]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/position.cpp
Wrap state variables in a named struct
[stockfish] / src / position.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <iostream>
27 #include <fstream>
28
29 #include "mersenne.h"
30 #include "movegen.h"
31 #include "movepick.h"
32 #include "position.h"
33 #include "psqtab.h"
34 #include "san.h"
35 #include "ucioption.h"
36
37
38 ////
39 //// Variables
40 ////
41
42 extern SearchStack EmptySearchStack;
43
44 int Position::castleRightsMask[64];
45
46 Key Position::zobrist[2][8][64];
47 Key Position::zobEp[64];
48 Key Position::zobCastle[16];
49 Key Position::zobMaterial[2][8][16];
50 Key Position::zobSideToMove;
51
52 Value Position::MgPieceSquareTable[16][64];
53 Value Position::EgPieceSquareTable[16][64];
54
55 static bool RequestPending = false;
56
57 ////
58 //// Functions
59 ////
60
61 /// Constructors
62
63 Position::Position(const Position& pos) {
64   copy(pos);
65 }
66
67 Position::Position(const std::string& fen) {
68   from_fen(fen);
69 }
70
71
72 /// Position::from_fen() initializes the position object with the given FEN
73 /// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
74 /// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
75
76 void Position::from_fen(const std::string& fen) {
77
78   static const std::string pieceLetters = "KQRBNPkqrbnp";
79   static const Piece pieces[] = { WK, WQ, WR, WB, WN, WP, BK, BQ, BR, BB, BN, BP };
80
81   clear();
82
83   // Board
84   Rank rank = RANK_8;
85   File file = FILE_A;
86   size_t i = 0;
87   for ( ; fen[i] != ' '; i++)
88   {
89       if (isdigit(fen[i]))
90       {
91           // Skip the given number of files
92           file += (fen[i] - '1' + 1);
93           continue;
94       }
95       else if (fen[i] == '/')
96       {
97           file = FILE_A;
98           rank--;
99           continue;
100       }
101       size_t idx = pieceLetters.find(fen[i]);
102       if (idx == std::string::npos)
103       {
104            std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
105            return;
106       }
107       Square square = make_square(file, rank);
108       put_piece(pieces[idx], square);
109       file++;
110   }
111
112   // Side to move
113   i++;
114   if (fen[i] != 'w' && fen[i] != 'b')
115   {
116       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
117       return;
118   }
119   sideToMove = (fen[i] == 'w' ? WHITE : BLACK);
120
121   // Castling rights
122   i++;
123   if (fen[i] != ' ')
124   {
125       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
126       return;
127   }
128
129   i++;
130   while(strchr("KQkqabcdefghABCDEFGH-", fen[i])) {
131     if (fen[i] == '-')
132     {
133       i++;
134       break;
135     }
136     else if(fen[i] == 'K') allow_oo(WHITE);
137     else if(fen[i] == 'Q') allow_ooo(WHITE);
138     else if(fen[i] == 'k') allow_oo(BLACK);
139     else if(fen[i] == 'q') allow_ooo(BLACK);
140     else if(fen[i] >= 'A' && fen[i] <= 'H') {
141       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
142       for(Square square = SQ_B1; square <= SQ_G1; square++)
143         if(piece_on(square) == WK)
144           kingFile = square_file(square);
145       if(kingFile == FILE_NONE) {
146         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
147         return;
148       }
149       initialKFile = kingFile;
150       rookFile = File(fen[i] - 'A') + FILE_A;
151       if(rookFile < initialKFile) {
152         allow_ooo(WHITE);
153         initialQRFile = rookFile;
154       }
155       else {
156         allow_oo(WHITE);
157         initialKRFile = rookFile;
158       }
159     }
160     else if(fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h') {
161       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
162       for(Square square = SQ_B8; square <= SQ_G8; square++)
163         if(piece_on(square) == BK)
164           kingFile = square_file(square);
165       if(kingFile == FILE_NONE) {
166         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
167         return;
168       }
169       initialKFile = kingFile;
170       rookFile = File(fen[i] - 'a') + FILE_A;
171       if(rookFile < initialKFile) {
172         allow_ooo(BLACK);
173         initialQRFile = rookFile;
174       }
175       else {
176         allow_oo(BLACK);
177         initialKRFile = rookFile;
178       }
179     }
180     else {
181       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
182       return;
183     }
184     i++;
185   }
186
187   // Skip blanks
188   while (fen[i] == ' ')
189       i++;
190
191   // En passant square
192   if (    i < fen.length() - 2
193       && (fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h')
194       && (fen[i+1] == '3' || fen[i+1] == '6'))
195       st.epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
196
197   // Various initialisation
198   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
199       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
200
201   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO|WHITE_OOO);
202   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO|BLACK_OOO);
203   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
204   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
205   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
206   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
207
208   find_checkers();
209
210   st.key = compute_key();
211   st.pawnKey = compute_pawn_key();
212   st.materialKey = compute_material_key();
213   st.mgValue = compute_value<MidGame>();
214   st.egValue = compute_value<EndGame>();
215   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
216   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
217 }
218
219
220 /// Position::to_fen() converts the position object to a FEN string. This is
221 /// probably only useful for debugging.
222
223 const std::string Position::to_fen() const {
224
225   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
226   std::string fen;
227   int skip;
228
229   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
230   {
231       skip = 0;
232       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
233       {
234           Square sq = make_square(file, rank);
235           if (!square_is_occupied(sq))
236           {   skip++;
237               continue;
238           }
239           if (skip > 0)
240           {
241               fen += (char)skip + '0';
242               skip = 0;
243           }
244           fen += pieceLetters[piece_on(sq)];
245       }
246       if (skip > 0)
247           fen += (char)skip + '0';
248
249       fen += (rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
250   }
251   fen += (sideToMove == WHITE ? "w " : "b ");
252   if (st.castleRights != NO_CASTLES)
253   {
254     if (can_castle_kingside(WHITE))  fen += 'K';
255     if (can_castle_queenside(WHITE)) fen += 'Q';
256     if (can_castle_kingside(BLACK))  fen += 'k';
257     if (can_castle_queenside(BLACK)) fen += 'q';
258   } else
259       fen += '-';
260
261   fen += ' ';
262   if (ep_square() != SQ_NONE)
263       fen += square_to_string(ep_square());
264   else
265       fen += '-';
266
267   return fen;
268 }
269
270
271 /// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
272 /// the standard output. If a move is given then also the san is print.
273
274 void Position::print(Move m) const {
275
276   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  PNBRQK .";
277
278   // Check for reentrancy, as example when called from inside
279   // MovePicker that is used also here in move_to_san()
280   if (RequestPending)
281       return;
282
283   RequestPending = true;
284
285   std::cout << std::endl;
286   if (m != MOVE_NONE)
287   {
288       std::string col = (color_of_piece_on(move_from(m)) == BLACK ? ".." : "");
289       std::cout << "Move is: " << col << move_to_san(*this, m) << std::endl;
290   }
291   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
292   {
293       std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
294       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
295       {
296           Square sq = make_square(file, rank);
297           Piece piece = piece_on(sq);
298           if (piece == EMPTY && square_color(sq) == WHITE)
299               piece = NO_PIECE;
300
301           char col = (color_of_piece_on(sq) == BLACK ? '=' : ' ');
302           std::cout << '|' << col << pieceLetters[piece] << col;
303       }
304       std::cout << '|' << std::endl;
305   }
306   std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl
307             << "Fen is: " << to_fen() << std::endl
308             << "Key is: " << st.key << std::endl;
309
310   RequestPending = false;
311 }
312
313
314 /// Position::copy() creates a copy of the input position.
315
316 void Position::copy(const Position &pos) {
317
318   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
319 }
320
321
322 /// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
323 /// king) pieces for the given color.
