]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/position.cpp
Use do_move_bb() helpers when doing a castle
[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) 2008-2009 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 <cstring>
27 #include <fstream>
28 #include <iostream>
29
30 #include "bitcount.h"
31 #include "mersenne.h"
32 #include "movegen.h"
33 #include "movepick.h"
34 #include "position.h"
35 #include "psqtab.h"
36 #include "san.h"
37 #include "ucioption.h"
38
39 using std::string;
40
41
42 ////
43 //// Variables
44 ////
45
46 int Position::castleRightsMask[64];
47
48 Key Position::zobrist[2][8][64];
49 Key Position::zobEp[64];
50 Key Position::zobCastle[16];
51 Key Position::zobMaterial[2][8][16];
52 Key Position::zobSideToMove;
53
54 Value Position::MgPieceSquareTable[16][64];
55 Value Position::EgPieceSquareTable[16][64];
56
57 static bool RequestPending = false;
58
59 ////
60 //// Functions
61 ////
62
63 /// Constructors
64
65 Position::Position(const Position& pos) {
66   copy(pos);
67 }
68
69 Position::Position(const string& fen) {
70   from_fen(fen);
71 }
72
73
74 /// Position::from_fen() initializes the position object with the given FEN
75 /// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
76 /// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
77
78 void Position::from_fen(const string& fen) {
79
80   static const string pieceLetters = "KQRBNPkqrbnp";
81   static const Piece pieces[] = { WK, WQ, WR, WB, WN, WP, BK, BQ, BR, BB, BN, BP };
82
83   clear();
84
85   // Board
86   Rank rank = RANK_8;
87   File file = FILE_A;
88   size_t i = 0;
89   for ( ; fen[i] != ' '; i++)
90   {
91       if (isdigit(fen[i]))
92       {
93           // Skip the given number of files
94           file += (fen[i] - '1' + 1);
95           continue;
96       }
97       else if (fen[i] == '/')
98       {
99           file = FILE_A;
100           rank--;
101           continue;
102       }
103       size_t idx = pieceLetters.find(fen[i]);
104       if (idx == string::npos)
105       {
106            std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
107            return;
108       }
109       Square square = make_square(file, rank);
110       put_piece(pieces[idx], square);
111       file++;
112   }
113
114   // Side to move
115   i++;
116   if (fen[i] != 'w' && fen[i] != 'b')
117   {
118       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
119       return;
120   }
121   sideToMove = (fen[i] == 'w' ? WHITE : BLACK);
122
123   // Castling rights
124   i++;
125   if (fen[i] != ' ')
126   {
127       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
128       return;
129   }
130
131   i++;
132   while(strchr("KQkqabcdefghABCDEFGH-", fen[i])) {
133     if (fen[i] == '-')
134     {
135       i++;
136       break;
137     }
138     else if(fen[i] == 'K') allow_oo(WHITE);
139     else if(fen[i] == 'Q') allow_ooo(WHITE);
140     else if(fen[i] == 'k') allow_oo(BLACK);
141     else if(fen[i] == 'q') allow_ooo(BLACK);
142     else if(fen[i] >= 'A' && fen[i] <= 'H') {
143       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
144       for(Square square = SQ_B1; square <= SQ_G1; square++)
145         if(piece_on(square) == WK)
146           kingFile = square_file(square);
147       if(kingFile == FILE_NONE) {
148         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
149         return;
150       }
151       initialKFile = kingFile;
152       rookFile = File(fen[i] - 'A') + FILE_A;
153       if(rookFile < initialKFile) {
154         allow_ooo(WHITE);
155         initialQRFile = rookFile;
156       }
157       else {
158         allow_oo(WHITE);
159         initialKRFile = rookFile;
160       }
161     }
162     else if(fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h') {
163       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
164       for(Square square = SQ_B8; square <= SQ_G8; square++)
165         if(piece_on(square) == BK)
166           kingFile = square_file(square);
167       if(kingFile == FILE_NONE) {
168         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
169         return;
170       }
171       initialKFile = kingFile;
172       rookFile = File(fen[i] - 'a') + FILE_A;
173       if(rookFile < initialKFile) {
174         allow_ooo(BLACK);
175         initialQRFile = rookFile;
176       }
177       else {
178         allow_oo(BLACK);
179         initialKRFile = rookFile;
180       }
181     }
182     else {
183       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
184       return;
185     }
186     i++;
187   }
188
189   // Skip blanks
190   while (fen[i] == ' ')
191       i++;
192
193   // En passant square
194   if (    i <= fen.length() - 2
195       && (fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h')
196       && (fen[i+1] == '3' || fen[i+1] == '6'))
197       st->epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
198
199   // Various initialisation
200   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
201       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
202
203   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO|WHITE_OOO);
204   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO|BLACK_OOO);
205   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
206   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
207   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
208   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
209
210   find_checkers();
211
212   st->key = compute_key();
213   st->pawnKey = compute_pawn_key();
214   st->materialKey = compute_material_key();
215   st->mgValue = compute_value<MidGame>();
216   st->egValue = compute_value<EndGame>();
217   st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
218   st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
219 }
220
221
222 /// Position::to_fen() converts the position object to a FEN string. This is
223 /// probably only useful for debugging.
224
225 const string Position::to_fen() const {
226
227   static const string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
228   string fen;
229   int skip;
230
231   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
232   {
233       skip = 0;
234       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
235       {
236           Square sq = make_square(file, rank);
237           if (!square_is_occupied(sq))
238           {   skip++;
239               continue;
240           }
241           if (skip > 0)
242           {
243               fen += (char)skip + '0';
244               skip = 0;
245           }
246           fen += pieceLetters[piece_on(sq)];
247       }
248       if (skip > 0)
249           fen += (char)skip + '0';
250
251       fen += (rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
252   }
253   fen += (sideToMove == WHITE ? "w " : "b ");
254   if (st->castleRights != NO_CASTLES)
255   {
256     if (can_castle_kingside(WHITE))  fen += 'K';
257     if (can_castle_queenside(WHITE)) fen += 'Q';
258     if (can_castle_kingside(BLACK))  fen += 'k';
259     if (can_castle_queenside(BLACK)) fen += 'q';
260   } else
261       fen += '-';
262
263   fen += ' ';
264   if (ep_square() != SQ_NONE)
265       fen += square_to_string(ep_square());
266   else
267       fen += '-';
268
269   return fen;
270 }
271
272
273 /// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
274 /// the standard output. If a move is given then also the san is print.
275
276 void Position::print(Move m) const {
277
278   static const string pieceLetters = " PNBRQK  PNBRQK .";
279
280   // Check for reentrancy, as example when called from inside
281   // MovePicker that is used also here in move_to_san()
282   if (RequestPending)
283       return;
284
285   RequestPending = true;
286
287   std::cout << std::endl;
288   if (m != MOVE_NONE)
289   {
290       string col = (color_of_piece_on(move_from(m)) == BLACK ? ".." : "");
291       std::cout << "Move is: " << col << move_to_san(*this, m) << std::endl;
292   }
293   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
294   {
295       std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
296       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
297       {
298           Square sq = make_square(file, rank);
299           Piece piece = piece_on(sq);
300           if (piece == EMPTY && square_color(sq) == WHITE)
301               piece = NO_PIECE;
302
303           char col = (color_of_piece_on(sq) == BLACK ? '=' : ' ');
304           std::cout << '|' << col << pieceLetters[piece] << col;
305       }
306       std::cout << '|' << std::endl;
307   }
308   std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl
309             << "Fen is: " << to_fen() << std::endl
310             << "Key is: " << st->key << std::endl;
311
312   RequestPending = false;
313 }
314
315
316 /// Position::copy() creates a copy of the input position.
