Bug wrong evasion detection for king moves
[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 us = side_to_move();
595       Color them = opposite_color(us);
596       Square from = move_from(m);
597       Square to = move_to(m);
598       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
599       Square ksq = king_square(us);
600       Bitboard b = occupied_squares();
601
602       assert(to == ep_square());
603       assert(piece_on(from) == make_piece(us, PAWN));
604       assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
605       assert(piece_on(to) == PIECE_NONE);
606
607       clear_bit(&b, from);
608       clear_bit(&b, capsq);
609       set_bit(&b, to);
610
611       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & pieces(ROOK, QUEEN, them))
612             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, them));
613   }
614
615   // If the moving piece is a king, check whether the destination
616   // square is attacked by the opponent. Castling moves are checked
617   // for legality during move generation.
618   if (type_of_piece_on(from) == KING)
619       return move_is_castle(m) || !(attackers_to(move_to(m)) & pieces_of_color(opposite_color(us)));
620
621   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
622   // is moving along the ray towards or away from the king.
623   return   !pinned
624         || !bit_is_set(pinned, from)
625         ||  squares_aligned(from, move_to(m), king_square(us));
626 }
627
628
629 /// Position::move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
630 /// move and tests whether the move is legal. This version is not very fast and
631 /// should be used only in non time-critical paths.
632
633 bool Position::move_is_legal(const Move m) const {
634
635   MoveStack mlist[MAX_MOVES];
636   MoveStack *cur, *last = generate<MV_PSEUDO_LEGAL>(*this, mlist);
637
638    for (cur = mlist; cur != last; cur++)
639       if (cur->move == m)
640           return pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(sideToMove));
641
642   return false;
643 }
644
645
646 /// Fast version of Position::move_is_legal() that takes a position a move and
647 /// a bitboard of pinned pieces as input, and tests whether the move is legal.
648
649 bool Position::move_is_legal(const Move m, Bitboard pinned) const {
650
651   assert(is_ok());
652   assert(pinned == pinned_pieces(sideToMove));
653
654   Color us = sideToMove;
655   Color them = opposite_color(sideToMove);
656   Square from = move_from(m);
657   Square to = move_to(m);
658   Piece pc = piece_on(from);
659
660   // Use a slower but simpler function for uncommon cases
661   if (move_is_special(m))
662       return move_is_legal(m);
663
664   // Is not a promotion, so promotion piece must be empty
665   if (move_promotion_piece(m) - 2 != PIECE_TYPE_NONE)
666       return false;
667
668   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
669   // move, the move is obviously not legal.
670   if (pc == PIECE_NONE || color_of_piece(pc) != us)
671       return false;
672
673   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
674   if (color_of_piece_on(to) == us)
675       return false;
676
677   // Handle the special case of a pawn move
678   if (type_of_piece(pc) == PAWN)
679   {
680       // Move direction must be compatible with pawn color
681       int direction = to - from;
682       if ((us == WHITE) != (direction > 0))
683           return false;
684
685       // We have already handled promotion moves, so destination
686       // cannot be on the 8/1th rank.
687       if (square_rank(to) == RANK_8 || square_rank(to) == RANK_1)
688           return false;
689
690       // Proceed according to the square delta between the origin and
691       // destination squares.
692       switch (direction)
693       {
694       case DELTA_NW:
695       case DELTA_NE:
696       case DELTA_SW:
697       case DELTA_SE:
698       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
699       // piece (en passant captures was handled earlier).
700       if (color_of_piece_on(to) != them)
701           return false;
702
703       // From and to files must be one file apart, avoids a7h5
704       if (abs(square_file(from) - square_file(to)) != 1)
705           return false;
706       break;
707
708       case DELTA_N:
709       case DELTA_S:
710       // Pawn push. The destination square must be empty.
711       if (!square_is_empty(to))
712           return false;
713       break;
714
715       case DELTA_NN:
716       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
717       // rank, and both the destination square and the square between the
718       // source and destination squares must be empty.
719       if (   square_rank(to) != RANK_4
720           || !square_is_empty(to)
721           || !square_is_empty(from + DELTA_N))
722           return false;
723       break;
724
725       case DELTA_SS:
726       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
727       // rank, and both the destination square and the square between the
728       // source and destination squares must be empty.
729       if (   square_rank(to) != RANK_5
730           || !square_is_empty(to)
731           || !square_is_empty(from + DELTA_S))
732           return false;
733       break;
734
735       default:
736           return false;
737       }
738   }
739   else if (!bit_is_set(attacks_from(pc, from), to))
740       return false;
741
742   if (in_check())
743   {
744       // In case of king moves under check we have to remove king so to catch
745       // as invalid moves like b1a1 when opposite queen is on c1.
746       if (type_of_piece_on(from) == KING)
747       {
748           Bitboard b = occupied_squares();
749           clear_bit(&b, from);
750           if (attackers_to(move_to(m), b) & pieces_of_color(opposite_color(us)))
751               return false;
752       }
753       else
754       {
755           Bitboard target = checkers();
756           Square checksq = pop_1st_bit(&target);
757
758           if (target) // double check ? In this case a king move is required
759               return false;
760
761           // Our move must be a blocking evasion or a capture of the checking piece
762           target = squares_between(checksq, king_square(us)) | checkers();
763           if (!bit_is_set(target, move_to(m)))
764               return false;
765       }
766   }
767
768   // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
769   return pl_move_is_legal(m, pinned);
770 }
771
772
773 /// Position::move_gives_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
774
775 bool Position::move_gives_check(Move m) const {
776
777   return move_gives_check(m, CheckInfo(*this));
778 }
779
780 bool Position::move_gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
781
782   assert(is_ok());
783   assert(move_is_ok(m));
784   assert(ci.dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
785   assert(color_of_piece_on(move_from(m)) == side_to_move());
786   assert(piece_on(ci.ksq) == make_piece(opposite_color(side_to_move()), KING));
787
788   Square from = move_from(m);
789   Square to = move_to(m);
790   PieceType pt = type_of_piece_on(from);
791
792   // Direct check ?
