59caa88e47e4b0bcc8220b4c9d8617b23f799946
[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.
607   if (type_of_piece_on(from) == KING)
608       return !(attackers_to(move_to(m)) & pieces_of_color(opposite_color(us)));
609
610   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
611   // is moving along the ray towards or away from the king.
612   return   !pinned
613         || !bit_is_set(pinned, from)
614         ||  squares_aligned(from, move_to(m), king_square(us));
615 }
616
617
618 /// Position::pl_move_is_evasion() tests whether a pseudo-legal move is a legal evasion
619
620 bool Position::pl_move_is_evasion(Move m, Bitboard pinned) const
621 {
622   assert(in_check());
623
624   Color us = side_to_move();
625   Square from = move_from(m);
626   Square to = move_to(m);
627
628   // King moves and en-passant captures are verified in pl_move_is_legal()
629   if (type_of_piece_on(from) == KING || move_is_ep(m))
630       return pl_move_is_legal(m, pinned);
631
632   Bitboard target = checkers();
633   Square checksq = pop_1st_bit(&target);
634
635   if (target) // double check ?
636       return false;
637
638   // Our move must be a blocking evasion or a capture of the checking piece
639   target = squares_between(checksq, king_square(us)) | checkers();
640   return bit_is_set(target, to) && pl_move_is_legal(m, pinned);
641 }
642
643 /// Position::move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
644 /// move and tests whether the move is legal. This version is not very fast and
645 /// should be used only in non time-critical paths.
646
647 bool Position::move_is_legal(const Move m) const {
648
649   MoveStack mlist[MAX_MOVES];
650   MoveStack *cur, *last = generate<MV_PSEUDO_LEGAL>(*this, mlist);
651
652    for (cur = mlist; cur != last; cur++)
653       if (cur->move == m)
654           return pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(sideToMove));
655
656   return false;
657 }
658
659
660 /// Fast version of Position::move_is_legal() that takes a position a move and
661 /// a bitboard of pinned pieces as input, and tests whether the move is legal.
662
663 bool Position::move_is_legal(const Move m, Bitboard pinned) const {
664
665   assert(is_ok());
666   assert(pinned == pinned_pieces(sideToMove));
667
668   Color us = sideToMove;
669   Color them = opposite_color(sideToMove);
670   Square from = move_from(m);
671   Square to = move_to(m);
672   Piece pc = piece_on(from);
673
674   // Use a slower but simpler function for uncommon cases
675   if (move_is_special(m))
676       return move_is_legal(m);
677
678   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
679   // move, the move is obviously not legal.
680   if (color_of_piece(pc) != us)
681       return false;
682
683   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
684   if (color_of_piece_on(to) == us)
685       return false;
686
687   // Handle the special case of a pawn move
688   if (type_of_piece(pc) == PAWN)
689   {
690       // Move direction must be compatible with pawn color
691       int direction = to - from;
692       if ((us == WHITE) != (direction > 0))
693           return false;
694
695       // We have already handled promotion moves, so destination
696       // cannot be on the 8/1th rank.
697       if (square_rank(to) == RANK_8 || square_rank(to) == RANK_1)
698           return false;
699
700       // Proceed according to the square delta between the origin and
701       // destination squares.
702       switch (direction)
703       {
704       case DELTA_NW:
705       case DELTA_NE:
706       case DELTA_SW:
707       case DELTA_SE:
708       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
709       // piece (en passant captures was handled earlier).
710           if (color_of_piece_on(to) != them)
711               return false;
712           break;
713
714       case DELTA_N:
715       case DELTA_S:
716       // Pawn push. The destination square must be empty.
717           if (!square_is_empty(to))
718               return false;
719           break;
720
721       case DELTA_NN:
722       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
723       // rank, and both the destination square and the square between the
724       // source and destination squares must be empty.
725       if (   square_rank(to) != RANK_4
726           || !square_is_empty(to)
727           || !square_is_empty(from + DELTA_N))
728           return false;
729           break;
730
731       case DELTA_SS:
732       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
733       // rank, and both the destination square and the square between the
734       // source and destination squares must be empty.
735           if (   square_rank(to) != RANK_5
736               || !square_is_empty(to)
737               || !square_is_empty(from + DELTA_S))
738               return false;
739           break;
740
741       default:
742           return false;
743       }
744   }
745   else if (!bit_is_set(attacks_from(pc, from), to))
746       return false;
747
748   // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
749   return in_check() ? pl_move_is_evasion(m, pinned) : pl_move_is_legal(m, pinned);
750 }
751
752
753 /// Position::move_gives_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
754
755 bool Position::move_gives_check(Move m) const {
756
757   return move_gives_check(m, CheckInfo(*this));
758 }
759
760 bool Position::move_gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
761
762   assert(is_ok());
763   assert(move_is_ok(m));
764   assert(ci.dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
765   assert(color_of_piece_on(move_from(m)) == side_to_move());
766   assert(piece_on(ci.ksq) == make_piece(opposite_color(side_to_move()), KING));
767
768   Square from = move_from(m);
769   Square to = move_to(m);
770   PieceType pt = type_of_piece_on(from);
771
772   // Direct check ?
773   if (bit_is_set(ci.checkSq[pt], to))
774       return true;
775
776   // Discovery check ?