317
318 void Position::copy(const Position& pos) {
319
320   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
321   saveState(); // detach and copy state info
322 }
323
324
325 /// Position:hidden_checkers<>() returns a bitboard of all pinned (against the
326 /// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
327 /// template parameter FindPinned is false, the pieces of the given color
328 /// candidate for a discovery check against the enemy king.
329 /// Note that checkersBB bitboard must be already updated.
330
331 template<bool FindPinned>
332 Bitboard Position::hidden_checkers(Color c) const {
333
334   Bitboard pinners, result = EmptyBoardBB;
335
336   // Pinned pieces protect our king, dicovery checks attack
337   // the enemy king.
338   Square ksq = king_square(FindPinned ? c : opposite_color(c));
339
340   // Pinners are sliders, not checkers, that give check when
341   // candidate pinned is removed.
342   pinners =  (rooks_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq])
343            | (bishops_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq]);
344
345   if (FindPinned && pinners)
346       pinners &= ~st->checkersBB;
347
348   while (pinners)
349   {
350       Square s = pop_1st_bit(&pinners);
351       Bitboard b = squares_between(s, ksq) & occupied_squares();
352
353       assert(b);
354
355       if (  !(b & (b - 1)) // Only one bit set?
356           && (b & pieces_of_color(c))) // Is an our piece?
357           result |= b;
358   }
359   return result;
360 }
361
362
363 /// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
364 /// king) pieces for the given color.
365
366 Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
367
368   return hidden_checkers<true>(c);
369 }
370
371
372 /// Position:discovered_check_candidates() returns a bitboard containing all
373 /// pieces for the given side which are candidates for giving a discovered
374 /// check.
375
376 Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
377
378   return hidden_checkers<false>(c);
379 }
380
381 /// Position::attacks_to() computes a bitboard containing all pieces which
382 /// attacks a given square.
383
384 Bitboard Position::attacks_to(Square s) const {
385
386   return  (pawn_attacks(BLACK, s)   & pawns(WHITE))
387         | (pawn_attacks(WHITE, s)   & pawns(BLACK))
388         | (piece_attacks<KNIGHT>(s) & pieces_of_type(KNIGHT))
389         | (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens())
390         | (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens())
391         | (piece_attacks<KING>(s)   & pieces_of_type(KING));
392 }
393
394 /// Position::piece_attacks_square() tests whether the piece on square f
395 /// attacks square t.
396
397 bool Position::piece_attacks_square(Piece p, Square f, Square t) const {
398
399   assert(square_is_ok(f));
400   assert(square_is_ok(t));
401
402   switch (p)
403   {
404   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, f, t);
405   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, f, t);
406   case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(f, t);
407   case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(f, t);
408   case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(f, t);
409   case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(f, t);
410   case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(f, t);
411   default: break;
412   }
413   return false;
414 }
415
416
417 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
418 /// position attacks a given square.
419
420 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
421
422   assert(move_is_ok(m));
423   assert(square_is_ok(s));
424
425   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
426
427   assert(square_is_occupied(f));
428
429   if (piece_attacks_square(piece_on(f), t, s))
430       return true;
431
432   // Move the piece and scan for X-ray attacks behind it
433   Bitboard occ = occupied_squares();
434   Color us = color_of_piece_on(f);
435   clear_bit(&occ, f);
436   set_bit(&occ, t);
437   Bitboard xray = ( (rook_attacks_bb(s, occ) & rooks_and_queens())
438                    |(bishop_attacks_bb(s, occ) & bishops_and_queens())) & pieces_of_color(us);
439
440   // If we have attacks we need to verify that are caused by our move
441   // and are not already existent ones.
442   return xray && (xray ^ (xray & piece_attacks<QUEEN>(s)));
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   Color us = side_to_move();
455   st->checkersBB = attacks_to(king_square(us), opposite_color(us));
456 }
457
458
459 /// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal
460
461 bool Position::pl_move_is_legal(Move m) const {
462
463   // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
464   // check evasion generator only generates true legal moves.
465   return is_check() || pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(side_to_move()));
466 }
467
468 bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
469
470   assert(is_ok());
471   assert(move_is_ok(m));
472   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
473   assert(!is_check());
474
475   // Castling moves are checked for legality during move generation.
476   if (move_is_castle(m))
477       return true;
478
479   Color us = side_to_move();
480   Square from = move_from(m);
481   Square ksq = king_square(us);
482
483   assert(color_of_piece_on(from) == us);
484   assert(piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
485
486   // En passant captures are a tricky special case.  Because they are
487   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
488   // after the move is made
489   if (move_is_ep(m))
490   {
491       Color them = opposite_color(us);
492       Square to = move_to(m);
493       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
494       Bitboard b = occupied_squares();
495
496       assert(to == ep_square());
497       assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
498       assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
499       assert(piece_on(to) == EMPTY);
500
501       clear_bit(&b, from);
502       clear_bit(&b, capsq);
503       set_bit(&b, to);
504
505       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(them))
506             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(them));
507   }
508
509   // If the moving piece is a king, check whether the destination
510   // square is attacked by the opponent.
511   if (from == ksq)
512       return !(square_is_attacked(move_to(m), opposite_color(us)));
513
514   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
515   // is moving along the ray towards or away from the king.
516   return (   !pinned
517           || !bit_is_set(pinned, from)
518           || (direction_between_squares(from, ksq) == direction_between_squares(move_to(m), ksq)));
519 }
520
521
522 /// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
523
524 bool Position::move_is_check(Move m) const {
525
526   Bitboard dc = discovered_check_candidates(side_to_move());
527   return move_is_check(m, dc);
528 }
529
530 bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
531
532   assert(is_ok());
533   assert(move_is_ok(m));
534   assert(dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
535
536   Color us = side_to_move();
537   Color them = opposite_color(us);
538   Square from = move_from(m);
539   Square to = move_to(m);
540   Square ksq = king_square(them);
541
542   assert(color_of_piece_on(from) == us);
543   assert(piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(them, KING));
544
545   // Proceed according to the type of the moving piece
546   switch (type_of_piece_on(from))
547   {
548   case PAWN:
549
550       if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to)) // Normal check?
551           return true;
552
553       if (   dcCandidates // Discovered check?
554           && bit_is_set(dcCandidates, from)
555           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
556           return true;
557
558       if (move_is_promotion(m)) // Promotion with check?
559       {
560           Bitboard b = occupied_squares();
561           clear_bit(&b, from);
562
563           switch (move_promotion_piece(m))
564           {
565           case KNIGHT:
566               return bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(to), ksq);
567           case BISHOP:
568               return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ksq);
569           case ROOK:
570               return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ksq);
571           case QUEEN:
572               return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ksq);
573           default:
574               assert(false);
575           }
576       }
577       // En passant capture with check?  We have already handled the case
578       // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
579       // need to handle is the unusual case of a discovered check through the
580       // captured pawn.
581       else if (move_is_ep(m))
582       {
583           Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
584           Bitboard b = occupied_squares();
585           clear_bit(&b, from);
586           clear_bit(&b, capsq);
587           set_bit(&b, to);
588           return  (rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(us))
589                 ||(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(us));
590       }
591       return false;
592
593   // Test discovered check and normal check according to piece type
594   case KNIGHT:
595     return   (dcCandidates && bit_is_set(dcCandidates, from))
596           || bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to);
597
598   case BISHOP:
599     return   (dcCandidates && bit_is_set(dcCandidates, from))
600           || (direction_is_diagonal(ksq, to) && bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to));
601
602   case ROOK:
603     return   (dcCandidates && bit_is_set(dcCandidates, from))
604           || (direction_is_straight(ksq, to) && bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to));
605
606   case QUEEN:
607       // Discovered checks are impossible!