793   if (bit_is_set(ci.checkSq[pt], to))
794       return true;
795
796   // Discovery check ?
797   if (ci.dcCandidates && bit_is_set(ci.dcCandidates, from))
798   {
799       // For pawn and king moves we need to verify also direction
800       if (  (pt != PAWN && pt != KING)
801           || !squares_aligned(from, to, ci.ksq))
802           return true;
803   }
804
805   // Can we skip the ugly special cases ?
806   if (!move_is_special(m))
807       return false;
808
809   Color us = side_to_move();
810   Bitboard b = occupied_squares();
811
812   // Promotion with check ?
813   if (move_is_promotion(m))
814   {
815       clear_bit(&b, from);
816
817       switch (move_promotion_piece(m))
818       {
819       case KNIGHT:
820           return bit_is_set(attacks_from<KNIGHT>(to), ci.ksq);
821       case BISHOP:
822           return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
823       case ROOK:
824           return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
825       case QUEEN:
826           return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
827       default:
828           assert(false);
829       }
830   }
831
832   // En passant capture with check ? We have already handled the case
833   // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
834   // need to handle is the unusual case of a discovered check through
835   // the captured pawn.
836   if (move_is_ep(m))
837   {
838       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
839       clear_bit(&b, from);
840       clear_bit(&b, capsq);
841       set_bit(&b, to);
842       return  (rook_attacks_bb(ci.ksq, b) & pieces(ROOK, QUEEN, us))
843             ||(bishop_attacks_bb(ci.ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, us));
844   }
845
846   // Castling with check ?
847   if (move_is_castle(m))
848   {
849       Square kfrom, kto, rfrom, rto;
850       kfrom = from;
851       rfrom = to;
852
853       if (rfrom > kfrom)
854       {
855           kto = relative_square(us, SQ_G1);
856           rto = relative_square(us, SQ_F1);
857       } else {
858           kto = relative_square(us, SQ_C1);
859           rto = relative_square(us, SQ_D1);
860       }
861       clear_bit(&b, kfrom);
862       clear_bit(&b, rfrom);
863       set_bit(&b, rto);
864       set_bit(&b, kto);
865       return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ci.ksq);
866   }
867
868   return false;
869 }
870
871
872 /// Position::do_setup_move() makes a permanent move on the board. It should
873 /// be used when setting up a position on board. You can't undo the move.
874
875 void Position::do_setup_move(Move m) {
876
877   StateInfo newSt;
878
879   do_move(m, newSt);
880
881   // Reset "game ply" in case we made a non-reversible move.
882   // "game ply" is used for repetition detection.
883   if (st->rule50 == 0)
884       st->gamePly = 0;
885
886   // Update the number of plies played from the starting position
887   startPosPlyCounter++;
888
889   // Our StateInfo newSt is about going out of scope so copy
890   // its content before it disappears.
891   detach();
892 }
893
894
895 /// Position::do_move() makes a move, and saves all information necessary
896 /// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal. Pseudo-legal
897 /// moves should be filtered out before this function is called.
898
899 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
900
901   CheckInfo ci(*this);
902   do_move(m, newSt, ci, move_gives_check(m, ci));
903 }
904
905 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveIsCheck) {
906
907   assert(is_ok());
908   assert(move_is_ok(m));
909   assert(&newSt != st);
910
911   nodes++;
912   Key key = st->key;
913
914   // Copy some fields of old state to our new StateInfo object except the
915   // ones which are recalculated from scratch anyway, then switch our state
916   // pointer to point to the new, ready to be updated, state.
917   struct ReducedStateInfo {
918     Key pawnKey, materialKey;
919     int castleRights, rule50, gamePly, pliesFromNull;
920     Square epSquare;
921     Score value;
922     Value npMaterial[2];
923   };
924
925   memcpy(&newSt, st, sizeof(ReducedStateInfo));
926
927   newSt.previous = st;
928   st = &newSt;
929
930   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
931   // detect repetition draws.
932   history[st->gamePly++] = key;
933
934   // Update side to move
935   key ^= zobSideToMove;
936
937   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
938   // case of non-reversible moves is taken care of later.
