return false;
749       }
750       else
751       {
752           Bitboard target = checkers();
753           Square checksq = pop_1st_bit(&target);
754
755           if (target) // double check ? In this case a king move is required
756               return false;
757
758           // Our move must be a blocking evasion or a capture of the checking piece
759           target = squares_between(checksq, king_square(us)) | checkers();
760           if (!bit_is_set(target, move_to(m)))
761               return false;
762       }
763   }
764
765   return true;
766 }
767
768
769 /// Position::move_gives_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
770
771 bool Position::move_gives_check(Move m) const {
772
773   return move_gives_check(m, CheckInfo(*this));
774 }
775
776 bool Position::move_gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
777
778   assert(is_ok());
779   assert(move_is_ok(m));
780   assert(ci.dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
781   assert(color_of_piece_on(move_from(m)) == side_to_move());
782   assert(piece_on(ci.ksq) == make_piece(opposite_color(side_to_move()), KING));
783
784   Square from = move_from(m);
785   Square to = move_to(m);
786   PieceType pt = type_of_piece_on(from);
787
788   // Direct check ?
789   if (bit_is_set(ci.checkSq[pt], to))
790       return true;
791
792   // Discovery check ?
793   if (ci.dcCandidates && bit_is_set(ci.dcCandidates, from))
794   {
795       // For pawn and king moves we need to verify also direction
796       if (  (pt != PAWN && pt != KING)
797           || !squares_aligned(from, to, ci.ksq))
798           return true;
799   }
800
801   // Can we skip the ugly special cases ?
802   if (!move_is_special(m))
803       return false;
804
805   Color us = side_to_move();
806   Bitboard b = occupied_squares();
807
808   // Promotion with check ?
809   if (move_is_promotion(m))
810   {
811       clear_bit(&b, from);
812
813       switch (move_promotion_piece(m))
814       {
815       case KNIGHT:
816           return bit_is_set(attacks_from<KNIGHT>(to), ci.ksq);
817       case BISHOP:
818           return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
819       case ROOK:
820           return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
821       case QUEEN:
822           return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
823       default:
824           assert(false);
825       }
826   }
827
828   // En passant capture with check ? We have already handled the case
829   // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
830   // need to handle is the unusual case of a discovered check through
831   // the captured pawn.
832   if (move_is_ep(m))
833   {
834       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
835       clear_bit(&b, from);
836       clear_bit(&b, capsq);
837       set_bit(&b, to);
838       return  (rook_attacks_bb(ci.ksq, b) & pieces(ROOK, QUEEN, us))
839             ||(bishop_attacks_bb(ci.ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, us));
840   }
841
842   // Castling with check ?
843   if (move_is_castle(m))
844   {
845       Square kfrom, kto, rfrom, rto;
846       kfrom = from;
847       rfrom = to;
848
849       if (rfrom > kfrom)
850       {
851           kto = relative_square(us, SQ_G1);
852           rto = relative_square(us, SQ_F1);
853       } else {
854           kto = relative_square(us, SQ_C1);
855           rto = relative_square(us, SQ_D1);
856       }
857       clear_bit(&b, kfrom);
858       clear_bit(&b, rfrom);
859       set_bit(&b, rto);
860       set_bit(&b, kto);
861       return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ci.ksq);
862   }
863
864   return false;
865 }
866
867
868 /// Position::do_setup_move() makes a permanent move on the board. It should
869 /// be used when setting up a position on board. You can't undo the move.
870
871 void Position::do_setup_move(Move m) {
872
873   StateInfo newSt;
874
875   do_move(m, newSt);
876
877   // Reset "game ply" in case we made a non-reversible move.
878   // "game ply" is used for repetition detection.
879   if (st->rule50 == 0)
880       st->gamePly = 0;
881
882   // Update the number of plies played from the starting position
883   startPosPlyCounter++;
884
885   // Our StateInfo newSt is about going out of scope so copy
886   // its content before it disappears.
887   detach();
888 }
889
890
891 /// Position::do_move() makes a move, and saves all information necessary
892 /// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal. Pseudo-legal
893 /// moves should be filtered out before this function is called.
894
895 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
896
897   CheckInfo ci(*this);
898   do_move(m, newSt, ci, move_gives_check(m, ci));
899 }
900
901 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveIsCheck) {
902
903   assert(is_ok());
904   assert(move_is_ok(m));
905   assert(&newSt != st);
906
907   nodes++;
908   Key key = st->key;
909
910   // Copy some fields of old state to our new StateInfo object except the
911   // ones which are recalculated from scratch anyway, then switch our state
912   // pointer to point to the new, ready to be updated, state.