608       assert(!bit_is_set(dcCandidates, from));
609       return (   (direction_is_straight(ksq, to) && bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to))
610               || (direction_is_diagonal(ksq, to) && bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to)));
611
612   case KING:
613       // Discovered check?
614       if (   bit_is_set(dcCandidates, from)
615           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
616           return true;
617
618       // Castling with check?
619       if (move_is_castle(m))
620       {
621           Square kfrom, kto, rfrom, rto;
622           Bitboard b = occupied_squares();
623           kfrom = from;
624           rfrom = to;
625
626           if (rfrom > kfrom)
627           {
628               kto = relative_square(us, SQ_G1);
629               rto = relative_square(us, SQ_F1);
630           } else {
631               kto = relative_square(us, SQ_C1);
632               rto = relative_square(us, SQ_D1);
633           }
634           clear_bit(&b, kfrom);
635           clear_bit(&b, rfrom);
636           set_bit(&b, rto);
637           set_bit(&b, kto);
638           return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ksq);
639       }
640       return false;
641
642   default: // NO_PIECE_TYPE
643       break;
644   }
645   assert(false);
646   return false;
647 }
648
649
650 /// Position::update_checkers() udpates chekers info given the move. It is called
651 /// in do_move() and is faster then find_checkers().
652
653 template<PieceType Piece>
654 inline void Position::update_checkers(Bitboard* pCheckersBB, Square ksq, Square from,
655                                       Square to, Bitboard dcCandidates) {
656
657   const bool Bishop = (Piece == QUEEN || Piece == BISHOP);
658   const bool Rook   = (Piece == QUEEN || Piece == ROOK);
659   const bool Slider = Bishop || Rook;
660
661   // Direct checks
662   if (  (   (Bishop && bit_is_set(BishopPseudoAttacks[ksq], to))
663          || (Rook   && bit_is_set(RookPseudoAttacks[ksq], to)))
664       && bit_is_set(piece_attacks<Piece>(ksq), to)) // slow, try to early skip
665       set_bit(pCheckersBB, to);
666
667   else if (   Piece != KING
668            && !Slider
669            && bit_is_set(piece_attacks<Piece>(ksq), to))
670       set_bit(pCheckersBB, to);
671
672   // Discovery checks
673   if (Piece != QUEEN && bit_is_set(dcCandidates, from))
674   {
675       if (Piece != ROOK)
676           (*pCheckersBB) |= (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(side_to_move()));
677
678       if (Piece != BISHOP)
679           (*pCheckersBB) |= (piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(side_to_move()));
680   }
681 }
682
683
684 /// Position::do_move() makes a move, and saves all information necessary
685 /// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal.
686 /// Pseudo-legal moves should be filtered out before this function is called.
687
688 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
689
690   do_move(m, newSt, discovered_check_candidates(side_to_move()));
691 }
692
693 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, Bitboard dcCandidates) {
694
695   assert(is_ok());
696   assert(move_is_ok(m));
697
698   // Copy some fields of old state to our new StateInfo object except the
699   // ones which are recalculated from scratch anyway, then switch our state
700   // pointer to point to the new, ready to be updated, state.
701   struct ReducedStateInfo {
702     Key key, pawnKey, materialKey;
703     int castleRights, rule50;
704     Square epSquare;
705     Value mgValue, egValue;
706     Value npMaterial[2];
707   };
708
709   memcpy(&newSt, st, sizeof(ReducedStateInfo));
710   newSt.capture = NO_PIECE_TYPE;
711   newSt.previous = st;
712   st = &newSt;
713
714   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
715   // detect repetition draws.
716   history[gamePly] = st->key;
717
718   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
719   // case of non-reversible moves is taken care of later.
720   st->rule50++;
721
722   if (move_is_castle(m))
723       do_castle_move(m);
724   else if (move_is_promotion(m))
725       do_promotion_move(m);
726   else if (move_is_ep(m))
727       do_ep_move(m);
728   else
729   {
730     Color us = side_to_move();
731     Color them = opposite_color(us);
732     Square from = move_from(m);
733     Square to = move_to(m);
734
735     assert(color_of_piece_on(from) == us);
736     assert(color_of_piece_on(to) == them || piece_on(to) == EMPTY);
737
738     Piece piece = piece_on(from);
739     PieceType pt = type_of_piece(piece);
740
741     st->capture = type_of_piece_on(to);
742
743     if (st->capture)
744       do_capture_move(st->capture, them, to);
745
746     // Move the piece
747     Bitboard move_bb = make_move_bb(from, to);
748     do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
749     do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
750     do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
751
752     board[to] = board[from];
753     board[from] = EMPTY;
754
755     // Update hash key
756     st->key ^= zobrist[us][pt][from] ^ zobrist[us][pt][to];
757
758     // Update incremental scores
759     st->mgValue += pst_delta<MidGame>(piece, from, to);
760     st->egValue += pst_delta<EndGame>(piece, from, to);
761
762     // If the moving piece was a king, update the king square
763     if (pt == KING)
764         kingSquare[us] = to;
765
766     // Reset en passant square
767     if (st->epSquare != SQ_NONE)
768     {
769         st->key ^= zobEp[st->epSquare];
770         st->epSquare = SQ_NONE;
771     }
772
773     // If the moving piece was a pawn do some special extra work
774     if (pt == PAWN)
775     {
776         // Reset rule 50 draw counter
777         st->rule50 = 0;
778
779         // Update pawn hash key
780         st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
781
782         // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
783         if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
784         {
785             if (   (us == WHITE && (pawn_attacks(WHITE, from + DELTA_N) & pawns(BLACK)))
786                 || (us == BLACK && (pawn_attacks(BLACK, from + DELTA_S) & pawns(WHITE))))
787             {
788                 st->epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
789                 st->key ^= zobEp[st->epSquare];
790             }
791         }
792     }
793
794     // Update piece lists
795     pieceList[us][pt][index[from]] = to;
796     index[to] = index[from];
797
798     // Update castle rights, try to shortcut a common case
799     if ((castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to]) != ALL_CASTLES)
800     {
801         st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
802         st->castleRights &= castleRightsMask[from];
803         st->castleRights &= castleRightsMask[to];
804         st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
805     }
806
807     // Update checkers bitboard, piece must be already moved
808     st->checkersBB = EmptyBoardBB;
809     Square ksq = king_square(them);
810     switch (pt)
811     {
812     case PAWN:   update_checkers<PAWN>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
813     case KNIGHT: update_checkers<KNIGHT>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates); break;
814     case BISHOP: update_checkers<BISHOP>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates); break;
815     case ROOK:   update_checkers<ROOK>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
816     case QUEEN:  update_checkers<QUEEN>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);  break;
817     case KING:   update_checkers<KING>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
818     default: assert(false); break;
819     }
820   }
821
822   // Finish
823   st->key ^= zobSideToMove;
824   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
825   gamePly++;
826
827   st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
828   st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
829
830   assert(is_ok());
831 }
832
833
834 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
835 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
836
837 void Position::do_capture_move(PieceType capture, Color them, Square to) {
838
839     assert(capture != KING);
840
841     // Remove captured piece
842     clear_bit(&(byColorBB[them]), to);
843     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
844     clear_bit(&(byTypeBB[0]), to);
845
846     // Update hash key
847     st->key ^= zobrist[them][capture][to];
848
849     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key
850     if (capture == PAWN)
851         st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][to];
852
853     // Update incremental scores
854     st->mgValue -= pst<MidGame>(them, capture, to);
855     st->egValue -= pst<EndGame>(them, capture, to);
856
857     // Update material
858     if (capture != PAWN)
859         st->npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
860
861     // Update material hash key
862     st->materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
863
864     // Update piece count
865     pieceCount[them][capture]--;
866
867     // Update piece list
868     pieceList[them][capture][index[to]] = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