939   st->rule50++;
940   st->pliesFromNull++;
941
942   if (move_is_castle(m))
943   {
944       st->key = key;
945       do_castle_move(m);
946       return;
947   }
948
949   Color us = side_to_move();
950   Color them = opposite_color(us);
951   Square from = move_from(m);
952   Square to = move_to(m);
953   bool ep = move_is_ep(m);
954   bool pm = move_is_promotion(m);
955
956   Piece piece = piece_on(from);
957   PieceType pt = type_of_piece(piece);
958   PieceType capture = ep ? PAWN : type_of_piece_on(to);
959
960   assert(color_of_piece_on(from) == us);
961   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
962   assert(!(ep || pm) || piece == make_piece(us, PAWN));
963   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
964
965   if (capture)
966       do_capture_move(key, capture, them, to, ep);
967
968   // Update hash key
969   key ^= zobrist[us][pt][from] ^ zobrist[us][pt][to];
970
971   // Reset en passant square
972   if (st->epSquare != SQ_NONE)
973   {
974       key ^= zobEp[st->epSquare];
975       st->epSquare = SQ_NONE;
976   }
977
978   // Update castle rights, try to shortcut a common case
979   int cm = castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to];
980   if (cm != ALL_CASTLES && ((cm & st->castleRights) != st->castleRights))
981   {
982       key ^= zobCastle[st->castleRights];
983       st->castleRights &= castleRightsMask[from];
984       st->castleRights &= castleRightsMask[to];
985       key ^= zobCastle[st->castleRights];
986   }
987
988   // Prefetch TT access as soon as we know key is updated
989   prefetch((char*)TT.first_entry(key));
990
991   // Move the piece
992   Bitboard move_bb = make_move_bb(from, to);
993   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
994   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
995   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
996
997   board[to] = board[from];
998   board[from] = PIECE_NONE;
999
1000   // Update piece lists, note that index[from] is not updated and
1001   // becomes stale. This works as long as index[] is accessed just
1002   // by known occupied squares.
1003   index[to] = index[from];
1004   pieceList[us][pt][index[to]] = to;
1005
1006   // If the moving piece was a pawn do some special extra work
1007   if (pt == PAWN)
1008   {
1009       // Reset rule 50 draw counter
1010       st->rule50 = 0;
1011
1012       // Update pawn hash key and prefetch in L1/L2 cache
1013       st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1014
1015       // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
1016       if ((to ^ from) == 16)
1017       {
1018           if (attacks_from<PAWN>(from + (us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S), us) & pieces(PAWN, them))
1019           {
1020               st->epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
1021               key ^= zobEp[st->epSquare];
1022           }
1023       }
1024
1025       if (pm) // promotion ?
1026       {
1027           PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
1028
1029           assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1030
1031           // Insert promoted piece instead of pawn
1032           clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1033           set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1034           board[to] = make_piece(us, promotion);
1035
1036           // Update piece counts
1037           pieceCount[us][promotion]++;
1038           pieceCount[us][PAWN]--;
1039
1040           // Update material key
1041           st->materialKey ^= zobrist[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1042           st->materialKey ^= zobrist[us][promotion][pieceCount[us][promotion]-1];
1043
1044           // Update piece lists, move the last pawn at index[to] position
1045           // and shrink the list. Add a new promotion piece to the list.
1046           Square lastPawnSquare = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1047           index[lastPawnSquare] = index[to];
1048           pieceList[us][PAWN][index[lastPawnSquare]] = lastPawnSquare;
1049           pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = SQ_NONE;
1050           index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1051           pieceList[us][promotion][index[to]] = to;
1052
1053           // Partially revert hash keys update
1054           key ^= zobrist[us][PAWN][to] ^ zobrist[us][promotion][to];
1055           st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][to];
1056
1057           // Partially revert and update incremental scores
1058           st->value -= pst(us, PAWN, to);
1059           st->value += pst(us, promotion, to);
1060
1061           // Update material
1062           st->npMaterial[us] += PieceValueMidgame[promotion];
1063       }
1064   }
1065
1066   // Prefetch pawn and material hash tables
1067   Threads[threadID].pawnTable.prefetch(st->pawnKey);
1068   Threads[threadID].materialTable.prefetch(st->materialKey);
1069
1070   // Update incremental scores
1071   st->value += pst_delta(piece, from, to);
1072
1073   // Set capture piece
1074   st->capturedType = capture;
1075
1076   // Update the key with the final value
1077   st->key = key;
1078
1079   // Update checkers bitboard, piece must be already moved
1080   st->checkersBB = EmptyBoardBB;
1081
1082   if (moveIsCheck)
1083   {
1084       if (ep | pm)
1085           st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
1086       else
1087       {
1088           // Direct checks
1089           if (bit_is_set(ci.checkSq[pt], to))
1090               st->checkersBB = SetMaskBB[to];
1091
1092           // Discovery checks
1093           if (ci.dcCandidates && bit_is_set(ci.dcCandidates, from))
1094           {
1095               if (pt != ROOK)
1096                   st->checkersBB |= (attacks_from<ROOK>(ci.ksq) & pieces(ROOK, QUEEN, us));
1097
1098               if (pt != BISHOP)
1099                   st->checkersBB |= (attacks_from<BISHOP>(ci.ksq) & pieces(BISHOP, QUEEN, us));
1100           }
1101       }
1102   }
1103
1104   // Finish
1105   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1106   st->value += (sideToMove == WHITE ?  TempoValue : -TempoValue);
1107
1108   assert(is_ok());
1109 }
1110
1111
1112 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
1113 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
1114
1115 void Position::do_capture_move(Key& key, PieceType capture, Color them, Square to, bool ep) {
1116
1117     assert(capture != KING);
1118
1119     Square capsq = to;
1120
1121     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key,
1122     // otherwise update non-pawn material.
1123     if (capture == PAWN)
1124     {
1125         if (ep) // en passant ?