913   struct ReducedStateInfo {
914     Key pawnKey, materialKey;
915     int castleRights, rule50, gamePly, pliesFromNull;
916     Square epSquare;
917     Score value;
918     Value npMaterial[2];
919   };
920
921   memcpy(&newSt, st, sizeof(ReducedStateInfo));
922
923   newSt.previous = st;
924   st = &newSt;
925
926   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
927   // detect repetition draws.
928   history[st->gamePly++] = key;
929
930   // Update side to move
931   key ^= zobSideToMove;
932
933   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
934   // case of non-reversible moves is taken care of later.
935   st->rule50++;
936   st->pliesFromNull++;
937
938   if (move_is_castle(m))
939   {
940       st->key = key;
941       do_castle_move(m);
942       return;
943   }
944
945   Color us = side_to_move();
946   Color them = opposite_color(us);
947   Square from = move_from(m);
948   Square to = move_to(m);
949   bool ep = move_is_ep(m);
950   bool pm = move_is_promotion(m);
951
952   Piece piece = piece_on(from);
953   PieceType pt = type_of_piece(piece);
954   PieceType capture = ep ? PAWN : type_of_piece_on(to);
955
956   assert(color_of_piece_on(from) == us);
957   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
958   assert(!(ep || pm) || piece == make_piece(us, PAWN));
959   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
960
961   if (capture)
962       do_capture_move(key, capture, them, to, ep);
963
964   // Update hash key
965   key ^= zobrist[us][pt][from] ^ zobrist[us][pt][to];
966
967   // Reset en passant square
968   if (st->epSquare != SQ_NONE)
969   {
970       key ^= zobEp[st->epSquare];
971       st->epSquare = SQ_NONE;
972   }
973
974   // Update castle rights, try to shortcut a common case
975   int cm = castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to];
976   if (cm != ALL_CASTLES && ((cm & st->castleRights) != st->castleRights))
977   {
978       key ^= zobCastle[st->castleRights];
979       st->castleRights &= castleRightsMask[from];
980       st->castleRights &= castleRightsMask[to];
981       key ^= zobCastle[st->castleRights];
982   }
983
984   // Prefetch TT access as soon as we know key is updated
985   prefetch((char*)TT.first_entry(key));
986
987   // Move the piece
988   Bitboard move_bb = make_move_bb(from, to);
989   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
990   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
991   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
992
993   board[to] = board[from];
994   board[from] = PIECE_NONE;
995
996   // Update piece lists, note that index[from] is not updated and
997   // becomes stale. This works as long as index[] is accessed just
998   // by known occupied squares.
999   index[to] = index[from];
1000   pieceList[us][pt][index[to]] = to;
1001
1002   // If the moving piece was a pawn do some special extra work
1003   if (pt == PAWN)
1004   {
1005       // Reset rule 50 draw counter
1006       st->rule50 = 0;
1007
1008       // Update pawn hash key and prefetch in L1/L2 cache
1009       st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1010
1011       // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
1012       if ((to ^ from) == 16)
1013       {
1014           if (attacks_from<PAWN>(from + (us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S), us) & pieces(PAWN, them))
1015           {
1016               st->epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
1017               key ^= zobEp[st->epSquare];
1018           }
1019       }
1020
1021       if (pm) // promotion ?
1022       {
1023           PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
1024
1025           assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1026
1027           // Insert promoted piece instead of pawn
1028           clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1029           set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1030           board[to] = make_piece(us, promotion);
1031
1032           // Update piece counts
1033           pieceCount[us][promotion]++;
1034           pieceCount[us][PAWN]--;
1035
1036           // Update material key
1037           st->materialKey ^= zobrist[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1038           st->materialKey ^= zobrist[us][promotion][pieceCount[us][promotion]-1];
1039
1040           // Update piece lists, move the last pawn at index[to] position
1041           // and shrink the list. Add a new promotion piece to the list.
