git.sesse.net Git - stockfish/blob - 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       i++; break;
 133     }
 134     else if(fen[i] == 'K') allow_oo(WHITE);
 135     else if(fen[i] == 'Q') allow_ooo(WHITE);
 136     else if(fen[i] == 'k') allow_oo(BLACK);
 137     else if(fen[i] == 'q') allow_ooo(BLACK);
 138     else if(fen[i] >= 'A' && fen[i] <= 'H') {
 139       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
 140       for(Square square = SQ_B1; square <= SQ_G1; square++)
 141         if(piece_on(square) == WK)
 142           kingFile = square_file(square);
 143       if(kingFile == FILE_NONE) {
 144         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
 145         return;
 146       }
 147       initialKFile = kingFile;
 148       rookFile = File(fen[i] - 'A') + FILE_A;
 149       if(rookFile < initialKFile) {
 150         allow_ooo(WHITE);
 151         initialQRFile = rookFile;
 152       }
 153       else {
 154         allow_oo(WHITE);
 155         initialKRFile = rookFile;
 156       }
 157     }
 158     else if(fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h') {
 159       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
 160       for(Square square = SQ_B8; square <= SQ_G8; square++)
 161         if(piece_on(square) == BK)
 162           kingFile = square_file(square);
 163       if(kingFile == FILE_NONE) {
 164         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
 165         return;
 166       }
 167       initialKFile = kingFile;
 168       rookFile = File(fen[i] - 'a') + FILE_A;
 169       if(rookFile < initialKFile) {
 170         allow_ooo(BLACK);
 171         initialQRFile = rookFile;
 172       }
 173       else {
 174         allow_oo(BLACK);
 175         initialKRFile = rookFile;
 176       }
 177     }
 178     else {
 179       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
 180       return;
 181     }
 182     i++;
 183   }
 184
 185   // Skip blanks
 186   while (fen[i] == ' ')
 187       i++;
 188
 189   // En passant square
 190   if (    i < fen.length() - 2
 191       && (fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h')
 192       && (fen[i+1] == '3' || fen[i+1] == '6'))
 193       epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
 194
 195   // Various initialisation
 196   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
 197       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
 198
 199   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO|WHITE_OOO);
 200   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO|BLACK_OOO);
 201   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
 202   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
 203   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
 204   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
 205
 206   find_checkers();
 207
 208   key = compute_key();
 209   pawnKey = compute_pawn_key();
 210   materialKey = compute_material_key();
 211   mgValue = compute_mg_value();
 212   egValue = compute_eg_value();
 213   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
 214   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
 215 }
 216
 217
 218 /// Position::to_fen() converts the position object to a FEN string. This is
 219 /// probably only useful for debugging.
 220
 221 const std::string Position::to_fen() const {
 222
 223   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
 224   std::string fen;
 225   int skip;
 226
 227   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
 228   {
 229       skip = 0;
 230       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
 231       {
 232           Square sq = make_square(file, rank);
 233           if (!square_is_occupied(sq))
 234           {   skip++;
 235               continue;
 236           }
 237           if (skip > 0)
 238           {
 239               fen += (char)skip + '0';
 240               skip = 0;
 241           }
 242           fen += pieceLetters[piece_on(sq)];
 243       }
 244       if (skip > 0)
 245           fen += (char)skip + '0';
 246
 247       fen += (rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
 248   }
 249   fen += (sideToMove == WHITE ? "w " : "b ");
 250   if (castleRights != NO_CASTLES)
 251   {
 252     if (can_castle_kingside(WHITE))  fen += 'K';
 253     if (can_castle_queenside(WHITE)) fen += 'Q';
 254     if (can_castle_kingside(BLACK))  fen += 'k';
 255     if (can_castle_queenside(BLACK)) fen += 'q';
 256   } else
 257       fen += '-';
 258
 259   fen += ' ';
 260   if (ep_square() != SQ_NONE)
 261       fen += square_to_string(ep_square());
 262   else
 263       fen += '-';
 264
 265   return fen;
 266 }
 267
 268
 269 /// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
 270 /// the standard output. If a move is given then also the san is print.
 271
 272 void Position::print(Move m) const {
 273
 274   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  PNBRQK .";
 275
 276   // Check for reentrancy, as example when called from inside
 277   // MovePicker that is used also here in move_to_san()
 278   if (RequestPending)
 279       return;
 280
 281   RequestPending = true;
 282
 283   std::cout << std::endl;
 284   if (m != MOVE_NONE)
 285   {
 286       std::string col = (color_of_piece_on(move_from(m)) == BLACK ? ".." : "");
 287       std::cout << "Move is: " << col << move_to_san(*this, m) << std::endl;
 288   }
 289   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
 290   {
 291       std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
 292       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
 293       {
 294           Square sq = make_square(file, rank);
 295           Piece piece = piece_on(sq);
 296           if (piece == EMPTY && square_color(sq) == WHITE)
 297               piece = NO_PIECE;
 298
 299           char col = (color_of_piece_on(sq) == BLACK ? '=' : ' ');
 300           std::cout << '|' << col << pieceLetters[piece] << col;
 301       }
 302       std::cout << '|' << std::endl;
 303   }
 304   std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl
 305             << "Fen is: " << to_fen() << std::endl
 306             << "Key is: " << key << std::endl;
 307
 308   RequestPending = false;
 309 }
 310
 311
 312 /// Position::copy() creates a copy of the input position.
 313
 314 void Position::copy(const Position &pos) {
 315
 316   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
 317 }
 318
 319
 320 /// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
 321 /// king) pieces for the given color.
 322 Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
 323
 324   Square ksq = king_square(c);
 325   return hidden_checks<ROOK, true>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, true>(c, ksq);
 326 }
 327
 328
 329 /// Position:discovered_check_candidates() returns a bitboard containing all
 330 /// pieces for the given side which are candidates for giving a discovered
 331 /// check.  The code is almost the same as the function for finding pinned
 332 /// pieces.
 333
 334 Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
 335
 336   Square ksq = king_square(opposite_color(c));
 337   return hidden_checks<ROOK, false>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, false>(c, ksq);
 338 }
 339
 340
 341 /// Position:hidden_checks<>() returns a bitboard of all pinned (against the
 342 /// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
 343 /// template parameter FindPinned is false, the pinned pieces of opposite color
 344 /// that are, indeed, the pieces candidate for a discovery check.
 345 template<PieceType Piece, bool FindPinned>
 346 Bitboard Position::hidden_checks(Color c, Square ksq) const {
 347
 348   Square s;
 349   Bitboard sliders, result = EmptyBoardBB;
 350
 351   if (Piece == ROOK) // Resolved at compile time
 352       sliders = rooks_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq];
 353   else
 354       sliders = bishops_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq];
 355
 356   if (sliders && (!FindPinned || (sliders & ~checkersBB)))
 357   {
 358        // King blockers are candidate pinned pieces
 359       Bitboard candidate_pinned = piece_attacks<Piece>(ksq) & pieces_of_color(c);
 360
 361       // Pinners are sliders, not checkers, that give check when
 362       // candidate pinned are removed.
 363       Bitboard pinners = (FindPinned ? sliders & ~checkersBB : sliders);
 364
 365       if (Piece == ROOK)
 366           pinners &= rook_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
 367       else
 368           pinners &= bishop_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
 369
 370       // Finally for each pinner find the corresponding pinned piece (if same color of king)
 371       // or discovery checker (if opposite color) among the candidates.