1126         {
1127             capsq = (them == BLACK)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1128
1129             assert(to == st->epSquare);
1130             assert(relative_rank(opposite_color(them), to) == RANK_6);
1131             assert(piece_on(to) == PIECE_NONE);
1132             assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
1133
1134             board[capsq] = PIECE_NONE;
1135         }
1136         st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1137     }
1138     else
1139         st->npMaterial[them] -= PieceValueMidgame[capture];
1140
1141     // Remove captured piece
1142     clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1143     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), capsq);
1144     clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1145
1146     // Update hash key
1147     key ^= zobrist[them][capture][capsq];
1148
1149     // Update incremental scores
1150     st->value -= pst(them, capture, capsq);
1151
1152     // Update piece count
1153     pieceCount[them][capture]--;
1154
1155     // Update material hash key
1156     st->materialKey ^= zobrist[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1157
1158     // Update piece list, move the last piece at index[capsq] position
1159     //
1160     // WARNING: This is a not perfectly revresible operation. When we
1161     // will reinsert the captured piece in undo_move() we will put it
1162     // at the end of the list and not in its original place, it means
1163     // index[] and pieceList[] are not guaranteed to be invariant to a
1164     // do_move() + undo_move() sequence.
1165     Square lastPieceSquare = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1166     index[lastPieceSquare] = index[capsq];
1167     pieceList[them][capture][index[lastPieceSquare]] = lastPieceSquare;
1168     pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = SQ_NONE;
1169
1170     // Reset rule 50 counter
1171     st->rule50 = 0;
1172 }
1173
1174
1175 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
1176 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
1177 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1178 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1179
1180 void Position::do_castle_move(Move m) {
1181
1182   assert(move_is_ok(m));
1183   assert(move_is_castle(m));
1184
1185   Color us = side_to_move();
1186   Color them = opposite_color(us);
1187
1188   // Reset capture field
1189   st->capturedType = PIECE_TYPE_NONE;
1190
1191   // Find source squares for king and rook
1192   Square kfrom = move_from(m);
1193   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1194   Square kto, rto;
1195
1196   assert(piece_on(kfrom) == make_piece(us, KING));
1197   assert(piece_on(rfrom) == make_piece(us, ROOK));
1198
1199   // Find destination squares for king and rook
1200   if (rfrom > kfrom) // O-O
1201   {
1202       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1203       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1204   } else { // O-O-O
1205       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1206       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1207   }
1208
1209   // Remove pieces from source squares:
1210   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1211   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1212   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1213   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1214   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1215   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1216
1217   // Put pieces on destination squares:
1218   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1219   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1220   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1221   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1222   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1223   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1224
1225   // Update board array
1226   Piece king = make_piece(us, KING);
1227   Piece rook = make_piece(us, ROOK);
1228   board[kfrom] = board[rfrom] = PIECE_NONE;
1229   board[kto] = king;
1230   board[rto] = rook;
1231
1232   // Update piece lists
1233   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
1234   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
1235   int tmp = index[rfrom]; // In Chess960 could be rto == kfrom
1236   index[kto] = index[kfrom];
1237   index[rto] = tmp;
1238
1239   // Update incremental scores
1240   st->value += pst_delta(king, kfrom, kto);
1241   st->value += pst_delta(rook, rfrom, rto);
1242
1243   // Update hash key
1244   st->key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
1245   st->key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
1246
1247   // Clear en passant square
1248   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1249   {
1250       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1251       st->epSquare = SQ_NONE;
1252   }
1253
1254   // Update castling rights
1255   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1256   st->castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
1257   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1258
1259   // Reset rule 50 counter
1260   st->rule50 = 0;
1261
1262   // Update checkers BB
1263   st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
1264
1265   // Finish
1266   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1267   st->value += (sideToMove == WHITE ?  TempoValue : -TempoValue);
1268
1269   assert(is_ok());
1270 }
1271
1272
1273 /// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
1274 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.
1275
1276 void Position::undo_move(Move m) {
1277
1278   assert(is_ok());
1279   assert(move_is_ok(m));
1280
1281   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1282
1283   if (move_is_castle(m))
1284   {
1285       undo_castle_move(m);
1286       return;
1287   }
1288
1289   Color us = side_to_move();
1290   Color them = opposite_color(us);
1291   Square from = move_from(m);
1292   Square to = move_to(m);
1293   bool ep = move_is_ep(m);
1294   bool pm = move_is_promotion(m);
1295
1296   PieceType pt = type_of_piece_on(to);
1297
1298   assert(square_is_empty(from));
1299   assert(color_of_piece_on(to) == us);
1300   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
1301   assert(!ep || to == st->previous->epSquare);
1302   assert(!ep || relative_rank(us, to) == RANK_6);
1303   assert(!ep || piece_on(to) == make_piece(us, PAWN));
1304
1305   if (pm) // promotion ?