1042           Square lastPawnSquare = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1043           index[lastPawnSquare] = index[to];
1044           pieceList[us][PAWN][index[lastPawnSquare]] = lastPawnSquare;
1045           pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = SQ_NONE;
1046           index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1047           pieceList[us][promotion][index[to]] = to;
1048
1049           // Partially revert hash keys update
1050           key ^= zobrist[us][PAWN][to] ^ zobrist[us][promotion][to];
1051           st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][to];
1052
1053           // Partially revert and update incremental scores
1054           st->value -= pst(us, PAWN, to);
1055           st->value += pst(us, promotion, to);
1056
1057           // Update material
1058           st->npMaterial[us] += PieceValueMidgame[promotion];
1059       }
1060   }
1061
1062   // Prefetch pawn and material hash tables
1063   Threads[threadID].pawnTable.prefetch(st->pawnKey);
1064   Threads[threadID].materialTable.prefetch(st->materialKey);
1065
1066   // Update incremental scores
1067   st->value += pst_delta(piece, from, to);
1068
1069   // Set capture piece
1070   st->capturedType = capture;
1071
1072   // Update the key with the final value
1073   st->key = key;
1074
1075   // Update checkers bitboard, piece must be already moved
1076   st->checkersBB = EmptyBoardBB;
1077
1078   if (moveIsCheck)
1079   {
1080       if (ep | pm)
1081           st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
1082       else
1083       {
1084           // Direct checks
1085           if (bit_is_set(ci.checkSq[pt], to))
1086               st->checkersBB = SetMaskBB[to];
1087
1088           // Discovery checks
1089           if (ci.dcCandidates && bit_is_set(ci.dcCandidates, from))
1090           {
1091               if (pt != ROOK)
1092                   st->checkersBB |= (attacks_from<ROOK>(ci.ksq) & pieces(ROOK, QUEEN, us));
1093
1094               if (pt != BISHOP)
1095                   st->checkersBB |= (attacks_from<BISHOP>(ci.ksq) & pieces(BISHOP, QUEEN, us));
1096           }
1097       }
1098   }
1099
1100   // Finish
1101   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1102   st->value += (sideToMove == WHITE ?  TempoValue : -TempoValue);
1103
1104   assert(is_ok());
1105 }
1106
1107
1108 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
1109 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
1110
1111 void Position::do_capture_move(Key& key, PieceType capture, Color them, Square to, bool ep) {
1112
1113     assert(capture != KING);
1114
1115     Square capsq = to;
1116
1117     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key,
1118     // otherwise update non-pawn material.
1119     if (capture == PAWN)
1120     {
1121         if (ep) // en passant ?
1122         {
1123             capsq = (them == BLACK)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1124
1125             assert(to == st->epSquare);
1126             assert(relative_rank(opposite_color(them), to) == RANK_6);
1127             assert(piece_on(to) == PIECE_NONE);
1128             assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
1129
1130             board[capsq] = PIECE_NONE;
1131         }
1132         st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1133     }
1134     else
1135         st->npMaterial[them] -= PieceValueMidgame[capture];
1136
1137     // Remove captured piece
1138     clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1139     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), capsq);
1140     clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1141
1142     // Update hash key
1143     key ^= zobrist[them][capture][capsq];
1144
1145     // Update incremental scores
1146     st->value -= pst(them, capture, capsq);
1147
1148     // Update piece count
1149     pieceCount[them][capture]--;
1150
1151     // Update material hash key
1152     st->materialKey ^= zobrist[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1153
1154     // Update piece list, move the last piece at index[capsq] position
1155     //
1156     // WARNING: This is a not perfectly revresible operation. When we
1157     // will reinsert the captured piece in undo_move() we will put it
1158     // at the end of the list and not in its original place, it means
1159     // index[] and pieceList[] are not guaranteed to be invariant to a
1160     // do_move() + undo_move() sequence.
1161     Square lastPieceSquare = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1162     index[lastPieceSquare] = index[capsq];
1163     pieceList[them][capture][index[lastPieceSquare]] = lastPieceSquare;
1164     pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = SQ_NONE;
1165
1166     // Reset rule 50 counter
1167     st->rule50 = 0;
1168 }
1169
1170
1171 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
1172 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
1173 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1174 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1175
1176 void Position::do_castle_move(Move m) {
1177
1178   assert(move_is_ok(m));
1179   assert(move_is_castle(m));
1180
1181   Color us = side_to_move();
1182   Color them = opposite_color(us);
1183
1184   // Reset capture field
1185   st->capturedType = PIECE_TYPE_NONE;
1186
1187   // Find source squares for king and rook
1188   Square kfrom = move_from(m);
1189   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1190   Square kto, rto;
1191
1192   assert(piece_on(kfrom) == make_piece(us, KING));
1193   assert(piece_on(rfrom) == make_piece(us, ROOK));
1194
1195   // Find destination squares for king and rook
1196   if (rfrom > kfrom) // O-O
1197   {
1198       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1199       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1200   } else { // O-O-O
1201       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1202       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1203   }
1204
1205   // Remove pieces from source squares:
1206   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1207   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1208   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1209   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1210   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1211   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1212
1213   // Put pieces on destination squares:
1214   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1215   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1216   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1217   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1218   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1219   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1220
1221   // Update board array
1222   Piece king = make_piece(us, KING);
1223   Piece rook = make_piece(us, ROOK);
1224   board[kfrom] = board[rfrom] = PIECE_NONE;
1225   board[kto] = king;
1226   board[rto] = rook;
1227
1228   // Update piece lists
1229   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
1230   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
1231   int tmp = index[rfrom]; // In Chess960 could be rto == kfrom
1232   index[kto] = index[kfrom];
1233   index[rto] = tmp;
1234
1235   // Update incremental scores
1236   st->value += pst_delta(king, kfrom, kto);
1237   st->value += pst_delta(rook, rfrom, rto);
1238
1239   // Update hash key
1240   st->key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
1241   st->key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
1242
1243   // Clear en passant square
1244   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1245   {
1246       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1247       st->epSquare = SQ_NONE;
1248   }
1249
1250   // Update castling rights
1251   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1252   st->castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
1253   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1254
1255   // Reset rule 50 counter
1256   st->rule50 = 0;
1257
1258   // Update checkers BB
1259   st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
1260
1261   // Finish
1262   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1263   st->value += (sideToMove == WHITE ?  TempoValue : -TempoValue);
1264
1265   assert(is_ok());
1266 }
1267
1268
1269 /// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
1270 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.