777   if (ci.dcCandidates && bit_is_set(ci.dcCandidates, from))
778   {
779       // For pawn and king moves we need to verify also direction
780       if (  (pt != PAWN && pt != KING)
781           || !squares_aligned(from, to, ci.ksq))
782           return true;
783   }
784
785   // Can we skip the ugly special cases ?
786   if (!move_is_special(m))
787       return false;
788
789   Color us = side_to_move();
790   Bitboard b = occupied_squares();
791
792   // Promotion with check ?
793   if (move_is_promotion(m))
794   {
795       clear_bit(&b, from);
796
797       switch (move_promotion_piece(m))
798       {
799       case KNIGHT:
800           return bit_is_set(attacks_from<KNIGHT>(to), ci.ksq);
801       case BISHOP:
802           return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
803       case ROOK:
804           return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
805       case QUEEN:
806           return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ci.ksq);
807       default:
808           assert(false);
809       }
810   }
811
812   // En passant capture with check ? We have already handled the case
813   // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
814   // need to handle is the unusual case of a discovered check through
815   // the captured pawn.
816   if (move_is_ep(m))
817   {
818       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
819       clear_bit(&b, from);
820       clear_bit(&b, capsq);
821       set_bit(&b, to);
822       return  (rook_attacks_bb(ci.ksq, b) & pieces(ROOK, QUEEN, us))
823             ||(bishop_attacks_bb(ci.ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, us));
824   }
825
826   // Castling with check ?
827   if (move_is_castle(m))
828   {
829       Square kfrom, kto, rfrom, rto;
830       kfrom = from;
831       rfrom = to;
832
833       if (rfrom > kfrom)
834       {
835           kto = relative_square(us, SQ_G1);
836           rto = relative_square(us, SQ_F1);
837       } else {
838           kto = relative_square(us, SQ_C1);
839           rto = relative_square(us, SQ_D1);
840       }
841       clear_bit(&b, kfrom);
842       clear_bit(&b, rfrom);
843       set_bit(&b, rto);
844       set_bit(&b, kto);
845       return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ci.ksq);
846   }
847
848   return false;
849 }
850
851
852 /// Position::do_setup_move() makes a permanent move on the board. It should
853 /// be used when setting up a position on board. You can't undo the move.
854
855 void Position::do_setup_move(Move m) {
856
857   StateInfo newSt;
858
859   do_move(m, newSt);
860
861   // Reset "game ply" in case we made a non-reversible move.
862   // "game ply" is used for repetition detection.
863   if (st->rule50 == 0)
864       st->gamePly = 0;
865
866   // Update the number of plies played from the starting position
867   startPosPlyCounter++;
868
869   // Our StateInfo newSt is about going out of scope so copy
870   // its content before it disappears.
871   detach();
872 }
873
874
875 /// Position::do_move() makes a move, and saves all information necessary
876 /// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal. Pseudo-legal
877 /// moves should be filtered out before this function is called.
878
879 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
880
881   CheckInfo ci(*this);
882   do_move(m, newSt, ci, move_gives_check(m, ci));
883 }
884
885 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveIsCheck) {
886
887   assert(is_ok());
888   assert(move_is_ok(m));
889   assert(&newSt != st);
890
891   nodes++;
892   Key key = st->key;
893
894   // Copy some fields of old state to our new StateInfo object except the
895   // ones which are recalculated from scratch anyway, then switch our state
896   // pointer to point to the new, ready to be updated, state.
897   struct ReducedStateInfo {
898     Key pawnKey, materialKey;
899     int castleRights, rule50, gamePly, pliesFromNull;
900     Square epSquare;
901     Score value;
902     Value npMaterial[2];
903   };
904
905   memcpy(&newSt, st, sizeof(ReducedStateInfo));
906
907   newSt.previous = st;
908   st = &newSt;
909
910   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
911   // detect repetition draws.
912   history[st->gamePly++] = key;
913
914   // Update side to move
915   key ^= zobSideToMove;
916
917   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
918   // case of non-reversible moves is taken care of later.
919   st->rule50++;
920   st->pliesFromNull++;
921
922   if (move_is_castle(m))
923   {
924       st->key = key;
925       do_castle_move(m);
926       return;
927   }
928
929   Color us = side_to_move();
930   Color them = opposite_color(us);
931   Square from = move_from(m);
932   Square to = move_to(m);
933   bool ep = move_is_ep(m);
934   bool pm = move_is_promotion(m);
935
936   Piece piece = piece_on(from);
937   PieceType pt = type_of_piece(piece);
938   PieceType capture = ep ? PAWN : type_of_piece_on(to);
939
940   assert(color_of_piece_on(from) == us);
941   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
942   assert(!(ep || pm) || piece == make_piece(us, PAWN));
943   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
944
945   if (capture)
946       do_capture_move(key, capture, them, to, ep);
947
948   // Update hash key
949   key ^= zobrist[us][pt][from] ^ zobrist[us][pt][to];
950
951   // Reset en passant square
952   if (st->epSquare != SQ_NONE)
953   {
954       key ^= zobEp[st->epSquare];
955       st->epSquare = SQ_NONE;
956   }
957
958   // Update castle rights, try to shortcut a common case
959   int cm = castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to];
960   if (cm != ALL_CASTLES && ((cm & st->castleRights) != st->castleRights))
961   {
962       key ^= zobCastle[st->castleRights];
963       st->castleRights &= castleRightsMask[from];
964       st->castleRights &= castleRightsMask[to];
965       key ^= zobCastle[st->castleRights];
966   }
967
968   // Prefetch TT access as soon as we know key is updated
969   prefetch((char*)TT.first_entry(key));
970
971   // Move the piece
972   Bitboard move_bb = make_move_bb(from, to);
973   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
974   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
975   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
976
977   board[to] = board[from];
978   board[from] = PIECE_NONE;
979
980   // Update piece lists, note that index[from] is not updated and
981   // becomes stale. This works as long as index[] is accessed just
982   // by known occupied squares.