324 Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
325
326   if (st.pinned[c] != ~EmptyBoardBB)
327       return st.pinned[c];
328
329   Bitboard p1, p2;
330   Square ksq = king_square(c);
331   st.pinned[c] = hidden_checks<ROOK, true>(c, ksq, p1) | hidden_checks<BISHOP, true>(c, ksq, p2);
332   st.pinners[c] = p1 | p2;
333   return st.pinned[c];
334 }
335
336 Bitboard Position::pinned_pieces(Color c, Bitboard& p) const {
337
338   if (st.pinned[c] == ~EmptyBoardBB)
339       pinned_pieces(c);
340
341   p = st.pinners[c];
342   return st.pinned[c];
343 }
344
345 Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
346
347   if (st.dcCandidates[c] != ~EmptyBoardBB)
348       return st.dcCandidates[c];
349
350   Bitboard dummy;
351   Square ksq = king_square(opposite_color(c));
352   st.dcCandidates[c] = hidden_checks<ROOK, false>(c, ksq, dummy) | hidden_checks<BISHOP, false>(c, ksq, dummy);
353   return st.dcCandidates[c];
354 }
355
356 /// Position:hidden_checks<>() returns a bitboard of all pinned (against the
357 /// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
358 /// template parameter FindPinned is false, the pinned pieces of opposite color
359 /// that are, indeed, the pieces candidate for a discovery check.
360 template<PieceType Piece, bool FindPinned>
361 Bitboard Position::hidden_checks(Color c, Square ksq, Bitboard& pinners) const {
362
363   Square s;
364   Bitboard sliders, result = EmptyBoardBB;
365
366   if (Piece == ROOK) // Resolved at compile time
367       sliders = rooks_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq];
368   else
369       sliders = bishops_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq];
370
371   if (sliders && (!FindPinned || (sliders & ~st.checkersBB)))
372   {
373        // King blockers are candidate pinned pieces
374       Bitboard candidate_pinned = piece_attacks<Piece>(ksq) & pieces_of_color(c);
375
376       // Pinners are sliders, not checkers, that give check when
377       // candidate pinned are removed.
378       pinners = (FindPinned ? sliders & ~st.checkersBB : sliders);
379
380       if (Piece == ROOK)
381           pinners &= rook_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
382       else
383           pinners &= bishop_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
384
385       // Finally for each pinner find the corresponding pinned piece (if same color of king)
386       // or discovery checker (if opposite color) among the candidates.
387       Bitboard p = pinners;
388       while (p)
389       {
390           s = pop_1st_bit(&p);
391           result |= (squares_between(s, ksq) & candidate_pinned);
392       }
393   }
394   else
395       pinners = EmptyBoardBB;
396
397   return result;
398 }
399
400
401 /// Position::attacks_to() computes a bitboard containing all pieces which
402 /// attacks a given square. There are two versions of this function: One
403 /// which finds attackers of both colors, and one which only finds the
404 /// attackers for one side.
405
406 Bitboard Position::attacks_to(Square s) const {
407
408   return  (pawn_attacks(BLACK, s)   & pawns(WHITE))
409         | (pawn_attacks(WHITE, s)   & pawns(BLACK))
410         | (piece_attacks<KNIGHT>(s) & pieces_of_type(KNIGHT))
411         | (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens())
412         | (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens())
413         | (piece_attacks<KING>(s)   & pieces_of_type(KING));
414 }
415
416 /// Position::piece_attacks_square() tests whether the piece on square f
417 /// attacks square t.
418
419 bool Position::piece_attacks_square(Piece p, Square f, Square t) const {
420
421   assert(square_is_ok(f));
422   assert(square_is_ok(t));
423
424   switch (p)
425   {
426   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, f, t);
427   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, f, t);
428   case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(f, t);
429   case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(f, t);
430   case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(f, t);
431   case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(f, t);
432   case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(f, t);
433   default: break;
434   }
435   return false;
436 }
437
438
439 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
440 /// position attacks a given square.
441
442 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
443
444   assert(move_is_ok(m));
445   assert(square_is_ok(s));
446
447   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
448
449   assert(square_is_occupied(f));
450
451   if (piece_attacks_square(piece_on(f), t, s))
452       return true;
453
454   // Move the piece and scan for X-ray attacks behind it
455   Bitboard occ = occupied_squares();
456   Color us = color_of_piece_on(f);
457   clear_bit(&occ, f);
458   set_bit(&occ, t);
459   Bitboard xray = ( (rook_attacks_bb(s, occ) & rooks_and_queens())
460                    |(bishop_attacks_bb(s, occ) & bishops_and_queens())) & pieces_of_color(us);
461
462   // If we have attacks we need to verify that are caused by our move
463   // and are not already existent ones.
464   return xray && (xray ^ (xray & piece_attacks<QUEEN>(s)));
465 }
466
467
468 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
469 /// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2).  It
470 /// currently works by calling Position::attacks_to, which is probably
471 /// inefficient. Consider rewriting this function to use the last move
472 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
473
474 void Position::find_checkers() {
475
476   Color us = side_to_move();
477   st.checkersBB = attacks_to(king_square(us), opposite_color(us));
478 }
479
480
481 /// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal
482
483 bool Position::pl_move_is_legal(Move m) const {
484
485   assert(is_ok());
486   assert(move_is_ok(m));
487
488   // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
489   // check evasion generator only generates true legal moves.
490   if (is_check())
491       return true;
492
493   // Castling moves are checked for legality during move generation.
494   if (move_is_castle(m))
495       return true;
496
497   Color us = side_to_move();
498   Color them = opposite_color(us);
499   Square from = move_from(m);
500   Square ksq = king_square(us);
501
502   assert(color_of_piece_on(from) == us);
503   assert(piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
504
505   // En passant captures are a tricky special case.  Because they are
506   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
507   // after the move is made
508   if (move_is_ep(m))
509   {
510       Square to = move_to(m);
511       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
512       Bitboard b = occupied_squares();
513
514       assert(to == ep_square());
515       assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
516       assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
517       assert(piece_on(to) == EMPTY);
518
519       clear_bit(&b, from);
520       clear_bit(&b, capsq);
521       set_bit(&b, to);
522
523       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(them))
524             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(them));
525   }
526
527   // If the moving piece is a king, check whether the destination
528   // square is attacked by the opponent.
529   if (from == ksq)
530       return !(square_is_attacked(move_to(m), them));
531
532   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
533   // is moving along the ray towards or away from the king.
534   return (   !bit_is_set(pinned_pieces(us), from)
535           || (direction_between_squares(from, ksq) == direction_between_squares(move_to(m), ksq)));
536 }
537
538
539 /// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
540
541 bool Position::move_is_check(Move m) const {
542
543   assert(is_ok());
544   assert(move_is_ok(m));
545
546   Color us = side_to_move();
547   Color them = opposite_color(us);
548   Square from = move_from(m);
549   Square to = move_to(m);
550   Square ksq = king_square(them);
551   Bitboard dcCandidates = discovered_check_candidates(us);
552
553   assert(color_of_piece_on(from) == us);
554   assert(piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(them, KING));
555
556   // Proceed according to the type of the moving piece
557   switch (type_of_piece_on(from))
558   {
559   case PAWN:
560
561       if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to)) // Normal check?
562           return true;
563
564       if (    bit_is_set(dcCandidates, from)      // Discovered check?
565           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
566           return true;
567
568       if (move_promotion(m)) // Promotion with check?