1306   {
1307       PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
1308       pt = PAWN;
1309
1310       assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1311       assert(piece_on(to) == make_piece(us, promotion));
1312
1313       // Replace promoted piece with a pawn
1314       clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1315       set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1316
1317       // Update piece counts
1318       pieceCount[us][promotion]--;
1319       pieceCount[us][PAWN]++;
1320
1321       // Update piece list replacing promotion piece with a pawn
1322       Square lastPromotionSquare = pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]];
1323       index[lastPromotionSquare] = index[to];
1324       pieceList[us][promotion][index[lastPromotionSquare]] = lastPromotionSquare;
1325       pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]] = SQ_NONE;
1326       index[to] = pieceCount[us][PAWN] - 1;
1327       pieceList[us][PAWN][index[to]] = to;
1328   }
1329
1330   // Put the piece back at the source square
1331   Bitboard move_bb = make_move_bb(to, from);
1332   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
1333   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
1334   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1335
1336   board[from] = make_piece(us, pt);
1337   board[to] = PIECE_NONE;
1338
1339   // Update piece list
1340   index[from] = index[to];
1341   pieceList[us][pt][index[from]] = from;
1342
1343   if (st->capturedType)
1344   {
1345       Square capsq = to;
1346
1347       if (ep)
1348           capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1349
1350       assert(st->capturedType != KING);
1351       assert(!ep || square_is_empty(capsq));
1352
1353       // Restore the captured piece
1354       set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1355       set_bit(&(byTypeBB[st->capturedType]), capsq);
1356       set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1357
1358       board[capsq] = make_piece(them, st->capturedType);
1359
1360       // Update piece count
1361       pieceCount[them][st->capturedType]++;
1362
1363       // Update piece list, add a new captured piece in capsq square
1364       index[capsq] = pieceCount[them][st->capturedType] - 1;
1365       pieceList[them][st->capturedType][index[capsq]] = capsq;
1366   }
1367
1368   // Finally point our state pointer back to the previous state
1369   st = st->previous;
1370
1371   assert(is_ok());
1372 }
1373
1374
1375 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1376 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1377 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1378 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1379
1380 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1381
1382   assert(move_is_ok(m));
1383   assert(move_is_castle(m));
1384
1385   // When we have arrived here, some work has already been done by
1386   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1387   // so the code below is correct.
1388   Color us = side_to_move();
1389
1390   // Find source squares for king and rook
1391   Square kfrom = move_from(m);
1392   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1393   Square kto, rto;
1394
1395   // Find destination squares for king and rook
1396   if (rfrom > kfrom) // O-O
1397   {
1398       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1399       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1400   } else { // O-O-O
1401       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1402       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1403   }
1404
1405   assert(piece_on(kto) == make_piece(us, KING));
1406   assert(piece_on(rto) == make_piece(us, ROOK));
1407
1408   // Remove pieces from destination squares:
1409   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1410   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1411   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1412   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1413   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1414   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1415
1416   // Put pieces on source squares:
1417   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1418   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1419   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1420   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1421   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1422   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1423
1424   // Update board
1425   board[rto] = board[kto] = PIECE_NONE;
1426   board[rfrom] = make_piece(us, ROOK);
1427   board[kfrom] = make_piece(us, KING);
1428
1429   // Update piece lists
1430   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1431   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1432   int tmp = index[rto];  // In Chess960 could be rto == kfrom
1433   index[kfrom] = index[kto];
1434   index[rfrom] = tmp;
1435
1436   // Finally point our state pointer back to the previous state
1437   st = st->previous;
1438
1439   assert(is_ok());
1440 }
1441
1442
1443 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1444 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1445
1446 void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
1447
1448   assert(is_ok());
1449   assert(!in_check());
1450
1451   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1452   // StateInfo object.
1453   // Note that differently from normal case here backupSt is actually used as
1454   // a backup storage not as a new state to be used.
1455   backupSt.key      = st->key;
1456   backupSt.epSquare = st->epSquare;
1457   backupSt.value    = st->value;
1458   backupSt.previous = st->previous;
1459   backupSt.pliesFromNull = st->pliesFromNull;
1460   st->previous = &backupSt;
1461
1462   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1463   // detect repetition draws.
1464   history[st->gamePly++] = st->key;
1465
1466   // Update the necessary information
1467   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1468       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1469
1470   st->key ^= zobSideToMove;
1471   prefetch((char*)TT.first_entry(st->key));
1472
1473   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1474   st->epSquare = SQ_NONE;
1475   st->rule50++;
1476   st->pliesFromNull = 0;
1477   st->value += (sideToMove == WHITE) ?  TempoValue : -TempoValue;
1478 }
1479
1480
1481 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1482
1483 void Position::undo_null_move() {
1484
1485   assert(is_ok());
1486   assert(!in_check());
1487
1488   // Restore information from the our backup StateInfo object
1489   StateInfo* backupSt = st->previous;
1490   st->key      = backupSt->key;
1491   st->epSquare = backupSt->epSquare;
1492   st->value    = backupSt->value;
1493   st->previous = backupSt->previous;
1494   st->pliesFromNull = backupSt->pliesFromNull;
1495
1496   // Update the necessary information
1497   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1498   st->rule50--;
1499   st->gamePly--;
1500 }
1501
1502
1503 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
1504 /// material gain or loss resulting from a move. There are three versions of
1505 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1506 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
1507 /// not yet understand promotions captures.
1508
1509 int Position::see_sign(Move m) const {
1510
1511   assert(move_is_ok(m));
1512
1513   Square from = move_from(m);
1514   Square to = move_to(m);
1515
1516   // Early return if SEE cannot be negative because captured piece value
1517   // is not less then capturing one. Note that king moves always return
1518   // here because king midgame value is set to 0.
1519   if (midgame_value_of_piece_on(to) >= midgame_value_of_piece_on(from))
1520       return 1;
1521
1522   return see(m);
1523 }
1524
1525 int Position::see(Move m) const {
1526
1527   Square from, to;
1528   Bitboard occupied, attackers, stmAttackers, b;
1529   int swapList[32], slIndex = 1;
1530   PieceType capturedType, pt;
1531   Color stm;
1532
1533   assert(move_is_ok(m));
1534
1535   // As castle moves are implemented as capturing the rook, they have
1536   // SEE == RookValueMidgame most of the times (unless the rook is under
1537   // attack).
