Fix brekage from previous patches
[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 /// Position::attacks_from() computes a bitboard of all attacks
494 /// of a given piece put in a given square.
495
496 Bitboard Position::attacks_from(Piece p, Square s) const {
497
498   assert(square_is_ok(s));
499
500   switch (p)
501   {
502   case WB: case BB: return attacks_from<BISHOP>(s);
503   case WR: case BR: return attacks_from<ROOK>(s);
504   case WQ: case BQ: return attacks_from<QUEEN>(s);
505   default: return StepAttacksBB[p][s];
506   }
507 }
508
509 Bitboard Position::attacks_from(Piece p, Square s, Bitboard occ) {
510
511   assert(square_is_ok(s));
512
513   switch (p)
514   {
515   case WB: case BB: return bishop_attacks_bb(s, occ);
516   case WR: case BR: return rook_attacks_bb(s, occ);
517   case WQ: case BQ: return bishop_attacks_bb(s, occ) | rook_attacks_bb(s, occ);
518   default: return StepAttacksBB[p][s];
519   }
520 }
521
522
523 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
524 /// position attacks a given square.
525
526 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
527
528   assert(move_is_ok(m));
529   assert(square_is_ok(s));
530
531   Bitboard occ, xray;
532   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
533
534   assert(square_is_occupied(f));
535
536   if (bit_is_set(attacks_from(piece_on(f), t), s))
537       return true;
538
539   // Move the piece and scan for X-ray attacks behind it
540   occ = occupied_squares();
541   do_move_bb(&occ, make_move_bb(f, t));
542   xray = ( (rook_attacks_bb(s, occ)   & pieces(ROOK, QUEEN))
543           |(bishop_attacks_bb(s, occ) & pieces(BISHOP, QUEEN)))
544          & pieces_of_color(color_of_piece_on(f));
545
546   // If we have attacks we need to verify that are caused by our move
547   // and are not already existent ones.
548   return xray && (xray ^ (xray & attacks_from<QUEEN>(s)));
549 }
550
551
552 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
553 /// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2). It
554 /// currently works by calling Position::attackers_to, which is probably
555 /// inefficient. Consider rewriting this function to use the last move
556 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
557
558 void Position::find_checkers() {
559
560   Color us = side_to_move();
561   st->checkersBB = attackers_to(king_square(us)) & pieces_of_color(opposite_color(us));
562 }
563
564
565 /// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal
566
567 bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
568
569   assert(is_ok());
570   assert(move_is_ok(m));
571   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
572
573   // En passant captures are a tricky special case. Because they are
574   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
575   // after the move is made
576   if (move_is_ep(m))
577   {
578       Color us = side_to_move();
579       Color them = opposite_color(us);
580       Square from = move_from(m);
581       Square to = move_to(m);
582       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
583       Square ksq = king_square(us);
584       Bitboard b = occupied_squares();
585
586       assert(to == ep_square());
587       assert(piece_on(from) == make_piece(us, PAWN));
588       assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
589       assert(piece_on(to) == PIECE_NONE);
590
591       clear_bit(&b, from);
592       clear_bit(&b, capsq);
593       set_bit(&b, to);
594
595       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & pieces(ROOK, QUEEN, them))
596             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, them));
597   }
598
599   Color us = side_to_move();
600   Square from = move_from(m);
601
602   assert(color_of_piece_on(from) == us);
603   assert(piece_on(king_square(us)) == make_piece(us, KING));
604
605   // If the moving piece is a king, check whether the destination
606   // square is attacked by the opponent. Castling moves are checked
607   // for legality during move generation.
608   if (type_of_piece_on(from) == KING)
609       return move_is_castle(m) || !(attackers_to(move_to(m)) & pieces_of_color(opposite_color(us)));
610
611   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
612   // is moving along the ray towards or away from the king.
613   return   !pinned
614         || !bit_is_set(pinned, from)
615         ||  squares_aligned(from, move_to(m), king_square(us));
616 }
617
618
619 /// Position::pl_move_is_evasion() tests whether a pseudo-legal move is a legal evasion
620
621 bool Position::pl_move_is_evasion(Move m, Bitboard pinned) const
622 {
623   assert(in_check());
624
625   Color us = side_to_move();
626   Square from = move_from(m);
627   Square to = move_to(m);
628
629   // King moves and en-passant captures are verified in pl_move_is_legal()
630   if (type_of_piece_on(from) == KING || move_is_ep(m))
631       return pl_move_is_legal(m, pinned);
632
633   Bitboard target = checkers();
634   Square checksq = pop_1st_bit(&target);
635
636   if (target) // double check ?
637       return false;
638
639   // Our move must be a blocking evasion or a capture of the checking piece
640   target = squares_between(checksq, king_square(us)) | checkers();
641   return bit_is_set(target, to) && pl_move_is_legal(m, pinned);
642 }
643
644 /// Position::move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
645 /// move and tests whether the move is legal. This version is not very fast and
646 /// should be used only in non time-critical paths.
647
648 bool Position::move_is_legal(const Move m) const {
649
650   MoveStack mlist[MAX_MOVES];
651   MoveStack *cur, *last = generate<MV_PSEUDO_LEGAL>(*this, mlist);
652
653    for (cur = mlist; cur != last; cur++)
654       if (cur->move == m)
655           return pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(sideToMove));
656
657   return false;
658 }
659
660
661 /// Fast version of Position::move_is_legal() that takes a position a move and
662 /// a bitboard of pinned pieces as input, and tests whether the move is legal.