1271
1272 void Position::undo_move(Move m) {
1273
1274   assert(is_ok());
1275   assert(move_is_ok(m));
1276
1277   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1278
1279   if (move_is_castle(m))
1280   {
1281       undo_castle_move(m);
1282       return;
1283   }
1284
1285   Color us = side_to_move();
1286   Color them = opposite_color(us);
1287   Square from = move_from(m);
1288   Square to = move_to(m);
1289   bool ep = move_is_ep(m);
1290   bool pm = move_is_promotion(m);
1291
1292   PieceType pt = type_of_piece_on(to);
1293
1294   assert(square_is_empty(from));
1295   assert(color_of_piece_on(to) == us);
1296   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
1297   assert(!ep || to == st->previous->epSquare);
1298   assert(!ep || relative_rank(us, to) == RANK_6);
1299   assert(!ep || piece_on(to) == make_piece(us, PAWN));
1300
1301   if (pm) // promotion ?
1302   {
1303       PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
1304       pt = PAWN;
1305
1306       assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1307       assert(piece_on(to) == make_piece(us, promotion));
1308
1309       // Replace promoted piece with a pawn
1310       clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1311       set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1312
1313       // Update piece counts
1314       pieceCount[us][promotion]--;
1315       pieceCount[us][PAWN]++;
1316
1317       // Update piece list replacing promotion piece with a pawn
1318       Square lastPromotionSquare = pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]];
1319       index[lastPromotionSquare] = index[to];
1320       pieceList[us][promotion][index[lastPromotionSquare]] = lastPromotionSquare;
1321       pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]] = SQ_NONE;
1322       index[to] = pieceCount[us][PAWN] - 1;
1323       pieceList[us][PAWN][index[to]] = to;
1324   }
1325
1326   // Put the piece back at the source square
1327   Bitboard move_bb = make_move_bb(to, from);
1328   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
1329   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
1330   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1331
1332   board[from] = make_piece(us, pt);
1333   board[to] = PIECE_NONE;
1334
1335   // Update piece list
1336   index[from] = index[to];
1337   pieceList[us][pt][index[from]] = from;
1338
1339   if (st->capturedType)
1340   {
1341       Square capsq = to;
1342
1343       if (ep)
1344           capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1345
1346       assert(st->capturedType != KING);
1347       assert(!ep || square_is_empty(capsq));
1348
1349       // Restore the captured piece
1350       set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1351       set_bit(&(byTypeBB[st->capturedType]), capsq);
1352       set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1353
1354       board[capsq] = make_piece(them, st->capturedType);
1355
1356       // Update piece count
1357       pieceCount[them][st->capturedType]++;
1358
1359       // Update piece list, add a new captured piece in capsq square
1360       index[capsq] = pieceCount[them][st->capturedType] - 1;
1361       pieceList[them][st->capturedType][index[capsq]] = capsq;
1362   }
1363
1364   // Finally point our state pointer back to the previous state
1365   st = st->previous;
1366
1367   assert(is_ok());
1368 }
1369
1370
1371 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1372 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1373 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1374 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1375
1376 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1377
1378   assert(move_is_ok(m));
1379   assert(move_is_castle(m));
1380
1381   // When we have arrived here, some work has already been done by
1382   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1383   // so the code below is correct.
1384   Color us = side_to_move();
1385
1386   // Find source squares for king and rook
1387   Square kfrom = move_from(m);
1388   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1389   Square kto, rto;
1390
1391   // Find destination squares for king and rook
1392   if (rfrom > kfrom) // O-O
1393   {
1394       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1395       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1396   } else { // O-O-O
1397       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1398       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1399   }
1400
1401   assert(piece_on(kto) == make_piece(us, KING));
1402   assert(piece_on(rto) == make_piece(us, ROOK));
1403
1404   // Remove pieces from destination squares:
1405   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1406   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1407   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1408   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1409   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1410   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1411
1412   // Put pieces on source squares:
1413   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1414   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1415   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1416   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1417   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1418   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1419
1420   // Update board
1421   board[rto] = board[kto] = PIECE_NONE;
1422   board[rfrom] = make_piece(us, ROOK);
1423   board[kfrom] = make_piece(us, KING);
1424
1425   // Update piece lists
1426   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1427   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1428   int tmp = index[rto];  // In Chess960 could be rto == kfrom
1429   index[kfrom] = index[kto];
1430   index[rfrom] = tmp;
1431
1432   // Finally point our state pointer back to the previous state
1433   st = st->previous;
1434
1435   assert(is_ok());
1436 }
1437
1438
1439 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1440 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1441
1442 void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
1443
1444   assert(is_ok());
1445   assert(!in_check());
1446
1447   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1448   // StateInfo object.