569       {
570           Bitboard b = occupied_squares();
571           clear_bit(&b, from);
572
573           switch (move_promotion(m))
574           {
575           case KNIGHT:
576               return bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(to), ksq);
577           case BISHOP:
578               return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ksq);
579           case ROOK:
580               return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ksq);
581           case QUEEN:
582               return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ksq);
583           default:
584               assert(false);
585           }
586       }
587       // En passant capture with check?  We have already handled the case
588       // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
589       // need to handle is the unusual case of a discovered check through the
590       // captured pawn.
591       else if (move_is_ep(m))
592       {
593           Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
594           Bitboard b = occupied_squares();
595           clear_bit(&b, from);
596           clear_bit(&b, capsq);
597           set_bit(&b, to);
598           return  (rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(us))
599                 ||(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(us));
600       }
601       return false;
602
603   case KNIGHT:
604     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
605           || bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to); // Normal check?
606
607   case BISHOP:
608     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
609           || bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to); // Normal check?
610
611   case ROOK:
612     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
613           || bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to);   // Normal check?
614
615   case QUEEN:
616       // Discovered checks are impossible!
617       assert(!bit_is_set(dcCandidates, from));
618       return bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to);  // Normal check?
619
620   case KING:
621       // Discovered check?
622       if (   bit_is_set(dcCandidates, from)
623           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
624           return true;
625
626       // Castling with check?
627       if (move_is_castle(m))
628       {
629           Square kfrom, kto, rfrom, rto;
630           Bitboard b = occupied_squares();
631           kfrom = from;
632           rfrom = to;
633
634           if (rfrom > kfrom)
635           {
636               kto = relative_square(us, SQ_G1);
637               rto = relative_square(us, SQ_F1);
638           } else {
639               kto = relative_square(us, SQ_C1);
640               rto = relative_square(us, SQ_D1);
641           }
642           clear_bit(&b, kfrom);
643           clear_bit(&b, rfrom);
644           set_bit(&b, rto);
645           set_bit(&b, kto);
646           return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ksq);
647       }
648       return false;
649
650   default: // NO_PIECE_TYPE
651       break;
652   }
653   assert(false);
654   return false;
655 }
656
657
658 /// Position::move_is_capture() tests whether a move from the current
659 /// position is a capture. Move must not be MOVE_NONE.
660
661 bool Position::move_is_capture(Move m) const {
662
663   assert(m != MOVE_NONE);
664
665   return (   !square_is_empty(move_to(m))
666           && (color_of_piece_on(move_to(m)) != color_of_piece_on(move_from(m)))
667          )
668          || move_is_ep(m);
669 }
670
671
672 /// Position::update_checkers() is a private method to udpate chekers info
673
674 template<PieceType Piece>
675 inline void Position::update_checkers(Bitboard* pCheckersBB, Square ksq, Square from,
676                                       Square to, Bitboard dcCandidates) {
677
678   if (Piece != KING && bit_is_set(piece_attacks<Piece>(ksq), to))
679       set_bit(pCheckersBB, to);
680
681   if (Piece != QUEEN && bit_is_set(dcCandidates, from))
682   {
683       if (Piece != ROOK)
684           (*pCheckersBB) |= (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(side_to_move()));
685
686       if (Piece != BISHOP)
687           (*pCheckersBB) |= (piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(side_to_move()));
688   }
689 }
690
691
692 /// Position::do_move() makes a move, and backs up all information necessary
693 /// to undo the move to an UndoInfo object. The move is assumed to be legal.
694 /// Pseudo-legal moves should be filtered out before this function is called.
695
696 void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u) {
697
698   assert(is_ok());
699   assert(move_is_ok(m));
700
701   // Get now the current (pre-move) dc candidates that we will use
702   // in update_checkers().
703   Bitboard oldDcCandidates = discovered_check_candidates(side_to_move());
704
705   // Back up the necessary information to our UndoInfo object (except the
706   // captured piece, which is taken care of later.
707   u = undoInfoUnion;
708   u.capture = NO_PIECE_TYPE;
709   st.previous = &u;
710
711   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
712   // detect repetition draws.
713   history[gamePly] = st.key;
714
715   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
716   // case of non-reversible moves is taken care of later.
717   st.rule50++;
718
719   // Reset pinned bitboard and its friends
720   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
721       st.pinners[c] = st.pinned[c] = st.dcCandidates[c] = ~EmptyBoardBB;
722
723   if (move_is_castle(m))
724       do_castle_move(m);
725   else if (move_promotion(m))
726       do_promotion_move(m);
727   else if (move_is_ep(m))
728       do_ep_move(m);
729   else
730   {
731     Color us = side_to_move();
732     Color them = opposite_color(us);
733     Square from = move_from(m);
734     Square to = move_to(m);
735
736     assert(color_of_piece_on(from) == us);
737     assert(color_of_piece_on(to) == them || piece_on(to) == EMPTY);
738
739     PieceType piece = type_of_piece_on(from);
740
741     st.capture = type_of_piece_on(to);
742
743     if (st.capture)
744     {
745       u.capture = st.capture;
746       do_capture_move(m, st.capture, them, to);
747     }
748
749     // Move the piece
750     clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
751     clear_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
752     clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
753     set_bit(&(byColorBB[us]), to);
754     set_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
755     set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
756     board[to] = board[from];
757     board[from] = EMPTY;
758
759     // Update hash key
760     st.key ^= zobrist[us][piece][from] ^ zobrist[us][piece][to];
761
762     // Update incremental scores
763     st.mgValue -= pst<MidGame>(us, piece, from);
764     st.mgValue += pst<MidGame>(us, piece, to);
765     st.egValue -= pst<EndGame>(us, piece, from);
766     st.egValue += pst<EndGame>(us, piece, to);
767
768     // If the moving piece was a king, update the king square
769     if (piece == KING)
770         kingSquare[us] = to;
771
772     // Reset en passant square
773     if (st.epSquare != SQ_NONE)
774     {
775         st.key ^= zobEp[st.epSquare];
776         st.epSquare = SQ_NONE;
777     }
778
779     // If the moving piece was a pawn do some special extra work
780     if (piece == PAWN)
781     {
782         // Reset rule 50 draw counter
783         st.rule50 = 0;
784
785         // Update pawn hash key
786         st.pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
787
788         // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
789         if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
790         {
791             if (   (us == WHITE && (pawn_attacks(WHITE, from + DELTA_N) & pawns(BLACK)))
792                 || (us == BLACK && (pawn_attacks(BLACK, from + DELTA_S) & pawns(WHITE))))
793             {
794                 st.epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
795                 st.key ^= zobEp[st.epSquare];
796             }
797         }
798     }
799
800     // Update piece lists
801     pieceList[us][piece][index[from]] = to;
802     index[to] = index[from];
803
804     // Update castle rights
805     st.key ^= zobCastle[st.castleRights];
806     st.castleRights &= castleRightsMask[from];
807     st.castleRights &= castleRightsMask[to];
808     st.key ^= zobCastle[st.castleRights];
809
810     // Update checkers bitboard, piece must be already moved
811     st.checkersBB = EmptyBoardBB;
812     Square ksq = king_square(them);
813     switch (piece)
814     {
815     case PAWN:   update_checkers<PAWN>(&st.checkersBB, ksq, from, to, oldDcCandidates);   break;
816     case KNIGHT: update_checkers<KNIGHT>(&st.checkersBB, ksq, from, to, oldDcCandidates); break;
817     case BISHOP: update_checkers<BISHOP>(&st.checkersBB, ksq, from, to, oldDcCandidates); break;