663
664 bool Position::move_is_legal(const Move m, Bitboard pinned) const {
665
666   assert(is_ok());
667   assert(pinned == pinned_pieces(sideToMove));
668
669   Color us = sideToMove;
670   Color them = opposite_color(sideToMove);
671   Square from = move_from(m);
672   Square to = move_to(m);
673   Piece pc = piece_on(from);
674
675   // Use a slower but simpler function for uncommon cases
676   if (move_is_special(m))
677       return move_is_legal(m);
678
679   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
680   // move, the move is obviously not legal.
681   if (color_of_piece(pc) != us)
682       return false;
683
684   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
685   if (color_of_piece_on(to) == us)
686       return false;
687
688   // Handle the special case of a pawn move
689   if (type_of_piece(pc) == PAWN)
690   {
691       // Move direction must be compatible with pawn color
692       int direction = to - from;
693       if ((us == WHITE) != (direction > 0))
694           return false;
695
696       // We have already handled promotion moves, so destination
697       // cannot be on the 8/1th rank.
698       if (square_rank(to) == RANK_8 || square_rank(to) == RANK_1)
699           return false;
700
701       // Proceed according to the square delta between the origin and
702       // destination squares.
703       switch (direction)
704       {
705       case DELTA_NW:
706       case DELTA_NE:
707       case DELTA_SW:
708       case DELTA_SE:
709       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
710       // piece (en passant captures was handled earlier).
711           if (color_of_piece_on(to) != them)
712               return false;
713           break;
714
715       case DELTA_N:
716       case DELTA_S:
717       // Pawn push. The destination square must be empty.
718           if (!square_is_empty(to))
719               return false;
720           break;
721
722       case DELTA_NN:
723       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
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_4
727           || !square_is_empty(to)
728           || !square_is_empty(from + DELTA_N))
729           return false;
730           break;
731
732       case DELTA_SS:
733       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
734       // rank, and both the destination square and the square between the
735       // source and destination squares must be empty.
736           if (   square_rank(to) != RANK_5
737               || !square_is_empty(to)
738               || !square_is_empty(from + DELTA_S))
739               return false;
740           break;
741
742       default:
743           return false;
744       }
745   }
746   else if (!bit_is_set(attacks_from(pc, from), to))
747       return false;
748
749   // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
750   return in_check() ? pl_move_is_evasion(m, pinned) : pl_move_is_legal(m, pinned);
751 }
752
753
754 /// Position::move_gives_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
755
756 bool Position::move_gives_check(Move m) const {
757
758   return move_gives_check(m, CheckInfo(*this));
759 }
760
761 bool Position::move_gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
762
763   assert(is_ok());
764   assert(move_is_ok(m));
765   assert(ci.dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
766   assert(color_of_piece_on(move_from(m)) == side_to_move());
767   assert(piece_on(ci.ksq) == make_piece(opposite_color(side_to_move()), KING));
768
769   Square from = move_from(m);
770   Square to = move_to(m);
771   PieceType pt = type_of_piece_on(from);
772
773   // Direct check ?
774   if (bit_is_set(ci.checkSq[pt], to))
775       return true;
776
777   // Discovery check ?
778   if (ci.dcCandidates && bit_is_set(ci.dcCandidates, from))
779   {
780       // For pawn and king moves we need to verify also direction
781       if (  (pt != PAWN && pt != KING)
782           || !squares_aligned(from, to, ci.ksq))
783           return true;
784   }
785
786   // Can we skip the ugly special cases ?
787   if (!move_is_special(m))
788       return false;
789
790   Color us = side_to_move();
791   Bitboard b = occupied_squares();
792
793   // Promotion with check ?
794   if (move_is_promotion(m))
795   {
796       clear_bit(&b, from);
797
798       switch (move_promotion_piece(m))
799       {
800       case KNIGHT:
801           return bit_is_set(attacks_from<KNIGHT>(to), ci.ksq);
802       case BISHOP:
803           return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
804       case ROOK:
805           return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
806       case QUEEN:
807           return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
808       default:
809           assert(false);
810       }
811   }
812
813   // En passant capture with check ? We have already handled the case
814   // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
815   // need to handle is the unusual case of a discovered check through
816   // the captured pawn.
817   if (move_is_ep(m))
818   {
819       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
820       clear_bit(&b, from);
821       clear_bit(&b, capsq);
822       set_bit(&b, to);
823       return  (rook_attacks_bb(ci.ksq, b) & pieces(ROOK, QUEEN, us))
824             ||(bishop_attacks_bb(ci.ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, us));
825   }
826
827   // Castling with check ?
828   if (move_is_castle(m))
829   {
830       Square kfrom, kto, rfrom, rto;
831       kfrom = from;
832       rfrom = to;
833
834       if (rfrom > kfrom)
835       {
836           kto = relative_square(us, SQ_G1);
837           rto = relative_square(us, SQ_F1);
838       } else {
839           kto = relative_square(us, SQ_C1);
840           rto = relative_square(us, SQ_D1);
841       }
842       clear_bit(&b, kfrom);
843       clear_bit(&b, rfrom);
844       set_bit(&b, rto);
845       set_bit(&b, kto);
846       return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ci.ksq);
847   }
848
849   return false;
850 }
851
852
853 /// Position::do_setup_move() makes a permanent move on the board. It should
854 /// be used when setting up a position on board. You can't undo the move.
855
856 void Position::do_setup_move(Move m) {
857
858   StateInfo newSt;
859
860   do_move(m, newSt);
861
862   // Reset "game ply" in case we made a non-reversible move.
863   // "game ply" is used for repetition detection.
864   if (st->rule50 == 0)
865       st->gamePly = 0;
866
867   // Update the number of plies played from the starting position
868   startPosPlyCounter++;
869
870   // Our StateInfo newSt is about going out of scope so copy
871   // its content before it disappears.
872   detach();
873 }
874
875
876 /// Position::do_move() makes a move, and saves all information necessary
877 /// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal. Pseudo-legal
878 /// moves should be filtered out before this function is called.
