Space inflate position until do_promotion_move()
[stockfish] / src / position.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <iostream>
27 #include <fstream>
28
29 #include "mersenne.h"
30 #include "movegen.h"
31 #include "movepick.h"
32 #include "position.h"
33 #include "psqtab.h"
34 #include "ucioption.h"
35
36
37 ////
38 //// Variables
39 ////
40
41 int Position::castleRightsMask[64];
42
43 Key Position::zobrist[2][8][64];
44 Key Position::zobEp[64];
45 Key Position::zobCastle[16];
46 Key Position::zobMaterial[2][8][16];
47 Key Position::zobSideToMove;
48
49 Value Position::MgPieceSquareTable[16][64];
50 Value Position::EgPieceSquareTable[16][64];
51
52
53 ////
54 //// Functions
55 ////
56
57 /// Constructors
58
59 Position::Position(const Position &pos) {
60   copy(pos);
61 }
62
63 Position::Position(const std::string &fen) {
64   from_fen(fen);
65 }
66
67
68 /// Position::from_fen() initializes the position object with the given FEN
69 /// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
70 /// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
71
72 void Position::from_fen(const std::string &fen) {
73
74   static const std::string pieceLetters = "KQRBNPkqrbnp";
75   static const Piece pieces[] = { WK, WQ, WR, WB, WN, WP, BK, BQ, BR, BB, BN, BP };
76
77   clear();
78
79   // Board
80   Rank rank = RANK_8;
81   File file = FILE_A;
82   size_t i = 0;
83   for ( ; fen[i] != ' '; i++)
84   {
85       if (isdigit(fen[i]))
86       {
87           // Skip the given number of files
88           file += (fen[i] - '1' + 1);
89           continue;
90       }
91       else if (fen[i] == '/')
92       {
93           file = FILE_A;
94           rank--;
95           continue;
96       }
97       size_t idx = pieceLetters.find(fen[i]);
98       if (idx == std::string::npos)
99       {
100            std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
101            return;
102       }
103       Square square = make_square(file, rank);
104       put_piece(pieces[idx], square);
105       file++;
106   }
107
108   // Side to move
109   i++;
110   if (fen[i] != 'w' && fen[i] != 'b')
111   {
112       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
113       return;
114   }
115   sideToMove = (fen[i] == 'w' ? WHITE : BLACK);
116
117   // Castling rights:
118   i++;
119   if (fen[i] != ' ')
120   {
121       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
122       return;
123   }
124
125   i++;
126   while(strchr("KQkqabcdefghABCDEFGH-", fen[i])) {
127     if(fen[i] == '-') {
128       i++; break;
129     }
130     else if(fen[i] == 'K') allow_oo(WHITE);
131     else if(fen[i] == 'Q') allow_ooo(WHITE);
132     else if(fen[i] == 'k') allow_oo(BLACK);
133     else if(fen[i] == 'q') allow_ooo(BLACK);
134     else if(fen[i] >= 'A' && fen[i] <= 'H') {
135       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
136       for(Square square = SQ_B1; square <= SQ_G1; square++)
137         if(piece_on(square) == WK)
138           kingFile = square_file(square);
139       if(kingFile == FILE_NONE) {
140         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
141         return;
142       }
143       initialKFile = kingFile;
144       rookFile = File(fen[i] - 'A') + FILE_A;
145       if(rookFile < initialKFile) {
146         allow_ooo(WHITE);
147         initialQRFile = rookFile;
148       }
149       else {
150         allow_oo(WHITE);
151         initialKRFile = rookFile;
152       }
153     }
154     else if(fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h') {
155       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
156       for(Square square = SQ_B8; square <= SQ_G8; square++)
157         if(piece_on(square) == BK)
158           kingFile = square_file(square);
159       if(kingFile == FILE_NONE) {
160         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
161         return;
162       }
163       initialKFile = kingFile;
164       rookFile = File(fen[i] - 'a') + FILE_A;
165       if(rookFile < initialKFile) {
166         allow_ooo(BLACK);
167         initialQRFile = rookFile;
168       }
169       else {
170         allow_oo(BLACK);
171         initialKRFile = rookFile;
172       }
173     }
174     else {
175       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
176       return;
177     }
178     i++;
179   }
180
181   // Skip blanks
182   while (fen[i] == ' ')
183       i++;
184
185   // En passant square
186   if (    i < fen.length() - 2
187       && (fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h')
188       && (fen[i+1] == '3' || fen[i+1] == '6'))
189       epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
190
191   // Various initialisation
192   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
193       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
194
195   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO|WHITE_OOO);
196   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO|BLACK_OOO);
197   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
198   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
199   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
200   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
201
202   find_checkers();
203
204   key = compute_key();
205   pawnKey = compute_pawn_key();
206   materialKey = compute_material_key();
207   mgValue = compute_mg_value();
208   egValue = compute_eg_value();
209   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
210   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
211 }
212
213
214 /// Position::to_fen() converts the position object to a FEN string. This is
215 /// probably only useful for debugging.