818     case ROOK:   update_checkers<ROOK>(&st.checkersBB, ksq, from, to, oldDcCandidates);   break;
819     case QUEEN:  update_checkers<QUEEN>(&st.checkersBB, ksq, from, to, oldDcCandidates);  break;
820     case KING:   update_checkers<KING>(&st.checkersBB, ksq, from, to, oldDcCandidates);   break;
821     default: assert(false); break;
822     }
823   }
824
825   // Finish
826   st.key ^= zobSideToMove;
827   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
828   gamePly++;
829
830   st.mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
831   st.egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
832
833   assert(is_ok());
834 }
835
836
837 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
838 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
839
840 void Position::do_capture_move(Move m, PieceType capture, Color them, Square to) {
841
842     assert(capture != KING);
843
844     // Remove captured piece
845     clear_bit(&(byColorBB[them]), to);
846     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
847
848     // Update hash key
849     st.key ^= zobrist[them][capture][to];
850
851     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key
852     if (capture == PAWN)
853         st.pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][to];
854
855     // Update incremental scores
856     st.mgValue -= pst<MidGame>(them, capture, to);
857     st.egValue -= pst<EndGame>(them, capture, to);
858
859     assert(!move_promotion(m) || capture != PAWN);
860
861     // Update material
862     if (capture != PAWN)
863         npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
864
865     // Update material hash key
866     st.materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
867
868     // Update piece count
869     pieceCount[them][capture]--;
870
871     // Update piece list
872     pieceList[them][capture][index[to]] = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
873     index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
874
875     // Reset rule 50 counter
876     st.rule50 = 0;
877 }
878
879
880 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
881 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
882 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
883 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
884
885 void Position::do_castle_move(Move m) {
886
887   assert(is_ok());
888   assert(move_is_ok(m));
889   assert(move_is_castle(m));
890
891   Color us = side_to_move();
892   Color them = opposite_color(us);
893
894   // Find source squares for king and rook
895   Square kfrom = move_from(m);
896   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
897   Square kto, rto;
898
899   assert(piece_on(kfrom) == piece_of_color_and_type(us, KING));
900   assert(piece_on(rfrom) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
901
902   // Find destination squares for king and rook
903   if (rfrom > kfrom) // O-O
904   {
905       kto = relative_square(us, SQ_G1);
906       rto = relative_square(us, SQ_F1);
907   } else { // O-O-O
908       kto = relative_square(us, SQ_C1);
909       rto = relative_square(us, SQ_D1);
910   }
911
912   // Remove pieces from source squares
913   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
914   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
915   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
916   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
917   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
918   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
919
920   // Put pieces on destination squares
921   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
922   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
923   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
924   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
925   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
926   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
927
928   // Update board array
929   board[kfrom] = board[rfrom] = EMPTY;
930   board[kto] = piece_of_color_and_type(us, KING);
931   board[rto] = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
932
933   // Update king square
934   kingSquare[us] = kto;
935
936   // Update piece lists
937   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
938   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
939   int tmp = index[rfrom];
940   index[kto] = index[kfrom];
941   index[rto] = tmp;
942
943   // Update incremental scores
944   st.mgValue -= pst<MidGame>(us, KING, kfrom);
945   st.mgValue += pst<MidGame>(us, KING, kto);
946   st.egValue -= pst<EndGame>(us, KING, kfrom);
947   st.egValue += pst<EndGame>(us, KING, kto);
948   st.mgValue -= pst<MidGame>(us, ROOK, rfrom);
949   st.mgValue += pst<MidGame>(us, ROOK, rto);
950   st.egValue -= pst<EndGame>(us, ROOK, rfrom);
951   st.egValue += pst<EndGame>(us, ROOK, rto);
952
953   // Update hash key
954   st.key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
955   st.key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
956
957   // Clear en passant square
958   if (st.epSquare != SQ_NONE)
959   {
960       st.key ^= zobEp[st.epSquare];
961       st.epSquare = SQ_NONE;
962   }
963
964   // Update castling rights
965   st.key ^= zobCastle[st.castleRights];
966   st.castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
967   st.key ^= zobCastle[st.castleRights];
968
969   // Reset rule 50 counter
970   st.rule50 = 0;
971
972   // Update checkers BB
973   st.checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
974 }
975
976
977 /// Position::do_promotion_move() is a private method used to make a promotion
978 /// move. It is called from the main Position::do_move function. The
979 /// UndoInfo object, which has been initialized in Position::do_move, is
980 /// used to store the captured piece (if any).
981
982 void Position::do_promotion_move(Move m) {
983
984   Color us, them;
985   Square from, to;
986   PieceType promotion;
987
988   assert(is_ok());
989   assert(move_is_ok(m));
990   assert(move_promotion(m));
991
992   us = side_to_move();
993   them = opposite_color(us);
994   from = move_from(m);
995   to = move_to(m);
996
997   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
998   assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
999   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
1000
1001   st.capture = type_of_piece_on(to);
1002
1003   if (st.capture)
1004   {
1005     st.previous->capture = st.capture;
1006     do_capture_move(m, st.capture, them, to);
1007   }
1008
1009   // Remove pawn
1010   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1011   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1012   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1013   board[from] = EMPTY;
1014
1015   // Insert promoted piece
1016   promotion = move_promotion(m);
1017   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1018   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1019   set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1020   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1021   board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
1022
1023   // Update hash key
1024   st.key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][promotion][to];
1025
1026   // Update pawn hash key
1027   st.pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from];
1028
1029   // Update material key
1030   st.materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1031   st.materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
1032
1033   // Update piece counts
1034   pieceCount[us][PAWN]--;
1035   pieceCount[us][promotion]++;
1036
1037   // Update piece lists
1038   pieceList[us][PAWN][index[from]] = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1039   index[pieceList[us][PAWN][index[from]]] = index[from];
1040   pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1] = to;
1041   index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1042
1043   // Update incremental scores
1044   st.mgValue -= pst<MidGame>(us, PAWN, from);
1045   st.mgValue += pst<MidGame>(us, promotion, to);
1046   st.egValue -= pst<EndGame>(us, PAWN, from);
1047   st.egValue += pst<EndGame>(us, promotion, to);
1048
1049   // Update material
1050   npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
1051
1052   // Clear the en passant square
1053   if (st.epSquare != SQ_NONE)
1054   {
1055       st.key ^= zobEp[st.epSquare];
1056       st.epSquare = SQ_NONE;
1057   }
1058
1059   // Update castle rights
1060   st.key ^= zobCastle[st.castleRights];
1061   st.castleRights &= castleRightsMask[to];
1062   st.key ^= zobCastle[st.castleRights];
1063
1064   // Reset rule 50 counter
1065   st.rule50 = 0;
1066
1067   // Update checkers BB
1068   st.checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1069 }
1070
1071
1072 /// Position::do_ep_move() is a private method used to make an en passant
1073 /// capture. It is called from the main Position::do_move function. Because
1074 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1075 /// object in which to store the captured piece.