1449   // Note that differently from normal case here backupSt is actually used as
1450   // a backup storage not as a new state to be used.
1451   backupSt.key      = st->key;
1452   backupSt.epSquare = st->epSquare;
1453   backupSt.value    = st->value;
1454   backupSt.previous = st->previous;
1455   backupSt.pliesFromNull = st->pliesFromNull;
1456   st->previous = &backupSt;
1457
1458   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1459   // detect repetition draws.
1460   history[st->gamePly++] = st->key;
1461
1462   // Update the necessary information
1463   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1464       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1465
1466   st->key ^= zobSideToMove;
1467   prefetch((char*)TT.first_entry(st->key));
1468
1469   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1470   st->epSquare = SQ_NONE;
1471   st->rule50++;
1472   st->pliesFromNull = 0;
1473   st->value += (sideToMove == WHITE) ?  TempoValue : -TempoValue;
1474 }
1475
1476
1477 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1478
1479 void Position::undo_null_move() {
1480
1481   assert(is_ok());
1482   assert(!in_check());
1483
1484   // Restore information from the our backup StateInfo object
1485   StateInfo* backupSt = st->previous;
1486   st->key      = backupSt->key;
1487   st->epSquare = backupSt->epSquare;
1488   st->value    = backupSt->value;
1489   st->previous = backupSt->previous;
1490   st->pliesFromNull = backupSt->pliesFromNull;
1491
1492   // Update the necessary information
1493   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1494   st->rule50--;
1495   st->gamePly--;
1496 }
1497
1498
1499 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
1500 /// material gain or loss resulting from a move. There are three versions of
1501 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1502 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
1503 /// not yet understand promotions captures.
1504
1505 int Position::see_sign(Move m) const {
1506
1507   assert(move_is_ok(m));
1508
1509   Square from = move_from(m);
1510   Square to = move_to(m);
1511
1512   // Early return if SEE cannot be negative because captured piece value
1513   // is not less then capturing one. Note that king moves always return
1514   // here because king midgame value is set to 0.
1515   if (midgame_value_of_piece_on(to) >= midgame_value_of_piece_on(from))
1516       return 1;
1517
1518   return see(m);
1519 }
1520
1521 int Position::see(Move m) const {
1522
1523   Square from, to;
1524   Bitboard occupied, attackers, stmAttackers, b;
1525   int swapList[32], slIndex = 1;
1526   PieceType capturedType, pt;
1527   Color stm;
1528
1529   assert(move_is_ok(m));
1530
1531   // As castle moves are implemented as capturing the rook, they have
1532   // SEE == RookValueMidgame most of the times (unless the rook is under
1533   // attack).
1534   if (move_is_castle(m))
1535       return 0;
1536
1537   from = move_from(m);
1538   to = move_to(m);
1539   capturedType = type_of_piece_on(to);
1540   occupied = occupied_squares();
1541
1542   // Handle en passant moves
1543   if (st->epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
1544   {
1545       Square capQq = (side_to_move() == WHITE ? to - DELTA_N : to - DELTA_S);
1546
1547       assert(capturedType == PIECE_TYPE_NONE);
1548       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
1549
1550       // Remove the captured pawn
1551       clear_bit(&occupied, capQq);
1552       capturedType = PAWN;
1553   }
1554
1555   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1556   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1557   clear_bit(&occupied, from);
1558   attackers = attackers_to(to, occupied);
1559
1560   // If the opponent has no attackers we are finished
1561   stm = opposite_color(color_of_piece_on(from));
1562   stmAttackers = attackers & pieces_of_color(stm);
1563   if (!stmAttackers)
1564       return seeValues[capturedType];
1565
1566   // The destination square is defended, which makes things rather more
1567   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1568   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1569   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1570   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1571   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1572   swapList[0] = seeValues[capturedType];
1573   capturedType = type_of_piece_on(from);
1574
1575   do {
1576       // Locate the least valuable attacker for the side to move. The loop
1577       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1578       // that the side to move still has at least one attacker left.
