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