1076
1077 void Position::do_ep_move(Move m) {
1078
1079   Color us, them;
1080   Square from, to, capsq;
1081
1082   assert(is_ok());
1083   assert(move_is_ok(m));
1084   assert(move_is_ep(m));
1085
1086   us = side_to_move();
1087   them = opposite_color(us);
1088   from = move_from(m);
1089   to = move_to(m);
1090   capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1091
1092   assert(to == st.epSquare);
1093   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1094   assert(piece_on(to) == EMPTY);
1095   assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
1096   assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
1097
1098   // Remove captured piece
1099   clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1100   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1101   clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1102   board[capsq] = EMPTY;
1103
1104   // Remove moving piece from source square
1105   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1106   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1107   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1108
1109   // Put moving piece on destination square
1110   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1111   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1112   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1113   board[to] = board[from];
1114   board[from] = EMPTY;
1115
1116   // Update material hash key
1117   st.materialKey ^= zobMaterial[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1118
1119   // Update piece count
1120   pieceCount[them][PAWN]--;
1121
1122   // Update piece list
1123   pieceList[us][PAWN][index[from]] = to;
1124   index[to] = index[from];
1125   pieceList[them][PAWN][index[capsq]] = pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1126   index[pieceList[them][PAWN][index[capsq]]] = index[capsq];
1127
1128   // Update hash key
1129   st.key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1130   st.key ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1131   st.key ^= zobEp[st.epSquare];
1132
1133   // Update pawn hash key
1134   st.pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1135   st.pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1136
1137   // Update incremental scores
1138   st.mgValue -= pst<MidGame>(them, PAWN, capsq);
1139   st.mgValue -= pst<MidGame>(us, PAWN, from);
1140   st.mgValue += pst<MidGame>(us, PAWN, to);
1141   st.egValue -= pst<EndGame>(them, PAWN, capsq);
1142   st.egValue -= pst<EndGame>(us, PAWN, from);
1143   st.egValue += pst<EndGame>(us, PAWN, to);
1144
1145   // Reset en passant square
1146   st.epSquare = SQ_NONE;
1147
1148   // Reset rule 50 counter
1149   st.rule50 = 0;
1150
1151   // Update checkers BB
1152   st.checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1153 }
1154
1155
1156 /// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
1157 /// be restored to exactly the same state as before the move was made. It is
1158 /// important that Position::undo_move is called with the same move and UndoInfo
1159 /// object as the earlier call to Position::do_move.
1160
1161 void Position::undo_move(Move m) {
1162
1163   assert(is_ok());
1164   assert(move_is_ok(m));
1165
1166   gamePly--;
1167   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1168
1169   // Restore information from our UndoInfo object (except the captured piece,
1170   // which is taken care of later)
1171   undoInfoUnion = *(st.previous);
1172
1173   if (move_is_castle(m))
1174       undo_castle_move(m);
1175   else if (move_promotion(m))
1176       undo_promotion_move(m);
1177   else if (move_is_ep(m))
1178       undo_ep_move(m);
1179   else
1180   {
1181       Color us, them;
1182       Square from, to;
1183       PieceType piece;
1184
1185       us = side_to_move();
1186       them = opposite_color(us);
1187       from = move_from(m);
1188       to = move_to(m);
1189
1190       assert(piece_on(from) == EMPTY);
1191       assert(color_of_piece_on(to) == us);
1192
1193       // Put the piece back at the source square
1194       piece = type_of_piece_on(to);
1195       set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1196       set_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
1197       set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1198       board[from] = piece_of_color_and_type(us, piece);
1199
1200       // Clear the destination square
1201       clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1202       clear_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
1203       clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1204
1205       // If the moving piece was a king, update the king square
1206       if (piece == KING)
1207           kingSquare[us] = from;
1208
1209       // Update piece list
1210       pieceList[us][piece][index[to]] = from;
1211       index[from] = index[to];
1212
1213       if (st.capture)
1214       {
1215           assert(capture != KING);
1216
1217           // Replace the captured piece
1218           set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1219           set_bit(&(byTypeBB[st.capture]), to);
1220           set_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1221           board[to] = piece_of_color_and_type(them, st.capture);
1222
1223           // Update material
1224           if (st.capture != PAWN)
1225               npMaterial[them] += piece_value_midgame(st.capture);
1226
1227           // Update piece list
1228           pieceList[them][st.capture][pieceCount[them][st.capture]] = to;
1229           index[to] = pieceCount[them][st.capture];
1230
1231           // Update piece count
1232           pieceCount[them][st.capture]++;
1233       } else
1234           board[to] = EMPTY;
1235   }
1236
1237   assert(is_ok());
1238 }
1239
1240
1241 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1242 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1243 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1244 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1245
1246 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1247
1248   assert(move_is_ok(m));
1249   assert(move_is_castle(m));
1250
1251   // When we have arrived here, some work has already been done by
1252   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1253   // so the code below is correct.
1254   Color us = side_to_move();
1255
1256   // Find source squares for king and rook
1257   Square kfrom = move_from(m);
1258   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1259   Square kto, rto;
1260
1261   // Find destination squares for king and rook
1262   if (rfrom > kfrom) // O-O
1263   {
1264       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1265       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1266   } else { // O-O-O
1267       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1268       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1269   }
1270
1271   assert(piece_on(kto) == piece_of_color_and_type(us, KING));
1272   assert(piece_on(rto) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
1273
1274   // Remove pieces from destination squares
1275   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1276   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1277   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1278   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1279   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1280   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1281
1282   // Put pieces on source squares
1283   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1284   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1285   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1286   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1287   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1288   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1289
1290   // Update board
1291   board[rto] = board[kto] = EMPTY;
1292   board[rfrom] = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
1293   board[kfrom] = piece_of_color_and_type(us, KING);
1294
1295   // Update king square
1296   kingSquare[us] = kfrom;
1297
1298   // Update piece lists
1299   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1300   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1301   int tmp = index[rto];  // Necessary because we may have rto == kfrom in FRC.
1302   index[kfrom] = index[kto];
1303   index[rfrom] = tmp;
1304 }
1305
1306
1307 /// Position::undo_promotion_move() is a private method used to unmake a
1308 /// promotion move. It is called from the main Position::do_move
1309 /// function. The UndoInfo object, which has been initialized in
1310 /// Position::do_move, is used to put back the captured piece (if any).
1311
1312 void Position::undo_promotion_move(Move m) {
1313
1314   Color us, them;
1315   Square from, to;
1316   PieceType promotion;
1317
1318   assert(move_is_ok(m));
1319   assert(move_promotion(m));
1320
1321   // When we have arrived here, some work has already been done by
1322   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1323   // so the code below is correct.
1324   us = side_to_move();
1325   them = opposite_color(us);
1326   from = move_from(m);
1327   to = move_to(m);
1328
1329   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1330   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1331
1332   // Remove promoted piece
1333   promotion = move_promotion(m);
1334   assert(piece_on(to)==piece_of_color_and_type(us, promotion));
1335   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1336   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1337   clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1338   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1339
1340   // Insert pawn at source square
1341   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1342   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1343   set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1344   board[from] = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1345
1346   // Update material
1347   npMaterial[us] -= piece_value_midgame(promotion);
1348
1349   // Update piece list
1350   pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = from;
1351   index[from] = pieceCount[us][PAWN];
1352   pieceList[us][promotion][index[to]] =
1353     pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1];
1354   index[pieceList[us][promotion][index[to]]] = index[to];
1355
1356   // Update piece counts
1357   pieceCount[us][promotion]--;
1358   pieceCount[us][PAWN]++;
1359
1360   if (st.capture)
1361   {
1362       assert(capture != KING);
1363
1364       // Insert captured piece:
1365       set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1366       set_bit(&(byTypeBB[st.capture]), to);
1367       set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1368       board[to] = piece_of_color_and_type(them, st.capture);
1369
1370       // Update material. Because the move is a promotion move, we know
1371       // that the captured piece cannot be a pawn.
1372       assert(capture != PAWN);
1373       npMaterial[them] += piece_value_midgame(st.capture);
1374
1375       // Update piece list
1376       pieceList[them][st.capture][pieceCount[them][st.capture]] = to;
1377       index[to] = pieceCount[them][st.capture];
1378
1379       // Update piece count
1380       pieceCount[them][st.capture]++;
1381   } else
1382       board[to] = EMPTY;
1383 }
1384
1385
1386 /// Position::undo_ep_move() is a private method used to unmake an en passant
1387 /// capture. It is called from the main Position::undo_move function.  Because
1388 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1389 /// object from which to retrieve the captured piece.
