Space inflate position: complete!
[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 "ucioption.h"
35
36
37 ////
38 //// Variables
39 ////
40
41 int Position::castleRightsMask[64];
42
43 Key Position::zobrist[2][8][64];
44 Key Position::zobEp[64];
45 Key Position::zobCastle[16];
46 Key Position::zobMaterial[2][8][16];
47 Key Position::zobSideToMove;
48
49 Value Position::MgPieceSquareTable[16][64];
50 Value Position::EgPieceSquareTable[16][64];
51
52
53 ////
54 //// Functions
55 ////
56
57 /// Constructors
58
59 Position::Position(const Position &pos) {
60   copy(pos);
61 }
62
63 Position::Position(const std::string &fen) {
64   from_fen(fen);
65 }
66
67
68 /// Position::from_fen() initializes the position object with the given FEN
69 /// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
70 /// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
71
72 void Position::from_fen(const std::string &fen) {
73
74   static const std::string pieceLetters = "KQRBNPkqrbnp";
75   static const Piece pieces[] = { WK, WQ, WR, WB, WN, WP, BK, BQ, BR, BB, BN, BP };
76
77   clear();
78
79   // Board
80   Rank rank = RANK_8;
81   File file = FILE_A;
82   size_t i = 0;
83   for ( ; fen[i] != ' '; i++)
84   {
85       if (isdigit(fen[i]))
86       {
87           // Skip the given number of files
88           file += (fen[i] - '1' + 1);
89           continue;
90       }
91       else if (fen[i] == '/')
92       {
93           file = FILE_A;
94           rank--;
95           continue;
96       }
97       size_t idx = pieceLetters.find(fen[i]);
98       if (idx == std::string::npos)
99       {
100            std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
101            return;
102       }
103       Square square = make_square(file, rank);
104       put_piece(pieces[idx], square);
105       file++;
106   }
107
108   // Side to move
109   i++;
110   if (fen[i] != 'w' && fen[i] != 'b')
111   {
112       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
113       return;
114   }
115   sideToMove = (fen[i] == 'w' ? WHITE : BLACK);
116
117   // Castling rights:
118   i++;
119   if (fen[i] != ' ')
120   {
121       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
122       return;
123   }
124
125   i++;
126   while(strchr("KQkqabcdefghABCDEFGH-", fen[i])) {
127     if(fen[i] == '-') {
128       i++; break;
129     }
130     else if(fen[i] == 'K') allow_oo(WHITE);
131     else if(fen[i] == 'Q') allow_ooo(WHITE);
132     else if(fen[i] == 'k') allow_oo(BLACK);
133     else if(fen[i] == 'q') allow_ooo(BLACK);
134     else if(fen[i] >= 'A' && fen[i] <= 'H') {
135       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
136       for(Square square = SQ_B1; square <= SQ_G1; square++)
137         if(piece_on(square) == WK)
138           kingFile = square_file(square);
139       if(kingFile == FILE_NONE) {
140         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
141         return;
142       }
143       initialKFile = kingFile;
144       rookFile = File(fen[i] - 'A') + FILE_A;
145       if(rookFile < initialKFile) {
146         allow_ooo(WHITE);
147         initialQRFile = rookFile;
148       }
149       else {
150         allow_oo(WHITE);
151         initialKRFile = rookFile;
152       }
153     }
154     else if(fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h') {
155       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
156       for(Square square = SQ_B8; square <= SQ_G8; square++)
157         if(piece_on(square) == BK)
158           kingFile = square_file(square);
159       if(kingFile == FILE_NONE) {
160         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
161         return;
162       }
163       initialKFile = kingFile;
164       rookFile = File(fen[i] - 'a') + FILE_A;
165       if(rookFile < initialKFile) {
166         allow_ooo(BLACK);
167         initialQRFile = rookFile;
168       }
169       else {
170         allow_oo(BLACK);
171         initialKRFile = rookFile;
172       }
173     }
174     else {
175       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
176       return;
177     }
178     i++;
179   }
180
181   // Skip blanks
182   while (fen[i] == ' ')
183       i++;
184
185   // En passant square
186   if (    i < fen.length() - 2
187       && (fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h')
188       && (fen[i+1] == '3' || fen[i+1] == '6'))
189       epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
190
191   // Various initialisation
192   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
193       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
194
195   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO|WHITE_OOO);
196   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO|BLACK_OOO);
197   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
198   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
199   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
200   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
201
202   find_checkers();
203
204   key = compute_key();
205   pawnKey = compute_pawn_key();
206   materialKey = compute_material_key();
207   mgValue = compute_mg_value();
208   egValue = compute_eg_value();
209   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
210   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
211 }
212
213
214 /// Position::to_fen() converts the position object to a FEN string. This is
215 /// probably only useful for debugging.
216
217 const std::string Position::to_fen() const {
218
219   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
220   std::string fen;
221   int skip;
222
223   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
224   {
225       skip = 0;
226       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
227       {
228           Square sq = make_square(file, rank);
229           if (!square_is_occupied(sq))
230           {   skip++;
231               continue;
232           }
233           if (skip > 0)
234           {
235               fen += (char)skip + '0';
236               skip = 0;
237           }
238           fen += pieceLetters[piece_on(sq)];         
239       }
240       if (skip > 0)
241           fen += (char)skip + '0';
242
243       fen += (rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
244   }
245   fen += (sideToMove == WHITE ? 'w' : 'b') + ' ';
246   if (castleRights != NO_CASTLES)
247   {
248     if (can_castle_kingside(WHITE))  fen += 'K';
249     if (can_castle_queenside(WHITE)) fen += 'Q';
250     if (can_castle_kingside(BLACK))  fen += 'k';
251     if (can_castle_queenside(BLACK)) fen += 'q';
252   } else
253       fen += '-';
254
255   fen += ' ';
256   if (ep_square() != SQ_NONE)
257       fen += square_to_string(ep_square());
258   else
259       fen += '-';
260
261   return fen;
262 }
263
264
265 /// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
266 /// the standard output.
267
268 void Position::print() const {
269   char pieceStrings[][8] =
270     {"| ? ", "| P ", "| N ", "| B ", "| R ", "| Q ", "| K ", "| ? ",
271      "| ? ", "|=P=", "|=N=", "|=B=", "|=R=", "|=Q=", "|=K="
272     };
273
274   for(Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--) {
275     std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
276     for(File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++) {
277       Square sq = make_square(file, rank);
278       Piece piece = piece_on(sq);
279       if(piece == EMPTY)
280         std::cout << ((square_color(sq) == WHITE)? "|   " : "| . ");
281       else
282         std::cout << pieceStrings[piece];
283     }
284     std::cout << "|\n";
285   }
286   std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
287   std::cout << to_fen() << std::endl;
288   std::cout << key << std::endl;
289 }
290
291
292 /// Position::copy() creates a copy of the input position.
293
294 void Position::copy(const Position &pos) {
295
296   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
297 }
298
299
300 /// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
301 /// king) pieces for the given color.
302 Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
303
304   Square ksq = king_square(c);
305   return hidden_checks<ROOK, true>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, true>(c, ksq);
306 }
307
308
309 /// Position:discovered_check_candidates() returns a bitboard containing all
310 /// pieces for the given side which are candidates for giving a discovered
311 /// check.  The code is almost the same as the function for finding pinned
312 /// pieces.
313
314 Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
315
316   Square ksq = king_square(opposite_color(c));
317   return hidden_checks<ROOK, false>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, false>(c, ksq);
318 }
319
320
321 /// Position:hidden_checks<>() returns a bitboard of all pinned (against the
322 /// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
323 /// template parameter FindPinned is false, the pinned pieces of opposite color
324 /// that are, indeed, the pieces candidate for a discovery check.