1579       for (pt = PAWN; !(stmAttackers & pieces(pt)); pt++)
1580           assert(pt < KING);
1581
1582       // Remove the attacker we just found from the 'occupied' bitboard,
1583       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1584       b = stmAttackers & pieces(pt);
1585       occupied ^= (b & (~b + 1));
1586       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occupied)   & pieces(ROOK, QUEEN))
1587                   | (bishop_attacks_bb(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN));
1588
1589       attackers &= occupied; // Cut out pieces we've already done
1590
1591       // Add the new entry to the swap list
1592       assert(slIndex < 32);
1593       swapList[slIndex] = -swapList[slIndex - 1] + seeValues[capturedType];
1594       slIndex++;
1595
1596       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to
1597       // move before beginning the next iteration.
1598       capturedType = pt;
1599       stm = opposite_color(stm);
1600       stmAttackers = attackers & pieces_of_color(stm);
1601
1602       // Stop before processing a king capture
1603       if (capturedType == KING && stmAttackers)
1604       {
1605           assert(slIndex < 32);
1606           swapList[slIndex++] = QueenValueMidgame*10;
1607           break;
1608       }
1609   } while (stmAttackers);
1610
1611   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1612   // achievable score from the point of view of the side to move.
1613   while (--slIndex)
1614       swapList[slIndex-1] = Min(-swapList[slIndex], swapList[slIndex-1]);
1615
1616   return swapList[0];
1617 }
1618
1619
1620 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1621 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1622
1623 void Position::clear() {
1624
1625   st = &startState;
1626   memset(st, 0, sizeof(StateInfo));
1627   st->epSquare = SQ_NONE;
1628   startPosPlyCounter = 0;
1629   nodes = 0;
1630
1631   memset(byColorBB,  0, sizeof(Bitboard) * 2);
1632   memset(byTypeBB,   0, sizeof(Bitboard) * 8);
1633   memset(pieceCount, 0, sizeof(int) * 2 * 8);
1634   memset(index,      0, sizeof(int) * 64);
1635
1636   for (int i = 0; i < 64; i++)
1637       board[i] = PIECE_NONE;
1638
1639   for (int i = 0; i < 8; i++)
1640       for (int j = 0; j < 16; j++)
1641           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1642
1643   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
1644       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
1645
1646   sideToMove = WHITE;
1647   initialKFile = FILE_E;
1648   initialKRFile = FILE_H;
1649   initialQRFile = FILE_A;
1650 }
1651
1652
1653 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1654 /// updating the board array, pieces list, bitboards, and piece counts.
1655
1656 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1657
1658   Color c = color_of_piece(p);
1659   PieceType pt = type_of_piece(p);
1660
1661   board[s] = p;
1662   index[s] = pieceCount[c][pt]++;
1663   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1664
1665   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1666   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1667   set_bit(&(byTypeBB[0]), s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1668 }
1669
1670
1671 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1672 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1673 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1674 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1675
1676 Key Position::compute_key() const {
1677
1678   Key result = zobCastle[st->castleRights];
1679
1680   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1681       if (square_is_occupied(s))
1682           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1683
1684   if (ep_square() != SQ_NONE)
1685       result ^= zobEp[ep_square()];
1686
1687   if (side_to_move() == BLACK)
1688       result ^= zobSideToMove;
1689
1690   return result;
1691 }
1692
1693
1694 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
1695 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1696 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1697 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1698 /// debug mode.
1699
1700 Key Position::compute_pawn_key() const {
1701
1702   Bitboard b;
1703   Key result = 0;
1704
1705   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1706   {
1707       b = pieces(PAWN, c);
1708       while (b)
1709           result ^= zobrist[c][PAWN][pop_1st_bit(&b)];
1710   }
1711   return result;
1712 }
1713
1714
1715 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1716 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1717 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1718 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1719 /// debug mode.
1720
1721 Key Position::compute_material_key() const {
1722
1723   int count;
1724   Key result = 0;
1725
1726   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1727       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1728       {
1729           count = piece_count(c, pt);
1730           for (int i = 0; i < count; i++)
1731               result ^= zobrist[c][pt][i];
1732       }
1733   return result;
1734 }
1735
1736
1737 /// Position::compute_value() compute the incremental scores for the middle
1738 /// game and the endgame. These functions are used to initialize the incremental
1739 /// scores when a new position is set up, and to verify that the scores are correctly
1740 /// updated by do_move and undo_move when the program is running in debug mode.
1741 Score Position::compute_value() const {
1742
1743   Bitboard b;
1744   Score result = SCORE_ZERO;
1745
1746   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1747       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1748       {
1749           b = pieces(pt, c);
1750           while (b)
1751               result += pst(c, pt, pop_1st_bit(&b));
1752       }
1753
1754   result += (side_to_move() == WHITE ? TempoValue / 2 : -TempoValue / 2);
1755   return result;
1756 }
1757
1758
1759 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1760 /// game material value for the given side. Material values are updated
1761 /// incrementally during the search, this function is only used while
1762 /// initializing a new Position object.