879
880 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
881
882   CheckInfo ci(*this);
883   do_move(m, newSt, ci, move_gives_check(m, ci));
884 }
885
886 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveIsCheck) {
887
888   assert(is_ok());
889   assert(move_is_ok(m));
890   assert(&newSt != st);
891
892   nodes++;
893   Key key = st->key;
894
895   // Copy some fields of old state to our new StateInfo object except the
896   // ones which are recalculated from scratch anyway, then switch our state
897   // pointer to point to the new, ready to be updated, state.
898   struct ReducedStateInfo {
899     Key pawnKey, materialKey;
900     int castleRights, rule50, gamePly, pliesFromNull;
901     Square epSquare;
902     Score value;
903     Value npMaterial[2];
904   };
905
906   memcpy(&newSt, st, sizeof(ReducedStateInfo));
907
908   newSt.previous = st;
909   st = &newSt;
910
911   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
912   // detect repetition draws.
913   history[st->gamePly++] = key;
914
915   // Update side to move
916   key ^= zobSideToMove;
917
918   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
919   // case of non-reversible moves is taken care of later.
920   st->rule50++;
921   st->pliesFromNull++;
922
923   if (move_is_castle(m))
924   {
925       st->key = key;
926       do_castle_move(m);
927       return;
928   }
929
930   Color us = side_to_move();
931   Color them = opposite_color(us);
932   Square from = move_from(m);
933   Square to = move_to(m);
934   bool ep = move_is_ep(m);
935   bool pm = move_is_promotion(m);
936
937   Piece piece = piece_on(from);
938   PieceType pt = type_of_piece(piece);
939   PieceType capture = ep ? PAWN : type_of_piece_on(to);
940
941   assert(color_of_piece_on(from) == us);
942   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
943   assert(!(ep || pm) || piece == make_piece(us, PAWN));
944   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
945
946   if (capture)
947       do_capture_move(key, capture, them, to, ep);
948
949   // Update hash key
950   key ^= zobrist[us][pt][from] ^ zobrist[us][pt][to];
951
952   // Reset en passant square
953   if (st->epSquare != SQ_NONE)
954   {
955       key ^= zobEp[st->epSquare];
956       st->epSquare = SQ_NONE;
957   }
958
959   // Update castle rights, try to shortcut a common case
960   int cm = castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to];
961   if (cm != ALL_CASTLES && ((cm & st->castleRights) != st->castleRights))
962   {
963       key ^= zobCastle[st->castleRights];
964       st->castleRights &= castleRightsMask[from];
965       st->castleRights &= castleRightsMask[to];
966       key ^= zobCastle[st->castleRights];
967   }
968
969   // Prefetch TT access as soon as we know key is updated
970   prefetch((char*)TT.first_entry(key));
971
972   // Move the piece
973   Bitboard move_bb = make_move_bb(from, to);
974   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
975   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
976   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
977
978   board[to] = board[from];
979   board[from] = PIECE_NONE;
980
981   // Update piece lists, note that index[from] is not updated and
982   // becomes stale. This works as long as index[] is accessed just
983   // by known occupied squares.
984   index[to] = index[from];
985   pieceList[us][pt][index[to]] = to;
986
987   // If the moving piece was a pawn do some special extra work
988   if (pt == PAWN)
989   {
990       // Reset rule 50 draw counter
991       st->rule50 = 0;
992
993       // Update pawn hash key and prefetch in L1/L2 cache
994       st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
995
996       // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
997       if ((to ^ from) == 16)
998       {
999           if (attacks_from<PAWN>(from + (us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S), us) & pieces(PAWN, them))
1000           {
1001               st->epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
1002               key ^= zobEp[st->epSquare];
1003           }
1004       }
1005
1006       if (pm) // promotion ?
1007       {
1008           PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
1009
1010           assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1011
1012           // Insert promoted piece instead of pawn
1013           clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1014           set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1015           board[to] = make_piece(us, promotion);
1016
1017           // Update piece counts
1018           pieceCount[us][promotion]++;
1019           pieceCount[us][PAWN]--;
1020
1021           // Update material key
1022           st->materialKey ^= zobrist[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1023           st->materialKey ^= zobrist[us][promotion][pieceCount[us][promotion]-1];
1024
1025           // Update piece lists, move the last pawn at index[to] position
1026           // and shrink the list. Add a new promotion piece to the list.
1027           Square lastPawnSquare = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1028           index[lastPawnSquare] = index[to];
1029           pieceList[us][PAWN][index[lastPawnSquare]] = lastPawnSquare;
1030           pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = SQ_NONE;
1031           index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1032           pieceList[us][promotion][index[to]] = to;
1033
1034           // Partially revert hash keys update
1035           key ^= zobrist[us][PAWN][to] ^ zobrist[us][promotion][to];
1036           st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][to];
1037
1038           // Partially revert and update incremental scores
1039           st->value -= pst(us, PAWN, to);
1040           st->value += pst(us, promotion, to);
1041
1042           // Update material
1043           st->npMaterial[us] += PieceValueMidgame[promotion];
1044       }
1045   }
1046
1047   // Prefetch pawn and material hash tables
1048   Threads[threadID].pawnTable.prefetch(st->pawnKey);
1049   Threads[threadID].materialTable.prefetch(st->materialKey);
1050
1051   // Update incremental scores
1052   st->value += pst_delta(piece, from, to);
1053
1054   // Set capture piece
1055   st->capturedType = capture;
1056
1057   // Update the key with the final value
1058   st->key = key;
1059
1060   // Update checkers bitboard, piece must be already moved
1061   st->checkersBB = EmptyBoardBB;
1062
1063   if (moveIsCheck)
1064   {
1065       if (ep | pm)
1066           st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
1067       else
1068       {
1069           // Direct checks
1070           if (bit_is_set(ci.checkSq[pt], to))
1071               st->checkersBB = SetMaskBB[to];
1072
1073           // Discovery checks
1074           if (ci.dcCandidates && bit_is_set(ci.dcCandidates, from))
1075           {
1076               if (pt != ROOK)
1077                   st->checkersBB |= (attacks_from<ROOK>(ci.ksq) & pieces(ROOK, QUEEN, us));
1078
1079               if (pt != BISHOP)
1080                   st->checkersBB |= (attacks_from<BISHOP>(ci.ksq) & pieces(BISHOP, QUEEN, us));
1081           }
1082       }
1083   }
1084
1085   // Finish
1086   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1087   st->value += (sideToMove == WHITE ?  TempoValue : -TempoValue);
1088
1089   assert(is_ok());
1090 }
1091
1092
1093 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
1094 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
1095
1096 void Position::do_capture_move(Key& key, PieceType capture, Color them, Square to, bool ep) {
1097
1098     assert(capture != KING);
1099
1100     Square capsq = to;
1101
1102     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key,
1103     // otherwise update non-pawn material.