 372       while (pinners)
 373       {
 374           s = pop_1st_bit(&pinners);
 375           result |= (squares_between(s, ksq) & candidate_pinned);
 376       }
 377   }
 378   return result;
 379 }
 380
 381
 382 /// Position::square_is_attacked() checks whether the given side attacks the
 383 /// given square.
 384
 385 bool Position::square_is_attacked(Square s, Color c) const {
 386
 387   return   (pawn_attacks(opposite_color(c), s) & pawns(c))
 388         || (piece_attacks<KNIGHT>(s) & knights(c))
 389         || (piece_attacks<KING>(s)   & kings(c))
 390         || (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens(c))
 391         || (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens(c));
 392 }
 393
 394
 395 /// Position::attacks_to() computes a bitboard containing all pieces which
 396 /// attacks a given square. There are two versions of this function: One
 397 /// which finds attackers of both colors, and one which only finds the
 398 /// attackers for one side.
 399
 400 Bitboard Position::attacks_to(Square s) const {
 401
 402   return  (pawn_attacks(BLACK, s)   & pawns(WHITE))
 403         | (pawn_attacks(WHITE, s)   & pawns(BLACK))
 404         | (piece_attacks<KNIGHT>(s) & pieces_of_type(KNIGHT))
 405         | (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens())
 406         | (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens())
 407         | (piece_attacks<KING>(s)   & pieces_of_type(KING));
 408 }
 409
 410 Bitboard Position::attacks_to(Square s, Color c) const {
 411
 412   return attacks_to(s) & pieces_of_color(c);
 413 }
 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(Square f, Square t) const {
 420
 421   assert(square_is_ok(f));
 422   assert(square_is_ok(t));
 423
 424   switch (piece_on(f))
 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.  Only attacks by the moving piece are
 441 /// considered; the function does not handle X-ray attacks.
 442
 443 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
 444
 445   assert(move_is_ok(m));
 446   assert(square_is_ok(s));
 447
 448   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
 449
 450   assert(square_is_occupied(f));
 451
 452   switch (piece_on(f))
 453   {
 454   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, t, s);
 455   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, t, s);
 456   case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(t, s);
 457   case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(t, s);
 458   case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(t, s);
 459   case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(t, s);
 460   case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(t, s);
 461   default: break;
 462   }
 463   return false;
 464 }
 465
 466
 467 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
 468 /// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2).  It
 469 /// currently works by calling Position::attacks_to, which is probably
 470 /// inefficient. Consider rewriting this function to use the last move
 471 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
 472
 473 void Position::find_checkers() {
 474
 475   Color us = side_to_move();
 476   checkersBB = attacks_to(king_square(us), opposite_color(us));
 477 }
 478
 479
 480 /// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal.
 481 /// There are two versions of this function:  One which takes only a
 482 /// move as input, and one which takes a move and a bitboard of pinned
 483 /// pieces. The latter function is faster, and should always be preferred
 484 /// when a pinned piece bitboard has already been computed.
 485
 486 bool Position::pl_move_is_legal(Move m)  const {
 487
 488   return pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(side_to_move()));
 489 }
 490
 491 bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
 492
 493   assert(is_ok());
 494   assert(move_is_ok(m));
 495   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
 496
 497   // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
 498   // check evasion generator only generates true legal moves.
 499   if (is_check())
 500       return true;
 501
 502   // Castling moves are checked for legality during move generation.
 503   if (move_is_castle(m))
 504       return true;
 505
 506   Color us = side_to_move();
 507   Color them = opposite_color(us);
 508   Square from = move_from(m);
 509   Square ksq = king_square(us);
 510
 511   assert(color_of_piece_on(from) == us);
 512   assert(piece_on(ksq) == king_of_color(us));
 513
 514   // En passant captures are a tricky special case.  Because they are
 515   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
 516   // after the move is made
 517   if (move_is_ep(m))
 518   {
 519       Square to = move_to(m);
 520       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
 521       Bitboard b = occupied_squares();
 522
 523       assert(to == ep_square());
 524       assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
 525       assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
 526       assert(piece_on(to) == EMPTY);
 527
 528       clear_bit(&b, from);
 529       clear_bit(&b, capsq);
 530       set_bit(&b, to);
 531
 532       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(them))
 533             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(them));
 534   }
 535
 536   // If the moving piece is a king, check whether the destination
 537   // square is attacked by the opponent.
 538   if (from == ksq)
 539       return !(square_is_attacked(move_to(m), them));
 540
 541   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
 542   // is moving along the ray towards or away from the king.
 543   return (   !bit_is_set(pinned, from)
 544           || (direction_between_squares(from, ksq) == direction_between_squares(move_to(m), ksq)));
 545 }
 546
 547
 548 /// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check.
 549 /// There are two versions of this function:  One which takes only a move as
 550 /// input, and one which takes a move and a bitboard of discovered check
 551 /// candidates.  The latter function is faster, and should always be preferred
 552 /// when a discovered check candidates bitboard has already been computed.
 553
 554 bool Position::move_is_check(Move m) const {
 555
 556   Bitboard dc = discovered_check_candidates(side_to_move());
 557   return move_is_check(m, dc);
 558 }
 559
 560 bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
 561
 562   assert(is_ok());
 563   assert(move_is_ok(m));
 564   assert(dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
 565
 566   Color us = side_to_move();
 567   Color them = opposite_color(us);
 568   Square from = move_from(m);
 569   Square to = move_to(m);
 570   Square ksq = king_square(them);
 571
 572   assert(color_of_piece_on(from) == us);
 573   assert(piece_on(ksq) == king_of_color(them));
 574
 575   // Proceed according to the type of the moving piece
 576   switch (type_of_piece_on(from))
 577   {
 578   case PAWN:
 579
 580       if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to)) // Normal check?
 581           return true;
 582
 583       if (    bit_is_set(dcCandidates, from)      // Discovered check?
 584           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
 585           return true;
 586
 587       if (move_promotion(m)) // Promotion with check?
 588       {
 589           Bitboard b = occupied_squares();
 590           clear_bit(&b, from);
 591
 592           switch (move_promotion(m))
 593           {
 594           case KNIGHT:
 595               return bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(to), ksq);
 596           case BISHOP:
 597               return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ksq);
 598           case ROOK:
 599               return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ksq);
 600           case QUEEN:
 601               return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ksq);
 602           default:
 603               assert(false);
 604           }
 605       }
 606       // En passant capture with check?  We have already handled the case
 607       // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
 608       // need to handle is the unusual case of a discovered check through the
 609       // captured pawn.
 610       else if (move_is_ep(m))
 611       {
 612           Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
 613           Bitboard b = occupied_squares();
 614           clear_bit(&b, from);
 615           clear_bit(&b, capsq);
 616           set_bit(&b, to);
 617           return  (rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(us))
 618                 ||(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(us));
 619       }
 620       return false;
 621
 622   case KNIGHT:
 623     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
 624           || bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to); // Normal check?
 625
 626   case BISHOP:
 627     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
 628           || bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to); // Normal check?
 629
 630   case ROOK:
 631     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
 632           || bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to);   // Normal check?
 633
 634   case QUEEN:
 635       // Discovered checks are impossible!
 636       assert(!bit_is_set(dcCandidates, from));
 637       return bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to);  // Normal check?
 638
 639   case KING:
 640       // Discovered check?
 641       if (   bit_is_set(dcCandidates, from)
 642           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
 643           return true;
 644
 645       // Castling with check?