1538   if (move_is_castle(m))
1539       return 0;
1540
1541   from = move_from(m);
1542   to = move_to(m);
1543   capturedType = type_of_piece_on(to);
1544   occupied = occupied_squares();
1545
1546   // Handle en passant moves
1547   if (st->epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
1548   {
1549       Square capQq = (side_to_move() == WHITE ? to - DELTA_N : to - DELTA_S);
1550
1551       assert(capturedType == PIECE_TYPE_NONE);
1552       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
1553
1554       // Remove the captured pawn
1555       clear_bit(&occupied, capQq);
1556       capturedType = PAWN;
1557   }
1558
1559   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1560   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1561   clear_bit(&occupied, from);
1562   attackers = attackers_to(to, occupied);
1563
1564   // If the opponent has no attackers we are finished
1565   stm = opposite_color(color_of_piece_on(from));
1566   stmAttackers = attackers & pieces_of_color(stm);
1567   if (!stmAttackers)
1568       return seeValues[capturedType];
1569
1570   // The destination square is defended, which makes things rather more
1571   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1572   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1573   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1574   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1575   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1576   swapList[0] = seeValues[capturedType];
1577   capturedType = type_of_piece_on(from);
1578
1579   do {
1580       // Locate the least valuable attacker for the side to move. The loop
1581       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1582       // that the side to move still has at least one attacker left.
1583       for (pt = PAWN; !(stmAttackers & pieces(pt)); pt++)
1584           assert(pt < KING);
1585
1586       // Remove the attacker we just found from the 'occupied' bitboard,
1587       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1588       b = stmAttackers & pieces(pt);
1589       occupied ^= (b & (~b + 1));
1590       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occupied)   & pieces(ROOK, QUEEN))
1591                   | (bishop_attacks_bb(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN));
1592
1593       attackers &= occupied; // Cut out pieces we've already done
1594
1595       // Add the new entry to the swap list
1596       assert(slIndex < 32);
1597       swapList[slIndex] = -swapList[slIndex - 1] + seeValues[capturedType];
1598       slIndex++;
1599
1600       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to
1601       // move before beginning the next iteration.
1602       capturedType = pt;
1603       stm = opposite_color(stm);
1604       stmAttackers = attackers & pieces_of_color(stm);
1605
1606       // Stop before processing a king capture
1607       if (capturedType == KING && stmAttackers)
1608       {
1609           assert(slIndex < 32);
1610           swapList[slIndex++] = QueenValueMidgame*10;
1611           break;
1612       }
1613   } while (stmAttackers);
1614
1615   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1616   // achievable score from the point of view of the side to move.
1617   while (--slIndex)
1618       swapList[slIndex-1] = Min(-swapList[slIndex], swapList[slIndex-1]);
1619
1620   return swapList[0];
1621 }
1622
1623
1624 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1625 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1626
1627 void Position::clear() {
1628
1629   st = &startState;
1630   memset(st, 0, sizeof(StateInfo));
1631   st->epSquare = SQ_NONE;
1632   startPosPlyCounter = 0;
1633   nodes = 0;
1634
1635   memset(byColorBB,  0, sizeof(Bitboard) * 2);
1636   memset(byTypeBB,   0, sizeof(Bitboard) * 8);
1637   memset(pieceCount, 0, sizeof(int) * 2 * 8);
1638   memset(index,      0, sizeof(int) * 64);
1639
1640   for (int i = 0; i < 64; i++)
1641       board[i] = PIECE_NONE;
1642
1643   for (int i = 0; i < 8; i++)
1644       for (int j = 0; j < 16; j++)
1645           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1646
1647   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
1648       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
1649
1650   sideToMove = WHITE;
1651   initialKFile = FILE_E;
1652   initialKRFile = FILE_H;
1653   initialQRFile = FILE_A;
1654 }
1655
1656
1657 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1658 /// updating the board array, pieces list, bitboards, and piece counts.
1659
1660 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1661
1662   Color c = color_of_piece(p);
1663   PieceType pt = type_of_piece(p);
1664
1665   board[s] = p;
1666   index[s] = pieceCount[c][pt]++;
1667   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1668
1669   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1670   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1671   set_bit(&(byTypeBB[0]), s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1672 }
1673
1674
1675 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1676 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1677 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1678 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1679
1680 Key Position::compute_key() const {
1681
1682   Key result = zobCastle[st->castleRights];
1683
1684   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1685       if (square_is_occupied(s))
1686           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1687
1688   if (ep_square() != SQ_NONE)
1689       result ^= zobEp[ep_square()];
1690
1691   if (side_to_move() == BLACK)
1692       result ^= zobSideToMove;
1693
1694   return result;
1695 }
1696
1697
1698 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
1699 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1700 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1701 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1702 /// debug mode.
1703
1704 Key Position::compute_pawn_key() const {
1705
1706   Bitboard b;
1707   Key result = 0;
1708
1709   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1710   {
1711       b = pieces(PAWN, c);
1712       while (b)
1713           result ^= zobrist[c][PAWN][pop_1st_bit(&b)];
1714   }
1715   return result;
1716 }
1717
1718
1719 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1720 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1721 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1722 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1723 /// debug mode.