1104     if (capture == PAWN)
1105     {
1106         if (ep) // en passant ?
1107         {
1108             capsq = (them == BLACK)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1109
1110             assert(to == st->epSquare);
1111             assert(relative_rank(opposite_color(them), to) == RANK_6);
1112             assert(piece_on(to) == PIECE_NONE);
1113             assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
1114
1115             board[capsq] = PIECE_NONE;
1116         }
1117         st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1118     }
1119     else
1120         st->npMaterial[them] -= PieceValueMidgame[capture];
1121
1122     // Remove captured piece
1123     clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1124     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), capsq);
1125     clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1126
1127     // Update hash key
1128     key ^= zobrist[them][capture][capsq];
1129
1130     // Update incremental scores
1131     st->value -= pst(them, capture, capsq);
1132
1133     // Update piece count
1134     pieceCount[them][capture]--;
1135
1136     // Update material hash key
1137     st->materialKey ^= zobrist[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1138
1139     // Update piece list, move the last piece at index[capsq] position
1140     //
1141     // WARNING: This is a not perfectly revresible operation. When we
1142     // will reinsert the captured piece in undo_move() we will put it
1143     // at the end of the list and not in its original place, it means
1144     // index[] and pieceList[] are not guaranteed to be invariant to a
1145     // do_move() + undo_move() sequence.
1146     Square lastPieceSquare = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1147     index[lastPieceSquare] = index[capsq];
1148     pieceList[them][capture][index[lastPieceSquare]] = lastPieceSquare;
1149     pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = SQ_NONE;
1150
1151     // Reset rule 50 counter
1152     st->rule50 = 0;
1153 }
1154
1155
1156 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
1157 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
1158 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1159 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1160
1161 void Position::do_castle_move(Move m) {
1162
1163   assert(move_is_ok(m));
1164   assert(move_is_castle(m));
1165
1166   Color us = side_to_move();
1167   Color them = opposite_color(us);
1168
1169   // Reset capture field
1170   st->capturedType = PIECE_TYPE_NONE;
1171
1172   // Find source squares for king and rook
1173   Square kfrom = move_from(m);
1174   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1175   Square kto, rto;
1176
1177   assert(piece_on(kfrom) == make_piece(us, KING));
1178   assert(piece_on(rfrom) == make_piece(us, ROOK));
1179
1180   // Find destination squares for king and rook
1181   if (rfrom > kfrom) // O-O
1182   {
1183       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1184       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1185   } else { // O-O-O
1186       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1187       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1188   }
1189
1190   // Remove pieces from source squares:
1191   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1192   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1193   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1194   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1195   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1196   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1197
1198   // Put pieces on destination squares:
1199   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1200   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1201   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1202   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1203   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1204   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1205
1206   // Update board array
1207   Piece king = make_piece(us, KING);
1208   Piece rook = make_piece(us, ROOK);
1209   board[kfrom] = board[rfrom] = PIECE_NONE;
1210   board[kto] = king;
1211   board[rto] = rook;
1212
1213   // Update piece lists
1214   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
1215   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
1216   int tmp = index[rfrom]; // In Chess960 could be rto == kfrom
1217   index[kto] = index[kfrom];
1218   index[rto] = tmp;
1219
1220   // Update incremental scores
1221   st->value += pst_delta(king, kfrom, kto);
1222   st->value += pst_delta(rook, rfrom, rto);
1223
1224   // Update hash key
1225   st->key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
1226   st->key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
1227
1228   // Clear en passant square
1229   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1230   {
1231       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1232       st->epSquare = SQ_NONE;
1233   }
1234
1235   // Update castling rights
1236   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1237   st->castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
1238   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1239
1240   // Reset rule 50 counter
1241   st->rule50 = 0;
1242
1243   // Update checkers BB
1244   st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
1245
1246   // Finish
1247   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1248   st->value += (sideToMove == WHITE ?  TempoValue : -TempoValue);
1249
1250   assert(is_ok());
1251 }
1252
1253
1254 /// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
1255 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.
1256
1257 void Position::undo_move(Move m) {
1258
1259   assert(is_ok());
1260   assert(move_is_ok(m));
1261
1262   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1263
1264   if (move_is_castle(m))
1265   {
1266       undo_castle_move(m);
1267       return;
1268   }
1269
1270   Color us = side_to_move();
1271   Color them = opposite_color(us);
1272   Square from = move_from(m);
1273   Square to = move_to(m);
1274   bool ep = move_is_ep(m);
1275   bool pm = move_is_promotion(m);
1276
1277   PieceType pt = type_of_piece_on(to);
1278
1279   assert(square_is_empty(from));
1280   assert(color_of_piece_on(to) == us);
1281   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
1282   assert(!ep || to == st->previous->epSquare);
1283   assert(!ep || relative_rank(us, to) == RANK_6);
1284   assert(!ep || piece_on(to) == make_piece(us, PAWN));
1285
1286   if (pm) // promotion ?