325 template<PieceType Piece, bool FindPinned>
326 Bitboard Position::hidden_checks(Color c, Square ksq) const {
327
328   Square s;
329   Bitboard sliders, result = EmptyBoardBB;
330   
331   if (Piece == ROOK) // Resolved at compile time
332       sliders = rooks_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq];
333   else
334       sliders = bishops_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq];
335
336   if (sliders && (!FindPinned || (sliders & ~checkersBB)))
337   {
338        // King blockers are candidate pinned pieces
339       Bitboard candidate_pinned = piece_attacks<Piece>(ksq) & pieces_of_color(c);
340
341       // Pinners are sliders, not checkers, that give check when 
342       // candidate pinned are removed.
343       Bitboard pinners = (FindPinned ? sliders & ~checkersBB : sliders);
344
345       if (Piece == ROOK)
346           pinners &= rook_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
347       else
348           pinners &= bishop_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
349
350       // Finally for each pinner find the corresponding pinned piece (if same color of king)
351       // or discovery checker (if opposite color) among the candidates.
352       while (pinners)
353       {
354           s = pop_1st_bit(&pinners);
355           result |= (squares_between(s, ksq) & candidate_pinned);
356       }
357   }
358   return result;
359 }
360
361
362 /// Position::square_is_attacked() checks whether the given side attacks the
363 /// given square.
364
365 bool Position::square_is_attacked(Square s, Color c) const {
366
367   return   (pawn_attacks(opposite_color(c), s) & pawns(c))
368         || (piece_attacks<KNIGHT>(s) & knights(c))
369         || (piece_attacks<KING>(s)   & kings(c))
370         || (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens(c))
371         || (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens(c));
372 }
373
374
375 /// Position::attacks_to() computes a bitboard containing all pieces which
376 /// attacks a given square. There are two versions of this function: One
377 /// which finds attackers of both colors, and one which only finds the
378 /// attackers for one side.
379
380 Bitboard Position::attacks_to(Square s) const {
381
382   return  (pawn_attacks(BLACK, s)   & pawns(WHITE))
383         | (pawn_attacks(WHITE, s)   & pawns(BLACK))
384         | (piece_attacks<KNIGHT>(s) & pieces_of_type(KNIGHT))
385         | (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens())
386         | (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens())
387         | (piece_attacks<KING>(s)   & pieces_of_type(KING));
388 }
389
390 Bitboard Position::attacks_to(Square s, Color c) const {
391
392   return attacks_to(s) & pieces_of_color(c);
393 }
394
395
396 /// Position::piece_attacks_square() tests whether the piece on square f
397 /// attacks square t.
398
399 bool Position::piece_attacks_square(Square f, Square t) const {
400
401   assert(square_is_ok(f));
402   assert(square_is_ok(t));
403
404   switch (piece_on(f))
405   {
406   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, f, t);
407   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, f, t);
408   case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(f, t);
409   case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(f, t);
410   case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(f, t);
411   case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(f, t);
412   case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(f, t);
413   default:          return false;
414   }
415   return false;
416 }
417
418
419 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
420 /// position attacks a given square.  Only attacks by the moving piece are
421 /// considered; the function does not handle X-ray attacks.
422
423 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
424
425   assert(move_is_ok(m));
426   assert(square_is_ok(s));
427
428   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
429
430   assert(square_is_occupied(f));
431
432   switch (piece_on(f))
433   {
434   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, t, s);
435   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, t, s);
436   case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(t, s);
437   case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(t, s);
438   case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(t, s);
439   case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(t, s);
440   case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(t, s);
441   default: assert(false);
442   }
443   return false;
444 }
445
446
447 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
448 /// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2).  It
449 /// currently works by calling Position::attacks_to, which is probably
450 /// inefficient.  Consider rewriting this function to use the last move
451 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
452
453 void Position::find_checkers() {
454
455   checkersBB = attacks_to(king_square(side_to_move()),opposite_color(side_to_move()));
456 }
457
458
459 /// Position::move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal.
460 /// There are two versions of this function:  One which takes only a
461 /// move as input, and one which takes a move and a bitboard of pinned
462 /// pieces. The latter function is faster, and should always be preferred
463 /// when a pinned piece bitboard has already been computed.
464
465 bool Position::move_is_legal(Move m)  const {
466
467   return move_is_legal(m, pinned_pieces(side_to_move()));
468 }
469
470 bool Position::move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
471
472   Color us, them;
473   Square ksq, from;
474
475   assert(is_ok());
476   assert(move_is_ok(m));
477   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
478
479   // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
480   // check evasion generator only generates true legal moves.
481   if (is_check())
482       return true;
483
484   // Castling moves are checked for legality during move generation.
485   if (move_is_castle(m))
486       return true;
487
488   us = side_to_move();
489   them = opposite_color(us);
490   from = move_from(m);
491   ksq = king_square(us);
492
493   assert(color_of_piece_on(from) == us);
494   assert(piece_on(ksq) == king_of_color(us));
495
496   // En passant captures are a tricky special case.  Because they are
497   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
498   // after the move is made
499   if (move_is_ep(m))
500   {
501       Square to = move_to(m);
502       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
503       Bitboard b = occupied_squares();
504
505       assert(to == ep_square());
506       assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
507       assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
508       assert(piece_on(to) == EMPTY);
509
510       clear_bit(&b, from);
511       clear_bit(&b, capsq);
512       set_bit(&b, to);
513
514       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(them))
515             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(them));
516   }
517
518   // If the moving piece is a king, check whether the destination
519   // square is attacked by the opponent.
520   if (from == ksq)
521       return !(square_is_attacked(move_to(m), them));
522
523   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
524   // is moving along the ray towards or away from the king.
525   if (   !bit_is_set(pinned, from)
526       || (direction_between_squares(from, ksq) == direction_between_squares(move_to(m), ksq)))
527       return true;
528
529   return false;
530 }
531
532
533 /// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check.
534 /// There are two versions of this function:  One which takes only a move as
535 /// input, and one which takes a move and a bitboard of discovered check
536 /// candidates.  The latter function is faster, and should always be preferred
537 /// when a discovered check candidates bitboard has already been computed.
538
539 bool Position::move_is_check(Move m) const {
540
541   Bitboard dc = discovered_check_candidates(side_to_move());
542   return move_is_check(m, dc);
543 }
544
545 bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
546
547   Color us, them;
548   Square ksq, from, to;
549
550   assert(is_ok());
551   assert(move_is_ok(m));
552   assert(dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
553
554   us = side_to_move();
555   them = opposite_color(us);
556   from = move_from(m);
557   to = move_to(m);
558   ksq = king_square(them);
559
560   assert(color_of_piece_on(from) == us);
561   assert(piece_on(ksq) == king_of_color(them));
562
563   // Proceed according to the type of the moving piece
564   switch (type_of_piece_on(from))
565   {
566   case PAWN:
567       
568       if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to)) // Normal check?
569           return true;
570       
571       if (    bit_is_set(dcCandidates, from)      // Discovered check?
572           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
573           return true;
574       
575       if (move_promotion(m)) // Promotion with check?
576       {
577           Bitboard b = occupied_squares();
578           clear_bit(&b, from);
579
580           switch (move_promotion(m))
581           {
582           case KNIGHT:
583               return bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(to), ksq);
584           case BISHOP:
585               return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ksq);
586           case ROOK:
587               return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ksq);
588           case QUEEN:
589               return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ksq);
590           default:
591               assert(false);
592           }
593       }
594       // En passant capture with check?  We have already handled the case
595       // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
596       // need to handle is the unusual case of a discovered check through the
597       // captured pawn.