1724
1725 Key Position::compute_material_key() const {
1726
1727   int count;
1728   Key result = 0;
1729
1730   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1731       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1732       {
1733           count = piece_count(c, pt);
1734           for (int i = 0; i < count; i++)
1735               result ^= zobrist[c][pt][i];
1736       }
1737   return result;
1738 }
1739
1740
1741 /// Position::compute_value() compute the incremental scores for the middle
1742 /// game and the endgame. These functions are used to initialize the incremental
1743 /// scores when a new position is set up, and to verify that the scores are correctly
1744 /// updated by do_move and undo_move when the program is running in debug mode.
1745 Score Position::compute_value() const {
1746
1747   Bitboard b;
1748   Score result = SCORE_ZERO;
1749
1750   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1751       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1752       {
1753           b = pieces(pt, c);
1754           while (b)
1755               result += pst(c, pt, pop_1st_bit(&b));
1756       }
1757
1758   result += (side_to_move() == WHITE ? TempoValue / 2 : -TempoValue / 2);
1759   return result;
1760 }
1761
1762
1763 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1764 /// game material value for the given side. Material values are updated
1765 /// incrementally during the search, this function is only used while
1766 /// initializing a new Position object.
1767
1768 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1769
1770   Value result = VALUE_ZERO;
1771
1772   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1773       result += piece_count(c, pt) * PieceValueMidgame[pt];
1774
1775   return result;
1776 }
1777
1778
1779 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1780 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
1781 /// must be done by the search.
1782
1783 bool Position::is_draw() const {
1784
1785   // Draw by material?
1786   if (   !pieces(PAWN)
1787       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1788       return true;
1789
1790   // Draw by the 50 moves rule?
1791   if (st->rule50 > 99 && !is_mate())
1792       return true;
1793
1794   // Draw by repetition?
1795   for (int i = 4, e = Min(Min(st->gamePly, st->rule50), st->pliesFromNull); i <= e; i += 2)
1796       if (history[st->gamePly - i] == st->key)
1797           return true;
1798
1799   return false;
1800 }
1801
1802
1803 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1804 /// side to move is checkmated.
1805
1806 bool Position::is_mate() const {
1807
1808   MoveStack moves[MAX_MOVES];
1809   return in_check() && generate<MV_LEGAL>(*this, moves) == moves;
1810 }
1811
1812
1813 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes at
1814 /// startup the various arrays used to compute hash keys.
1815
1816 void Position::init_zobrist() {
1817
1818   int i,j, k;
1819   RKISS rk;
1820
1821   for (i = 0; i < 2; i++) for (j = 0; j < 8; j++) for (k = 0; k < 64; k++)
1822       zobrist[i][j][k] = rk.rand<Key>();
1823
1824   for (i = 0; i < 64; i++)
1825       zobEp[i] = rk.rand<Key>();
1826
1827   for (i = 0; i < 16; i++)
1828       zobCastle[i] = rk.rand<Key>();
1829
1830   zobSideToMove = rk.rand<Key>();
1831   zobExclusion  = rk.rand<Key>();
1832 }
1833
1834
1835 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
1836 /// This is a two-step operation: First, the white halves of the tables are
1837 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays. Second, the black halves
1838 /// of the tables are initialized by mirroring and changing the sign of the
1839 /// corresponding white scores.
1840
1841 void Position::init_piece_square_tables() {
1842
1843   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1844       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
1845           PieceSquareTable[p][s] = make_score(MgPST[p][s], EgPST[p][s]);
1846
1847   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1848       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
1849           PieceSquareTable[p][s] = -PieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1850 }
1851
1852
1853 /// Position::flip() flips position with the white and black sides reversed. This
1854 /// is only useful for debugging especially for finding evaluation symmetry bugs.
1855
1856 void Position::flip() {
1857
1858   assert(is_ok());
1859
1860   // Make a copy of current position before to start changing
1861   const Position pos(*this, threadID);
1862
1863   clear();
1864   threadID = pos.thread();
1865
1866   // Board
1867   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1868       if (!pos.square_is_empty(s))
1869           put_piece(Piece(pos.piece_on(s) ^ 8), flip_square(s));
1870
1871   // Side to move
1872   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
1873
1874   // Castling rights
1875   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  do_allow_oo(BLACK);
1876   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) do_allow_ooo(BLACK);
1877   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  do_allow_oo(WHITE);
1878   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) do_allow_ooo(WHITE);
1879
1880   initialKFile  = pos.initialKFile;
1881   initialKRFile = pos.initialKRFile;
1882   initialQRFile = pos.initialQRFile;
1883
1884   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
1885   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
1886   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
1887   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
1888   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
1889   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
1890
1891   // En passant square
1892   if (pos.st->epSquare != SQ_NONE)
1893       st->epSquare = flip_square(pos.st->epSquare);
1894
1895   // Checkers
1896   find_checkers();
1897
1898   // Hash keys
1899   st->key = compute_key();
1900   st->pawnKey = compute_pawn_key();
1901   st->materialKey = compute_material_key();
1902
1903   // Incremental scores
1904   st->value = compute_value();
1905
1906   // Material
1907   st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
1908   st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
1909
1910   assert(is_ok());
1911 }
1912
1913
1914 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
1915 /// This is meant to be helpful when debugging.
1916
1917 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
1918
1919   // What features of the position should be verified?