869     index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
870
871     // Reset rule 50 counter
872     st->rule50 = 0;
873 }
874
875
876 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
877 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
878 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
879 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
880
881 void Position::do_castle_move(Move m) {
882
883   assert(is_ok());
884   assert(move_is_ok(m));
885   assert(move_is_castle(m));
886
887   Color us = side_to_move();
888   Color them = opposite_color(us);
889
890   // Find source squares for king and rook
891   Square kfrom = move_from(m);
892   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
893   Square kto, rto;
894
895   assert(piece_on(kfrom) == piece_of_color_and_type(us, KING));
896   assert(piece_on(rfrom) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
897
898   // Find destination squares for king and rook
899   if (rfrom > kfrom) // O-O
900   {
901       kto = relative_square(us, SQ_G1);
902       rto = relative_square(us, SQ_F1);
903   } else { // O-O-O
904       kto = relative_square(us, SQ_C1);
905       rto = relative_square(us, SQ_D1);
906   }
907
908   // Move the pieces
909   Bitboard kmove_bb = make_move_bb(kfrom, kto);
910   do_move_bb(&(byColorBB[us]), kmove_bb);
911   do_move_bb(&(byTypeBB[KING]), kmove_bb);
912   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), kmove_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
913
914   Bitboard rmove_bb = make_move_bb(rfrom, rto);
915   do_move_bb(&(byColorBB[us]), rmove_bb);
916   do_move_bb(&(byTypeBB[ROOK]), rmove_bb);
917   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), rmove_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
918
919   // Update board array
920   Piece king = piece_of_color_and_type(us, KING);
921   Piece rook = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
922   board[kfrom] = board[rfrom] = EMPTY;
923   board[kto] = king;
924   board[rto] = rook;
925
926   // Update king square
927   kingSquare[us] = kto;
928
929   // Update piece lists
930   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
931   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
932   int tmp = index[rfrom];
933   index[kto] = index[kfrom];
934   index[rto] = tmp;
935
936   // Update incremental scores
937   st->mgValue += pst_delta<MidGame>(king, kfrom, kto);
938   st->egValue += pst_delta<EndGame>(king, kfrom, kto);
939   st->mgValue += pst_delta<MidGame>(rook, rfrom, rto);
940   st->egValue += pst_delta<EndGame>(rook, rfrom, rto);
941
942   // Update hash key
943   st->key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
944   st->key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
945
946   // Clear en passant square
947   if (st->epSquare != SQ_NONE)
948   {
949       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
950       st->epSquare = SQ_NONE;
951   }
952
953   // Update castling rights
954   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
955   st->castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
956   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
957
958   // Reset rule 50 counter
959   st->rule50 = 0;
960
961   // Update checkers BB
962   st->checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
963 }
964
965
966 /// Position::do_promotion_move() is a private method used to make a promotion
967 /// move. It is called from the main Position::do_move function.
968
969 void Position::do_promotion_move(Move m) {
970
971   Color us, them;
972   Square from, to;
973   PieceType promotion;
974
975   assert(is_ok());
976   assert(move_is_ok(m));
977   assert(move_is_promotion(m));
978
979   us = side_to_move();
980   them = opposite_color(us);
981   from = move_from(m);
982   to = move_to(m);
983
984   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
985   assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
986   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
987
988   st->capture = type_of_piece_on(to);
989
990   if (st->capture)
991       do_capture_move(st->capture, them, to);
992
993   // Remove pawn
994   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
995   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
996   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
997   board[from] = EMPTY;
998
999   // Insert promoted piece
1000   promotion = move_promotion_piece(m);
1001   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1002   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1003   set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1004   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1005   board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
1006
1007   // Update hash key
1008   st->key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][promotion][to];
1009
1010   // Update pawn hash key
1011   st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from];
1012
1013   // Update material key
1014   st->materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1015   st->materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
1016
1017   // Update piece counts
1018   pieceCount[us][PAWN]--;
1019   pieceCount[us][promotion]++;
1020
1021   // Update piece lists
1022   pieceList[us][PAWN][index[from]] = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1023   index[pieceList[us][PAWN][index[from]]] = index[from];
1024   pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1] = to;
1025   index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1026
1027   // Update incremental scores
1028   st->mgValue -= pst<MidGame>(us, PAWN, from);
1029   st->mgValue += pst<MidGame>(us, promotion, to);
1030   st->egValue -= pst<EndGame>(us, PAWN, from);
1031   st->egValue += pst<EndGame>(us, promotion, to);
1032
1033   // Update material
1034   st->npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
1035
1036   // Clear the en passant square
1037   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1038   {
1039       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1040       st->epSquare = SQ_NONE;
1041   }
1042
1043   // Update castle rights
1044   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1045   st->castleRights &= castleRightsMask[to];
1046   st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
1047
1048   // Reset rule 50 counter
1049   st->rule50 = 0;
1050
1051   // Update checkers BB
1052   st->checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1053 }
1054
1055
1056 /// Position::do_ep_move() is a private method used to make an en passant
1057 /// capture. It is called from the main Position::do_move function.
1058
1059 void Position::do_ep_move(Move m) {
1060
1061   Color us, them;
1062   Square from, to, capsq;
1063
1064   assert(is_ok());
1065   assert(move_is_ok(m));
1066   assert(move_is_ep(m));
1067
1068   us = side_to_move();
1069   them = opposite_color(us);
1070   from = move_from(m);
1071   to = move_to(m);
1072   capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1073
1074   assert(to == st->epSquare);
1075   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1076   assert(piece_on(to) == EMPTY);
1077   assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
1078   assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
1079
1080   // Remove captured pawn
1081   clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1082   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1083   clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1084   board[capsq] = EMPTY;
1085
1086   // Move capturing pawn
1087   Bitboard move_bb = make_move_bb(from, to);
1088   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
1089   do_move_bb(&(byTypeBB[PAWN]), move_bb);
1090   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1091   board[to] = board[from];
1092   board[from] = EMPTY;
1093
1094   // Update material hash key
1095   st->materialKey ^= zobMaterial[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1096
1097   // Update piece count
1098   pieceCount[them][PAWN]--;
1099
1100   // Update piece list
1101   pieceList[us][PAWN][index[from]] = to;
1102   index[to] = index[from];
1103   pieceList[them][PAWN][index[capsq]] = pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1104   index[pieceList[them][PAWN][index[capsq]]] = index[capsq];
1105
1106   // Update hash key
1107   st->key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1108   st->key ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1109   st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1110
1111   // Update pawn hash key
1112   st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1113   st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1114
1115   // Update incremental scores
1116   Piece pawn = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1117   st->mgValue += pst_delta<MidGame>(pawn, from, to);
1118   st->egValue += pst_delta<EndGame>(pawn, from, to);
1119   st->mgValue -= pst<MidGame>(them, PAWN, capsq);
1120   st->egValue -= pst<EndGame>(them, PAWN, capsq);
1121
1122   // Reset en passant square
1123   st->epSquare = SQ_NONE;
1124
1125   // Reset rule 50 counter
1126   st->rule50 = 0;
1127
1128   // Update checkers BB
1129   st->checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1130 }
1131
1132
1133 /// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
1134 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.