983   index[to] = index[from];
984   pieceList[us][pt][index[to]] = to;
985
986   // If the moving piece was a pawn do some special extra work
987   if (pt == PAWN)
988   {
989       // Reset rule 50 draw counter
990       st->rule50 = 0;
991
992       // Update pawn hash key and prefetch in L1/L2 cache
993       st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
994
995       // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
996       if ((to ^ from) == 16)
997       {
998           if (attacks_from<PAWN>(from + (us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S), us) & pieces(PAWN, them))
999           {
1000               st->epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
1001               key ^= zobEp[st->epSquare];
1002           }
1003       }
1004
1005       if (pm) // promotion ?
1006       {
1007           PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
1008
1009           assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1010
1011           // Insert promoted piece instead of pawn
1012           clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1013           set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1014           board[to] = make_piece(us, promotion);
1015
1016           // Update piece counts
1017           pieceCount[us][promotion]++;
1018           pieceCount[us][PAWN]--;
1019
1020           // Update material key
1021           st->materialKey ^= zobrist[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1022           st->materialKey ^= zobrist[us][promotion][pieceCount[us][promotion]-1];
1023
1024           // Update piece lists, move the last pawn at index[to] position
1025           // and shrink the list. Add a new promotion piece to the list.
1026           Square lastPawnSquare = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1027           index[lastPawnSquare] = index[to];
1028           pieceList[us][PAWN][index[lastPawnSquare]] = lastPawnSquare;
1029           pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = SQ_NONE;
1030           index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1031           pieceList[us][promotion][index[to]] = to;
1032
1033           // Partially revert hash keys update
1034           key ^= zobrist[us][PAWN][to] ^ zobrist[us][promotion][to];
1035           st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][to];
1036
1037           // Partially revert and update incremental scores
1038           st->value -= pst(us, PAWN, to);
1039           st->value += pst(us, promotion, to);
1040
1041           // Update material
1042           st->npMaterial[us] += PieceValueMidgame[promotion];
1043       }
1044   }
1045
1046   // Prefetch pawn and material hash tables
1047   Threads[threadID].pawnTable.prefetch(st->pawnKey);
1048   Threads[threadID].materialTable.prefetch(st->materialKey);
1049
1050   // Update incremental scores
1051   st->value += pst_delta(piece, from, to);
1052
1053   // Set capture piece
1054   st->capturedType = capture;
1055
1056   // Update the key with the final value
1057   st->key = key;
1058
1059   // Update checkers bitboard, piece must be already moved
1060   st->checkersBB = EmptyBoardBB;
1061
1062   if (moveIsCheck)
1063   {
1064       if (ep | pm)
1065           st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
1066       else
1067       {
1068           // Direct checks
1069           if (bit_is_set(ci.checkSq[pt], to))
1070               st->checkersBB = SetMaskBB[to];
1071
1072           // Discovery checks
1073           if (ci.dcCandidates && bit_is_set(ci.dcCandidates, from))
1074           {
1075               if (pt != ROOK)
1076                   st->checkersBB |= (attacks_from<ROOK>(ci.ksq) & pieces(ROOK, QUEEN, us));
1077
1078               if (pt != BISHOP)
1079                   st->checkersBB |= (attacks_from<BISHOP>(ci.ksq) & pieces(BISHOP, QUEEN, us));
1080           }
1081       }
1082   }
1083
1084   // Finish
1085   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1086   st->value += (sideToMove == WHITE ?  TempoValue : -TempoValue);
1087
1088   assert(is_ok());
1089 }
1090
1091
1092 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
1093 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
1094
1095 void Position::do_capture_move(Key& key, PieceType capture, Color them, Square to, bool ep) {
1096
1097     assert(capture != KING);
1098
1099     Square capsq = to;
1100
1101     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key,
1102     // otherwise update non-pawn material.
1103     if (capture == PAWN)
1104     {
1105         if (ep) // en passant ?
1106         {
1107             capsq = (them == BLACK)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1108
1109             assert(to == st->epSquare);
1110             assert(relative_rank(opposite_color(them), to) == RANK_6);
1111             assert(piece_on(to) == PIECE_NONE);
1112             assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
1113
1114             board[capsq] = PIECE_NONE;
1115         }
1116         st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1117     }
1118     else
1119         st->npMaterial[them] -= PieceValueMidgame[capture];
1120
1121     // Remove captured piece
1122     clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1123     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), capsq);
1124     clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1125
1126     // Update hash key
1127     key ^= zobrist[them][capture][capsq];
1128
1129     // Update incremental scores
1130     st->value -= pst(them, capture, capsq);
1131
1132     // Update piece count
1133     pieceCount[them][capture]--;
1134
1135     // Update material hash key
1136     st->materialKey ^= zobrist[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1137
1138     // Update piece list, move the last piece at index[capsq] position
1139     //
1140     // WARNING: This is a not perfectly revresible operation. When we
1141     // will reinsert the captured piece in undo_move() we will put it
1142     // at the end of the list and not in its original place, it means
1143     // index[] and pieceList[] are not guaranteed to be invariant to a
1144     // do_move() + undo_move() sequence.