598       else if (move_is_ep(m))
599       {
600           Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
601           Bitboard b = occupied_squares();
602           clear_bit(&b, from);
603           clear_bit(&b, capsq);
604           set_bit(&b, to);
605           return  (rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(us))
606                 ||(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(us));
607       }
608       return false;
609
610   case KNIGHT:    
611     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
612           || bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to); // Normal check?
613
614   case BISHOP:
615     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
616           || bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to); // Normal check?
617
618   case ROOK:
619     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
620           || bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to);   // Normal check?
621
622   case QUEEN:
623       // Discovered checks are impossible!
624       assert(!bit_is_set(dcCandidates, from));    
625       return bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to);  // Normal check?
626
627   case KING:
628       // Discovered check?
629       if (   bit_is_set(dcCandidates, from)
630           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
631           return true;
632
633       // Castling with check?
634       if (move_is_castle(m))
635       {
636           Square kfrom, kto, rfrom, rto;
637           Bitboard b = occupied_squares();
638           kfrom = from;
639           rfrom = to;
640
641           if (rfrom > kfrom)
642           {
643               kto = relative_square(us, SQ_G1);
644               rto = relative_square(us, SQ_F1);
645           } else {
646               kto = relative_square(us, SQ_C1);
647               rto = relative_square(us, SQ_D1);
648           }
649           clear_bit(&b, kfrom);
650           clear_bit(&b, rfrom);
651           set_bit(&b, rto);
652           set_bit(&b, kto);
653           return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ksq);
654       }
655       return false;
656
657   default:
658       assert(false);
659   }
660   assert(false);
661   return false;
662 }
663
664
665 /// Position::move_is_capture() tests whether a move from the current
666 /// position is a capture.
667
668 bool Position::move_is_capture(Move m) const {
669
670   return   color_of_piece_on(move_to(m)) == opposite_color(side_to_move())
671         || move_is_ep(m);
672 }
673
674
675 /// Position::backup() is called when making a move. All information
676 /// necessary to restore the position when the move is later unmade
677 /// is saved to an UndoInfo object. The function Position::restore
678 /// does the reverse operation:  When one does a backup followed by
679 /// a restore with the same UndoInfo object, the position is restored
680 /// to the state before backup was called.
681
682 void Position::backup(UndoInfo& u) const {
683
684   u.castleRights = castleRights;
685   u.epSquare = epSquare;
686   u.checkersBB = checkersBB;
687   u.key = key;
688   u.pawnKey = pawnKey;
689   u.materialKey = materialKey;
690   u.rule50 = rule50;
691   u.lastMove = lastMove;
692   u.capture = NO_PIECE_TYPE;
693   u.mgValue = mgValue;
694   u.egValue = egValue;
695 }
696
697
698 /// Position::restore() is called when unmaking a move.  It copies back
699 /// the information backed up during a previous call to Position::backup.
700
701 void Position::restore(const UndoInfo& u) {
702
703   castleRights = u.castleRights;
704   epSquare = u.epSquare;
705   checkersBB = u.checkersBB;
706   key = u.key;
707   pawnKey = u.pawnKey;
708   materialKey = u.materialKey;
709   rule50 = u.rule50;
710   lastMove = u.lastMove;
711   // u.capture is restored in undo_move()
712   mgValue = u.mgValue;
713   egValue = u.egValue;
714 }
715
716
717 /// Position::do_move() makes a move, and backs up all information necessary
718 /// to undo the move to an UndoInfo object.  The move is assumed to be legal.
719 /// Pseudo-legal moves should be filtered out before this function is called.
720 /// There are two versions of this function, one which takes only the move and
721 /// the UndoInfo as input, and one which takes a third parameter, a bitboard of
722 /// discovered check candidates.  The second version is faster, because knowing
723 /// the discovered check candidates makes it easier to update the checkersBB
724 /// member variable in the position object.
725
726 void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u) {
727
728   do_move(m, u, discovered_check_candidates(side_to_move()));
729 }
730
731 void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u, Bitboard dcCandidates) {
732
733   assert(is_ok());
734   assert(move_is_ok(m));
735
736   // Back up the necessary information to our UndoInfo object (except the
737   // captured piece, which is taken care of later.
738   backup(u);
739
740   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
741   // detect repetition draws.
742   history[gamePly] = key;
743
744   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
745   // case of non-reversible moves is taken care of later.
746   rule50++;
747
748   if (move_is_castle(m))
749       do_castle_move(m);
750   else if (move_promotion(m))
751       do_promotion_move(m, u);
752   else if (move_is_ep(m))
753       do_ep_move(m);
754   else
755   {
756     Color us = side_to_move();
757     Color them = opposite_color(us);
758     Square from = move_from(m);
759     Square to = move_to(m);
760
761     assert(color_of_piece_on(from) == us);
762     assert(color_of_piece_on(to) == them || piece_on(to) == EMPTY);
763
764     PieceType piece = type_of_piece_on(from);
765     PieceType capture = type_of_piece_on(to);
766
767     if (capture)
768     {
769         assert(capture != KING);
770
771         // Remove captured piece
772         clear_bit(&(byColorBB[them]), to);
773         clear_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
774
775         // Update hash key
776         key ^= zobrist[them][capture][to];
777
778         // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key
779         if (capture == PAWN)
780             pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][to];
781
782         // Update incremental scores
783         mgValue -= mg_pst(them, capture, to);
784         egValue -= eg_pst(them, capture, to);
785
786         // Update material
787         if (capture != PAWN)
788             npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
789
790         // Update material hash key
791         materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
792
793         // Update piece count
794         pieceCount[them][capture]--;
795
796         // Update piece list
797         pieceList[them][capture][index[to]] = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
798         index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
799
800         // Remember the captured piece, in order to be able to undo the move correctly
801         u.capture = capture;
802
803         // Reset rule 50 counter
804         rule50 = 0;
805     }
806
807     // Move the piece
808     clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
809     clear_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
810     clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
811     set_bit(&(byColorBB[us]), to);
812     set_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
813     set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
814     board[to] = board[from];
815     board[from] = EMPTY;
816
817     // Update hash key
818     key ^= zobrist[us][piece][from] ^ zobrist[us][piece][to];
819
820     // Update incremental scores
821     mgValue -= mg_pst(us, piece, from);
822     mgValue += mg_pst(us, piece, to);
823     egValue -= eg_pst(us, piece, from);
824     egValue += eg_pst(us, piece, to);
825
826     // If the moving piece was a king, update the king square
827     if (piece == KING)
828         kingSquare[us] = to;
829
830     // If the move was a double pawn push, set the en passant square.
831     // This code is a bit ugly right now, and should be cleaned up later.