1135
1136 void Position::undo_move(Move m) {
1137
1138   assert(is_ok());
1139   assert(move_is_ok(m));
1140
1141   gamePly--;
1142   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1143
1144   if (move_is_castle(m))
1145       undo_castle_move(m);
1146   else if (move_is_promotion(m))
1147       undo_promotion_move(m);
1148   else if (move_is_ep(m))
1149       undo_ep_move(m);
1150   else
1151   {
1152       Color us, them;
1153       Square from, to;
1154       PieceType piece;
1155
1156       us = side_to_move();
1157       them = opposite_color(us);
1158       from = move_from(m);
1159       to = move_to(m);
1160
1161       assert(piece_on(from) == EMPTY);
1162       assert(color_of_piece_on(to) == us);
1163
1164       // Put the piece back at the source square
1165       Bitboard move_bb = make_move_bb(to, from);
1166       piece = type_of_piece_on(to);
1167       do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
1168       do_move_bb(&(byTypeBB[piece]), move_bb);
1169       do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1170       board[from] = piece_of_color_and_type(us, piece);
1171
1172       // If the moving piece was a king, update the king square
1173       if (piece == KING)
1174           kingSquare[us] = from;
1175
1176       // Update piece list
1177       pieceList[us][piece][index[to]] = from;
1178       index[from] = index[to];
1179
1180       if (st->capture)
1181       {
1182           assert(st->capture != KING);
1183
1184           // Restore the captured piece
1185           set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1186           set_bit(&(byTypeBB[st->capture]), to);
1187           set_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1188           board[to] = piece_of_color_and_type(them, st->capture);
1189
1190           // Update piece list
1191           pieceList[them][st->capture][pieceCount[them][st->capture]] = to;
1192           index[to] = pieceCount[them][st->capture];
1193
1194           // Update piece count
1195           pieceCount[them][st->capture]++;
1196       } else
1197           board[to] = EMPTY;
1198   }
1199
1200   // Finally point our state pointer back to the previous state
1201   st = st->previous;
1202
1203   assert(is_ok());
1204 }
1205
1206
1207 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1208 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1209 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1210 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1211
1212 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1213
1214   assert(move_is_ok(m));
1215   assert(move_is_castle(m));
1216
1217   // When we have arrived here, some work has already been done by
1218   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1219   // so the code below is correct.
1220   Color us = side_to_move();
1221
1222   // Find source squares for king and rook
1223   Square kfrom = move_from(m);
1224   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1225   Square kto, rto;
1226
1227   // Find destination squares for king and rook
1228   if (rfrom > kfrom) // O-O
1229   {
1230       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1231       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1232   } else { // O-O-O
1233       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1234       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1235   }
1236
1237   assert(piece_on(kto) == piece_of_color_and_type(us, KING));
1238   assert(piece_on(rto) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
1239
1240   // Put the pieces back at the source square
1241   Bitboard kmove_bb = make_move_bb(kto, kfrom);
1242   do_move_bb(&(byColorBB[us]), kmove_bb);
1243   do_move_bb(&(byTypeBB[KING]), kmove_bb);
1244   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), kmove_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1245
1246   Bitboard rmove_bb = make_move_bb(rto, rfrom);
1247   do_move_bb(&(byColorBB[us]), rmove_bb);
1248   do_move_bb(&(byTypeBB[ROOK]), rmove_bb);
1249   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), rmove_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1250
1251   // Update board
1252   board[rto] = board[kto] = EMPTY;
1253   board[rfrom] = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
1254   board[kfrom] = piece_of_color_and_type(us, KING);
1255
1256   // Update king square
1257   kingSquare[us] = kfrom;
1258
1259   // Update piece lists
1260   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1261   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1262   int tmp = index[rto];  // Necessary because we may have rto == kfrom in FRC.
1263   index[kfrom] = index[kto];
1264   index[rfrom] = tmp;
1265 }
1266
1267
1268 /// Position::undo_promotion_move() is a private method used to unmake a
1269 /// promotion move. It is called from the main Position::do_move
1270 /// function.
1271
1272 void Position::undo_promotion_move(Move m) {
1273
1274   Color us, them;
1275   Square from, to;
1276   PieceType promotion;
1277
1278   assert(move_is_ok(m));
1279   assert(move_is_promotion(m));
1280
1281   // When we have arrived here, some work has already been done by
1282   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1283   // so the code below is correct.
1284   us = side_to_move();
1285   them = opposite_color(us);
1286   from = move_from(m);
1287   to = move_to(m);
1288
1289   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1290   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1291
1292   // Remove promoted piece
1293   promotion = move_promotion_piece(m);
1294   assert(piece_on(to)==piece_of_color_and_type(us, promotion));
1295   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1296   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1297   clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1298   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1299
1300   // Insert pawn at source square
1301   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1302   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1303   set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1304   board[from] = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1305
1306   // Update piece list
1307   pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = from;
1308   index[from] = pieceCount[us][PAWN];
1309   pieceList[us][promotion][index[to]] =
1310     pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1];
1311   index[pieceList[us][promotion][index[to]]] = index[to];
1312
1313   // Update piece counts
1314   pieceCount[us][promotion]--;
1315   pieceCount[us][PAWN]++;
1316
1317   if (st->capture)
1318   {
1319       assert(st->capture != KING);
1320
1321       // Insert captured piece:
1322       set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1323       set_bit(&(byTypeBB[st->capture]), to);
1324       set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1325       board[to] = piece_of_color_and_type(them, st->capture);
1326
1327       // Update piece list
1328       pieceList[them][st->capture][pieceCount[them][st->capture]] = to;
1329       index[to] = pieceCount[them][st->capture];
1330
1331       // Update piece count
1332       pieceCount[them][st->capture]++;
1333   } else
1334       board[to] = EMPTY;
1335 }
1336
1337
1338 /// Position::undo_ep_move() is a private method used to unmake an en passant
1339 /// capture. It is called from the main Position::undo_move function.
1340
1341 void Position::undo_ep_move(Move m) {
1342
1343   assert(move_is_ok(m));
1344   assert(move_is_ep(m));
1345
1346   // When we have arrived here, some work has already been done by
1347   // Position::undo_move. In particular, the side to move has been switched,
1348   // so the code below is correct.
1349   Color us = side_to_move();
1350   Color them = opposite_color(us);
1351   Square from = move_from(m);
1352   Square to = move_to(m);
1353   Square capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1354
1355   assert(to == st->previous->epSquare);
1356   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1357   assert(piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
1358   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1359   assert(piece_on(capsq) == EMPTY);
1360
1361   // Restore captured pawn
1362   set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1363   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1364   set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1365   board[capsq] = piece_of_color_and_type(them, PAWN);
1366
1367   // Move capturing pawn back to source square
1368   Bitboard move_bb = make_move_bb(to, from);
1369   do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
1370   do_move_bb(&(byTypeBB[PAWN]), move_bb);
1371   do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb);
1372   board[to] = EMPTY;
1373   board[from] = piece_of_color_and_type(us, PAWN);
1374
1375   // Update piece list
1376   pieceList[us][PAWN][index[to]] = from;
1377   index[from] = index[to];
1378   pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]] = capsq;
1379   index[capsq] = pieceCount[them][PAWN];
1380
1381   // Update piece count
1382   pieceCount[them][PAWN]++;
1383 }
1384
1385
1386 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1387 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1388
1389 void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
1390
1391   assert(is_ok());
1392   assert(!is_check());
1393
1394   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1395   // StateInfo object.