 646       if (move_is_castle(m))
 647       {
 648           Square kfrom, kto, rfrom, rto;
 649           Bitboard b = occupied_squares();
 650           kfrom = from;
 651           rfrom = to;
 652
 653           if (rfrom > kfrom)
 654           {
 655               kto = relative_square(us, SQ_G1);
 656               rto = relative_square(us, SQ_F1);
 657           } else {
 658               kto = relative_square(us, SQ_C1);
 659               rto = relative_square(us, SQ_D1);
 660           }
 661           clear_bit(&b, kfrom);
 662           clear_bit(&b, rfrom);
 663           set_bit(&b, rto);
 664           set_bit(&b, kto);
 665           return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ksq);
 666       }
 667       return false;
 668
 669   default: // NO_PIECE_TYPE
 670       break;
 671   }
 672   assert(false);
 673   return false;
 674 }
 675
 676
 677 /// Position::move_is_capture() tests whether a move from the current
 678 /// position is a capture. Move must not be MOVE_NONE.
 679
 680 bool Position::move_is_capture(Move m) const {
 681
 682   assert(m != MOVE_NONE);
 683
 684   return (   !square_is_empty(move_to(m))
 685           && (color_of_piece_on(move_to(m)) == opposite_color(side_to_move()))
 686          )
 687          || move_is_ep(m);
 688 }
 689
 690
 691 /// Position::backup() is called when making a move. All information
 692 /// necessary to restore the position when the move is later unmade
 693 /// is saved to an UndoInfo object. The function Position::restore
 694 /// does the reverse operation:  When one does a backup followed by
 695 /// a restore with the same UndoInfo object, the position is restored
 696 /// to the state before backup was called.
 697
 698 void Position::backup(UndoInfo& u) const {
 699
 700   u.castleRights = castleRights;
 701   u.epSquare     = epSquare;
 702   u.checkersBB   = checkersBB;
 703   u.key          = key;
 704   u.pawnKey      = pawnKey;
 705   u.materialKey  = materialKey;
 706   u.rule50       = rule50;
 707   u.lastMove     = lastMove;
 708   u.mgValue      = mgValue;
 709   u.egValue      = egValue;
 710   u.capture      = NO_PIECE_TYPE;
 711 }
 712
 713
 714 /// Position::restore() is called when unmaking a move.  It copies back
 715 /// the information backed up during a previous call to Position::backup.
 716
 717 void Position::restore(const UndoInfo& u) {
 718
 719   castleRights = u.castleRights;
 720   epSquare     = u.epSquare;
 721   checkersBB   = u.checkersBB;
 722   key          = u.key;
 723   pawnKey      = u.pawnKey;
 724   materialKey  = u.materialKey;
 725   rule50       = u.rule50;
 726   lastMove     = u.lastMove;
 727   mgValue     = u.mgValue;
 728   egValue     = u.egValue;
 729   // u.capture is restored in undo_move()
 730 }
 731
 732 /// Position::do_move() makes a move, and backs up all information necessary
 733 /// to undo the move to an UndoInfo object. The move is assumed to be legal.
 734 /// Pseudo-legal moves should be filtered out before this function is called.
 735 /// There are two versions of this function, one which takes only the move and
 736 /// the UndoInfo as input, and one which takes a third parameter, a bitboard of
 737 /// discovered check candidates. The second version is faster, because knowing
 738 /// the discovered check candidates makes it easier to update the checkersBB
 739 /// member variable in the position object.
 740
 741 void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u) {
 742
 743   do_move(m, u, discovered_check_candidates(side_to_move()));
 744 }
 745
 746 void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u, Bitboard dcCandidates) {
 747
 748   assert(is_ok());
 749   assert(move_is_ok(m));
 750
 751   // Back up the necessary information to our UndoInfo object (except the
 752   // captured piece, which is taken care of later.
 753   backup(u);
 754
 755   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
 756   // detect repetition draws.
 757   history[gamePly] = key;
 758
 759   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
 760   // case of non-reversible moves is taken care of later.
 761   rule50++;
 762
 763   if (move_is_castle(m))
 764       do_castle_move(m);
 765   else if (move_promotion(m))
 766       do_promotion_move(m, u);
 767   else if (move_is_ep(m))
 768       do_ep_move(m);
 769   else
 770   {
 771     Color us = side_to_move();
 772     Color them = opposite_color(us);
 773     Square from = move_from(m);
 774     Square to = move_to(m);
 775
 776     assert(color_of_piece_on(from) == us);
 777     assert(color_of_piece_on(to) == them || piece_on(to) == EMPTY);
 778
 779     PieceType piece = type_of_piece_on(from);
 780     PieceType capture = type_of_piece_on(to);
 781
 782     if (capture)
 783     {
 784       u.capture = capture;
 785       do_capture_move(m, capture, them, to);
 786     }
 787
 788     // Move the piece
 789     clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
 790     clear_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
 791     clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
 792     set_bit(&(byColorBB[us]), to);
 793     set_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
 794     set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
 795     board[to] = board[from];
 796     board[from] = EMPTY;
 797
 798     // Update hash key
 799     key ^= zobrist[us][piece][from] ^ zobrist[us][piece][to];
 800
 801     // Update incremental scores
 802     mgValue -= mg_pst(us, piece, from);
 803     mgValue += mg_pst(us, piece, to);
 804     egValue -= eg_pst(us, piece, from);
 805     egValue += eg_pst(us, piece, to);
 806
 807     // If the moving piece was a king, update the king square
 808     if (piece == KING)
 809         kingSquare[us] = to;
 810
 811     // If the move was a double pawn push, set the en passant square.
 812     // This code is a bit ugly right now, and should be cleaned up later.