1287   {
1288       PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
1289       pt = PAWN;
1290
1291       assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1292       assert(piece_on(to) == make_piece(us, promotion));
1293
1294       // Replace promoted piece with a pawn
1295       clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1296       set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1297
1298       // Update piece counts
1299       pieceCount[us][promotion]--;
1300       pieceCount[us][PAWN]++;
1301
1302       // Update piece list replacing promotion piece with a pawn
1303       Square lastPromotionSquare = pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]];
1304       index[lastPromotionSquare] = index[to];
1305       pieceList[us][promotion][index[lastPromotionSquare]] = lastPromotionSquare;
1306       pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]] = SQ_NONE;
1307       index[to] = pieceCount[us][PAWN] - 1;
1308       pieceList[us][PAWN][index[to]] = to;
1309   }
1310
1311   // Put the piece back at the source square
1312   Bitboard move_bb = make_move_bb(to, from);
1313   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
1314   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
1315   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1316
1317   board[from] = make_piece(us, pt);
1318   board[to] = PIECE_NONE;
1319
1320   // Update piece list
1321   index[from] = index[to];
1322   pieceList[us][pt][index[from]] = from;
1323
1324   if (st->capturedType)
1325   {
1326       Square capsq = to;
1327
1328       if (ep)
1329           capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1330
1331       assert(st->capturedType != KING);
1332       assert(!ep || square_is_empty(capsq));
1333
1334       // Restore the captured piece
1335       set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1336       set_bit(&(byTypeBB[st->capturedType]), capsq);
1337       set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1338
1339       board[capsq] = make_piece(them, st->capturedType);
1340
1341       // Update piece count
1342       pieceCount[them][st->capturedType]++;
1343
1344       // Update piece list, add a new captured piece in capsq square
1345       index[capsq] = pieceCount[them][st->capturedType] - 1;
1346       pieceList[them][st->capturedType][index[capsq]] = capsq;
1347   }
1348
1349   // Finally point our state pointer back to the previous state
1350   st = st->previous;
1351
1352   assert(is_ok());
1353 }
1354
1355
1356 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1357 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1358 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1359 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1360
1361 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1362
1363   assert(move_is_ok(m));
1364   assert(move_is_castle(m));
1365
1366   // When we have arrived here, some work has already been done by
1367   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1368   // so the code below is correct.
1369   Color us = side_to_move();
1370
1371   // Find source squares for king and rook
1372   Square kfrom = move_from(m);
1373   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1374   Square kto, rto;
1375
1376   // Find destination squares for king and rook
1377   if (rfrom > kfrom) // O-O
1378   {
1379       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1380       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1381   } else { // O-O-O
1382       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1383       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1384   }
1385
1386   assert(piece_on(kto) == make_piece(us, KING));
1387   assert(piece_on(rto) == make_piece(us, ROOK));
1388
1389   // Remove pieces from destination squares:
1390   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1391   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1392   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1393   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1394   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1395   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1396
1397   // Put pieces on source squares:
1398   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1399   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1400   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1401   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1402   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1403   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1404
1405   // Update board
1406   board[rto] = board[kto] = PIECE_NONE;
1407   board[rfrom] = make_piece(us, ROOK);
1408   board[kfrom] = make_piece(us, KING);
1409
1410   // Update piece lists
1411   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1412   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1413   int tmp = index[rto];  // In Chess960 could be rto == kfrom
1414   index[kfrom] = index[kto];
1415   index[rfrom] = tmp;
1416
1417   // Finally point our state pointer back to the previous state
1418   st = st->previous;
1419
1420   assert(is_ok());
1421 }
1422
1423
1424 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1425 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1426
1427 void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
1428
1429   assert(is_ok());
1430   assert(!in_check());
1431
1432   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1433   // StateInfo object.
1434   // Note that differently from normal case here backupSt is actually used as
1435   // a backup storage not as a new state to be used.
1436   backupSt.key      = st->key;
1437   backupSt.epSquare = st->epSquare;
1438   backupSt.value    = st->value;
1439   backupSt.previous = st->previous;
1440   backupSt.pliesFromNull = st->pliesFromNull;
1441   st->previous = &backupSt;
1442
1443   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1444   // detect repetition draws.
1445   history[st->gamePly++] = st->key;
1446
1447   // Update the necessary information
1448   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1449       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1450
1451   st->key ^= zobSideToMove;
1452   prefetch((char*)TT.first_entry(st->key));
1453
1454   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1455   st->epSquare = SQ_NONE;
1456   st->rule50++;
1457   st->pliesFromNull = 0;
1458   st->value += (sideToMove == WHITE) ?  TempoValue : -TempoValue;
1459 }
1460
1461
1462 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1463
1464 void Position::undo_null_move() {
1465
1466   assert(is_ok());
1467   assert(!in_check());
1468
1469   // Restore information from the our backup StateInfo object
1470   StateInfo* backupSt = st->previous;
1471   st->key      = backupSt->key;
1472   st->epSquare = backupSt->epSquare;
1473   st->value    = backupSt->value;
1474   st->previous = backupSt->previous;
1475   st->pliesFromNull = backupSt->pliesFromNull;
1476
1477   // Update the necessary information
1478   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1479   st->rule50--;
1480   st->gamePly--;
1481 }
1482
1483
1484 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
1485 /// material gain or loss resulting from a move. There are three versions of
1486 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1487 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
1488 /// not yet understand promotions captures.