1396   // Note that differently from normal case here backupSt is actually used as
1397   // a backup storage not as a new state to be used.
1398   backupSt.epSquare = st->epSquare;
1399   backupSt.key = st->key;
1400   backupSt.mgValue = st->mgValue;
1401   backupSt.egValue = st->egValue;
1402   backupSt.previous = st->previous;
1403   st->previous = &backupSt;
1404
1405   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1406   // detect repetition draws.
1407   history[gamePly] = st->key;
1408
1409   // Update the necessary information
1410   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1411   if (st->epSquare != SQ_NONE)
1412       st->key ^= zobEp[st->epSquare];
1413
1414   st->epSquare = SQ_NONE;
1415   st->rule50++;
1416   gamePly++;
1417   st->key ^= zobSideToMove;
1418
1419   st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1420   st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1421
1422   assert(is_ok());
1423 }
1424
1425
1426 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1427
1428 void Position::undo_null_move() {
1429
1430   assert(is_ok());
1431   assert(!is_check());
1432
1433   // Restore information from the our backup StateInfo object
1434   st->epSquare = st->previous->epSquare;
1435   st->key = st->previous->key;
1436   st->mgValue = st->previous->mgValue;
1437   st->egValue = st->previous->egValue;
1438   st->previous = st->previous->previous;
1439
1440   // Update the necessary information
1441   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1442   st->rule50--;
1443   gamePly--;
1444
1445   assert(is_ok());
1446 }
1447
1448
1449 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
1450 /// material gain or loss resulting from a move. There are three versions of
1451 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1452 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
1453 /// not yet understand promotions captures.
1454
1455 int Position::see(Square to) const {
1456
1457   assert(square_is_ok(to));
1458   return see(SQ_NONE, to);
1459 }
1460
1461 int Position::see(Move m) const {
1462
1463   assert(move_is_ok(m));
1464   return see(move_from(m), move_to(m));
1465 }
1466
1467 int Position::see_sign(Move m) const {
1468
1469   assert(move_is_ok(m));
1470
1471   Square from = move_from(m);
1472   Square to = move_to(m);
1473
1474   // Early return if SEE cannot be negative because capturing piece value
1475   // is not bigger then captured one.
1476   if (   midgame_value_of_piece_on(from) <= midgame_value_of_piece_on(to)
1477       && type_of_piece_on(from) != KING)
1478          return 1;
1479
1480   return see(from, to);
1481 }
1482
1483 int Position::see(Square from, Square to) const {
1484
1485   // Material values
1486   static const int seeValues[18] = {
1487     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1488        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1489     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1490        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1491     0, 0
1492   };
1493
1494   Bitboard attackers, stmAttackers, occ, b;
1495
1496   assert(square_is_ok(from) || from == SQ_NONE);
1497   assert(square_is_ok(to));
1498
1499   // Initialize colors
1500   Color us = (from != SQ_NONE ? color_of_piece_on(from) : opposite_color(color_of_piece_on(to)));
1501   Color them = opposite_color(us);
1502
1503   // Initialize pieces
1504   Piece piece = piece_on(from);
1505   Piece capture = piece_on(to);
1506
1507   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1508   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1509   occ = occupied_squares();
1510
1511   // Handle en passant moves
1512   if (st->epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
1513   {
1514       assert(capture == EMPTY);
1515
1516       Square capQq = (side_to_move() == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1517       capture = piece_on(capQq);
1518       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
1519
1520       // Remove the captured pawn
1521       clear_bit(&occ, capQq);
1522   }
1523
1524   while (true)
1525   {
1526       clear_bit(&occ, from);
1527       attackers =  (rook_attacks_bb(to, occ)   & rooks_and_queens())
1528                  | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens())
1529                  | (piece_attacks<KNIGHT>(to)  & knights())
1530                  | (piece_attacks<KING>(to)    & kings())
1531                  | (pawn_attacks(WHITE, to)    & pawns(BLACK))
1532                  | (pawn_attacks(BLACK, to)    & pawns(WHITE));
1533
1534       if (from != SQ_NONE)
1535           break;
1536
1537       // If we don't have any attacker we are finished
1538       if ((attackers & pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
1539           return 0;
1540
1541       // Locate the least valuable attacker to the destination square
1542       // and use it to initialize from square.
1543       PieceType pt;
1544       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt)); pt++)
1545           assert(pt < KING);
1546
1547       from = first_1(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt));
1548       piece = piece_on(from);
1549   }
1550
1551   // If the opponent has no attackers we are finished
1552   stmAttackers = attackers & pieces_of_color(them);
1553   if (!stmAttackers)
1554       return seeValues[capture];
1555
1556   attackers &= occ; // Remove the moving piece
1557
1558   // The destination square is defended, which makes things rather more
1559   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1560   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1561   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1562   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1563   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1564   int lastCapturingPieceValue = seeValues[piece];
1565   int swapList[32], n = 1;
1566   Color c = them;
1567   PieceType pt;
1568
1569   swapList[0] = seeValues[capture];
1570
1571   do {
1572       // Locate the least valuable attacker for the side to move. The loop
1573       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1574       // that the side to move still has at least one attacker left.
1575       for (pt = PAWN; !(stmAttackers & pieces_of_type(pt)); pt++)
1576           assert(pt < KING);
1577
1578       // Remove the attacker we just found from the 'attackers' bitboard,
1579       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1580       b = stmAttackers & pieces_of_type(pt);
1581       occ ^= (b & (~b + 1));
1582       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occ) & rooks_and_queens())
1583                   | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens());
1584
1585       attackers &= occ;
1586
1587       // Add the new entry to the swap list
1588       assert(n < 32);
1589       swapList[n] = -swapList[n - 1] + lastCapturingPieceValue;
1590       n++;
1591
1592       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to move
1593       // before beginning the next iteration
1594       lastCapturingPieceValue = seeValues[pt];
1595       c = opposite_color(c);
1596       stmAttackers = attackers & pieces_of_color(c);
1597
1598       // Stop after a king capture
1599       if (pt == KING && stmAttackers)
1600       {
1601           assert(n < 32);
1602           swapList[n++] = QueenValueMidgame*10;
1603           break;
1604       }
1605   } while (stmAttackers);
1606
1607   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1608   // achievable score from the point of view of the side to move
1609   while (--n)
1610       swapList[n-1] = Min(-swapList[n], swapList[n-1]);
1611
1612   return swapList[0];
1613 }
1614
1615
1616 /// Position::saveState() copies the content of the current state
1617 /// inside startState and makes st point to it. This is needed
1618 /// when the st pointee could become stale, as example because
1619 /// the caller is about to going out of scope.