 813     // FIXME
 814     if (epSquare != SQ_NONE)
 815     {
 816         key ^= zobEp[epSquare];
 817         epSquare = SQ_NONE;
 818     }
 819     if (piece == PAWN)
 820     {
 821         if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
 822         {
 823             if(   (   us == WHITE
 824                    && (pawn_attacks(WHITE, from + DELTA_N) & pawns(BLACK)))
 825                || (   us == BLACK
 826                    && (pawn_attacks(BLACK, from + DELTA_S) & pawns(WHITE))))
 827             {
 828                 epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
 829                 key ^= zobEp[epSquare];
 830             }
 831         }
 832         // Reset rule 50 draw counter
 833         rule50 = 0;
 834
 835         // Update pawn hash key
 836         pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
 837     }
 838     // Update piece lists
 839     pieceList[us][piece][index[from]] = to;
 840     index[to] = index[from];
 841
 842     // Update castle rights
 843     key ^= zobCastle[castleRights];
 844     castleRights &= castleRightsMask[from];
 845     castleRights &= castleRightsMask[to];
 846     key ^= zobCastle[castleRights];
 847
 848     // Update checkers bitboard
 849     checkersBB = EmptyBoardBB;
 850     Square ksq = king_square(them);
 851     switch (piece)
 852     {
 853     case PAWN:
 854         if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to))
 855             set_bit(&checkersBB, to);
 856
 857         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
 858             checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
 859                            |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
 860         break;
 861
 862     case KNIGHT:
 863         if (bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to))
 864             set_bit(&checkersBB, to);
 865
 866         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
 867             checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
 868                            |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
 869         break;
 870
 871     case BISHOP:
 872         if  (bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to))
 873             set_bit(&checkersBB, to);
 874
 875         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
 876             checkersBB |= (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us));
 877         break;
 878
 879     case ROOK:
 880         if (bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to))
 881             set_bit(&checkersBB, to);
 882
 883         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
 884             checkersBB |= (piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us));
 885         break;
 886
 887     case QUEEN:
 888         if (bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to))
 889             set_bit(&checkersBB, to);
 890         break;
 891
 892     case KING:
 893         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
 894             checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
 895                            |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
 896         break;
 897
 898     default:
 899       assert(false);
 900       break;
 901     }
 902   }
 903
 904   // Finish
 905   key ^= zobSideToMove;
 906   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
 907   gamePly++;
 908
 909   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
 910   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
 911
 912   assert(is_ok());
 913 }
 914
 915
 916 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
 917 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
 918
 919 void Position::do_capture_move(Move m, PieceType capture, Color them, Square to) {
 920
 921     assert(capture != KING);
 922
 923     // Remove captured piece
 924     clear_bit(&(byColorBB[them]), to);
 925     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
 926
 927     // Update hash key
 928     key ^= zobrist[them][capture][to];
 929
 930     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key
 931     if (capture == PAWN)
 932         pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][to];
 933
 934     // Update incremental scores
 935     mgValue -= mg_pst(them, capture, to);
 936     egValue -= eg_pst(them, capture, to);
 937
 938     assert(!move_promotion(m) || capture != PAWN);
 939
 940     // Update material
 941     if (capture != PAWN)
 942         npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
 943
 944     // Update material hash key
 945     materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
 946
 947     // Update piece count
 948     pieceCount[them][capture]--;
 949
 950     // Update piece list
 951     pieceList[them][capture][index[to]] = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
 952     index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
 953
 954     // Reset rule 50 counter
 955     rule50 = 0;
 956 }
 957
 958
 959 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
 960 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
 961 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
 962 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
 963
 964 void Position::do_castle_move(Move m) {
 965
 966   assert(is_ok());
 967   assert(move_is_ok(m));
 968   assert(move_is_castle(m));
 969
 970   Color us = side_to_move();
 971   Color them = opposite_color(us);
 972
 973   // Find source squares for king and rook
 974   Square kfrom = move_from(m);
 975   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
 976   Square kto, rto;
 977
 978   assert(piece_on(kfrom) == king_of_color(us));
 979   assert(piece_on(rfrom) == rook_of_color(us));
 980
 981   // Find destination squares for king and rook
 982   if (rfrom > kfrom) // O-O
 983   {
 984       kto = relative_square(us, SQ_G1);
 985       rto = relative_square(us, SQ_F1);
 986   } else { // O-O-O
 987       kto = relative_square(us, SQ_C1);
 988       rto = relative_square(us, SQ_D1);
 989   }
 990
 991   // Remove pieces from source squares
 992   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
 993   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
 994   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
 995   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
 996   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
 997   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
 998
 999   // Put pieces on destination squares
1000   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1001   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1002   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1003   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1004   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1005   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1006
1007   // Update board array
1008   board[kfrom] = board[rfrom] = EMPTY;
1009   board[kto] = king_of_color(us);
1010   board[rto] = rook_of_color(us);
1011
1012   // Update king square
1013   kingSquare[us] = kto;
1014
1015   // Update piece lists
1016   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
1017   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
1018   int tmp = index[rfrom];
1019   index[kto] = index[kfrom];
1020   index[rto] = tmp;
1021
1022   // Update incremental scores
1023   mgValue -= mg_pst(us, KING, kfrom);
1024   mgValue += mg_pst(us, KING, kto);
1025   egValue -= eg_pst(us, KING, kfrom);
1026   egValue += eg_pst(us, KING, kto);
1027   mgValue -= mg_pst(us, ROOK, rfrom);
1028   mgValue += mg_pst(us, ROOK, rto);
1029   egValue -= eg_pst(us, ROOK, rfrom);
1030   egValue += eg_pst(us, ROOK, rto);
1031
1032   // Update hash key
1033   key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
1034   key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
1035
1036   // Clear en passant square
1037   if(epSquare != SQ_NONE)
1038   {
1039       key ^= zobEp[epSquare];
1040       epSquare = SQ_NONE;
1041   }
1042
1043   // Update castling rights
1044   key ^= zobCastle[castleRights];
1045   castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
1046   key ^= zobCastle[castleRights];
1047
1048   // Reset rule 50 counter
1049   rule50 = 0;
1050
1051   // Update checkers BB
1052   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1053 }
1054
1055
1056 /// Position::do_promotion_move() is a private method used to make a promotion
1057 /// move. It is called from the main Position::do_move function. The
1058 /// UndoInfo object, which has been initialized in Position::do_move, is
1059 /// used to store the captured piece (if any).
1060
1061 void Position::do_promotion_move(Move m, UndoInfo &u) {
1062
1063   Color us, them;
1064   Square from, to;
1065   PieceType capture, promotion;
1066
1067   assert(is_ok());
1068   assert(move_is_ok(m));
1069   assert(move_promotion(m));
1070
1071   us = side_to_move();
1072   them = opposite_color(us);
1073   from = move_from(m);
1074   to = move_to(m);
1075
1076   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1077   assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
1078   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
1079
1080   capture = type_of_piece_on(to);
1081
1082   if (capture)
1083   {
1084     u.capture = capture;
1085     do_capture_move(m, capture, them, to);
1086   }
1087
1088   // Remove pawn
1089   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1090   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1091   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1092   board[from] = EMPTY;
1093
1094   // Insert promoted piece
1095   promotion = move_promotion(m);
1096   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1097   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1098   set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1099   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1100   board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
1101
1102   // Update hash key
1103   key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][promotion][to];
1104
1105   // Update pawn hash key
1106   pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from];
1107
1108   // Update material key
1109   materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1110   materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
1111
1112   // Update piece counts
1113   pieceCount[us][PAWN]--;
1114   pieceCount[us][promotion]++;
1115
1116   // Update piece lists
1117   pieceList[us][PAWN][index[from]] = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1118   index[pieceList[us][PAWN][index[from]]] = index[from];
1119   pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1] = to;
1120   index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1121
1122   // Update incremental scores
1123   mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
1124   mgValue += mg_pst(us, promotion, to);
1125   egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
1126   egValue += eg_pst(us, promotion, to);
1127
1128   // Update material
1129   npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
1130
1131   // Clear the en passant square
1132   if (epSquare != SQ_NONE)
1133   {
1134       key ^= zobEp[epSquare];
1135       epSquare = SQ_NONE;
1136   }
1137
1138   // Update castle rights
1139   key ^= zobCastle[castleRights];
1140   castleRights &= castleRightsMask[to];
1141   key ^= zobCastle[castleRights];
1142
1143   // Reset rule 50 counter
1144   rule50 = 0;
1145
1146   // Update checkers BB
1147   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1148 }
1149
1150
1151 /// Position::do_ep_move() is a private method used to make an en passant
1152 /// capture. It is called from the main Position::do_move function. Because
1153 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1154 /// object in which to store the captured piece.