832     // FIXME
833     if (epSquare != SQ_NONE)
834     {
835         key ^= zobEp[epSquare];
836         epSquare = SQ_NONE;
837     }
838     if (piece == PAWN)
839     {
840         if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
841         {
842             if(   (   us == WHITE
843                    && (pawn_attacks(WHITE, from + DELTA_N) & pawns(BLACK)))
844                || (   us == BLACK
845                    && (pawn_attacks(BLACK, from + DELTA_S) & pawns(WHITE))))
846             {
847                 epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
848                 key ^= zobEp[epSquare];
849             }
850         }
851         // Reset rule 50 draw counter
852         rule50 = 0;
853
854         // Update pawn hash key
855         pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
856     }
857     // Update piece lists
858     pieceList[us][piece][index[from]] = to;
859     index[to] = index[from];
860
861     // Update castle rights
862     key ^= zobCastle[castleRights];
863     castleRights &= castleRightsMask[from];
864     castleRights &= castleRightsMask[to];
865     key ^= zobCastle[castleRights];
866
867     // Update checkers bitboard
868     checkersBB = EmptyBoardBB;
869     Square ksq = king_square(them);
870     switch (piece)
871     {
872     case PAWN:
873         if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to))
874             set_bit(&checkersBB, to);
875
876         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
877             checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
878                            |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
879         break;
880
881     case KNIGHT:
882         if (bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to))
883             set_bit(&checkersBB, to);
884
885         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
886             checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
887                            |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
888         break;
889
890     case BISHOP:
891         if  (bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to))
892             set_bit(&checkersBB, to);
893
894         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
895             checkersBB |= (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us));
896         break;
897
898     case ROOK:
899         if (bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to))
900             set_bit(&checkersBB, to);
901
902         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
903             checkersBB |= (piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us));
904         break;
905
906     case QUEEN:
907         if (bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to))
908             set_bit(&checkersBB, to);
909         break;
910
911     case KING:
912         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
913             checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
914                            |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
915         break;
916
917     default:
918       assert(false);
919       break;
920     }
921   }
922
923   // Finish
924   key ^= zobSideToMove;
925   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
926   gamePly++;
927
928   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
929   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
930
931   assert(is_ok());
932 }
933
934
935 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
936 /// move.  It is called from the main Position::do_move function.  Note that
937 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
938 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
939
940 void Position::do_castle_move(Move m) {
941
942   assert(is_ok());
943   assert(move_is_ok(m));
944   assert(move_is_castle(m));
945
946   Color us = side_to_move();
947   Color them = opposite_color(us);
948
949   // Find source squares for king and rook
950   Square kfrom = move_from(m);
951   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
952   Square kto, rto;
953
954   assert(piece_on(kfrom) == king_of_color(us));
955   assert(piece_on(rfrom) == rook_of_color(us));
956
957   // Find destination squares for king and rook
958   if (rfrom > kfrom) // O-O
959   {
960       kto = relative_square(us, SQ_G1);
961       rto = relative_square(us, SQ_F1);
962   } else { // O-O-O
963       kto = relative_square(us, SQ_C1);
964       rto = relative_square(us, SQ_D1);
965   }
966
967   // Remove pieces from source squares
968   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
969   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
970   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
971   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
972   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
973   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
974
975   // Put pieces on destination squares
976   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
977   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
978   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
979   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
980   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
981   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
982
983   // Update board array
984   board[kfrom] = board[rfrom] = EMPTY;
985   board[kto] = king_of_color(us);
986   board[rto] = rook_of_color(us);
987
988   // Update king square
989   kingSquare[us] = kto;
990
991   // Update piece lists
992   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
993   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
994   int tmp = index[rfrom];
995   index[kto] = index[kfrom];
996   index[rto] = tmp;
997
998   // Update incremental scores
999   mgValue -= mg_pst(us, KING, kfrom);
1000   mgValue += mg_pst(us, KING, kto);
1001   egValue -= eg_pst(us, KING, kfrom);
1002   egValue += eg_pst(us, KING, kto);
1003   mgValue -= mg_pst(us, ROOK, rfrom);
1004   mgValue += mg_pst(us, ROOK, rto);
1005   egValue -= eg_pst(us, ROOK, rfrom);
1006   egValue += eg_pst(us, ROOK, rto);
1007
1008   // Update hash key
1009   key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
1010   key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
1011
1012   // Clear en passant square
1013   if(epSquare != SQ_NONE)
1014   {
1015       key ^= zobEp[epSquare];
1016       epSquare = SQ_NONE;
1017   }
1018
1019   // Update castling rights
1020   key ^= zobCastle[castleRights];
1021   castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
1022   key ^= zobCastle[castleRights];
1023
1024   // Reset rule 50 counter
1025   rule50 = 0;
1026
1027   // Update checkers BB
1028   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1029 }
1030
1031
1032 /// Position::do_promotion_move() is a private method used to make a promotion
1033 /// move. It is called from the main Position::do_move function. The
1034 /// UndoInfo object, which has been initialized in Position::do_move, is
1035 /// used to store the captured piece (if any).
1036
1037 void Position::do_promotion_move(Move m, UndoInfo &u) {
1038
1039   Color us, them;
1040   Square from, to;
1041   PieceType capture, promotion;
1042
1043   assert(is_ok());
1044   assert(move_is_ok(m));
1045   assert(move_promotion(m));
1046
1047   us = side_to_move();
1048   them = opposite_color(us);
1049   from = move_from(m);
1050   to = move_to(m);
1051
1052   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1053   assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
1054   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
1055
1056   capture = type_of_piece_on(to);
1057
1058   if (capture)
1059   {
1060     assert(capture != KING);
1061
1062     // Remove captured piece
1063     clear_bit(&(byColorBB[them]), to);
1064     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
1065
1066     // Update hash key
1067     key ^= zobrist[them][capture][to];
1068
1069     // Update incremental scores
1070     mgValue -= mg_pst(them, capture, to);
1071     egValue -= eg_pst(them, capture, to);
1072
1073     // Update material. Because our move is a promotion, we know that the
1074     // captured piece is not a pawn.
1075     assert(capture != PAWN);
1076     npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
1077
1078     // Update material hash key
1079     materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1080
1081     // Update piece count
1082     pieceCount[them][capture]--;
1083
1084     // Update piece list
1085     pieceList[them][capture][index[to]] = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1086     index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
1087
1088     // Remember the captured piece, in order to be able to undo the move correctly
1089     u.capture = capture;
1090   }
1091
1092   // Remove pawn
1093   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1094   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1095   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1096   board[from] = EMPTY;
1097
1098   // Insert promoted piece
1099   promotion = move_promotion(m);
1100   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1101   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1102   set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1103   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1104   board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
1105
1106   // Update hash key
1107   key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][promotion][to];
1108
1109   // Update pawn hash key
1110   pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from];
1111
1112   // Update material key
1113   materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1114   materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
1115
1116   // Update piece counts
1117   pieceCount[us][PAWN]--;
1118   pieceCount[us][promotion]++;
1119
1120   // Update piece lists
1121   pieceList[us][PAWN][index[from]] = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1122   index[pieceList[us][PAWN][index[from]]] = index[from];
1123   pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1] = to;
1124   index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1125
1126   // Update incremental scores
1127   mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
1128   mgValue += mg_pst(us, promotion, to);
1129   egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
1130   egValue += eg_pst(us, promotion, to);
1131
1132   // Update material
1133   npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
1134
1135   // Clear the en passant square
1136   if (epSquare != SQ_NONE)
1137   {
1138       key ^= zobEp[epSquare];
1139       epSquare = SQ_NONE;
1140   }
1141
1142   // Update castle rights
1143   key ^= zobCastle[castleRights];
1144   castleRights &= castleRightsMask[to];
1145   key ^= zobCastle[castleRights];
1146
1147   // Reset rule 50 counter
1148   rule50 = 0;
1149
1150   // Update checkers BB
1151   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1152 }
1153
1154
1155 /// Position::do_ep_move() is a private method used to make an en passant
1156 /// capture. It is called from the main Position::do_move function. Because
1157 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1158 /// object in which to store the captured piece.