1620
1621 void Position::saveState() {
1622
1623   startState = *st;
1624   st = &startState;
1625   st->previous = NULL; // as a safe guard
1626 }
1627
1628
1629 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1630 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1631
1632 void Position::clear() {
1633
1634   st = &startState;
1635   memset(st, 0, sizeof(StateInfo));
1636   st->epSquare = SQ_NONE;
1637
1638   memset(index, 0, sizeof(int) * 64);
1639   memset(byColorBB, 0, sizeof(Bitboard) * 2);
1640
1641   for (int i = 0; i < 64; i++)
1642       board[i] = EMPTY;
1643
1644   for (int i = 0; i < 7; i++)
1645   {
1646       byTypeBB[i] = EmptyBoardBB;
1647       pieceCount[0][i] = pieceCount[1][i] = 0;
1648       for (int j = 0; j < 8; j++)
1649           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1650   }
1651
1652   sideToMove = WHITE;
1653   gamePly = 0;
1654   initialKFile = FILE_E;
1655   initialKRFile = FILE_H;
1656   initialQRFile = FILE_A;
1657 }
1658
1659
1660 /// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0. It is used from the
1661 /// UCI interface code, whenever a non-reversible move is made in a
1662 /// 'position fen <fen> moves m1 m2 ...' command.  This makes it possible
1663 /// for the program to handle games of arbitrary length, as long as the GUI
1664 /// handles draws by the 50 move rule correctly.
1665
1666 void Position::reset_game_ply() {
1667
1668   gamePly = 0;
1669 }
1670
1671
1672 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1673 /// updating the board array, bitboards, and piece counts.
1674
1675 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1676
1677   Color c = color_of_piece(p);
1678   PieceType pt = type_of_piece(p);
1679
1680   board[s] = p;
1681   index[s] = pieceCount[c][pt];
1682   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1683
1684   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1685   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1686   set_bit(&byTypeBB[0], s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1687
1688   pieceCount[c][pt]++;
1689
1690   if (pt == KING)
1691       kingSquare[c] = s;
1692 }
1693
1694
1695 /// Position::allow_oo() gives the given side the right to castle kingside.
1696 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1697
1698 void Position::allow_oo(Color c) {
1699
1700   st->castleRights |= (1 + int(c));
1701 }
1702
1703
1704 /// Position::allow_ooo() gives the given side the right to castle queenside.
1705 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1706
1707 void Position::allow_ooo(Color c) {
1708
1709   st->castleRights |= (4 + 4*int(c));
1710 }
1711
1712
1713 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1714 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1715 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1716 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1717
1718 Key Position::compute_key() const {
1719
1720   Key result = Key(0ULL);
1721
1722   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1723       if (square_is_occupied(s))
1724           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1725
1726   if (ep_square() != SQ_NONE)
1727       result ^= zobEp[ep_square()];
1728
1729   result ^= zobCastle[st->castleRights];
1730   if (side_to_move() == BLACK)
1731       result ^= zobSideToMove;
1732
1733   return result;
1734 }
1735
1736
1737 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
1738 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1739 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1740 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1741 /// debug mode.
1742
1743 Key Position::compute_pawn_key() const {
1744
1745   Key result = Key(0ULL);
1746   Bitboard b;
1747   Square s;
1748
1749   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1750   {
1751       b = pawns(c);
1752       while(b)
1753       {
1754           s = pop_1st_bit(&b);
1755           result ^= zobrist[c][PAWN][s];
1756       }
1757   }
1758   return result;
1759 }
1760
1761
1762 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1763 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1764 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1765 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1766 /// debug mode.
1767
1768 Key Position::compute_material_key() const {
1769
1770   Key result = Key(0ULL);
1771   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1772       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1773       {
1774           int count = piece_count(c, pt);
1775           for (int i = 0; i <= count; i++)
1776               result ^= zobMaterial[c][pt][i];
1777       }
1778   return result;
1779 }
1780
1781
1782 /// Position::compute_value() compute the incremental scores for the middle
1783 /// game and the endgame. These functions are used to initialize the incremental
1784 /// scores when a new position is set up, and to verify that the scores are correctly
1785 /// updated by do_move and undo_move when the program is running in debug mode.
1786 template<Position::GamePhase Phase>
1787 Value Position::compute_value() const {
1788
1789   Value result = Value(0);
1790   Bitboard b;
1791   Square s;
1792
1793   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1794       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1795       {
1796           b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1797           while(b)
1798           {
1799               s = pop_1st_bit(&b);
1800               assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1801               result += pst<Phase>(c, pt, s);
1802           }
1803       }
1804
1805   const Value TempoValue = (Phase == MidGame ? TempoValueMidgame : TempoValueEndgame);
1806   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValue / 2 : -TempoValue / 2;
1807   return result;
1808 }
1809
1810
1811 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1812 /// game material score for the given side. Material scores are updated
1813 /// incrementally during the search, this function is only used while
1814 /// initializing a new Position object.
1815
1816 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1817
1818   Value result = Value(0);
1819
1820   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1821   {
1822       Bitboard b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1823       while (b)
1824       {
1825           assert(piece_on(first_1(b)) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1826           pop_1st_bit(&b);
1827           result += piece_value_midgame(pt);
1828       }
1829   }
1830   return result;
1831 }
1832
1833
1834 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1835 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
1836 /// must be done by the search.
1837
1838 bool Position::is_draw() const {
1839
1840   // Draw by material?
1841   if (   !pawns()
1842       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1843       return true;
1844
1845   // Draw by the 50 moves rule?
1846   if (st->rule50 > 100 || (st->rule50 == 100 && !is_check()))
1847       return true;
1848
1849   // Draw by repetition?
1850   for (int i = 2; i < Min(gamePly, st->rule50); i += 2)
1851       if (history[gamePly - i] == st->key)
1852           return true;
1853
1854   return false;
1855 }
1856
1857
1858 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1859 /// side to move is checkmated.
1860
1861 bool Position::is_mate() const {
1862
1863   MoveStack moves[256];
1864
1865   return is_check() && !generate_evasions(*this, moves, pinned_pieces(sideToMove));
1866 }
1867
1868
1869 /// Position::has_mate_threat() tests whether a given color has a mate in one
1870 /// from the current position.
1871
1872 bool Position::has_mate_threat(Color c) {
1873
1874   StateInfo st1, st2;
1875   Color stm = side_to_move();
1876
1877   if (is_check())
1878       return false;
1879
1880   // If the input color is not equal to the side to move, do a null move
1881   if (c != stm)
1882       do_null_move(st1);
1883
1884   MoveStack mlist[120];
1885   int count;
1886   bool result = false;
1887   Bitboard dc = discovered_check_candidates(sideToMove);
1888   Bitboard pinned = pinned_pieces(sideToMove);
1889
1890   // Generate pseudo-legal non-capture and capture check moves
1891   count = generate_non_capture_checks(*this, mlist, dc);
1892   count += generate_captures(*this, mlist + count);
1893
1894   // Loop through the moves, and see if one of them is mate
1895   for (int i = 0; i < count; i++)
1896   {
1897       Move move = mlist[i].move;
1898
1899       if (!pl_move_is_legal(move, pinned))
1900           continue;
1901
1902       do_move(move, st2);
1903       if (is_mate())
1904           result = true;
1905
1906       undo_move(move);
1907   }
1908
1909   // Undo null move, if necessary
1910   if (c != stm)
1911       undo_null_move();
1912
1913   return result;
1914 }
1915
1916
1917 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes the
1918 /// various arrays used to compute hash keys.
1919
1920 void Position::init_zobrist() {
1921
1922   for (int i = 0; i < 2; i++)
1923       for (int j = 0; j < 8; j++)
1924           for (int k = 0; k < 64; k++)
1925               zobrist[i][j][k] = Key(genrand_int64());
1926
1927   for (int i = 0; i < 64; i++)
1928       zobEp[i] = Key(genrand_int64());
1929
1930   for (int i = 0; i < 16; i++)
1931       zobCastle[i] = genrand_int64();
1932
1933   zobSideToMove = genrand_int64();
1934
1935   for (int i = 0; i < 2; i++)
1936       for (int j = 0; j < 8; j++)
1937           for (int k = 0; k < 16; k++)
1938               zobMaterial[i][j][k] = (k > 0)? Key(genrand_int64()) : Key(0LL);
1939
1940   for (int i = 0; i < 16; i++)
1941       zobMaterial[0][KING][i] = zobMaterial[1][KING][i] = Key(0ULL);
1942 }
1943
1944
1945 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
1946 /// This is a two-step operation:  First, the white halves of the tables are
1947 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays, with a small random number
1948 /// added to each entry if the "Randomness" UCI parameter is non-zero.