1155
1156 void Position::do_ep_move(Move m) {
1157
1158   Color us, them;
1159   Square from, to, capsq;
1160
1161   assert(is_ok());
1162   assert(move_is_ok(m));
1163   assert(move_is_ep(m));
1164
1165   us = side_to_move();
1166   them = opposite_color(us);
1167   from = move_from(m);
1168   to = move_to(m);
1169   capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1170
1171   assert(to == epSquare);
1172   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1173   assert(piece_on(to) == EMPTY);
1174   assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
1175   assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
1176
1177   // Remove captured piece
1178   clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1179   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1180   clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1181   board[capsq] = EMPTY;
1182
1183   // Remove moving piece from source square
1184   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1185   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1186   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1187
1188   // Put moving piece on destination square
1189   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1190   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1191   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1192   board[to] = board[from];
1193   board[from] = EMPTY;
1194
1195   // Update material hash key
1196   materialKey ^= zobMaterial[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1197
1198   // Update piece count
1199   pieceCount[them][PAWN]--;
1200
1201   // Update piece list
1202   pieceList[us][PAWN][index[from]] = to;
1203   index[to] = index[from];
1204   pieceList[them][PAWN][index[capsq]] = pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1205   index[pieceList[them][PAWN][index[capsq]]] = index[capsq];
1206
1207   // Update hash key
1208   key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1209   key ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1210   key ^= zobEp[epSquare];
1211
1212   // Update pawn hash key
1213   pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1214   pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1215
1216   // Update incremental scores
1217   mgValue -= mg_pst(them, PAWN, capsq);
1218   mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
1219   mgValue += mg_pst(us, PAWN, to);
1220   egValue -= eg_pst(them, PAWN, capsq);
1221   egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
1222   egValue += eg_pst(us, PAWN, to);
1223
1224   // Reset en passant square
1225   epSquare = SQ_NONE;
1226
1227   // Reset rule 50 counter
1228   rule50 = 0;
1229
1230   // Update checkers BB
1231   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1232 }
1233
1234
1235 /// Position::undo_move() unmakes a move.  When it returns, the position should
1236 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.  It is
1237 /// important that Position::undo_move is called with the same move and UndoInfo
1238 /// object as the earlier call to Position::do_move.
1239
1240 void Position::undo_move(Move m, const UndoInfo &u) {
1241
1242   assert(is_ok());
1243   assert(move_is_ok(m));
1244
1245   gamePly--;
1246   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1247
1248   // Restore information from our UndoInfo object (except the captured piece,
1249   // which is taken care of later)
1250   restore(u);
1251
1252   if (move_is_castle(m))
1253       undo_castle_move(m);
1254   else if (move_promotion(m))
1255       undo_promotion_move(m, u);
1256   else if (move_is_ep(m))
1257       undo_ep_move(m);
1258   else
1259   {
1260       Color us, them;
1261       Square from, to;
1262       PieceType piece, capture;
1263
1264       us = side_to_move();
1265       them = opposite_color(us);
1266       from = move_from(m);
1267       to = move_to(m);
1268
1269       assert(piece_on(from) == EMPTY);
1270       assert(color_of_piece_on(to) == us);
1271
1272       // Put the piece back at the source square
1273       piece = type_of_piece_on(to);
1274       set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1275       set_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
1276       set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1277       board[from] = piece_of_color_and_type(us, piece);
1278
1279       // Clear the destination square
1280       clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1281       clear_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
1282       clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1283
1284       // If the moving piece was a king, update the king square
1285       if (piece == KING)
1286           kingSquare[us] = from;
1287
1288       // Update piece list
1289       pieceList[us][piece][index[to]] = from;
1290       index[from] = index[to];
1291
1292       capture = u.capture;
1293
1294       if (capture)
1295       {
1296           assert(capture != KING);
1297
1298           // Replace the captured piece
1299           set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1300           set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
1301           set_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1302           board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
1303
1304           // Update material
1305           if (capture != PAWN)
1306               npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
1307
1308           // Update piece list
1309           pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
1310           index[to] = pieceCount[them][capture];
1311
1312           // Update piece count
1313           pieceCount[them][capture]++;
1314       } else
1315           board[to] = EMPTY;
1316   }
1317
1318   assert(is_ok());
1319 }
1320
1321
1322 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1323 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1324 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1325 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1326
1327 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1328
1329   assert(move_is_ok(m));
1330   assert(move_is_castle(m));
1331
1332   // When we have arrived here, some work has already been done by
1333   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1334   // so the code below is correct.
1335   Color us = side_to_move();
1336
1337   // Find source squares for king and rook
1338   Square kfrom = move_from(m);
1339   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1340   Square kto, rto;
1341
1342   // Find destination squares for king and rook
1343   if (rfrom > kfrom) // O-O
1344   {
1345       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1346       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1347   } else { // O-O-O
1348       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1349       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1350   }
1351
1352   assert(piece_on(kto) == king_of_color(us));
1353   assert(piece_on(rto) == rook_of_color(us));
1354
1355   // Remove pieces from destination squares
1356   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1357   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1358   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1359   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1360   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1361   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1362
1363   // Put pieces on source squares
1364   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1365   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1366   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1367   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1368   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1369   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1370
1371   // Update board
1372   board[rto] = board[kto] = EMPTY;
1373   board[rfrom] = rook_of_color(us);
1374   board[kfrom] = king_of_color(us);
1375
1376   // Update king square
1377   kingSquare[us] = kfrom;
1378
1379   // Update piece lists
1380   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1381   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1382   int tmp = index[rto];  // Necessary because we may have rto == kfrom in FRC.
1383   index[kfrom] = index[kto];
1384   index[rfrom] = tmp;
1385 }
1386
1387
1388 /// Position::undo_promotion_move() is a private method used to unmake a
1389 /// promotion move. It is called from the main Position::do_move
1390 /// function. The UndoInfo object, which has been initialized in
1391 /// Position::do_move, is used to put back the captured piece (if any).
1392
1393 void Position::undo_promotion_move(Move m, const UndoInfo &u) {
1394
1395   Color us, them;
1396   Square from, to;
1397   PieceType capture, promotion;
1398
1399   assert(move_is_ok(m));
1400   assert(move_promotion(m));
1401
1402   // When we have arrived here, some work has already been done by
1403   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1404   // so the code below is correct.
1405   us = side_to_move();
1406   them = opposite_color(us);
1407   from = move_from(m);
1408   to = move_to(m);
1409
1410   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1411   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1412
1413   // Remove promoted piece
1414   promotion = move_promotion(m);
1415   assert(piece_on(to)==piece_of_color_and_type(us, promotion));
1416   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1417   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1418   clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1419   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1420
1421   // Insert pawn at source square
1422   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1423   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1424   set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1425   board[from] = pawn_of_color(us);
1426
1427   // Update material
1428   npMaterial[us] -= piece_value_midgame(promotion);
1429
1430   // Update piece list
1431   pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = from;
1432   index[from] = pieceCount[us][PAWN];
1433   pieceList[us][promotion][index[to]] =
1434     pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1];
1435   index[pieceList[us][promotion][index[to]]] = index[to];
1436
1437   // Update piece counts
1438   pieceCount[us][promotion]--;
1439   pieceCount[us][PAWN]++;
1440
1441   capture = u.capture;
1442
1443   if (capture)
1444   {
1445       assert(capture != KING);
1446
1447       // Insert captured piece:
1448       set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1449       set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
1450       set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1451       board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
1452
1453       // Update material. Because the move is a promotion move, we know
1454       // that the captured piece cannot be a pawn.
1455       assert(capture != PAWN);
1456       npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
1457
1458       // Update piece list
1459       pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
1460       index[to] = pieceCount[them][capture];
1461
1462       // Update piece count
1463       pieceCount[them][capture]++;
1464   } else
1465       board[to] = EMPTY;
1466 }
1467
1468
1469 /// Position::undo_ep_move() is a private method used to unmake an en passant
1470 /// capture. It is called from the main Position::undo_move function.  Because
1471 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1472 /// object from which to retrieve the captured piece.
1473
1474 void Position::undo_ep_move(Move m) {
1475
1476   assert(move_is_ok(m));
1477   assert(move_is_ep(m));
1478
1479   // When we have arrived here, some work has already been done by
1480   // Position::undo_move. In particular, the side to move has been switched,
1481   // so the code below is correct.