1145     Square lastPieceSquare = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1146     index[lastPieceSquare] = index[capsq];
1147     pieceList[them][capture][index[lastPieceSquare]] = lastPieceSquare;
1148     pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = SQ_NONE;
1149
1150     // Reset rule 50 counter
1151     st->rule50 = 0;
1152 }
1153
1154
1155 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
1156 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
1157 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1158 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1159
1160 void Position::do_castle_move(Move m) {
1161
1162   assert(move_is_ok(m));
1163   assert(move_is_castle(m));
1164
1165   Color us = side_to_move();
1166   Color them = opposite_color(us);
1167
1168   // Reset capture field
1169   st->capturedType = PIECE_TYPE_NONE;
1170
1171   // Find source squares for king and rook
1172   Square kfrom = move_from(m);
1173   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1174   Square kto, rto;
1175
1176   assert(piece_on(kfrom) == make_piece(us, KING));
1177   assert(piece_on(rfrom) == make_piece(us, ROOK));
1178
1179   // Find destination squares for king and rook
1180   if (rfrom > kfrom) // O-O
1181   {
1182       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1183       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1184   } else { // O-O-O
1185       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1186       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1187   }
1188
1189   // Remove pieces from source squares:
1190   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1191   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1192   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1193   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1194   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1195   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1196
1197   // Put pieces on destination squares:
1198   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1199   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1200   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1201   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1202   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1203   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1204
1205   // Update board array
1206   Piece king = make_piece(us, KING);
1207   Piece rook = make_piece(us, ROOK);
1208   board[kfrom] = board[rfrom] = PIECE_NONE;
1209   board[kto] = king;
1210   board[rto] = rook;
1211
1212   // Update piece lists
1213   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
1214   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
1215   int tmp = index[rfrom]; // In Chess960 could be rto == kfrom
1216   index[kto] = index[kfrom];
1217   index[rto] = tmp;
1218
1219   // Update incremental scores
1220   st->value += pst_delta(king, kfrom, kto);
1221   st->value += pst_delta(rook, rfrom, rto);
1222
1223   // Update hash key
1224   st->key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
1225   st->key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
1226
1227   // Clear en passant square
1228   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1229   {
1230       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1231       st->epSquare = SQ_NONE;
1232   }
1233
1234   // Update castling rights
1235   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1236   st->castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
1237   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1238
1239   // Reset rule 50 counter
1240   st->rule50 = 0;
1241
1242   // Update checkers BB
1243   st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces_of_color(us);
1244
1245   // Finish
1246   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1247   st->value += (sideToMove == WHITE ?  TempoValue : -TempoValue);
1248
1249   assert(is_ok());
1250 }
1251
1252
1253 /// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
1254 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.
1255
1256 void Position::undo_move(Move m) {
1257
1258   assert(is_ok());
1259   assert(move_is_ok(m));
1260
1261   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1262
1263   if (move_is_castle(m))
1264   {
1265       undo_castle_move(m);
1266       return;
1267   }
1268
1269   Color us = side_to_move();
1270   Color them = opposite_color(us);
1271   Square from = move_from(m);
1272   Square to = move_to(m);
1273   bool ep = move_is_ep(m);
1274   bool pm = move_is_promotion(m);
1275
1276   PieceType pt = type_of_piece_on(to);
1277
1278   assert(square_is_empty(from));
1279   assert(color_of_piece_on(to) == us);
1280   assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
1281   assert(!ep || to == st->previous->epSquare);
1282   assert(!ep || relative_rank(us, to) == RANK_6);
1283   assert(!ep || piece_on(to) == make_piece(us, PAWN));
1284
1285   if (pm) // promotion ?
1286   {
1287       PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
1288       pt = PAWN;
1289
1290       assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1291       assert(piece_on(to) == make_piece(us, promotion));
1292
1293       // Replace promoted piece with a pawn
1294       clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1295       set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1296
1297       // Update piece counts
1298       pieceCount[us][promotion]--;
1299       pieceCount[us][PAWN]++;
1300
1301       // Update piece list replacing promotion piece with a pawn
1302       Square lastPromotionSquare = pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]];
1303       index[lastPromotionSquare] = index[to];
1304       pieceList[us][promotion][index[lastPromotionSquare]] = lastPromotionSquare;
1305       pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]] = SQ_NONE;
1306       index[to] = pieceCount[us][PAWN] - 1;
1307       pieceList[us][PAWN][index[to]] = to;
1308   }
1309
1310   // Put the piece back at the source square
1311   Bitboard move_bb = make_move_bb(to, from);
1312   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
1313   do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
1314   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1315
1316   board[from] = make_piece(us, pt);
1317   board[to] = PIECE_NONE;
1318
1319   // Update piece list
1320   index[from] = index[to];
1321   pieceList[us][pt][index[from]] = from;
1322
1323   if (st->capturedType)
1324   {
1325       Square capsq = to;
1326
1327       if (ep)
1328           capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1329
1330       assert(st->capturedType != KING);
1331       assert(!ep || square_is_empty(capsq));
1332
1333       // Restore the captured piece
1334       set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1335       set_bit(&(byTypeBB[st->capturedType]), capsq);
1336       set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1337
1338       board[capsq] = make_piece(them, st->capturedType);
1339
1340       // Update piece count
1341       pieceCount[them][st->capturedType]++;
1342
1343       // Update piece list, add a new captured piece in capsq square
1344       index[capsq] = pieceCount[them][st->capturedType] - 1;
1345       pieceList[them][st->capturedType][index[capsq]] = capsq;
1346   }
1347
1348   // Finally point our state pointer back to the previous state
1349   st = st->previous;
1350
1351   assert(is_ok());
1352 }
1353
1354
1355 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1356 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1357 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1358 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1359
1360 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1361
1362   assert(move_is_ok(m));
1363   assert(move_is_castle(m));
1364
1365   // When we have arrived here, some work has already been done by
1366   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1367   // so the code below is correct.