1390
1391 void Position::undo_ep_move(Move m) {
1392
1393   assert(move_is_ok(m));
1394   assert(move_is_ep(m));
1395
1396   // When we have arrived here, some work has already been done by
1397   // Position::undo_move. In particular, the side to move has been switched,
1398   // so the code below is correct.
1399   Color us = side_to_move();
1400   Color them = opposite_color(us);
1401   Square from = move_from(m);
1402   Square to = move_to(m);
1403   Square capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1404
1405   assert(to == ep_square());
1406   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1407   assert(piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
1408   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1409   assert(piece_on(capsq) == EMPTY);
1410
1411   // Replace captured piece
1412   set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1413   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1414   set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1415   board[capsq] = piece_of_color_and_type(them, PAWN);
1416
1417   // Remove moving piece from destination square
1418   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1419   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1420   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1421   board[to] = EMPTY;
1422
1423   // Replace moving piece at source square
1424   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1425   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1426   set_bit(&(byTypeBB[0]), from);
1427   board[from] = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1428
1429   // Update piece list:
1430   pieceList[us][PAWN][index[to]] = from;
1431   index[from] = index[to];
1432   pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]] = capsq;
1433   index[capsq] = pieceCount[them][PAWN];
1434
1435   // Update piece count:
1436   pieceCount[them][PAWN]++;
1437 }
1438
1439
1440 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1441 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1442
1443 void Position::do_null_move(UndoInfo& u) {
1444
1445   assert(is_ok());
1446   assert(!is_check());
1447
1448   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1449   // UndoInfo object. In the case of a null move, the only thing we need to
1450   // remember is the last move made and the en passant square.
1451   u.lastMove = st.lastMove;
1452   u.epSquare = st.epSquare;
1453   u.previous = st.previous;
1454   st.previous = &u;
1455
1456   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1457   // detect repetition draws.
1458   history[gamePly] = st.key;
1459
1460   // Update the necessary information
1461   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1462   if (st.epSquare != SQ_NONE)
1463       st.key ^= zobEp[st.epSquare];
1464
1465   st.epSquare = SQ_NONE;
1466   st.rule50++;
1467   gamePly++;
1468   st.key ^= zobSideToMove;
1469
1470   st.mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1471   st.egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1472
1473   assert(is_ok());
1474 }
1475
1476
1477 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1478
1479 void Position::undo_null_move() {
1480
1481   assert(is_ok());
1482   assert(!is_check());
1483
1484   // Restore information from the our UndoInfo object
1485   st.lastMove = st.previous->lastMove;
1486   st.epSquare = st.previous->epSquare;
1487   st.previous = st.previous->previous;
1488
1489   if (st.epSquare != SQ_NONE)
1490       st.key ^= zobEp[st.epSquare];
1491
1492   // Update the necessary information
1493   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1494   st.rule50--;
1495   gamePly--;
1496   st.key ^= zobSideToMove;
1497
1498   st.mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1499   st.egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1500
1501   assert(is_ok());
1502 }
1503
1504
1505 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
1506 /// material gain or loss resulting from a move.  There are three versions of
1507 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1508 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
1509 /// not yet understand promotions captures.
1510
1511 int Position::see(Square to) const {
1512
1513   assert(square_is_ok(to));
1514   return see(SQ_NONE, to);
1515 }
1516
1517 int Position::see(Move m) const {
1518
1519   assert(move_is_ok(m));
1520   return see(move_from(m), move_to(m));
1521 }
1522
1523 int Position::see(Square from, Square to) const {
1524
1525   // Material values
1526   static const int seeValues[18] = {
1527     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1528        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1529     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1530        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1531     0, 0
1532   };
1533
1534   Bitboard attackers, occ, b;
1535
1536   assert(square_is_ok(from) || from == SQ_NONE);
1537   assert(square_is_ok(to));
1538
1539   // Initialize colors
1540   Color us = (from != SQ_NONE ? color_of_piece_on(from) : opposite_color(color_of_piece_on(to)));
1541   Color them = opposite_color(us);
1542
1543   // Initialize pieces
1544   Piece piece = piece_on(from);
1545   Piece capture = piece_on(to);
1546
1547   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1548   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1549   occ = occupied_squares();
1550
1551   // Handle en passant moves
1552   if (st.epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
1553   {
1554       assert(capture == EMPTY);
1555
1556       Square capQq = (side_to_move() == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1557       capture = piece_on(capQq);
1558
1559       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
1560
1561       // Remove the captured pawn
1562       clear_bit(&occ, capQq);
1563   }
1564
1565   while (true)
1566   {
1567       clear_bit(&occ, from);
1568       attackers =  (rook_attacks_bb(to, occ)   & rooks_and_queens())
1569                  | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens())
1570                  | (piece_attacks<KNIGHT>(to)  & knights())
1571                  | (piece_attacks<KING>(to)    & kings())
1572                  | (pawn_attacks(WHITE, to)    & pawns(BLACK))
1573                  | (pawn_attacks(BLACK, to)    & pawns(WHITE));
1574
1575       if (from != SQ_NONE)
1576           break;
1577
1578       // If we don't have any attacker we are finished
1579       if ((attackers & pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
1580           return 0;
1581
1582       // Locate the least valuable attacker to the destination square
1583       // and use it to initialize from square.
1584       PieceType pt;
1585       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt)); pt++)
1586           assert(pt < KING);
1587
1588       from = first_1(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt));
1589       piece = piece_on(from);
1590   }
1591
1592   // If the opponent has no attackers we are finished
1593   if ((attackers & pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
1594       return seeValues[capture];
1595
1596   attackers &= occ; // Remove the moving piece
1597
1598   // The destination square is defended, which makes things rather more
1599   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1600   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1601   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1602   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1603   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1604   int lastCapturingPieceValue = seeValues[piece];
1605   int swapList[32], n = 1;
1606   Color c = them;
1607   PieceType pt;
1608
1609   swapList[0] = seeValues[capture];
1610
1611   do {
1612       // Locate the least valuable attacker for the side to move.  The loop
1613       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1614       // that the side to move still has at least one attacker left.
1615       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt)); pt++)
1616           assert(pt < KING);
1617
1618       // Remove the attacker we just found from the 'attackers' bitboard,
1619       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1620       b = attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt);
1621       occ ^= (b & -b);
1622       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occ) & rooks_and_queens())
1623                   | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens());
1624
1625       attackers &= occ;
1626
1627       // Add the new entry to the swap list
1628       assert(n < 32);
1629       swapList[n] = -swapList[n - 1] + lastCapturingPieceValue;
1630       n++;
1631
1632       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to move
1633       // before beginning the next iteration
1634       lastCapturingPieceValue = seeValues[pt];
1635       c = opposite_color(c);
1636
1637       // Stop after a king capture
1638       if (pt == KING && (attackers & pieces_of_color(c)))
1639       {
1640           assert(n < 32);
1641           swapList[n++] = 100;
1642           break;
1643       }
1644   } while (attackers & pieces_of_color(c));
1645
1646   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1647   // achievable score from the point of view of the side to move
1648   while (--n)
1649       swapList[n-1] = Min(-swapList[n], swapList[n-1]);
1650
1651   return swapList[0];
1652 }
1653
1654
1655 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1656 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1657
1658 void Position::clear() {
1659
1660   for (int i = 0; i < 64; i++)
1661   {
1662       board[i] = EMPTY;
1663       index[i] = 0;
1664   }
1665
1666   for (int i = 0; i < 2; i++)
1667       byColorBB[i] = EmptyBoardBB;
1668
1669   for (int i = 0; i < 7; i++)
1670   {
1671       byTypeBB[i] = EmptyBoardBB;
1672       pieceCount[0][i] = pieceCount[1][i] = 0;
1673       for (int j = 0; j < 8; j++)
1674           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1675   }
1676
1677   st.checkersBB = EmptyBoardBB;
1678   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1679       st.pinners[c] = st.pinned[c] = st.dcCandidates[c] = ~EmptyBoardBB;
1680
1681   st.lastMove = MOVE_NONE;
1682
1683   sideToMove = WHITE;
1684   st.castleRights = NO_CASTLES;
1685   initialKFile = FILE_E;
1686   initialKRFile = FILE_H;
1687   initialQRFile = FILE_A;
1688   st.epSquare = SQ_NONE;
1689   st.rule50 = 0;
1690   st.previous = NULL;
1691   gamePly = 0;
1692 }
1693
1694
1695 /// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0. It is used from the
1696 /// UCI interface code, whenever a non-reversible move is made in a
1697 /// 'position fen <fen> moves m1 m2 ...' command.  This makes it possible
1698 /// for the program to handle games of arbitrary length, as long as the GUI
1699 /// handles draws by the 50 move rule correctly.