1482   Color us = side_to_move();
1483   Color them = opposite_color(us);
1484   Square from = move_from(m);
1485   Square to = move_to(m);
1486   Square capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1487
1488   assert(to == ep_square());
1489   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1490   assert(piece_on(to) == pawn_of_color(us));
1491   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1492   assert(piece_on(capsq) == EMPTY);
1493
1494   // Replace captured piece
1495   set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1496   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1497   set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1498   board[capsq] = pawn_of_color(them);
1499
1500   // Remove moving piece from destination square
1501   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1502   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1503   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1504   board[to] = EMPTY;
1505
1506   // Replace moving piece at source square
1507   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1508   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1509   set_bit(&(byTypeBB[0]), from);
1510   board[from] = pawn_of_color(us);
1511
1512   // Update piece list:
1513   pieceList[us][PAWN][index[to]] = from;
1514   index[from] = index[to];
1515   pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]] = capsq;
1516   index[capsq] = pieceCount[them][PAWN];
1517
1518   // Update piece count:
1519   pieceCount[them][PAWN]++;
1520 }
1521
1522
1523 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1524 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1525
1526 void Position::do_null_move(UndoInfo &u) {
1527
1528   assert(is_ok());
1529   assert(!is_check());
1530
1531   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1532   // UndoInfo object.  In the case of a null move, the only thing we need to
1533   // remember is the last move made and the en passant square.
1534   u.lastMove = lastMove;
1535   u.epSquare = epSquare;
1536
1537   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1538   // detect repetition draws.
1539   history[gamePly] = key;
1540
1541   // Update the necessary information
1542   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1543   if (epSquare != SQ_NONE)
1544       key ^= zobEp[epSquare];
1545
1546   epSquare = SQ_NONE;
1547   rule50++;
1548   gamePly++;
1549   key ^= zobSideToMove;
1550
1551   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1552   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1553
1554   assert(is_ok());
1555 }
1556
1557
1558 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1559
1560 void Position::undo_null_move(const UndoInfo &u) {
1561
1562   assert(is_ok());
1563   assert(!is_check());
1564
1565   // Restore information from the supplied UndoInfo object:
1566   lastMove = u.lastMove;
1567   epSquare = u.epSquare;
1568   if (epSquare != SQ_NONE)
1569       key ^= zobEp[epSquare];
1570
1571   // Update the necessary information.
1572   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1573   rule50--;
1574   gamePly--;
1575   key ^= zobSideToMove;
1576
1577   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1578   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1579
1580   assert(is_ok());
1581 }
1582
1583
1584 /// Position::see() is a static exchange evaluator:  It tries to estimate the
1585 /// material gain or loss resulting from a move.  There are three versions of
1586 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1587 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square.  The function does
1588 /// not yet understand promotions or en passant captures.
1589
1590 int Position::see(Square to) const {
1591
1592   assert(square_is_ok(to));
1593   return see(SQ_NONE, to);
1594 }
1595
1596 int Position::see(Move m) const {
1597
1598   assert(move_is_ok(m));
1599   return see(move_from(m), move_to(m));
1600 }
1601
1602 int Position::see(Square from, Square to) const {
1603
1604   // Material values
1605   static const int seeValues[18] = {
1606     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1607        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1608     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1609        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1610     0, 0
1611   };
1612
1613   Bitboard attackers, occ, b;
1614
1615   assert(square_is_ok(from) || from == SQ_NONE);
1616   assert(square_is_ok(to));
1617
1618   // Initialize colors
1619   Color us = (from != SQ_NONE ? color_of_piece_on(from) : opposite_color(color_of_piece_on(to)));
1620   Color them = opposite_color(us);
1621
1622   // Initialize pieces
1623   Piece piece = piece_on(from);
1624   Piece capture = piece_on(to);
1625
1626   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1627   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1628   occ = occupied_squares();
1629   while (true)
1630   {
1631       clear_bit(&occ, from);
1632       attackers =  (rook_attacks_bb(to, occ)   & rooks_and_queens())
1633                  | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens())
1634                  | (piece_attacks<KNIGHT>(to)  & knights())
1635                  | (piece_attacks<KING>(to)    & kings())
1636                  | (pawn_attacks(WHITE, to)    & pawns(BLACK))
1637                  | (pawn_attacks(BLACK, to)    & pawns(WHITE));
1638
1639       if (from != SQ_NONE)
1640           break;
1641
1642       // If we don't have any attacker we are finished
1643       if ((attackers & pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
1644           return 0;
1645
1646       // Locate the least valuable attacker to the destination square
1647       // and use it to initialize from square.
1648       PieceType pt;
1649       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt)); pt++)
1650           assert(pt < KING);
1651
1652       from = first_1(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt));
1653       piece = piece_on(from);
1654   }
1655
1656   // If the opponent has no attackers we are finished
1657   if ((attackers & pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
1658       return seeValues[capture];
1659
1660   attackers &= occ; // Remove the moving piece
1661
1662   // The destination square is defended, which makes things rather more
1663   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1664   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1665   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1666   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1667   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1668   int lastCapturingPieceValue = seeValues[piece];
1669   int swapList[32], n = 1;
1670   Color c = them;
1671   PieceType pt;
1672
1673   swapList[0] = seeValues[capture];
1674
1675   do {
1676       // Locate the least valuable attacker for the side to move.  The loop
1677       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1678       // that the side to move still has at least one attacker left.
1679       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt)); pt++)
1680           assert(pt < KING);
1681
1682       // Remove the attacker we just found from the 'attackers' bitboard,
1683       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1684       b = attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt);
1685       occ ^= (b & -b);
1686       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occ) & rooks_and_queens())
1687                   | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens());
1688
1689       attackers &= occ;
1690
1691       // Add the new entry to the swap list
1692       assert(n < 32);
1693       swapList[n] = -swapList[n - 1] + lastCapturingPieceValue;
1694       n++;
1695
1696       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to move
1697       // before beginning the next iteration
1698       lastCapturingPieceValue = seeValues[pt];
1699       c = opposite_color(c);
1700
1701       // Stop after a king capture
1702       if (pt == KING && (attackers & pieces_of_color(c)))
1703       {
1704           assert(n < 32);
1705           swapList[n++] = 100;
1706           break;
1707       }
1708   } while (attackers & pieces_of_color(c));
1709
1710   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1711   // achievable score from the point of view of the side to move
1712   while (--n)
1713       swapList[n-1] = Min(-swapList[n], swapList[n-1]);
1714
1715   return swapList[0];
1716 }
1717
1718
1719 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1720 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1721
1722 void Position::clear() {
1723
1724   for (int i = 0; i < 64; i++)
1725   {
1726       board[i] = EMPTY;
1727       index[i] = 0;
1728   }
1729
1730   for (int i = 0; i < 2; i++)
1731       byColorBB[i] = EmptyBoardBB;
1732
1733   for (int i = 0; i < 7; i++)
1734   {
1735       byTypeBB[i] = EmptyBoardBB;
1736       pieceCount[0][i] = pieceCount[1][i] = 0;
1737       for (int j = 0; j < 8; j++)
1738           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1739   }
1740
1741   checkersBB = EmptyBoardBB;
1742
1743   lastMove = MOVE_NONE;
1744
1745   sideToMove = WHITE;
1746   castleRights = NO_CASTLES;
1747   initialKFile = FILE_E;
1748   initialKRFile = FILE_H;
1749   initialQRFile = FILE_A;
1750   epSquare = SQ_NONE;
1751   rule50 = 0;
1752   gamePly = 0;
1753 }
1754
1755
1756 /// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0.  It is used from the
1757 /// UCI interface code, whenever a non-reversible move is made in a
1758 /// 'position fen <fen> moves m1 m2 ...' command.  This makes it possible
1759 /// for the program to handle games of arbitrary length, as long as the GUI
1760 /// handles draws by the 50 move rule correctly.