1368   Color us = side_to_move();
1369
1370   // Find source squares for king and rook
1371   Square kfrom = move_from(m);
1372   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1373   Square kto, rto;
1374
1375   // Find destination squares for king and rook
1376   if (rfrom > kfrom) // O-O
1377   {
1378       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1379       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1380   } else { // O-O-O
1381       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1382       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1383   }
1384
1385   assert(piece_on(kto) == make_piece(us, KING));
1386   assert(piece_on(rto) == make_piece(us, ROOK));
1387
1388   // Remove pieces from destination squares:
1389   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1390   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1391   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1392   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1393   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1394   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1395
1396   // Put pieces on source squares:
1397   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1398   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1399   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1400   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1401   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1402   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1403
1404   // Update board
1405   board[rto] = board[kto] = PIECE_NONE;
1406   board[rfrom] = make_piece(us, ROOK);
1407   board[kfrom] = make_piece(us, KING);
1408
1409   // Update piece lists
1410   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1411   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1412   int tmp = index[rto];  // In Chess960 could be rto == kfrom
1413   index[kfrom] = index[kto];
1414   index[rfrom] = tmp;
1415
1416   // Finally point our state pointer back to the previous state
1417   st = st->previous;
1418
1419   assert(is_ok());
1420 }
1421
1422
1423 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1424 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1425
1426 void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
1427
1428   assert(is_ok());
1429   assert(!in_check());
1430
1431   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1432   // StateInfo object.
1433   // Note that differently from normal case here backupSt is actually used as
1434   // a backup storage not as a new state to be used.
1435   backupSt.key      = st->key;
1436   backupSt.epSquare = st->epSquare;
1437   backupSt.value    = st->value;
1438   backupSt.previous = st->previous;
1439   backupSt.pliesFromNull = st->pliesFromNull;
1440   st->previous = &backupSt;
1441
1442   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1443   // detect repetition draws.
1444   history[st->gamePly++] = st->key;
1445
1446   // Update the necessary information
1447   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1448       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1449
1450   st->key ^= zobSideToMove;
1451   prefetch((char*)TT.first_entry(st->key));
1452
1453   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1454   st->epSquare = SQ_NONE;
1455   st->rule50++;
1456   st->pliesFromNull = 0;
1457   st->value += (sideToMove == WHITE) ?  TempoValue : -TempoValue;
1458 }
1459
1460
1461 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1462
1463 void Position::undo_null_move() {
1464
1465   assert(is_ok());
1466   assert(!in_check());
1467
1468   // Restore information from the our backup StateInfo object
1469   StateInfo* backupSt = st->previous;
1470   st->key      = backupSt->key;
1471   st->epSquare = backupSt->epSquare;
1472   st->value    = backupSt->value;
1473   st->previous = backupSt->previous;
1474   st->pliesFromNull = backupSt->pliesFromNull;
1475
1476   // Update the necessary information
1477   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1478   st->rule50--;
1479   st->gamePly--;
1480 }
1481
1482
1483 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
1484 /// material gain or loss resulting from a move. There are three versions of
1485 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1486 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
1487 /// not yet understand promotions captures.
1488
1489 int Position::see_sign(Move m) const {
1490
1491   assert(move_is_ok(m));
1492
1493   Square from = move_from(m);
1494   Square to = move_to(m);
1495
1496   // Early return if SEE cannot be negative because captured piece value
1497   // is not less then capturing one. Note that king moves always return
1498   // here because king midgame value is set to 0.