1763
1764 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1765
1766   Value result = VALUE_ZERO;
1767
1768   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1769       result += piece_count(c, pt) * PieceValueMidgame[pt];
1770
1771   return result;
1772 }
1773
1774
1775 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1776 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
1777 /// must be done by the search.
1778
1779 bool Position::is_draw() const {
1780
1781   // Draw by material?
1782   if (   !pieces(PAWN)
1783       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1784       return true;
1785
1786   // Draw by the 50 moves rule?
1787   if (st->rule50 > 99 && !is_mate())
1788       return true;
1789
1790   // Draw by repetition?
1791   for (int i = 4, e = Min(Min(st->gamePly, st->rule50), st->pliesFromNull); i <= e; i += 2)
1792       if (history[st->gamePly - i] == st->key)
1793           return true;
1794
1795   return false;
1796 }
1797
1798
1799 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1800 /// side to move is checkmated.
1801
1802 bool Position::is_mate() const {
1803
1804   MoveStack moves[MAX_MOVES];
1805   return in_check() && generate<MV_LEGAL>(*this, moves) == moves;
1806 }
1807
1808
1809 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes at
1810 /// startup the various arrays used to compute hash keys.
1811
1812 void Position::init_zobrist() {
1813
1814   int i,j, k;
1815   RKISS rk;
1816
1817   for (i = 0; i < 2; i++) for (j = 0; j < 8; j++) for (k = 0; k < 64; k++)
1818       zobrist[i][j][k] = rk.rand<Key>();
1819
1820   for (i = 0; i < 64; i++)
1821       zobEp[i] = rk.rand<Key>();
1822
1823   for (i = 0; i < 16; i++)
1824       zobCastle[i] = rk.rand<Key>();
1825
1826   zobSideToMove = rk.rand<Key>();
1827   zobExclusion  = rk.rand<Key>();
1828 }
1829
1830
1831 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
1832 /// This is a two-step operation: First, the white halves of the tables are
1833 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays. Second, the black halves
1834 /// of the tables are initialized by mirroring and changing the sign of the
1835 /// corresponding white scores.
1836
1837 void Position::init_piece_square_tables() {
1838
1839   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1840       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
1841           PieceSquareTable[p][s] = make_score(MgPST[p][s], EgPST[p][s]);
1842
1843   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1844       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
1845           PieceSquareTable[p][s] = -PieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1846 }
1847
1848
1849 /// Position::flip() flips position with the white and black sides reversed. This
1850 /// is only useful for debugging especially for finding evaluation symmetry bugs.
1851
1852 void Position::flip() {
1853
1854   assert(is_ok());
1855
1856   // Make a copy of current position before to start changing
1857   const Position pos(*this, threadID);
1858
1859   clear();
1860   threadID = pos.thread();
1861
1862   // Board
1863   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1864       if (!pos.square_is_empty(s))
1865           put_piece(Piece(pos.piece_on(s) ^ 8), flip_square(s));
1866
1867   // Side to move
1868   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
1869
1870   // Castling rights
1871   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  do_allow_oo(BLACK);
1872   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) do_allow_ooo(BLACK);
1873   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  do_allow_oo(WHITE);
1874   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) do_allow_ooo(WHITE);
1875
1876   initialKFile  = pos.initialKFile;
1877   initialKRFile = pos.initialKRFile;
1878   initialQRFile = pos.initialQRFile;
1879
1880   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
1881   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
1882   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
1883   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
1884   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
1885   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
1886
1887   // En passant square
1888   if (pos.st->epSquare != SQ_NONE)
1889       st->epSquare = flip_square(pos.st->epSquare);
1890
1891   // Checkers
1892   find_checkers();
1893
1894   // Hash keys
1895   st->key = compute_key();
1896   st->pawnKey = compute_pawn_key();
1897   st->materialKey = compute_material_key();
1898
1899   // Incremental scores
1900   st->value = compute_value();
1901
1902   // Material
1903   st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
1904   st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
1905
1906   assert(is_ok());
1907 }
1908
1909
1910 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
1911 /// This is meant to be helpful when debugging.
1912
1913 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
1914
1915   // What features of the position should be verified?
1916   const bool debugAll = false;
1917
1918   const bool debugBitboards       = debugAll || false;
1919   const bool debugKingCount       = debugAll || false;
1920   const bool debugKingCapture     = debugAll || false;
1921   const bool debugCheckerCount    = debugAll || false;
1922   const bool debugKey             = debugAll || false;
1923   const bool debugMaterialKey     = debugAll || false;
1924   const bool debugPawnKey         = debugAll || false;
1925   const bool debugIncrementalEval = debugAll || false;
1926   const bool debugNonPawnMaterial = debugAll || false;
1927   const bool debugPieceCounts     = debugAll || false;
1928   const bool debugPieceList       = debugAll || false;
1929   const bool debugCastleSquares   = debugAll || false;
1930
1931   if (failedStep) *failedStep = 1;
1932
1933   // Side to move OK?