1920   const bool debugAll = false;
1921
1922   const bool debugBitboards       = debugAll || false;
1923   const bool debugKingCount       = debugAll || false;
1924   const bool debugKingCapture     = debugAll || false;
1925   const bool debugCheckerCount    = debugAll || false;
1926   const bool debugKey             = debugAll || false;
1927   const bool debugMaterialKey     = debugAll || false;
1928   const bool debugPawnKey         = debugAll || false;
1929   const bool debugIncrementalEval = debugAll || false;
1930   const bool debugNonPawnMaterial = debugAll || false;
1931   const bool debugPieceCounts     = debugAll || false;
1932   const bool debugPieceList       = debugAll || false;
1933   const bool debugCastleSquares   = debugAll || false;
1934
1935   if (failedStep) *failedStep = 1;
1936
1937   // Side to move OK?
1938   if (!color_is_ok(side_to_move()))
1939       return false;
1940
1941   // Are the king squares in the position correct?
1942   if (failedStep) (*failedStep)++;
1943   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
1944       return false;
1945
1946   if (failedStep) (*failedStep)++;
1947   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
1948       return false;
1949
1950   // Castle files OK?
1951   if (failedStep) (*failedStep)++;
1952   if (!file_is_ok(initialKRFile))
1953       return false;
1954
1955   if (!file_is_ok(initialQRFile))
1956       return false;
1957
1958   // Do both sides have exactly one king?
1959   if (failedStep) (*failedStep)++;
1960   if (debugKingCount)
1961   {
1962       int kingCount[2] = {0, 0};
1963       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1964           if (type_of_piece_on(s) == KING)
1965               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
1966
1967       if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
1968           return false;
1969   }
1970
1971   // Can the side to move capture the opponent's king?
1972   if (failedStep) (*failedStep)++;
1973   if (debugKingCapture)
1974   {
1975       Color us = side_to_move();
1976       Color them = opposite_color(us);
1977       Square ksq = king_square(them);
1978       if (attackers_to(ksq) & pieces_of_color(us))
1979           return false;
1980   }
1981
1982   // Is there more than 2 checkers?
1983   if (failedStep) (*failedStep)++;
1984   if (debugCheckerCount && count_1s<CNT32>(st->checkersBB) > 2)
1985       return false;
1986
1987   // Bitboards OK?
1988   if (failedStep) (*failedStep)++;
1989   if (debugBitboards)
1990   {
1991       // The intersection of the white and black pieces must be empty
1992       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
1993           return false;
1994
1995       // The union of the white and black pieces must be equal to all
1996       // occupied squares
1997       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
1998           return false;
1999
2000       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
2001       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
2002           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
2003               if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
2004                   return false;
2005   }
2006
2007   // En passant square OK?
2008   if (failedStep) (*failedStep)++;
2009   if (ep_square() != SQ_NONE)
2010   {
2011       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
2012       // side to move.
2013       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2014           return false;
2015   }
2016
2017   // Hash key OK?
2018   if (failedStep) (*failedStep)++;
2019   if (debugKey && st->key != compute_key())
2020       return false;
2021
2022   // Pawn hash key OK?
2023   if (failedStep) (*failedStep)++;
2024   if (debugPawnKey && st->pawnKey != compute_pawn_key())
2025       return false;
2026
2027   // Material hash key OK?
2028   if (failedStep) (*failedStep)++;
2029   if (debugMaterialKey && st->materialKey != compute_material_key())
2030       return false;
2031
2032   // Incremental eval OK?
2033   if (failedStep) (*failedStep)++;
2034   if (debugIncrementalEval && st->value != compute_value())
2035       return false;
2036
2037   // Non-pawn material OK?
2038   if (failedStep) (*failedStep)++;
2039   if (debugNonPawnMaterial)
2040   {
2041       if (st->npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2042           return false;
2043
2044       if (st->npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2045           return false;
2046   }
2047
2048   // Piece counts OK?
2049   if (failedStep) (*failedStep)++;
2050   if (debugPieceCounts)
2051       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2052           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2053               if (pieceCount[c][pt] != count_1s<CNT32>(pieces(pt, c)))
2054                   return false;
2055
2056   if (failedStep) (*failedStep)++;
2057   if (debugPieceList)
2058       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2059           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2060               for (int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2061               {
2062                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != make_piece(c, pt))
2063                       return false;
2064
2065                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2066                       return false;
2067               }
2068
2069   if (failedStep) (*failedStep)++;
2070   if (debugCastleSquares)
2071   {
2072       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2073       {
2074           if (can_castle_kingside(c) && piece_on(initial_kr_square(c)) != make_piece(c, ROOK))
2075               return false;
2076
2077           if (can_castle_queenside(c) && piece_on(initial_qr_square(c)) != make_piece(c, ROOK))
2078               return false;
2079       }
2080       if (castleRightsMask[initial_kr_square(WHITE)] != (ALL_CASTLES ^ WHITE_OO))
2081           return false;
2082       if (castleRightsMask[initial_qr_square(WHITE)] != (ALL_CASTLES ^ WHITE_OOO))
2083           return false;
2084       if (castleRightsMask[initial_kr_square(BLACK)] != (ALL_CASTLES ^ BLACK_OO))
2085           return false;
2086       if (castleRightsMask[initial_qr_square(BLACK)] != (ALL_CASTLES ^ BLACK_OOO))
2087           return false;
2088   }
2089
2090   if (failedStep) *failedStep = 0;
2091   return true;
2092 }