1489
1490 int Position::see_sign(Move m) const {
1491
1492   assert(move_is_ok(m));
1493
1494   Square from = move_from(m);
1495   Square to = move_to(m);
1496
1497   // Early return if SEE cannot be negative because captured piece value
1498   // is not less then capturing one. Note that king moves always return
1499   // here because king midgame value is set to 0.
1500   if (midgame_value_of_piece_on(to) >= midgame_value_of_piece_on(from))
1501       return 1;
1502
1503   return see(m);
1504 }
1505
1506 int Position::see(Move m) const {
1507
1508   Square from, to;
1509   Bitboard occupied, attackers, stmAttackers, b;
1510   int swapList[32], slIndex = 1;
1511   PieceType capturedType, pt;
1512   Color stm;
1513
1514   assert(move_is_ok(m));
1515
1516   from = move_from(m);
1517   to = move_to(m);
1518   capturedType = type_of_piece_on(to);
1519   occupied = occupied_squares();
1520
1521   // Handle en passant moves
1522   if (st->epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
1523   {
1524       Square capQq = (side_to_move() == WHITE ? to - DELTA_N : to - DELTA_S);
1525
1526       assert(capturedType == PIECE_TYPE_NONE);
1527       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
1528
1529       // Remove the captured pawn
1530       clear_bit(&occupied, capQq);
1531       capturedType = PAWN;
1532   }
1533
1534   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1535   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1536   clear_bit(&occupied, from);
1537   attackers =  (rook_attacks_bb(to, occupied)  & pieces(ROOK, QUEEN))
1538              | (bishop_attacks_bb(to, occupied)& pieces(BISHOP, QUEEN))
1539              | (attacks_from<KNIGHT>(to)       & pieces(KNIGHT))
1540              | (attacks_from<KING>(to)         & pieces(KING))
1541              | (attacks_from<PAWN>(to, WHITE)  & pieces(PAWN, BLACK))
1542              | (attacks_from<PAWN>(to, BLACK)  & pieces(PAWN, WHITE));
1543
1544   // If the opponent has no attackers we are finished
1545   stm = opposite_color(color_of_piece_on(from));
1546   stmAttackers = attackers & pieces_of_color(stm);
1547   if (!stmAttackers)
1548       return seeValues[capturedType];
1549
1550   // The destination square is defended, which makes things rather more
1551   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1552   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1553   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1554   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1555   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1556   swapList[0] = seeValues[capturedType];
1557   capturedType = type_of_piece_on(from);
1558
1559   do {
1560       // Locate the least valuable attacker for the side to move. The loop
1561       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1562       // that the side to move still has at least one attacker left.
1563       for (pt = PAWN; !(stmAttackers & pieces(pt)); pt++)
1564           assert(pt < KING);
1565
1566       // Remove the attacker we just found from the 'occupied' bitboard,
1567       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1568       b = stmAttackers & pieces(pt);
1569       occupied ^= (b & (~b + 1));
1570       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occupied)   & pieces(ROOK, QUEEN))
1571                   | (bishop_attacks_bb(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN));
1572
1573       attackers &= occupied; // Cut out pieces we've already done
1574
1575       // Add the new entry to the swap list
1576       assert(slIndex < 32);
1577       swapList[slIndex] = -swapList[slIndex - 1] + seeValues[capturedType];
1578       slIndex++;
1579
1580       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to
1581       // move before beginning the next iteration.
1582       capturedType = pt;
1583       stm = opposite_color(stm);
1584       stmAttackers = attackers & pieces_of_color(stm);
1585
1586       // Stop before processing a king capture
1587       if (capturedType == KING && stmAttackers)
1588       {
1589           assert(slIndex < 32);
1590           swapList[slIndex++] = QueenValueMidgame*10;
1591           break;
1592       }
1593   } while (stmAttackers);
1594
1595   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1596   // achievable score from the point of view of the side to move.
1597   while (--slIndex)
1598       swapList[slIndex-1] = Min(-swapList[slIndex], swapList[slIndex-1]);
1599
1600   return swapList[0];
1601 }
1602
1603
1604 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1605 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1606
1607 void Position::clear() {
1608
1609   st = &startState;
1610   memset(st, 0, sizeof(StateInfo));
1611   st->epSquare = SQ_NONE;
1612   startPosPlyCounter = 0;
1613   nodes = 0;
1614
1615   memset(byColorBB,  0, sizeof(Bitboard) * 2);
1616   memset(byTypeBB,   0, sizeof(Bitboard) * 8);
1617   memset(pieceCount, 0, sizeof(int) * 2 * 8);
1618   memset(index,      0, sizeof(int) * 64);
1619
1620   for (int i = 0; i < 64; i++)
1621       board[i] = PIECE_NONE;
1622
1623   for (int i = 0; i < 8; i++)
1624       for (int j = 0; j < 16; j++)
1625           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1626
1627   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
1628       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
1629
1630   sideToMove = WHITE;
1631   initialKFile = FILE_E;
1632   initialKRFile = FILE_H;
1633   initialQRFile = FILE_A;
1634 }
1635
1636
1637 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1638 /// updating the board array, pieces list, bitboards, and piece counts.
1639
1640 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1641
1642   Color c = color_of_piece(p);
1643   PieceType pt = type_of_piece(p);
1644
1645   board[s] = p;
1646   index[s] = pieceCount[c][pt]++;
1647   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1648
1649   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1650   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1651   set_bit(&(byTypeBB[0]), s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1652 }
1653
1654
1655 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1656 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1657 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1658 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1659
1660 Key Position::compute_key() const {
1661
1662   Key result = zobCastle[st->castleRights];
1663
1664   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1665       if (square_is_occupied(s))
1666           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1667
1668   if (ep_square() != SQ_NONE)
1669       result ^= zobEp[ep_square()];
1670
1671   if (side_to_move() == BLACK)
1672       result ^= zobSideToMove;
1673
1674   return result;
1675 }
1676
1677
1678 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
1679 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1680 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1681 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1682 /// debug mode.