1499   if (midgame_value_of_piece_on(to) >= midgame_value_of_piece_on(from))
1500       return 1;
1501
1502   return see(m);
1503 }
1504
1505 int Position::see(Move m) const {
1506
1507   Square from, to;
1508   Bitboard occupied, attackers, stmAttackers, b;
1509   int swapList[32], slIndex = 1;
1510   PieceType capturedType, pt;
1511   Color stm;
1512
1513   assert(move_is_ok(m));
1514
1515   from = move_from(m);
1516   to = move_to(m);
1517   capturedType = type_of_piece_on(to);
1518   occupied = occupied_squares();
1519
1520   // Handle en passant moves
1521   if (st->epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
1522   {
1523       Square capQq = (side_to_move() == WHITE ? to - DELTA_N : to - DELTA_S);
1524
1525       assert(capturedType == PIECE_TYPE_NONE);
1526       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
1527
1528       // Remove the captured pawn
1529       clear_bit(&occupied, capQq);
1530       capturedType = PAWN;
1531   }
1532
1533   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1534   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1535   clear_bit(&occupied, from);
1536   attackers =  (rook_attacks_bb(to, occupied)  & pieces(ROOK, QUEEN))
1537              | (bishop_attacks_bb(to, occupied)& pieces(BISHOP, QUEEN))
1538              | (attacks_from<KNIGHT>(to)       & pieces(KNIGHT))
1539              | (attacks_from<KING>(to)         & pieces(KING))
1540              | (attacks_from<PAWN>(to, WHITE)  & pieces(PAWN, BLACK))
1541              | (attacks_from<PAWN>(to, BLACK)  & pieces(PAWN, WHITE));
1542
1543   // If the opponent has no attackers we are finished
1544   stm = opposite_color(color_of_piece_on(from));
1545   stmAttackers = attackers & pieces_of_color(stm);
1546   if (!stmAttackers)
1547       return seeValues[capturedType];
1548
1549   // The destination square is defended, which makes things rather more
1550   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1551   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1552   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1553   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1554   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1555   swapList[0] = seeValues[capturedType];
1556   capturedType = type_of_piece_on(from);
1557
1558   do {
1559       // Locate the least valuable attacker for the side to move. The loop
1560       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1561       // that the side to move still has at least one attacker left.
1562       for (pt = PAWN; !(stmAttackers & pieces(pt)); pt++)
1563           assert(pt < KING);
1564
1565       // Remove the attacker we just found from the 'occupied' bitboard,
1566       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1567       b = stmAttackers & pieces(pt);
1568       occupied ^= (b & (~b + 1));
1569       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occupied)   & pieces(ROOK, QUEEN))
1570                   | (bishop_attacks_bb(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN));
1571
1572       attackers &= occupied; // Cut out pieces we've already done
1573
1574       // Add the new entry to the swap list
1575       assert(slIndex < 32);
1576       swapList[slIndex] = -swapList[slIndex - 1] + seeValues[capturedType];
1577       slIndex++;
1578
1579       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to
1580       // move before beginning the next iteration.
1581       capturedType = pt;
1582       stm = opposite_color(stm);
1583       stmAttackers = attackers & pieces_of_color(stm);
1584
1585       // Stop before processing a king capture
1586       if (capturedType == KING && stmAttackers)
1587       {
1588           assert(slIndex < 32);
1589           swapList[slIndex++] = QueenValueMidgame*10;
1590           break;
1591       }
1592   } while (stmAttackers);
1593
1594   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1595   // achievable score from the point of view of the side to move.
1596   while (--slIndex)
1597       swapList[slIndex-1] = Min(-swapList[slIndex], swapList[slIndex-1]);
1598
1599   return swapList[0];
1600 }
1601
1602
1603 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1604 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1605
1606 void Position::clear() {
1607
1608   st = &startState;
1609   memset(st, 0, sizeof(StateInfo));
1610   st->epSquare = SQ_NONE;
1611   startPosPlyCounter = 0;
1612   nodes = 0;
1613
1614   memset(byColorBB,  0, sizeof(Bitboard) * 2);
1615   memset(byTypeBB,   0, sizeof(Bitboard) * 8);
1616   memset(pieceCount, 0, sizeof(int) * 2 * 8);
1617   memset(index,      0, sizeof(int) * 64);
1618
1619   for (int i = 0; i < 64; i++)
1620       board[i] = PIECE_NONE;
1621
1622   for (int i = 0; i < 8; i++)
1623       for (int j = 0; j < 16; j++)
1624           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1625
1626   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
1627       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
1628
1629   sideToMove = WHITE;
1630   initialKFile = FILE_E;
1631   initialKRFile = FILE_H;
1632   initialQRFile = FILE_A;
1633 }
1634
1635
1636 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1637 /// updating the board array, pieces list, bitboards, and piece counts.
1638
1639 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1640
1641   Color c = color_of_piece(p);
1642   PieceType pt = type_of_piece(p);
1643
1644   board[s] = p;
1645   index[s] = pieceCount[c][pt]++;
1646   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1647
1648   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1649   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1650   set_bit(&(byTypeBB[0]), s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1651 }
1652
1653
1654 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1655 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1656 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1657 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1658
1659 Key Position::compute_key() const {
1660
1661   Key result = zobCastle[st->castleRights];
1662
1663   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1664       if (square_is_occupied(s))
1665           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1666
1667   if (ep_square() != SQ_NONE)
1668       result ^= zobEp[ep_square()];
1669
1670   if (side_to_move() == BLACK)
1671       result ^= zobSideToMove;
1672
1673   return result;
1674 }
1675
1676
1677 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
1678 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1679 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1680 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1681 /// debug mode.
1682
1683 Key Position::compute_pawn_key() const {
1684
1685   Bitboard b;
1686   Key result = 0;
1687
1688   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1689   {
1690       b = pieces(PAWN, c);
1691       while (b)
1692           result ^= zobrist[c][PAWN][pop_1st_bit(&b)];
1693   }
1694   return result;
1695 }
1696
1697
1698 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1699 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1700 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1701 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1702 /// debug mode.