1700
1701 void Position::reset_game_ply() {
1702
1703   gamePly = 0;
1704 }
1705
1706
1707 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1708 /// updating the board array, bitboards, and piece counts.
1709
1710 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1711
1712   Color c = color_of_piece(p);
1713   PieceType pt = type_of_piece(p);
1714
1715   board[s] = p;
1716   index[s] = pieceCount[c][pt];
1717   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1718
1719   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1720   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1721   set_bit(&byTypeBB[0], s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1722
1723   pieceCount[c][pt]++;
1724
1725   if (pt == KING)
1726       kingSquare[c] = s;
1727 }
1728
1729
1730 /// Position::allow_oo() gives the given side the right to castle kingside.
1731 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1732
1733 void Position::allow_oo(Color c) {
1734
1735   st.castleRights |= (1 + int(c));
1736 }
1737
1738
1739 /// Position::allow_ooo() gives the given side the right to castle queenside.
1740 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1741
1742 void Position::allow_ooo(Color c) {
1743
1744   st.castleRights |= (4 + 4*int(c));
1745 }
1746
1747
1748 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1749 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1750 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1751 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1752
1753 Key Position::compute_key() const {
1754
1755   Key result = Key(0ULL);
1756
1757   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1758       if (square_is_occupied(s))
1759           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1760
1761   if (ep_square() != SQ_NONE)
1762       result ^= zobEp[ep_square()];
1763
1764   result ^= zobCastle[st.castleRights];
1765   if (side_to_move() == BLACK)
1766       result ^= zobSideToMove;
1767
1768   return result;
1769 }
1770
1771
1772 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
1773 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1774 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1775 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1776 /// debug mode.
1777
1778 Key Position::compute_pawn_key() const {
1779
1780   Key result = Key(0ULL);
1781   Bitboard b;
1782   Square s;
1783
1784   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1785   {
1786       b = pawns(c);
1787       while(b)
1788       {
1789           s = pop_1st_bit(&b);
1790           result ^= zobrist[c][PAWN][s];
1791       }
1792   }
1793   return result;
1794 }
1795
1796
1797 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1798 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1799 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1800 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1801 /// debug mode.
1802
1803 Key Position::compute_material_key() const {
1804
1805   Key result = Key(0ULL);
1806   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1807       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1808       {
1809           int count = piece_count(c, pt);
1810           for (int i = 0; i <= count; i++)
1811               result ^= zobMaterial[c][pt][i];
1812       }
1813   return result;
1814 }
1815
1816
1817 /// Position::compute_value() compute the incremental scores for the middle
1818 /// game and the endgame. These functions are used to initialize the incremental
1819 /// scores when a new position is set up, and to verify that the scores are correctly
1820 /// updated by do_move and undo_move when the program is running in debug mode.
1821 template<Position::GamePhase Phase>
1822 Value Position::compute_value() const {
1823
1824   Value result = Value(0);
1825   Bitboard b;
1826   Square s;
1827
1828   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1829       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1830       {
1831           b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1832           while(b)
1833           {
1834               s = pop_1st_bit(&b);
1835               assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1836               result += pst<Phase>(c, pt, s);
1837           }
1838       }
1839
1840   const Value TempoValue = (Phase == MidGame ? TempoValueMidgame : TempoValueEndgame);
1841   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValue / 2 : -TempoValue / 2;
1842   return result;
1843 }
1844
1845
1846 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1847 /// game material score for the given side. Material scores are updated
1848 /// incrementally during the search, this function is only used while
1849 /// initializing a new Position object.
1850
1851 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1852
1853   Value result = Value(0);
1854   Square s;
1855
1856   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1857   {
1858       Bitboard b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1859       while(b)
1860       {
1861           s = pop_1st_bit(&b);
1862           assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1863           result += piece_value_midgame(pt);
1864       }
1865   }
1866   return result;
1867 }
1868
1869
1870 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1871 /// side to move is checkmated. Note that this function is currently very
1872 /// slow, and shouldn't be used frequently inside the search.
1873
1874 bool Position::is_mate() const {
1875
1876   if (is_check())
1877   {
1878       MovePicker mp = MovePicker(*this, false, MOVE_NONE, EmptySearchStack, Depth(0));
1879       return mp.get_next_move() == MOVE_NONE;
1880   }
1881   return false;
1882 }
1883
1884
1885 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1886 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
1887 /// must be done by the search.
1888
1889 bool Position::is_draw() const {
1890
1891   // Draw by material?
1892   if (   !pawns()
1893       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1894       return true;
1895
1896   // Draw by the 50 moves rule?
1897   if (st.rule50 > 100 || (st.rule50 == 100 && !is_check()))
1898       return true;
1899
1900   // Draw by repetition?
1901   for (int i = 2; i < Min(gamePly, st.rule50); i += 2)
1902       if (history[gamePly - i] == st.key)
1903           return true;
1904
1905   return false;
1906 }
1907
1908
1909 /// Position::has_mate_threat() tests whether a given color has a mate in one
1910 /// from the current position. This function is quite slow, but it doesn't
1911 /// matter, because it is currently only called from PV nodes, which are rare.
1912
1913 bool Position::has_mate_threat(Color c) {
1914
1915   UndoInfo u1, u2;
1916   Color stm = side_to_move();
1917
1918   // The following lines are useless and silly, but prevents gcc from
1919   // emitting a stupid warning stating that u1.lastMove and u1.epSquare might
1920   // be used uninitialized.
1921   u1.lastMove = st.lastMove;
1922   u1.epSquare = st.epSquare;
1923
1924   if (is_check())
1925       return false;
1926
1927   // If the input color is not equal to the side to move, do a null move
1928   if (c != stm)
1929       do_null_move(u1);
1930
1931   MoveStack mlist[120];
1932   int count;
1933   bool result = false;
1934
1935   // Generate legal moves
1936   count = generate_legal_moves(*this, mlist);
1937
1938   // Loop through the moves, and see if one of them is mate
1939   for (int i = 0; i < count; i++)
1940   {
1941       do_move(mlist[i].move, u2);
1942       if (is_mate())
1943           result = true;
1944
1945       undo_move(mlist[i].move);
1946   }
1947
1948   // Undo null move, if necessary
1949   if (c != stm)
1950       undo_null_move();
1951
1952   return result;
1953 }
1954
1955
1956 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes the
1957 /// various arrays used to compute hash keys.