1683
1684 Key Position::compute_pawn_key() const {
1685
1686   Bitboard b;
1687   Key result = 0;
1688
1689   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1690   {
1691       b = pieces(PAWN, c);
1692       while (b)
1693           result ^= zobrist[c][PAWN][pop_1st_bit(&b)];
1694   }
1695   return result;
1696 }
1697
1698
1699 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1700 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1701 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1702 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1703 /// debug mode.
1704
1705 Key Position::compute_material_key() const {
1706
1707   int count;
1708   Key result = 0;
1709
1710   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1711       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1712       {
1713           count = piece_count(c, pt);
1714           for (int i = 0; i < count; i++)
1715               result ^= zobrist[c][pt][i];
1716       }
1717   return result;
1718 }
1719
1720
1721 /// Position::compute_value() compute the incremental scores for the middle
1722 /// game and the endgame. These functions are used to initialize the incremental
1723 /// scores when a new position is set up, and to verify that the scores are correctly
1724 /// updated by do_move and undo_move when the program is running in debug mode.
1725 Score Position::compute_value() const {
1726
1727   Bitboard b;
1728   Score result = SCORE_ZERO;
1729
1730   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1731       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1732       {
1733           b = pieces(pt, c);
1734           while (b)
1735               result += pst(c, pt, pop_1st_bit(&b));
1736       }
1737
1738   result += (side_to_move() == WHITE ? TempoValue / 2 : -TempoValue / 2);
1739   return result;
1740 }
1741
1742
1743 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1744 /// game material value for the given side. Material values are updated
1745 /// incrementally during the search, this function is only used while
1746 /// initializing a new Position object.
1747
1748 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1749
1750   Value result = VALUE_ZERO;
1751
1752   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1753       result += piece_count(c, pt) * PieceValueMidgame[pt];
1754
1755   return result;
1756 }
1757
1758
1759 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1760 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
1761 /// must be done by the search.
1762
1763 bool Position::is_draw() const {
1764
1765   // Draw by material?
1766   if (   !pieces(PAWN)
1767       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1768       return true;
1769
1770   // Draw by the 50 moves rule?
1771   if (st->rule50 > 99 && !is_mate())
1772       return true;
1773
1774   // Draw by repetition?
1775   for (int i = 4, e = Min(Min(st->gamePly, st->rule50), st->pliesFromNull); i <= e; i += 2)
1776       if (history[st->gamePly - i] == st->key)
1777           return true;
1778
1779   return false;
1780 }
1781
1782
1783 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1784 /// side to move is checkmated.
1785
1786 bool Position::is_mate() const {
1787
1788   MoveStack moves[MAX_MOVES];
1789   return in_check() && generate<MV_LEGAL>(*this, moves) == moves;
1790 }
1791
1792
1793 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes at
1794 /// startup the various arrays used to compute hash keys.
1795
1796 void Position::init_zobrist() {
1797
1798   int i,j, k;
1799   RKISS rk;
1800
1801   for (i = 0; i < 2; i++) for (j = 0; j < 8; j++) for (k = 0; k < 64; k++)
1802       zobrist[i][j][k] = rk.rand<Key>();
1803
1804   for (i = 0; i < 64; i++)
1805       zobEp[i] = rk.rand<Key>();
1806
1807   for (i = 0; i < 16; i++)
1808       zobCastle[i] = rk.rand<Key>();
1809
1810   zobSideToMove = rk.rand<Key>();
1811   zobExclusion  = rk.rand<Key>();
1812 }
1813
1814
1815 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
1816 /// This is a two-step operation: First, the white halves of the tables are
1817 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays. Second, the black halves
1818 /// of the tables are initialized by mirroring and changing the sign of the
1819 /// corresponding white scores.
1820
1821 void Position::init_piece_square_tables() {
1822
1823   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1824       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
1825           PieceSquareTable[p][s] = make_score(MgPST[p][s], EgPST[p][s]);
1826
1827   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1828       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
1829           PieceSquareTable[p][s] = -PieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1830 }
1831
1832
1833 /// Position::flip() flips position with the white and black sides reversed. This
1834 /// is only useful for debugging especially for finding evaluation symmetry bugs.
1835
1836 void Position::flip() {
1837
1838   assert(is_ok());
1839
1840   // Make a copy of current position before to start changing
1841   const Position pos(*this, threadID);
1842
1843   clear();
1844   threadID = pos.thread();
1845
1846   // Board
1847   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1848       if (!pos.square_is_empty(s))
1849           put_piece(Piece(pos.piece_on(s) ^ 8), flip_square(s));
1850
1851   // Side to move
1852   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
1853
1854   // Castling rights
1855   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  do_allow_oo(BLACK);
1856   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) do_allow_ooo(BLACK);
1857   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  do_allow_oo(WHITE);
1858   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) do_allow_ooo(WHITE);
1859
1860   initialKFile  = pos.initialKFile;
1861   initialKRFile = pos.initialKRFile;
1862   initialQRFile = pos.initialQRFile;
1863
1864   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
1865   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
1866   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
1867   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
1868   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
1869   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
1870
1871   // En passant square
1872   if (pos.st->epSquare != SQ_NONE)
1873       st->epSquare = flip_square(pos.st->epSquare);
1874
1875   // Checkers
1876   find_checkers();
1877
1878   // Hash keys
1879   st->key = compute_key();
1880   st->pawnKey = compute_pawn_key();
1881   st->materialKey = compute_material_key();
1882
1883   // Incremental scores
1884   st->value = compute_value();
1885
1886   // Material
1887   st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
1888   st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
1889
1890   assert(is_ok());
1891 }
1892
1893
1894 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
1895 /// This is meant to be helpful when debugging.