1159
1160 void Position::do_ep_move(Move m) {
1161
1162   Color us, them;
1163   Square from, to, capsq;
1164
1165   assert(is_ok());
1166   assert(move_is_ok(m));
1167   assert(move_is_ep(m));
1168
1169   us = side_to_move();
1170   them = opposite_color(us);
1171   from = move_from(m);
1172   to = move_to(m);
1173   capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1174
1175   assert(to == epSquare);
1176   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1177   assert(piece_on(to) == EMPTY);
1178   assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
1179   assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
1180
1181   // Remove captured piece
1182   clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1183   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1184   clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1185   board[capsq] = EMPTY;
1186
1187   // Remove moving piece from source square
1188   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1189   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1190   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1191
1192   // Put moving piece on destination square
1193   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1194   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1195   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1196   board[to] = board[from];
1197   board[from] = EMPTY;
1198
1199   // Update material hash key
1200   materialKey ^= zobMaterial[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1201
1202   // Update piece count
1203   pieceCount[them][PAWN]--;
1204
1205   // Update piece list
1206   pieceList[us][PAWN][index[from]] = to;
1207   index[to] = index[from];
1208   pieceList[them][PAWN][index[capsq]] = pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1209   index[pieceList[them][PAWN][index[capsq]]] = index[capsq];
1210
1211   // Update hash key
1212   key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1213   key ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1214   key ^= zobEp[epSquare];
1215
1216   // Update pawn hash key
1217   pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1218   pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1219
1220   // Update incremental scores
1221   mgValue -= mg_pst(them, PAWN, capsq);
1222   mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
1223   mgValue += mg_pst(us, PAWN, to);
1224   egValue -= eg_pst(them, PAWN, capsq);
1225   egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
1226   egValue += eg_pst(us, PAWN, to);
1227
1228   // Reset en passant square
1229   epSquare = SQ_NONE;
1230
1231   // Reset rule 50 counter
1232   rule50 = 0;
1233
1234   // Update checkers BB
1235   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1236 }
1237
1238
1239 /// Position::undo_move() unmakes a move.  When it returns, the position should
1240 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.  It is
1241 /// important that Position::undo_move is called with the same move and UndoInfo
1242 /// object as the earlier call to Position::do_move.
1243
1244 void Position::undo_move(Move m, const UndoInfo &u) {
1245
1246   assert(is_ok());
1247   assert(move_is_ok(m));
1248
1249   gamePly--;
1250   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1251
1252   // Restore information from our UndoInfo object (except the captured piece,
1253   // which is taken care of later)
1254   restore(u);
1255
1256   if (move_is_castle(m))
1257       undo_castle_move(m);
1258   else if (move_promotion(m))
1259       undo_promotion_move(m, u);
1260   else if (move_is_ep(m))
1261       undo_ep_move(m);
1262   else
1263   {
1264       Color us, them;
1265       Square from, to;
1266       PieceType piece, capture;
1267
1268       us = side_to_move();
1269       them = opposite_color(us);
1270       from = move_from(m);
1271       to = move_to(m);
1272
1273       assert(piece_on(from) == EMPTY);
1274       assert(color_of_piece_on(to) == us);
1275
1276       // Put the piece back at the source square
1277       piece = type_of_piece_on(to);
1278       set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1279       set_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
1280       set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1281       board[from] = piece_of_color_and_type(us, piece);
1282
1283       // Clear the destination square
1284       clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1285       clear_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
1286       clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1287
1288       // If the moving piece was a king, update the king square
1289       if (piece == KING)
1290           kingSquare[us] = from;
1291
1292       // Update piece list
1293       pieceList[us][piece][index[to]] = from;
1294       index[from] = index[to];
1295
1296       capture = u.capture;
1297
1298       if (capture)
1299       {
1300           assert(capture != KING);
1301
1302           // Replace the captured piece
1303           set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1304           set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
1305           set_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1306           board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
1307
1308           // Update material
1309           if (capture != PAWN)
1310               npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
1311
1312           // Update piece list
1313           pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
1314           index[to] = pieceCount[them][capture];
1315
1316           // Update piece count
1317           pieceCount[them][capture]++;
1318       } else
1319           board[to] = EMPTY;
1320   }
1321
1322   assert(is_ok());
1323 }
1324
1325
1326 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1327 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1328 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1329 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1330
1331 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1332
1333   assert(move_is_ok(m));
1334   assert(move_is_castle(m));
1335
1336   // When we have arrived here, some work has already been done by
1337   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1338   // so the code below is correct.
1339   Color us = side_to_move();
1340   Color them = opposite_color(us);
1341
1342   // Find source squares for king and rook
1343   Square kfrom = move_from(m);
1344   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1345   Square kto, rto;
1346
1347   // Find destination squares for king and rook
1348   if (rfrom > kfrom) // O-O
1349   {
1350       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1351       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1352   } else { // O-O-O
1353       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1354       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1355   }
1356
1357   assert(piece_on(kto) == king_of_color(us));
1358   assert(piece_on(rto) == rook_of_color(us));
1359
1360   // Remove pieces from destination squares
1361   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1362   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1363   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1364   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1365   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1366   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1367
1368   // Put pieces on source squares
1369   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1370   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1371   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1372   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1373   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1374   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1375
1376   // Update board
1377   board[rto] = board[kto] = EMPTY;
1378   board[rfrom] = rook_of_color(us);
1379   board[kfrom] = king_of_color(us);
1380
1381   // Update king square
1382   kingSquare[us] = kfrom;
1383
1384   // Update piece lists
1385   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1386   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1387   int tmp = index[rto];  // Necessary because we may have rto == kfrom in FRC.
1388   index[kfrom] = index[kto];
1389   index[rfrom] = tmp;
1390 }
1391
1392
1393 /// Position::undo_promotion_move() is a private method used to unmake a
1394 /// promotion move. It is called from the main Position::do_move
1395 /// function. The UndoInfo object, which has been initialized in
1396 /// Position::do_move, is used to put back the captured piece (if any).
1397
1398 void Position::undo_promotion_move(Move m, const UndoInfo &u) {
1399  
1400   Color us, them;
1401   Square from, to;
1402   PieceType capture, promotion;
1403
1404   assert(move_is_ok(m));
1405   assert(move_promotion(m));
1406
1407   // When we have arrived here, some work has already been done by
1408   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1409   // so the code below is correct.
1410   us = side_to_move();
1411   them = opposite_color(us);
1412   from = move_from(m);
1413   to = move_to(m);
1414
1415   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1416   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1417
1418   // Remove promoted piece
1419   promotion = move_promotion(m);
1420   assert(piece_on(to)==piece_of_color_and_type(us, promotion));
1421   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1422   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1423   clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1424   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1425
1426   // Insert pawn at source square
1427   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1428   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1429   set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1430   board[from] = pawn_of_color(us);
1431
1432   // Update material
1433   npMaterial[us] -= piece_value_midgame(promotion);
1434
1435   // Update piece list
1436   pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = from;
1437   index[from] = pieceCount[us][PAWN];
1438   pieceList[us][promotion][index[to]] =
1439     pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1];
1440   index[pieceList[us][promotion][index[to]]] = index[to];
1441
1442   // Update piece counts
1443   pieceCount[us][promotion]--;
1444   pieceCount[us][PAWN]++;
1445
1446   capture = u.capture;
1447
1448   if (capture)
1449   {
1450       assert(capture != KING);
1451
1452       // Insert captured piece:
1453       set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1454       set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
1455       set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1456       board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
1457
1458       // Update material. Because the move is a promotion move, we know
1459       // that the captured piece cannot be a pawn.
1460       assert(capture != PAWN);
1461       npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
1462
1463       // Update piece list
1464       pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
1465       index[to] = pieceCount[them][capture];
1466
1467       // Update piece count
1468       pieceCount[them][capture]++;
1469   } else
1470       board[to] = EMPTY;
1471 }
1472
1473
1474 /// Position::undo_ep_move() is a private method used to unmake an en passant
1475 /// capture. It is called from the main Position::undo_move function.  Because
1476 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1477 /// object from which to retrieve the captured piece.