1703
1704 Key Position::compute_material_key() const {
1705
1706   int count;
1707   Key result = 0;
1708
1709   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1710       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1711       {
1712           count = piece_count(c, pt);
1713           for (int i = 0; i < count; i++)
1714               result ^= zobrist[c][pt][i];
1715       }
1716   return result;
1717 }
1718
1719
1720 /// Position::compute_value() compute the incremental scores for the middle
1721 /// game and the endgame. These functions are used to initialize the incremental
1722 /// scores when a new position is set up, and to verify that the scores are correctly
1723 /// updated by do_move and undo_move when the program is running in debug mode.
1724 Score Position::compute_value() const {
1725
1726   Bitboard b;
1727   Score result = SCORE_ZERO;
1728
1729   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1730       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1731       {
1732           b = pieces(pt, c);
1733           while (b)
1734               result += pst(c, pt, pop_1st_bit(&b));
1735       }
1736
1737   result += (side_to_move() == WHITE ? TempoValue / 2 : -TempoValue / 2);
1738   return result;
1739 }
1740
1741
1742 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1743 /// game material value for the given side. Material values are updated
1744 /// incrementally during the search, this function is only used while
1745 /// initializing a new Position object.
1746
1747 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1748
1749   Value result = VALUE_ZERO;
1750
1751   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1752       result += piece_count(c, pt) * PieceValueMidgame[pt];
1753
1754   return result;
1755 }
1756
1757
1758 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1759 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
1760 /// must be done by the search.
1761
1762 bool Position::is_draw() const {
1763
1764   // Draw by material?
1765   if (   !pieces(PAWN)
1766       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1767       return true;
1768
1769   // Draw by the 50 moves rule?
1770   if (st->rule50 > 99 && !is_mate())
1771       return true;
1772
1773   // Draw by repetition?
1774   for (int i = 4, e = Min(Min(st->gamePly, st->rule50), st->pliesFromNull); i <= e; i += 2)
1775       if (history[st->gamePly - i] == st->key)
1776           return true;
1777
1778   return false;
1779 }
1780
1781
1782 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1783 /// side to move is checkmated.
1784
1785 bool Position::is_mate() const {
1786
1787   MoveStack moves[MAX_MOVES];
1788   return in_check() && generate<MV_LEGAL>(*this, moves) == moves;
1789 }
1790
1791
1792 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes at
1793 /// startup the various arrays used to compute hash keys.
1794
1795 void Position::init_zobrist() {
1796
1797   int i,j, k;
1798   RKISS rk;
1799
1800   for (i = 0; i < 2; i++) for (j = 0; j < 8; j++) for (k = 0; k < 64; k++)
1801       zobrist[i][j][k] = rk.rand<Key>();
1802
1803   for (i = 0; i < 64; i++)
1804       zobEp[i] = rk.rand<Key>();
1805
1806   for (i = 0; i < 16; i++)
1807       zobCastle[i] = rk.rand<Key>();
1808
1809   zobSideToMove = rk.rand<Key>();
1810   zobExclusion  = rk.rand<Key>();
1811 }
1812
1813
1814 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
1815 /// This is a two-step operation: First, the white halves of the tables are
1816 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays. Second, the black halves
1817 /// of the tables are initialized by mirroring and changing the sign of the
1818 /// corresponding white scores.
1819
1820 void Position::init_piece_square_tables() {
1821
1822   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1823       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
1824           PieceSquareTable[p][s] = make_score(MgPST[p][s], EgPST[p][s]);
1825
1826   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1827       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
1828           PieceSquareTable[p][s] = -PieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1829 }
1830
1831
1832 /// Position::flip() flips position with the white and black sides reversed. This
1833 /// is only useful for debugging especially for finding evaluation symmetry bugs.
1834
1835 void Position::flip() {
1836
1837   assert(is_ok());
1838
1839   // Make a copy of current position before to start changing
1840   const Position pos(*this, threadID);
1841
1842   clear();
1843   threadID = pos.thread();
1844
1845   // Board
1846   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1847       if (!pos.square_is_empty(s))
1848           put_piece(Piece(pos.piece_on(s) ^ 8), flip_square(s));
1849
1850   // Side to move
1851   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
1852
1853   // Castling rights
1854   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  do_allow_oo(BLACK);
1855   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) do_allow_ooo(BLACK);
1856   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  do_allow_oo(WHITE);
1857   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) do_allow_ooo(WHITE);
1858
1859   initialKFile  = pos.initialKFile;
1860   initialKRFile = pos.initialKRFile;
1861   initialQRFile = pos.initialQRFile;
1862
1863   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
1864   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
1865   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
1866   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
1867   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
1868   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
1869
1870   // En passant square
1871   if (pos.st->epSquare != SQ_NONE)
1872       st->epSquare = flip_square(pos.st->epSquare);
1873
1874   // Checkers
1875   find_checkers();
1876
1877   // Hash keys
1878   st->key = compute_key();
1879   st->pawnKey = compute_pawn_key();
1880   st->materialKey = compute_material_key();
1881
1882   // Incremental scores
1883   st->value = compute_value();
1884
1885   // Material
1886   st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
1887   st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
1888
1889   assert(is_ok());
1890 }
1891
1892
1893 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
1894 /// This is meant to be helpful when debugging.
1895
1896 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
1897
1898   // What features of the position should be verified?