1896
1897 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
1898
1899   // What features of the position should be verified?
1900   const bool debugAll = false;
1901
1902   const bool debugBitboards       = debugAll || false;
1903   const bool debugKingCount       = debugAll || false;
1904   const bool debugKingCapture     = debugAll || false;
1905   const bool debugCheckerCount    = debugAll || false;
1906   const bool debugKey             = debugAll || false;
1907   const bool debugMaterialKey     = debugAll || false;
1908   const bool debugPawnKey         = debugAll || false;
1909   const bool debugIncrementalEval = debugAll || false;
1910   const bool debugNonPawnMaterial = debugAll || false;
1911   const bool debugPieceCounts     = debugAll || false;
1912   const bool debugPieceList       = debugAll || false;
1913   const bool debugCastleSquares   = debugAll || false;
1914
1915   if (failedStep) *failedStep = 1;
1916
1917   // Side to move OK?
1918   if (!color_is_ok(side_to_move()))
1919       return false;
1920
1921   // Are the king squares in the position correct?
1922   if (failedStep) (*failedStep)++;
1923   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
1924       return false;
1925
1926   if (failedStep) (*failedStep)++;
1927   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
1928       return false;
1929
1930   // Castle files OK?
1931   if (failedStep) (*failedStep)++;
1932   if (!file_is_ok(initialKRFile))
1933       return false;
1934
1935   if (!file_is_ok(initialQRFile))
1936       return false;
1937
1938   // Do both sides have exactly one king?
1939   if (failedStep) (*failedStep)++;
1940   if (debugKingCount)
1941   {
1942       int kingCount[2] = {0, 0};
1943       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1944           if (type_of_piece_on(s) == KING)
1945               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
1946
1947       if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
1948           return false;
1949   }
1950
1951   // Can the side to move capture the opponent's king?
1952   if (failedStep) (*failedStep)++;
1953   if (debugKingCapture)
1954   {
1955       Color us = side_to_move();
1956       Color them = opposite_color(us);
1957       Square ksq = king_square(them);
1958       if (attackers_to(ksq) & pieces_of_color(us))
1959           return false;
1960   }
1961
1962   // Is there more than 2 checkers?
1963   if (failedStep) (*failedStep)++;
1964   if (debugCheckerCount && count_1s<CNT32>(st->checkersBB) > 2)
1965       return false;
1966
1967   // Bitboards OK?
1968   if (failedStep) (*failedStep)++;
1969   if (debugBitboards)
1970   {
1971       // The intersection of the white and black pieces must be empty
1972       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
1973           return false;
1974
1975       // The union of the white and black pieces must be equal to all
1976       // occupied squares
1977       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
1978           return false;
1979
1980       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
1981       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
1982           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
1983               if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
1984                   return false;
1985   }
1986
1987   // En passant square OK?
1988   if (failedStep) (*failedStep)++;
1989   if (ep_square() != SQ_NONE)
1990   {
1991       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
1992       // side to move.
1993       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
1994           return false;
1995   }
1996
1997   // Hash key OK?
1998   if (failedStep) (*failedStep)++;
1999   if (debugKey && st->key != compute_key())
2000       return false;
2001
2002   // Pawn hash key OK?
2003   if (failedStep) (*failedStep)++;
2004   if (debugPawnKey && st->pawnKey != compute_pawn_key())
2005       return false;
2006
2007   // Material hash key OK?
2008   if (failedStep) (*failedStep)++;
2009   if (debugMaterialKey && st->materialKey != compute_material_key())
2010       return false;
2011
2012   // Incremental eval OK?
2013   if (failedStep) (*failedStep)++;
2014   if (debugIncrementalEval && st->value != compute_value())
2015       return false;
2016
2017   // Non-pawn material OK?
2018   if (failedStep) (*failedStep)++;
2019   if (debugNonPawnMaterial)
2020   {
2021       if (st->npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2022           return false;
2023
2024       if (st->npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2025           return false;
2026   }
2027
2028   // Piece counts OK?
2029   if (failedStep) (*failedStep)++;
2030   if (debugPieceCounts)
2031       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2032           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2033               if (pieceCount[c][pt] != count_1s<CNT32>(pieces(pt, c)))
2034                   return false;
2035
2036   if (failedStep) (*failedStep)++;
2037   if (debugPieceList)
2038       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2039           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2040               for (int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2041               {
2042                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != make_piece(c, pt))
2043                       return false;
2044
2045                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2046                       return false;
2047               }
2048
2049   if (failedStep) (*failedStep)++;
2050   if (debugCastleSquares)
2051   {
2052       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2053       {
2054           if (can_castle_kingside(c) && piece_on(initial_kr_square(c)) != make_piece(c, ROOK))
2055               return false;
2056
2057           if (can_castle_queenside(c) && piece_on(initial_qr_square(c)) != make_piece(c, ROOK))
2058               return false;
2059       }
2060       if (castleRightsMask[initial_kr_square(WHITE)] != (ALL_CASTLES ^ WHITE_OO))
2061           return false;
2062       if (castleRightsMask[initial_qr_square(WHITE)] != (ALL_CASTLES ^ WHITE_OOO))
2063           return false;
2064       if (castleRightsMask[initial_kr_square(BLACK)] != (ALL_CASTLES ^ BLACK_OO))
2065           return false;
2066       if (castleRightsMask[initial_qr_square(BLACK)] != (ALL_CASTLES ^ BLACK_OOO))
2067           return false;
2068   }
2069
2070   if (failedStep) *failedStep = 0;
2071   return true;
2072 }