1478
1479 void Position::undo_ep_move(Move m) {
1480
1481   assert(move_is_ok(m));
1482   assert(move_is_ep(m));
1483
1484   // When we have arrived here, some work has already been done by
1485   // Position::undo_move. In particular, the side to move has been switched,
1486   // so the code below is correct.
1487   Color us = side_to_move();
1488   Color them = opposite_color(us);
1489   Square from = move_from(m);
1490   Square to = move_to(m);
1491   Square capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1492
1493   assert(to == ep_square());
1494   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1495   assert(piece_on(to) == pawn_of_color(us));
1496   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1497   assert(piece_on(capsq) == EMPTY);
1498
1499   // Replace captured piece
1500   set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1501   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1502   set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1503   board[capsq] = pawn_of_color(them);
1504
1505   // Remove moving piece from destination square
1506   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1507   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1508   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1509   board[to] = EMPTY;
1510
1511   // Replace moving piece at source square
1512   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1513   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1514   set_bit(&(byTypeBB[0]), from);
1515   board[from] = pawn_of_color(us);
1516
1517   // Update piece list:
1518   pieceList[us][PAWN][index[to]] = from;
1519   index[from] = index[to];
1520   pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]] = capsq;
1521   index[capsq] = pieceCount[them][PAWN];
1522
1523   // Update piece count:
1524   pieceCount[them][PAWN]++;
1525 }
1526
1527
1528 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1529 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1530
1531 void Position::do_null_move(UndoInfo &u) {
1532
1533   assert(is_ok());
1534   assert(!is_check());
1535
1536   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1537   // UndoInfo object.  In the case of a null move, the only thing we need to
1538   // remember is the last move made and the en passant square.
1539   u.lastMove = lastMove;
1540   u.epSquare = epSquare;
1541
1542   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1543   // detect repetition draws.
1544   history[gamePly] = key;
1545
1546   // Update the necessary information
1547   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1548   if (epSquare != SQ_NONE)
1549       key ^= zobEp[epSquare];
1550
1551   epSquare = SQ_NONE;
1552   rule50++;
1553   gamePly++;
1554   key ^= zobSideToMove;
1555
1556   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1557   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1558
1559   assert(is_ok());
1560 }
1561
1562
1563 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1564
1565 void Position::undo_null_move(const UndoInfo &u) {
1566
1567   assert(is_ok());
1568   assert(!is_check());
1569
1570   // Restore information from the supplied UndoInfo object:
1571   lastMove = u.lastMove;
1572   epSquare = u.epSquare;
1573   if (epSquare != SQ_NONE)
1574       key ^= zobEp[epSquare];
1575
1576   // Update the necessary information.
1577   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1578   rule50--;
1579   gamePly--;
1580   key ^= zobSideToMove;
1581
1582   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1583   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1584
1585   assert(is_ok());
1586 }
1587
1588
1589 /// Position::see() is a static exchange evaluator:  It tries to estimate the
1590 /// material gain or loss resulting from a move.  There are two versions of
1591 /// this function: One which takes a move as input, and one which takes a
1592 /// 'from' and a 'to' square.  The function does not yet understand promotions
1593 /// or en passant captures.
1594
1595 int Position::see(Move m) const {
1596
1597   assert(move_is_ok(m));
1598   return see(move_from(m), move_to(m));
1599 }
1600
1601 int Position::see(Square from, Square to) const {
1602
1603   // Approximate material values, with pawn = 1
1604   static const int seeValues[18] = {
1605     0, 1, 3, 3, 5, 10, 100, 0, 0, 1, 3, 3, 5, 10, 100, 0, 0, 0
1606   };
1607
1608   Bitboard attackers, occ, b;
1609
1610   assert(square_is_ok(from));
1611   assert(square_is_ok(to));
1612
1613   // Initialize colors
1614   Color us = color_of_piece_on(from);
1615   Color them = opposite_color(us);
1616
1617   // Initialize pieces
1618   Piece piece = piece_on(from);
1619   Piece capture = piece_on(to);
1620
1621   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1622   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1623   occ = occupied_squares();
1624   clear_bit(&occ, from);
1625   attackers =  (rook_attacks_bb(to, occ)   & rooks_and_queens())
1626              | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens())
1627              | (piece_attacks<KNIGHT>(to)  & knights())
1628              | (piece_attacks<KING>(to)    & kings())
1629              | (pawn_attacks(WHITE, to)    & pawns(BLACK))
1630              | (pawn_attacks(BLACK, to)    & pawns(WHITE));
1631
1632   attackers &= occ; // Re-add removed piece
1633
1634   // If the opponent has no attackers, we are finished
1635   if ((attackers & pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
1636       return seeValues[capture];
1637
1638   // The destination square is defended, which makes things rather more
1639   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1640   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1641   // destianation square, where the sides alternately capture, and always
1642   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1643   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1644   int lastCapturingPieceValue = seeValues[piece];
1645   int swapList[32], n = 1;
1646   Color c = them;
1647   PieceType pt;
1648
1649   swapList[0] = seeValues[capture];
1650
1651   do {
1652       // Locate the least valuable attacker for the side to move.  The loop
1653       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1654       // that the side to move still has at least one attacker left.
1655       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt)); pt++)
1656           assert(pt < KING);
1657
1658       // Remove the attacker we just found from the 'attackers' bitboard,
1659       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1660       b = attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt);
1661       occ ^= (b & -b);
1662       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occ) & rooks_and_queens())
1663                   | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens());
1664
1665       attackers &= occ;
1666
1667       // Add the new entry to the swap list
1668       assert(n < 32);
1669       swapList[n] = -swapList[n - 1] + lastCapturingPieceValue;
1670       n++;
1671
1672       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to move
1673       // before beginning the next iteration
1674       lastCapturingPieceValue = seeValues[pt];
1675       c = opposite_color(c);
1676
1677       // Stop after a king capture
1678       if (pt == KING && (attackers & pieces_of_color(c)))
1679       {
1680           assert(n < 32);
1681           swapList[n++] = 100;
1682           break;
1683       }
1684   } while (attackers & pieces_of_color(c));
1685
1686   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1687   // achievable score from the point of view of the side to move
1688   while (--n)
1689       swapList[n-1] = Min(-swapList[n], swapList[n-1]);
1690
1691   return swapList[0];
1692 }
1693
1694
1695 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1696 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1697
1698 void Position::clear() {
1699
1700   for (int i = 0; i < 64; i++)
1701   {
1702       board[i] = EMPTY;
1703       index[i] = 0;
1704   }
1705
1706   for (int i = 0; i < 2; i++)
1707       byColorBB[i] = EmptyBoardBB;
1708
1709   for (int i = 0; i < 7; i++)
1710   {
1711       byTypeBB[i] = EmptyBoardBB;
1712       pieceCount[0][i] = pieceCount[1][i] = 0;
1713       for (int j = 0; j < 8; j++)
1714           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1715   }
1716
1717   checkersBB = EmptyBoardBB;
1718
1719   lastMove = MOVE_NONE;
1720
1721   sideToMove = WHITE;
1722   castleRights = NO_CASTLES;
1723   initialKFile = FILE_E;
1724   initialKRFile = FILE_H;
1725   initialQRFile = FILE_A;
1726   epSquare = SQ_NONE;
1727   rule50 = 0;
1728   gamePly = 0;
1729 }
1730
1731
1732 /// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0.  It is used from the
1733 /// UCI interface code, whenever a non-reversible move is made in a
1734 /// 'position fen <fen> moves m1 m2 ...' command.  This makes it possible
1735 /// for the program to handle games of arbitrary length, as long as the GUI
1736 /// handles draws by the 50 move rule correctly.