1934   if (!color_is_ok(side_to_move()))
1935       return false;
1936
1937   // Are the king squares in the position correct?
1938   if (failedStep) (*failedStep)++;
1939   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
1940       return false;
1941
1942   if (failedStep) (*failedStep)++;
1943   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
1944       return false;
1945
1946   // Castle files OK?
1947   if (failedStep) (*failedStep)++;
1948   if (!file_is_ok(initialKRFile))
1949       return false;
1950
1951   if (!file_is_ok(initialQRFile))
1952       return false;
1953
1954   // Do both sides have exactly one king?
1955   if (failedStep) (*failedStep)++;
1956   if (debugKingCount)
1957   {
1958       int kingCount[2] = {0, 0};
1959       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1960           if (type_of_piece_on(s) == KING)
1961               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
1962
1963       if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
1964           return false;
1965   }
1966
1967   // Can the side to move capture the opponent's king?
1968   if (failedStep) (*failedStep)++;
1969   if (debugKingCapture)
1970   {
1971       Color us = side_to_move();
1972       Color them = opposite_color(us);
1973       Square ksq = king_square(them);
1974       if (attackers_to(ksq) & pieces_of_color(us))
1975           return false;
1976   }
1977
1978   // Is there more than 2 checkers?
1979   if (failedStep) (*failedStep)++;
1980   if (debugCheckerCount && count_1s<CNT32>(st->checkersBB) > 2)
1981       return false;
1982
1983   // Bitboards OK?
1984   if (failedStep) (*failedStep)++;
1985   if (debugBitboards)
1986   {
1987       // The intersection of the white and black pieces must be empty
1988       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
1989           return false;
1990
1991       // The union of the white and black pieces must be equal to all
1992       // occupied squares
1993       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
1994           return false;
1995
1996       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
1997       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
1998           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
1999               if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
2000                   return false;
2001   }
2002
2003   // En passant square OK?
2004   if (failedStep) (*failedStep)++;
2005   if (ep_square() != SQ_NONE)
2006   {
2007       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
2008       // side to move.
2009       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2010           return false;
2011   }
2012
2013   // Hash key OK?
2014   if (failedStep) (*failedStep)++;
2015   if (debugKey && st->key != compute_key())
2016       return false;
2017
2018   // Pawn hash key OK?
2019   if (failedStep) (*failedStep)++;
2020   if (debugPawnKey && st->pawnKey != compute_pawn_key())
2021       return false;
2022
2023   // Material hash key OK?
2024   if (failedStep) (*failedStep)++;
2025   if (debugMaterialKey && st->materialKey != compute_material_key())
2026       return false;
2027
2028   // Incremental eval OK?
2029   if (failedStep) (*failedStep)++;
2030   if (debugIncrementalEval && st->value != compute_value())
2031       return false;
2032
2033   // Non-pawn material OK?
2034   if (failedStep) (*failedStep)++;
2035   if (debugNonPawnMaterial)
2036   {
2037       if (st->npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2038           return false;
2039
2040       if (st->npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2041           return false;
2042   }
2043
2044   // Piece counts OK?
2045   if (failedStep) (*failedStep)++;
2046   if (debugPieceCounts)
2047       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2048           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2049               if (pieceCount[c][pt] != count_1s<CNT32>(pieces(pt, c)))
2050                   return false;
2051
2052   if (failedStep) (*failedStep)++;
2053   if (debugPieceList)
2054       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2055           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2056               for (int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2057               {
2058                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != make_piece(c, pt))
2059                       return false;
2060
2061                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2062                       return false;
2063               }
2064
2065   if (failedStep) (*failedStep)++;
2066   if (debugCastleSquares)
2067   {
2068       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2069       {
2070           if (can_castle_kingside(c) && piece_on(initial_kr_square(c)) != make_piece(c, ROOK))
2071               return false;
2072
2073           if (can_castle_queenside(c) && piece_on(initial_qr_square(c)) != make_piece(c, ROOK))
2074               return false;
2075       }
2076       if (castleRightsMask[initial_kr_square(WHITE)] != (ALL_CASTLES ^ WHITE_OO))
2077           return false;
2078       if (castleRightsMask[initial_qr_square(WHITE)] != (ALL_CASTLES ^ WHITE_OOO))
2079           return false;
2080       if (castleRightsMask[initial_kr_square(BLACK)] != (ALL_CASTLES ^ BLACK_OO))
2081           return false;
2082       if (castleRightsMask[initial_qr_square(BLACK)] != (ALL_CASTLES ^ BLACK_OOO))
2083           return false;
2084   }
2085
2086   if (failedStep) *failedStep = 0;
2087   return true;
2088 }