1761
1762 void Position::reset_game_ply() {
1763
1764   gamePly = 0;
1765 }
1766
1767
1768 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1769 /// updating the board array, bitboards, and piece counts.
1770
1771 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1772
1773   Color c = color_of_piece(p);
1774   PieceType pt = type_of_piece(p);
1775
1776   board[s] = p;
1777   index[s] = pieceCount[c][pt];
1778   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1779
1780   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1781   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1782   set_bit(&byTypeBB[0], s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1783
1784   pieceCount[c][pt]++;
1785
1786   if (pt == KING)
1787       kingSquare[c] = s;
1788 }
1789
1790
1791 /// Position::allow_oo() gives the given side the right to castle kingside.
1792 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1793
1794 void Position::allow_oo(Color c) {
1795
1796   castleRights |= (1 + int(c));
1797 }
1798
1799
1800 /// Position::allow_ooo() gives the given side the right to castle queenside.
1801 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1802
1803 void Position::allow_ooo(Color c) {
1804
1805   castleRights |= (4 + 4*int(c));
1806 }
1807
1808
1809 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1810 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1811 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1812 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1813
1814 Key Position::compute_key() const {
1815
1816   Key result = Key(0ULL);
1817
1818   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1819       if (square_is_occupied(s))
1820           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1821
1822   if (ep_square() != SQ_NONE)
1823       result ^= zobEp[ep_square()];
1824
1825   result ^= zobCastle[castleRights];
1826   if (side_to_move() == BLACK)
1827       result ^= zobSideToMove;
1828
1829   return result;
1830 }
1831
1832
1833 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position.  The
1834 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1835 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1836 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1837 /// debug mode.
1838
1839 Key Position::compute_pawn_key() const {
1840
1841   Key result = Key(0ULL);
1842   Bitboard b;
1843   Square s;
1844
1845   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1846   {
1847       b = pawns(c);
1848       while(b)
1849       {
1850           s = pop_1st_bit(&b);
1851           result ^= zobrist[c][PAWN][s];
1852       }
1853   }
1854   return result;
1855 }
1856
1857
1858 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1859 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1860 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1861 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1862 /// debug mode.
1863
1864 Key Position::compute_material_key() const {
1865
1866   Key result = Key(0ULL);
1867   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1868       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1869       {
1870           int count = piece_count(c, pt);
1871           for (int i = 0; i <= count; i++)
1872               result ^= zobMaterial[c][pt][i];
1873       }
1874   return result;
1875 }
1876
1877
1878 /// Position::compute_mg_value() and Position::compute_eg_value() compute the
1879 /// incremental scores for the middle game and the endgame.  These functions
1880 /// are used to initialize the incremental scores when a new position is set
1881 /// up, and to verify that the scores are correctly updated by do_move
1882 /// and undo_move when the program is running in debug mode.
1883
1884 Value Position::compute_mg_value() const {
1885
1886   Value result = Value(0);
1887   Bitboard b;
1888   Square s;
1889
1890   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1891       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1892       {
1893           b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1894           while(b)
1895           {
1896               s = pop_1st_bit(&b);
1897               assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1898               result += mg_pst(c, pt, s);
1899           }
1900       }
1901   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValueMidgame / 2 : -TempoValueMidgame / 2;
1902   return result;
1903 }
1904
1905 Value Position::compute_eg_value() const {
1906
1907   Value result = Value(0);
1908   Bitboard b;
1909   Square s;
1910
1911   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1912     for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1913     {
1914         b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1915         while(b)
1916         {
1917             s = pop_1st_bit(&b);
1918             assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1919             result += eg_pst(c, pt, s);
1920         }
1921     }
1922   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValueEndgame / 2 : -TempoValueEndgame / 2;
1923   return result;
1924 }
1925
1926
1927 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1928 /// game material score for the given side.  Material scores are updated
1929 /// incrementally during the search, this function is only used while
1930 /// initializing a new Position object.
1931
1932 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1933
1934   Value result = Value(0);
1935   Square s;
1936
1937   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1938   {
1939       Bitboard b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1940       while(b)
1941       {
1942           s = pop_1st_bit(&b);
1943           assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1944           result += piece_value_midgame(pt);
1945       }
1946   }
1947   return result;
1948 }
1949
1950
1951 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1952 /// side to move is checkmated. Note that this function is currently very
1953 /// slow, and shouldn't be used frequently inside the search.
1954
1955 bool Position::is_mate() {
1956
1957   if (is_check())
1958   {
1959       MovePicker mp = MovePicker(*this, false, MOVE_NONE, EmptySearchStack, Depth(0));
1960       return mp.get_next_move() == MOVE_NONE;
1961   }
1962   return false;
1963 }
1964
1965
1966 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1967 /// repetition, or the 50 moves rule.  It does not detect stalemates, this
1968 /// must be done by the search.
1969
1970 bool Position::is_draw() const {
1971
1972   // Draw by material?
1973   if (   !pawns()
1974       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1975       return true;
1976
1977   // Draw by the 50 moves rule?
1978   if (rule50 > 100 || (rule50 == 100 && !is_check()))
1979       return true;
1980
1981   // Draw by repetition?
1982   for (int i = 2; i < Min(gamePly, rule50); i += 2)
1983       if (history[gamePly - i] == key)
1984           return true;
1985
1986   return false;
1987 }
1988
1989
1990 /// Position::has_mate_threat() tests whether a given color has a mate in one
1991 /// from the current position. This function is quite slow, but it doesn't
1992 /// matter, because it is currently only called from PV nodes, which are rare.
1993
1994 bool Position::has_mate_threat(Color c) {
1995
1996   UndoInfo u1, u2;
1997   Color stm = side_to_move();
1998
1999   // The following lines are useless and silly, but prevents gcc from
2000   // emitting a stupid warning stating that u1.lastMove and u1.epSquare might
2001   // be used uninitialized.
2002   u1.lastMove = lastMove;
2003   u1.epSquare = epSquare;
2004
2005   if (is_check())
2006       return false;
2007
2008   // If the input color is not equal to the side to move, do a null move
2009   if (c != stm)
2010       do_null_move(u1);
2011
2012   MoveStack mlist[120];
2013   int count;
2014   bool result = false;
2015
2016   // Generate legal moves
2017   count = generate_legal_moves(*this, mlist);
2018
2019   // Loop through the moves, and see if one of them is mate
2020   for (int i = 0; i < count; i++)
2021   {
2022       do_move(mlist[i].move, u2);
2023       if (is_mate())
2024           result = true;
2025
2026       undo_move(mlist[i].move, u2);
2027   }
2028
2029   // Undo null move, if necessary
2030   if (c != stm)
2031       undo_null_move(u1);
2032
2033   return result;
2034 }
2035
2036
2037 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes the
2038 /// various arrays used to compute hash keys.