1949 /// Second, the black halves of the tables are initialized by mirroring
1950 /// and changing the sign of the corresponding white scores.
1951
1952 void Position::init_piece_square_tables() {
1953
1954   int r = get_option_value_int("Randomness"), i;
1955   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1956       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
1957       {
1958           i = (r == 0)? 0 : (genrand_int32() % (r*2) - r);
1959           MgPieceSquareTable[p][s] = Value(MgPST[p][s] + i);
1960           EgPieceSquareTable[p][s] = Value(EgPST[p][s] + i);
1961       }
1962
1963   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1964       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
1965       {
1966           MgPieceSquareTable[p][s] = -MgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1967           EgPieceSquareTable[p][s] = -EgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
1968       }
1969 }
1970
1971
1972 /// Position::flipped_copy() makes a copy of the input position, but with
1973 /// the white and black sides reversed. This is only useful for debugging,
1974 /// especially for finding evaluation symmetry bugs.
1975
1976 void Position::flipped_copy(const Position& pos) {
1977
1978   assert(pos.is_ok());
1979
1980   clear();
1981
1982   // Board
1983   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1984       if (!pos.square_is_empty(s))
1985           put_piece(Piece(int(pos.piece_on(s)) ^ 8), flip_square(s));
1986
1987   // Side to move
1988   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
1989
1990   // Castling rights
1991   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  allow_oo(BLACK);
1992   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) allow_ooo(BLACK);
1993   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  allow_oo(WHITE);
1994   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) allow_ooo(WHITE);
1995
1996   initialKFile  = pos.initialKFile;
1997   initialKRFile = pos.initialKRFile;
1998   initialQRFile = pos.initialQRFile;
1999
2000   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
2001       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
2002
2003   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
2004   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
2005   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
2006   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
2007   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
2008   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
2009
2010   // En passant square
2011   if (pos.st->epSquare != SQ_NONE)
2012       st->epSquare = flip_square(pos.st->epSquare);
2013
2014   // Checkers
2015   find_checkers();
2016
2017   // Hash keys
2018   st->key = compute_key();
2019   st->pawnKey = compute_pawn_key();
2020   st->materialKey = compute_material_key();
2021
2022   // Incremental scores
2023   st->mgValue = compute_value<MidGame>();
2024   st->egValue = compute_value<EndGame>();
2025
2026   // Material
2027   st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
2028   st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
2029
2030   assert(is_ok());
2031 }
2032
2033
2034 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
2035 /// This is meant to be helpful when debugging.
2036
2037 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
2038
2039   // What features of the position should be verified?
2040   static const bool debugBitboards = false;
2041   static const bool debugKingCount = false;
2042   static const bool debugKingCapture = false;
2043   static const bool debugCheckerCount = false;
2044   static const bool debugKey = false;
2045   static const bool debugMaterialKey = false;
2046   static const bool debugPawnKey = false;
2047   static const bool debugIncrementalEval = false;
2048   static const bool debugNonPawnMaterial = false;
2049   static const bool debugPieceCounts = false;
2050   static const bool debugPieceList = false;
2051
2052   if (failedStep) *failedStep = 1;
2053
2054   // Side to move OK?
2055   if (!color_is_ok(side_to_move()))
2056       return false;
2057
2058   // Are the king squares in the position correct?
2059   if (failedStep) (*failedStep)++;
2060   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
2061       return false;
2062
2063   if (failedStep) (*failedStep)++;
2064   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
2065       return false;
2066
2067   // Castle files OK?
2068   if (failedStep) (*failedStep)++;
2069   if (!file_is_ok(initialKRFile))
2070       return false;
2071
2072   if (!file_is_ok(initialQRFile))
2073       return false;
2074
2075   // Do both sides have exactly one king?
2076   if (failedStep) (*failedStep)++;
2077   if (debugKingCount)
2078   {
2079       int kingCount[2] = {0, 0};
2080       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2081           if (type_of_piece_on(s) == KING)
2082               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
2083
2084       if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
2085           return false;
2086   }
2087
2088   // Can the side to move capture the opponent's king?
2089   if (failedStep) (*failedStep)++;
2090   if (debugKingCapture)
2091   {
2092       Color us = side_to_move();
2093       Color them = opposite_color(us);
2094       Square ksq = king_square(them);
2095       if (square_is_attacked(ksq, us))
2096           return false;
2097   }
2098
2099   // Is there more than 2 checkers?
2100   if (failedStep) (*failedStep)++;
2101   if (debugCheckerCount && count_1s(st->checkersBB) > 2)
2102       return false;
2103
2104   // Bitboards OK?
2105   if (failedStep) (*failedStep)++;
2106   if (debugBitboards)
2107   {
2108       // The intersection of the white and black pieces must be empty
2109       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
2110           return false;
2111
2112       // The union of the white and black pieces must be equal to all
2113       // occupied squares
2114       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
2115           return false;
2116
2117       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
2118       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
2119           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
2120               if (p1 != p2 && (pieces_of_type(p1) & pieces_of_type(p2)))
2121                   return false;
2122   }
2123
2124   // En passant square OK?
2125   if (failedStep) (*failedStep)++;
2126   if (ep_square() != SQ_NONE)
2127   {
2128       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
2129       // side to move.
2130       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2131           return false;
2132   }
2133
2134   // Hash key OK?
2135   if (failedStep) (*failedStep)++;
2136   if (debugKey && st->key != compute_key())
2137       return false;
2138
2139   // Pawn hash key OK?
2140   if (failedStep) (*failedStep)++;
2141   if (debugPawnKey && st->pawnKey != compute_pawn_key())
2142       return false;
2143
2144   // Material hash key OK?
2145   if (failedStep) (*failedStep)++;
2146   if (debugMaterialKey && st->materialKey != compute_material_key())
2147       return false;
2148
2149   // Incremental eval OK?
2150   if (failedStep) (*failedStep)++;
2151   if (debugIncrementalEval)
2152   {
2153       if (st->mgValue != compute_value<MidGame>())
2154           return false;
2155
2156       if (st->egValue != compute_value<EndGame>())
2157           return false;
2158   }
2159
2160   // Non-pawn material OK?
2161   if (failedStep) (*failedStep)++;
2162   if (debugNonPawnMaterial)
2163   {
2164       if (st->npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2165           return false;
2166
2167       if (st->npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2168           return false;
2169   }
2170
2171   // Piece counts OK?
2172   if (failedStep) (*failedStep)++;
2173   if (debugPieceCounts)
2174       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2175           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2176               if (pieceCount[c][pt] != count_1s(pieces_of_color_and_type(c, pt)))
2177                   return false;
2178
2179   if (failedStep) (*failedStep)++;
2180   if (debugPieceList)
2181   {
2182       for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2183           for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2184               for(int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2185               {
2186                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != piece_of_color_and_type(c, pt))
2187                       return false;
2188
2189                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2190                       return false;
2191               }
2192   }
2193   if (failedStep) *failedStep = 0;
2194   return true;
2195 }