1899   const bool debugAll = false;
1900
1901   const bool debugBitboards       = debugAll || false;
1902   const bool debugKingCount       = debugAll || false;
1903   const bool debugKingCapture     = debugAll || false;
1904   const bool debugCheckerCount    = debugAll || false;
1905   const bool debugKey             = debugAll || false;
1906   const bool debugMaterialKey     = debugAll || false;
1907   const bool debugPawnKey         = debugAll || false;
1908   const bool debugIncrementalEval = debugAll || false;
1909   const bool debugNonPawnMaterial = debugAll || false;
1910   const bool debugPieceCounts     = debugAll || false;
1911   const bool debugPieceList       = debugAll || false;
1912   const bool debugCastleSquares   = debugAll || false;
1913
1914   if (failedStep) *failedStep = 1;
1915
1916   // Side to move OK?
1917   if (!color_is_ok(side_to_move()))
1918       return false;
1919
1920   // Are the king squares in the position correct?
1921   if (failedStep) (*failedStep)++;
1922   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
1923       return false;
1924
1925   if (failedStep) (*failedStep)++;
1926   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
1927       return false;
1928
1929   // Castle files OK?
1930   if (failedStep) (*failedStep)++;
1931   if (!file_is_ok(initialKRFile))
1932       return false;
1933
1934   if (!file_is_ok(initialQRFile))
1935       return false;
1936
1937   // Do both sides have exactly one king?
1938   if (failedStep) (*failedStep)++;
1939   if (debugKingCount)
1940   {
1941       int kingCount[2] = {0, 0};
1942       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1943           if (type_of_piece_on(s) == KING)
1944               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
1945
1946       if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
1947           return false;
1948   }
1949
1950   // Can the side to move capture the opponent's king?
1951   if (failedStep) (*failedStep)++;
1952   if (debugKingCapture)
1953   {
1954       Color us = side_to_move();
1955       Color them = opposite_color(us);
1956       Square ksq = king_square(them);
1957       if (attackers_to(ksq) & pieces_of_color(us))
1958           return false;
1959   }
1960
1961   // Is there more than 2 checkers?
1962   if (failedStep) (*failedStep)++;
1963   if (debugCheckerCount && count_1s<CNT32>(st->checkersBB) > 2)
1964       return false;
1965
1966   // Bitboards OK?
1967   if (failedStep) (*failedStep)++;
1968   if (debugBitboards)
1969   {
1970       // The intersection of the white and black pieces must be empty
1971       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
1972           return false;
1973
1974       // The union of the white and black pieces must be equal to all
1975       // occupied squares
1976       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
1977           return false;
1978
1979       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
1980       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
1981           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
1982               if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
1983                   return false;
1984   }
1985
1986   // En passant square OK?
1987   if (failedStep) (*failedStep)++;
1988   if (ep_square() != SQ_NONE)
1989   {
1990       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
1991       // side to move.
1992       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
1993           return false;
1994   }
1995
1996   // Hash key OK?
1997   if (failedStep) (*failedStep)++;
1998   if (debugKey && st->key != compute_key())
1999       return false;
2000
2001   // Pawn hash key OK?
2002   if (failedStep) (*failedStep)++;
2003   if (debugPawnKey && st->pawnKey != compute_pawn_key())
2004       return false;
2005
2006   // Material hash key OK?
2007   if (failedStep) (*failedStep)++;
2008   if (debugMaterialKey && st->materialKey != compute_material_key())
2009       return false;
2010
2011   // Incremental eval OK?
2012   if (failedStep) (*failedStep)++;
2013   if (debugIncrementalEval && st->value != compute_value())
2014       return false;
2015
2016   // Non-pawn material OK?
2017   if (failedStep) (*failedStep)++;
2018   if (debugNonPawnMaterial)
2019   {
2020       if (st->npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2021           return false;
2022
2023       if (st->npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2024           return false;
2025   }
2026
2027   // Piece counts OK?
2028   if (failedStep) (*failedStep)++;
2029   if (debugPieceCounts)
2030       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2031           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2032               if (pieceCount[c][pt] != count_1s<CNT32>(pieces(pt, c)))
2033                   return false;
2034
2035   if (failedStep) (*failedStep)++;
2036   if (debugPieceList)
2037       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2038           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2039               for (int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2040               {
2041                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != make_piece(c, pt))
2042                       return false;
2043
2044                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2045                       return false;
2046               }
2047
2048   if (failedStep) (*failedStep)++;
2049   if (debugCastleSquares)
2050   {
2051       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2052       {
2053           if (can_castle_kingside(c) && piece_on(initial_kr_square(c)) != make_piece(c, ROOK))
2054               return false;
2055
2056           if (can_castle_queenside(c) && piece_on(initial_qr_square(c)) != make_piece(c, ROOK))
2057               return false;
2058       }
2059       if (castleRightsMask[initial_kr_square(WHITE)] != (ALL_CASTLES ^ WHITE_OO))
2060           return false;
2061       if (castleRightsMask[initial_qr_square(WHITE)] != (ALL_CASTLES ^ WHITE_OOO))
2062           return false;
2063       if (castleRightsMask[initial_kr_square(BLACK)] != (ALL_CASTLES ^ BLACK_OO))
2064           return false;
2065       if (castleRightsMask[initial_qr_square(BLACK)] != (ALL_CASTLES ^ BLACK_OOO))
2066           return false;
2067   }
2068
2069   if (failedStep) *failedStep = 0;
2070   return true;
2071 }