2039
2040 void Position::init_zobrist() {
2041
2042   for (int i = 0; i < 2; i++)
2043       for (int j = 0; j < 8; j++)
2044           for (int k = 0; k < 64; k++)
2045               zobrist[i][j][k] = Key(genrand_int64());
2046
2047   for (int i = 0; i < 64; i++)
2048       zobEp[i] = Key(genrand_int64());
2049
2050   for (int i = 0; i < 16; i++)
2051       zobCastle[i] = genrand_int64();
2052
2053   zobSideToMove = genrand_int64();
2054
2055   for (int i = 0; i < 2; i++)
2056       for (int j = 0; j < 8; j++)
2057           for (int k = 0; k < 16; k++)
2058               zobMaterial[i][j][k] = (k > 0)? Key(genrand_int64()) : Key(0LL);
2059
2060   for (int i = 0; i < 16; i++)
2061       zobMaterial[0][KING][i] = zobMaterial[1][KING][i] = Key(0ULL);
2062 }
2063
2064
2065 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
2066 /// This is a two-step operation:  First, the white halves of the tables are
2067 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays, with a small random number
2068 /// added to each entry if the "Randomness" UCI parameter is non-zero.
2069 /// Second, the black halves of the tables are initialized by mirroring
2070 /// and changing the sign of the corresponding white scores.
2071
2072 void Position::init_piece_square_tables() {
2073
2074   int r = get_option_value_int("Randomness"), i;
2075   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2076       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
2077       {
2078           i = (r == 0)? 0 : (genrand_int32() % (r*2) - r);
2079           MgPieceSquareTable[p][s] = Value(MgPST[p][s] + i);
2080           EgPieceSquareTable[p][s] = Value(EgPST[p][s] + i);
2081       }
2082
2083   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2084       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
2085       {
2086           MgPieceSquareTable[p][s] = -MgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2087           EgPieceSquareTable[p][s] = -EgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2088       }
2089 }
2090
2091
2092 /// Position::flipped_copy() makes a copy of the input position, but with
2093 /// the white and black sides reversed.  This is only useful for debugging,
2094 /// especially for finding evaluation symmetry bugs.
2095
2096 void Position::flipped_copy(const Position &pos) {
2097
2098   assert(pos.is_ok());
2099
2100   clear();
2101
2102   // Board
2103   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2104       if (!pos.square_is_empty(s))
2105           put_piece(Piece(int(pos.piece_on(s)) ^ 8), flip_square(s));
2106
2107   // Side to move
2108   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
2109
2110   // Castling rights
2111   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  allow_oo(BLACK);
2112   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) allow_ooo(BLACK);
2113   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  allow_oo(WHITE);
2114   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) allow_ooo(WHITE);
2115
2116   initialKFile  = pos.initialKFile;
2117   initialKRFile = pos.initialKRFile;
2118   initialQRFile = pos.initialQRFile;
2119
2120   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
2121       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
2122
2123   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
2124   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
2125   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
2126   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
2127   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
2128   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
2129
2130   // En passant square
2131   if (pos.epSquare != SQ_NONE)
2132       epSquare = flip_square(pos.epSquare);
2133
2134   // Checkers
2135   find_checkers();
2136
2137   // Hash keys
2138   key = compute_key();
2139   pawnKey = compute_pawn_key();
2140   materialKey = compute_material_key();
2141
2142   // Incremental scores
2143   mgValue = compute_mg_value();
2144   egValue = compute_eg_value();
2145
2146   // Material
2147   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
2148   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
2149
2150   assert(is_ok());
2151 }
2152
2153
2154 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
2155 /// This is meant to be helpful when debugging.
2156
2157 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
2158
2159   // What features of the position should be verified?
2160   static const bool debugBitboards = false;
2161   static const bool debugKingCount = false;
2162   static const bool debugKingCapture = false;
2163   static const bool debugCheckerCount = false;
2164   static const bool debugKey = false;
2165   static const bool debugMaterialKey = false;
2166   static const bool debugPawnKey = false;
2167   static const bool debugIncrementalEval = false;
2168   static const bool debugNonPawnMaterial = false;
2169   static const bool debugPieceCounts = false;
2170   static const bool debugPieceList = false;
2171
2172   if (failedStep) *failedStep = 1;
2173
2174   // Side to move OK?
2175   if (!color_is_ok(side_to_move()))
2176       return false;
2177
2178   // Are the king squares in the position correct?
2179   if (failedStep) (*failedStep)++;
2180   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
2181       return false;
2182
2183   if (failedStep) (*failedStep)++;
2184   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
2185       return false;
2186
2187   // Castle files OK?
2188   if (failedStep) (*failedStep)++;
2189   if (!file_is_ok(initialKRFile))
2190       return false;
2191
2192   if (!file_is_ok(initialQRFile))
2193       return false;
2194
2195   // Do both sides have exactly one king?
2196   if (failedStep) (*failedStep)++;
2197   if (debugKingCount)
2198   {
2199       int kingCount[2] = {0, 0};
2200       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2201           if (type_of_piece_on(s) == KING)
2202               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
2203
2204       if(kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
2205           return false;
2206   }
2207
2208   // Can the side to move capture the opponent's king?
2209   if (failedStep) (*failedStep)++;
2210   if (debugKingCapture)
2211   {
2212       Color us = side_to_move();
2213       Color them = opposite_color(us);
2214       Square ksq = king_square(them);
2215       if (square_is_attacked(ksq, us))
2216           return false;
2217   }
2218
2219   // Is there more than 2 checkers?
2220   if (failedStep) (*failedStep)++;
2221   if (debugCheckerCount && count_1s(checkersBB) > 2)
2222       return false;
2223
2224   // Bitboards OK?
2225   if (failedStep) (*failedStep)++;
2226   if (debugBitboards)
2227   {
2228       // The intersection of the white and black pieces must be empty
2229       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
2230           return false;
2231
2232       // The union of the white and black pieces must be equal to all
2233       // occupied squares
2234       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
2235           return false;
2236
2237       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
2238       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
2239           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
2240               if (p1 != p2 && (pieces_of_type(p1) & pieces_of_type(p2)))
2241                   return false;
2242   }
2243
2244   // En passant square OK?
2245   if (failedStep) (*failedStep)++;
2246   if (ep_square() != SQ_NONE)
2247   {
2248       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
2249       // side to move.
2250       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2251           return false;
2252   }
2253
2254   // Hash key OK?
2255   if (failedStep) (*failedStep)++;
2256   if (debugKey && key != compute_key())
2257       return false;
2258
2259   // Pawn hash key OK?
2260   if (failedStep) (*failedStep)++;
2261   if (debugPawnKey && pawnKey != compute_pawn_key())
2262       return false;
2263
2264   // Material hash key OK?
2265   if (failedStep) (*failedStep)++;
2266   if (debugMaterialKey && materialKey != compute_material_key())
2267       return false;
2268
2269   // Incremental eval OK?
2270   if (failedStep) (*failedStep)++;
2271   if (debugIncrementalEval)
2272   {
2273       if (mgValue != compute_mg_value())
2274           return false;
2275
2276       if (egValue != compute_eg_value())
2277           return false;
2278   }
2279
2280   // Non-pawn material OK?
2281   if (failedStep) (*failedStep)++;
2282   if (debugNonPawnMaterial)
2283   {
2284       if(npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2285           return false;
2286
2287       if(npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2288           return false;
2289   }
2290
2291   // Piece counts OK?
2292   if (failedStep) (*failedStep)++;
2293   if (debugPieceCounts)
2294       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2295           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2296               if (pieceCount[c][pt] != count_1s(pieces_of_color_and_type(c, pt)))
2297                   return false;
2298
2299   if (failedStep) (*failedStep)++;
2300   if (debugPieceList)
2301   {
2302       for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2303           for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2304               for(int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2305               {
2306                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != piece_of_color_and_type(c, pt))
2307                       return false;
2308
2309                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2310                       return false;
2311               }
2312   }
2313   if (failedStep) *failedStep = 0;
2314   return true;
2315 }