1737
1738 void Position::reset_game_ply() {
1739
1740   gamePly = 0;
1741 }
1742
1743
1744 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1745 /// updating the board array, bitboards, and piece counts.
1746
1747 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1748
1749   Color c = color_of_piece(p);
1750   PieceType pt = type_of_piece(p);
1751
1752   board[s] = p;
1753   index[s] = pieceCount[c][pt];
1754   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1755
1756   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1757   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1758   set_bit(&byTypeBB[0], s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1759
1760   pieceCount[c][pt]++;
1761
1762   if (pt == KING)
1763       kingSquare[c] = s;
1764 }
1765
1766
1767 /// Position::allow_oo() gives the given side the right to castle kingside.
1768 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1769
1770 void Position::allow_oo(Color c) {
1771
1772   castleRights |= (1 + int(c));
1773 }
1774
1775
1776 /// Position::allow_ooo() gives the given side the right to castle queenside.
1777 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1778
1779 void Position::allow_ooo(Color c) {
1780
1781   castleRights |= (4 + 4*int(c));
1782 }
1783
1784
1785 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1786 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1787 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1788 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1789
1790 Key Position::compute_key() const {
1791
1792   Key result = Key(0ULL);
1793
1794   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1795       if (square_is_occupied(s))
1796           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1797
1798   if (ep_square() != SQ_NONE)
1799       result ^= zobEp[ep_square()];
1800
1801   result ^= zobCastle[castleRights];
1802   if (side_to_move() == BLACK)
1803       result ^= zobSideToMove;
1804
1805   return result;
1806 }
1807
1808
1809 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position.  The
1810 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1811 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1812 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1813 /// debug mode.
1814
1815 Key Position::compute_pawn_key() const {
1816
1817   Key result = Key(0ULL);
1818   Bitboard b;
1819   Square s;
1820
1821   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1822   {
1823       b = pawns(c);
1824       while(b)
1825       {
1826           s = pop_1st_bit(&b);
1827           result ^= zobrist[c][PAWN][s];
1828       }
1829   }
1830   return result;
1831 }
1832
1833
1834 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1835 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1836 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1837 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1838 /// debug mode.
1839
1840 Key Position::compute_material_key() const {
1841
1842   Key result = Key(0ULL);
1843   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1844       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1845       {
1846           int count = piece_count(c, pt);
1847           for (int i = 0; i <= count; i++)
1848               result ^= zobMaterial[c][pt][i];
1849       }
1850   return result;
1851 }
1852
1853
1854 /// Position::compute_mg_value() and Position::compute_eg_value() compute the
1855 /// incremental scores for the middle game and the endgame.  These functions
1856 /// are used to initialize the incremental scores when a new position is set
1857 /// up, and to verify that the scores are correctly updated by do_move
1858 /// and undo_move when the program is running in debug mode.
1859
1860 Value Position::compute_mg_value() const {
1861
1862   Value result = Value(0);
1863   Bitboard b;
1864   Square s;
1865
1866   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1867       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1868       {
1869           b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1870           while(b)
1871           {
1872               s = pop_1st_bit(&b);
1873               assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1874               result += mg_pst(c, pt, s);
1875           }
1876       }
1877   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValueMidgame / 2 : -TempoValueMidgame / 2;
1878   return result;
1879 }
1880
1881 Value Position::compute_eg_value() const {
1882
1883   Value result = Value(0);
1884   Bitboard b;
1885   Square s;
1886
1887   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1888     for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1889     {
1890         b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1891         while(b)
1892         {
1893             s = pop_1st_bit(&b);
1894             assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1895             result += eg_pst(c, pt, s);
1896         }
1897     }
1898   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValueEndgame / 2 : -TempoValueEndgame / 2;
1899   return result;
1900 }
1901
1902
1903 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1904 /// game material score for the given side.  Material scores are updated
1905 /// incrementally during the search, this function is only used while
1906 /// initializing a new Position object.
1907
1908 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1909
1910   Value result = Value(0);
1911   Square s;
1912
1913   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1914   {
1915       Bitboard b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1916       while(b)
1917       {
1918           s = pop_1st_bit(&b);
1919           assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1920           result += piece_value_midgame(pt);
1921       }
1922   }
1923   return result;
1924 }
1925
1926
1927 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1928 /// side to move is checkmated. Note that this function is currently very
1929 /// slow, and shouldn't be used frequently inside the search.
1930
1931 bool Position::is_mate() {
1932
1933   if (is_check())
1934   {
1935       MovePicker mp = MovePicker(*this, false, MOVE_NONE, MOVE_NONE,
1936                                  MOVE_NONE, MOVE_NONE, Depth(0));
1937       return mp.get_next_move() == MOVE_NONE;
1938   }
1939   return false;
1940 }
1941
1942
1943 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1944 /// repetition, or the 50 moves rule.  It does not detect stalemates, this
1945 /// must be done by the search.
1946
1947 bool Position::is_draw() const {
1948
1949   // Draw by material?
1950   if (   !pawns()
1951       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1952       return true;
1953
1954   // Draw by the 50 moves rule?
1955   if (rule50 > 100 || (rule50 == 100 && !is_check()))
1956       return true;
1957
1958   // Draw by repetition?
1959   for (int i = 2; i < Min(gamePly, rule50); i += 2)
1960       if (history[gamePly - i] == key)
1961           return true;
1962
1963   return false;
1964 }
1965
1966
1967 /// Position::has_mate_threat() tests whether a given color has a mate in one
1968 /// from the current position. This function is quite slow, but it doesn't
1969 /// matter, because it is currently only called from PV nodes, which are rare.
1970
1971 bool Position::has_mate_threat(Color c) {
1972
1973   UndoInfo u1, u2;
1974   Color stm = side_to_move();
1975
1976   // The following lines are useless and silly, but prevents gcc from
1977   // emitting a stupid warning stating that u1.lastMove and u1.epSquare might
1978   // be used uninitialized.
1979   u1.lastMove = lastMove;
1980   u1.epSquare = epSquare;
1981
1982   if (is_check())
1983       return false;
1984
1985   // If the input color is not equal to the side to move, do a null move
1986   if (c != stm)
1987       do_null_move(u1);
1988
1989   MoveStack mlist[120];
1990   int count;
1991   bool result = false;
1992
1993   // Generate legal moves
1994   count = generate_legal_moves(*this, mlist);
1995
1996   // Loop through the moves, and see if one of them is mate
1997   for (int i = 0; i < count; i++)
1998   {
1999       do_move(mlist[i].move, u2);
2000       if (is_mate())
2001           result = true;
2002
2003       undo_move(mlist[i].move, u2);
2004   }
2005
2006   // Undo null move, if necessary
2007   if (c != stm)
2008       undo_null_move(u1);
2009
2010   return result;
2011 }
2012
2013
2014 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes the
2015 /// various arrays used to compute hash keys.