1958
1959 void Position::init_zobrist() {
1960
1961   for (int i = 0; i < 2; i++)
1962       for (int j = 0; j < 8; j++)
1963           for (int k = 0; k < 64; k++)
1964               zobrist[i][j][k] = Key(genrand_int64());
1965
1966   for (int i = 0; i < 64; i++)
1967       zobEp[i] = Key(genrand_int64());
1968
1969   for (int i = 0; i < 16; i++)
1970       zobCastle[i] = genrand_int64();
1971
1972   zobSideToMove = genrand_int64();
1973
1974   for (int i = 0; i < 2; i++)
1975       for (int j = 0; j < 8; j++)
1976           for (int k = 0; k < 16; k++)
1977               zobMaterial[i][j][k] = (k > 0)? Key(genrand_int64()) : Key(0LL);
1978
1979   for (int i = 0; i < 16; i++)
1980       zobMaterial[0][KING][i] = zobMaterial[1][KING][i] = Key(0ULL);
1981 }
1982
1983
1984 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
1985 /// This is a two-step operation:  First, the white halves of the tables are
1986 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays, with a small random number
1987 /// added to each entry if the "Randomness" UCI parameter is non-zero.
1988 /// Second, the black halves of the tables are initialized by mirroring
1989 /// and changing the sign of the corresponding white scores.
1990
1991 void Position::init_piece_square_tables() {
1992
1993   int r = get_option_value_int("Randomness"), i;
1994   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1995       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
1996       {
1997           i = (r == 0)? 0 : (genrand_int32() % (r*2) - r);
1998           MgPieceSquareTable[p][s] = Value(MgPST[p][s] + i);
1999           EgPieceSquareTable[p][s] = Value(EgPST[p][s] + i);
2000       }
2001
2002   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2003       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
2004       {
2005           MgPieceSquareTable[p][s] = -MgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2006           EgPieceSquareTable[p][s] = -EgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2007       }
2008 }
2009
2010
2011 /// Position::flipped_copy() makes a copy of the input position, but with
2012 /// the white and black sides reversed. This is only useful for debugging,
2013 /// especially for finding evaluation symmetry bugs.
2014
2015 void Position::flipped_copy(const Position &pos) {
2016
2017   assert(pos.is_ok());
2018
2019   clear();
2020
2021   // Board
2022   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2023       if (!pos.square_is_empty(s))
2024           put_piece(Piece(int(pos.piece_on(s)) ^ 8), flip_square(s));
2025
2026   // Side to move
2027   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
2028
2029   // Castling rights
2030   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  allow_oo(BLACK);
2031   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) allow_ooo(BLACK);
2032   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  allow_oo(WHITE);
2033   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) allow_ooo(WHITE);
2034
2035   initialKFile  = pos.initialKFile;
2036   initialKRFile = pos.initialKRFile;
2037   initialQRFile = pos.initialQRFile;
2038
2039   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
2040       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
2041
2042   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
2043   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
2044   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
2045   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
2046   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
2047   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
2048
2049   // En passant square
2050   if (pos.st.epSquare != SQ_NONE)
2051       st.epSquare = flip_square(pos.st.epSquare);
2052
2053   // Checkers
2054   find_checkers();
2055
2056   // Hash keys
2057   st.key = compute_key();
2058   st.pawnKey = compute_pawn_key();
2059   st.materialKey = compute_material_key();
2060
2061   // Incremental scores
2062   st.mgValue = compute_value<MidGame>();
2063   st.egValue = compute_value<EndGame>();
2064
2065   // Material
2066   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
2067   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
2068
2069   assert(is_ok());
2070 }
2071
2072
2073 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
2074 /// This is meant to be helpful when debugging.
2075
2076 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
2077
2078   // What features of the position should be verified?
2079   static const bool debugBitboards = false;
2080   static const bool debugKingCount = false;
2081   static const bool debugKingCapture = false;
2082   static const bool debugCheckerCount = false;
2083   static const bool debugKey = false;
2084   static const bool debugMaterialKey = false;
2085   static const bool debugPawnKey = false;
2086   static const bool debugIncrementalEval = false;
2087   static const bool debugNonPawnMaterial = false;
2088   static const bool debugPieceCounts = false;
2089   static const bool debugPieceList = false;
2090
2091   if (failedStep) *failedStep = 1;
2092
2093   // Side to move OK?
2094   if (!color_is_ok(side_to_move()))
2095       return false;
2096
2097   // Are the king squares in the position correct?
2098   if (failedStep) (*failedStep)++;
2099   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
2100       return false;
2101
2102   if (failedStep) (*failedStep)++;
2103   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
2104       return false;
2105
2106   // Castle files OK?
2107   if (failedStep) (*failedStep)++;
2108   if (!file_is_ok(initialKRFile))
2109       return false;
2110
2111   if (!file_is_ok(initialQRFile))
2112       return false;
2113
2114   // Do both sides have exactly one king?
2115   if (failedStep) (*failedStep)++;
2116   if (debugKingCount)
2117   {
2118       int kingCount[2] = {0, 0};
2119       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2120           if (type_of_piece_on(s) == KING)
2121               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
2122
2123       if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
2124           return false;
2125   }
2126
2127   // Can the side to move capture the opponent's king?
2128   if (failedStep) (*failedStep)++;
2129   if (debugKingCapture)
2130   {
2131       Color us = side_to_move();
2132       Color them = opposite_color(us);
2133       Square ksq = king_square(them);
2134       if (square_is_attacked(ksq, us))
2135           return false;
2136   }
2137
2138   // Is there more than 2 checkers?
2139   if (failedStep) (*failedStep)++;
2140   if (debugCheckerCount && count_1s(st.checkersBB) > 2)
2141       return false;
2142
2143   // Bitboards OK?
2144   if (failedStep) (*failedStep)++;
2145   if (debugBitboards)
2146   {
2147       // The intersection of the white and black pieces must be empty
2148       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
2149           return false;
2150
2151       // The union of the white and black pieces must be equal to all
2152       // occupied squares
2153       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
2154           return false;
2155
2156       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
2157       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
2158           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
2159               if (p1 != p2 && (pieces_of_type(p1) & pieces_of_type(p2)))
2160                   return false;
2161   }
2162
2163   // En passant square OK?
2164   if (failedStep) (*failedStep)++;
2165   if (ep_square() != SQ_NONE)
2166   {
2167       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
2168       // side to move.
2169       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2170           return false;
2171   }
2172
2173   // Hash key OK?
2174   if (failedStep) (*failedStep)++;
2175   if (debugKey && st.key != compute_key())
2176       return false;
2177
2178   // Pawn hash key OK?
2179   if (failedStep) (*failedStep)++;
2180   if (debugPawnKey && st.pawnKey != compute_pawn_key())
2181       return false;
2182
2183   // Material hash key OK?
2184   if (failedStep) (*failedStep)++;
2185   if (debugMaterialKey && st.materialKey != compute_material_key())
2186       return false;
2187
2188   // Incremental eval OK?
2189   if (failedStep) (*failedStep)++;
2190   if (debugIncrementalEval)
2191   {
2192       if (st.mgValue != compute_value<MidGame>())
2193           return false;
2194
2195       if (st.egValue != compute_value<EndGame>())
2196           return false;
2197   }
2198
2199   // Non-pawn material OK?
2200   if (failedStep) (*failedStep)++;
2201   if (debugNonPawnMaterial)
2202   {
2203       if (npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2204           return false;
2205
2206       if (npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2207           return false;
2208   }
2209
2210   // Piece counts OK?
2211   if (failedStep) (*failedStep)++;
2212   if (debugPieceCounts)
2213       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2214           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2215               if (pieceCount[c][pt] != count_1s(pieces_of_color_and_type(c, pt)))
2216                   return false;
2217
2218   if (failedStep) (*failedStep)++;
2219   if (debugPieceList)
2220   {
2221       for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2222           for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2223               for(int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2224               {
2225                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != piece_of_color_and_type(c, pt))
2226                       return false;
2227
2228                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2229                       return false;
2230               }
2231   }
2232   if (failedStep) *failedStep = 0;
2233   return true;
2234 }