2016
2017 void Position::init_zobrist() {
2018
2019   for (int i = 0; i < 2; i++)
2020       for (int j = 0; j < 8; j++)
2021           for (int k = 0; k < 64; k++)
2022               zobrist[i][j][k] = Key(genrand_int64());
2023
2024   for (int i = 0; i < 64; i++)
2025       zobEp[i] = Key(genrand_int64());
2026
2027   for (int i = 0; i < 16; i++)
2028       zobCastle[i] = genrand_int64();
2029
2030   zobSideToMove = genrand_int64();
2031
2032   for (int i = 0; i < 2; i++)
2033       for (int j = 0; j < 8; j++)
2034           for (int k = 0; k < 16; k++)
2035               zobMaterial[i][j][k] = (k > 0)? Key(genrand_int64()) : Key(0LL);
2036
2037   for (int i = 0; i < 16; i++)
2038       zobMaterial[0][KING][i] = zobMaterial[1][KING][i] = Key(0ULL);
2039 }
2040
2041
2042 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
2043 /// This is a two-step operation:  First, the white halves of the tables are
2044 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays, with a small random number
2045 /// added to each entry if the "Randomness" UCI parameter is non-zero.
2046 /// Second, the black halves of the tables are initialized by mirroring
2047 /// and changing the sign of the corresponding white scores.
2048
2049 void Position::init_piece_square_tables() {
2050
2051   int r = get_option_value_int("Randomness"), i;
2052   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2053       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
2054       {
2055           i = (r == 0)? 0 : (genrand_int32() % (r*2) - r);
2056           MgPieceSquareTable[p][s] = Value(MgPST[p][s] + i);
2057           EgPieceSquareTable[p][s] = Value(EgPST[p][s] + i);
2058       }
2059
2060   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2061       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
2062       {
2063           MgPieceSquareTable[p][s] = -MgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2064           EgPieceSquareTable[p][s] = -EgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2065       }
2066 }
2067
2068
2069 /// Position::flipped_copy() makes a copy of the input position, but with
2070 /// the white and black sides reversed.  This is only useful for debugging,
2071 /// especially for finding evaluation symmetry bugs.
2072
2073 void Position::flipped_copy(const Position &pos) {
2074
2075   assert(pos.is_ok());
2076
2077   clear();
2078
2079   // Board
2080   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2081       if (!pos.square_is_empty(s))
2082           put_piece(Piece(int(pos.piece_on(s)) ^ 8), flip_square(s));
2083
2084   // Side to move
2085   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
2086
2087   // Castling rights
2088   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  allow_oo(BLACK);
2089   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) allow_ooo(BLACK);
2090   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  allow_oo(WHITE);
2091   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) allow_ooo(WHITE);
2092
2093   initialKFile  = pos.initialKFile;
2094   initialKRFile = pos.initialKRFile;
2095   initialQRFile = pos.initialQRFile;
2096
2097   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
2098       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
2099
2100   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
2101   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
2102   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
2103   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
2104   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
2105   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
2106
2107   // En passant square
2108   if (pos.epSquare != SQ_NONE)
2109       epSquare = flip_square(pos.epSquare);
2110
2111   // Checkers
2112   find_checkers();
2113
2114   // Hash keys
2115   key = compute_key();
2116   pawnKey = compute_pawn_key();
2117   materialKey = compute_material_key();
2118
2119   // Incremental scores
2120   mgValue = compute_mg_value();
2121   egValue = compute_eg_value();
2122
2123   // Material
2124   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
2125   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
2126
2127   assert(is_ok());
2128 }
2129
2130
2131 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
2132 /// This is meant to be helpful when debugging.
2133
2134 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
2135
2136   // What features of the position should be verified?
2137   static const bool debugBitboards = false;
2138   static const bool debugKingCount = false;
2139   static const bool debugKingCapture = false;
2140   static const bool debugCheckerCount = false;
2141   static const bool debugKey = false;
2142   static const bool debugMaterialKey = false;
2143   static const bool debugPawnKey = false;
2144   static const bool debugIncrementalEval = false;
2145   static const bool debugNonPawnMaterial = false;
2146   static const bool debugPieceCounts = false;
2147   static const bool debugPieceList = false;
2148
2149   if (failedStep) *failedStep = 1;
2150
2151   // Side to move OK?
2152   if (!color_is_ok(side_to_move()))
2153       return false;
2154
2155   // Are the king squares in the position correct?
2156   if (failedStep) (*failedStep)++;
2157   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
2158       return false;
2159
2160   if (failedStep) (*failedStep)++;
2161   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
2162       return false;
2163
2164   // Castle files OK?
2165   if (failedStep) (*failedStep)++;
2166   if (!file_is_ok(initialKRFile))
2167       return false;
2168
2169   if (!file_is_ok(initialQRFile))
2170       return false;
2171
2172   // Do both sides have exactly one king?
2173   if (failedStep) (*failedStep)++;
2174   if (debugKingCount)
2175   {
2176       int kingCount[2] = {0, 0};
2177       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2178           if (type_of_piece_on(s) == KING)
2179               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
2180
2181       if(kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
2182           return false;
2183   }
2184
2185   // Can the side to move capture the opponent's king?
2186   if (failedStep) (*failedStep)++;
2187   if (debugKingCapture)
2188   {
2189       Color us = side_to_move();
2190       Color them = opposite_color(us);
2191       Square ksq = king_square(them);
2192       if (square_is_attacked(ksq, us))
2193           return false;
2194   }
2195
2196   // Is there more than 2 checkers?
2197   if (failedStep) (*failedStep)++;
2198   if (debugCheckerCount && count_1s(checkersBB) > 2)
2199       return false;
2200
2201   // Bitboards OK?
2202   if (failedStep) (*failedStep)++;
2203   if (debugBitboards)
2204   {
2205       // The intersection of the white and black pieces must be empty
2206       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
2207           return false;
2208
2209       // The union of the white and black pieces must be equal to all
2210       // occupied squares
2211       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
2212           return false;
2213
2214       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
2215       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
2216           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
2217               if (p1 != p2 && (pieces_of_type(p1) & pieces_of_type(p2)))
2218                   return false;
2219   }
2220
2221   // En passant square OK?
2222   if (failedStep) (*failedStep)++;
2223   if (ep_square() != SQ_NONE)
2224   {
2225       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
2226       // side to move.
2227       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2228           return false;
2229   }
2230
2231   // Hash key OK?
2232   if (failedStep) (*failedStep)++;
2233   if (debugKey && key != compute_key())
2234       return false;
2235
2236   // Pawn hash key OK?
2237   if (failedStep) (*failedStep)++;
2238   if (debugPawnKey && pawnKey != compute_pawn_key())
2239       return false;
2240
2241   // Material hash key OK?
2242   if (failedStep) (*failedStep)++;
2243   if (debugMaterialKey && materialKey != compute_material_key())
2244       return false;
2245
2246   // Incremental eval OK?
2247   if (failedStep) (*failedStep)++;
2248   if (debugIncrementalEval)
2249   {
2250       if (mgValue != compute_mg_value())
2251           return false;
2252   
2253       if (egValue != compute_eg_value())
2254           return false;
2255   }
2256
2257   // Non-pawn material OK?
2258   if (failedStep) (*failedStep)++;
2259   if (debugNonPawnMaterial)
2260   {
2261       if(npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2262           return false;
2263
2264       if(npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2265           return false;
2266   }
2267
2268   // Piece counts OK?
2269   if (failedStep) (*failedStep)++;
2270   if (debugPieceCounts)
2271       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2272           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2273               if (pieceCount[c][pt] != count_1s(pieces_of_color_and_type(c, pt)))
2274                   return false;
2275
2276   if (failedStep) (*failedStep)++;
2277   if (debugPieceList)
2278   {
2279       for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2280           for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2281               for(int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2282               {
2283                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != piece_of_color_and_type(c, pt))
2284                       return false;
2285
2286                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2287                       return false;
2288               }
2289   }
2290   if (failedStep) *failedStep = 0;
2291   return true;
2292 }