216
217 const std::string Position::to_fen() const {
218
219   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
220   std::string fen;
221   int skip;
222
223   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
224   {
225       skip = 0;
226       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
227       {
228           Square sq = make_square(file, rank);
229           if (!square_is_occupied(sq))
230           {   skip++;
231               continue;
232           }
233           if (skip > 0)
234           {
235               fen += (char)skip + '0';
236               skip = 0;
237           }
238           fen += pieceLetters[piece_on(sq)];         
239       }
240       if (skip > 0)
241           fen += (char)skip + '0';
242
243       fen += (rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
244   }
245   fen += (sideToMove == WHITE ? 'w' : 'b') + ' ';
246   if (castleRights != NO_CASTLES)
247   {
248     if (can_castle_kingside(WHITE))  fen += 'K';
249     if (can_castle_queenside(WHITE)) fen += 'Q';
250     if (can_castle_kingside(BLACK))  fen += 'k';
251     if (can_castle_queenside(BLACK)) fen += 'q';
252   } else
253       fen += '-';
254
255   fen += ' ';
256   if (ep_square() != SQ_NONE)
257       fen += square_to_string(ep_square());
258   else
259       fen += '-';
260
261   return fen;
262 }
263
264
265 /// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
266 /// the standard output.
267
268 void Position::print() const {
269   char pieceStrings[][8] =
270     {"| ? ", "| P ", "| N ", "| B ", "| R ", "| Q ", "| K ", "| ? ",
271      "| ? ", "|=P=", "|=N=", "|=B=", "|=R=", "|=Q=", "|=K="
272     };
273
274   for(Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--) {
275     std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
276     for(File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++) {
277       Square sq = make_square(file, rank);
278       Piece piece = piece_on(sq);
279       if(piece == EMPTY)
280         std::cout << ((square_color(sq) == WHITE)? "|   " : "| . ");
281       else
282         std::cout << pieceStrings[piece];
283     }
284     std::cout << "|\n";
285   }
286   std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
287   std::cout << to_fen() << std::endl;
288   std::cout << key << std::endl;
289 }
290
291
292 /// Position::copy() creates a copy of the input position.
293
294 void Position::copy(const Position &pos) {
295
296   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
297 }
298
299
300 /// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
301 /// king) pieces for the given color.
302 Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
303
304   Square ksq = king_square(c);
305   return hidden_checks<ROOK, true>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, true>(c, ksq);
306 }
307
308
309 /// Position:discovered_check_candidates() returns a bitboard containing all
310 /// pieces for the given side which are candidates for giving a discovered
311 /// check.  The code is almost the same as the function for finding pinned
312 /// pieces.
313
314 Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
315
316   Square ksq = king_square(opposite_color(c));
317   return hidden_checks<ROOK, false>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, false>(c, ksq);
318 }
319
320
321 /// Position:hidden_checks<>() returns a bitboard of all pinned (against the
322 /// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
323 /// template parameter FindPinned is false, the pinned pieces of opposite color
324 /// that are, indeed, the pieces candidate for a discovery check.
325 template<PieceType Piece, bool FindPinned>
326 Bitboard Position::hidden_checks(Color c, Square ksq) const {
327
328   Square s;
329   Bitboard sliders, result = EmptyBoardBB;
330   
331   if (Piece == ROOK) // Resolved at compile time
332       sliders = rooks_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq];
333   else
334       sliders = bishops_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq];
335
336   if (sliders && (!FindPinned || (sliders & ~checkersBB)))
337   {
338        // King blockers are candidate pinned pieces
339       Bitboard candidate_pinned = piece_attacks<Piece>(ksq) & pieces_of_color(c);
340
341       // Pinners are sliders, not checkers, that give check when 
342       // candidate pinned are removed.
343       Bitboard pinners = (FindPinned ? sliders & ~checkersBB : sliders);
344
345       if (Piece == ROOK)
346           pinners &= rook_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
347       else
348           pinners &= bishop_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
349
350       // Finally for each pinner find the corresponding pinned piece (if same color of king)
351       // or discovery checker (if opposite color) among the candidates.
352       while (pinners)
353       {
354           s = pop_1st_bit(&pinners);
355           result |= (squares_between(s, ksq) & candidate_pinned);
356       }
357   }
358   return result;
359 }
360
361
362 /// Position::square_is_attacked() checks whether the given side attacks the
363 /// given square.
364
365 bool Position::square_is_attacked(Square s, Color c) const {
366
367   return   (pawn_attacks(opposite_color(c), s) & pawns(c))
368         || (piece_attacks<KNIGHT>(s) & knights(c))
369         || (piece_attacks<KING>(s)   & kings(c))
370         || (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens(c))
371         || (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens(c));
372 }
373
374
375 /// Position::attacks_to() computes a bitboard containing all pieces which
376 /// attacks a given square. There are two versions of this function: One
377 /// which finds attackers of both colors, and one which only finds the
378 /// attackers for one side.
379
380 Bitboard Position::attacks_to(Square s) const {
381
382   return  (pawn_attacks(BLACK, s)   & pawns(WHITE))
383         | (pawn_attacks(WHITE, s)   & pawns(BLACK))
384         | (piece_attacks<KNIGHT>(s) & pieces_of_type(KNIGHT))
385         | (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens())
386         | (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens())
387         | (piece_attacks<KING>(s)   & pieces_of_type(KING));
388 }
389
390 Bitboard Position::attacks_to(Square s, Color c) const {
391
392   return attacks_to(s) & pieces_of_color(c);
393 }
394
395
396 /// Position::piece_attacks_square() tests whether the piece on square f
397 /// attacks square t.
398
399 bool Position::piece_attacks_square(Square f, Square t) const {
400
401   assert(square_is_ok(f));
402   assert(square_is_ok(t));
403
404   switch (piece_on(f))
405   {
406   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, f, t);
407   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, f, t);
408   case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(f, t);
409   case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(f, t);
410   case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(f, t);
411   case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(f, t);
412   case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(f, t);
413   default:          return false;
414   }
415   return false;
416 }
417
418
419 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
420 /// position attacks a given square.  Only attacks by the moving piece are
421 /// considered; the function does not handle X-ray attacks.
422
423 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
424
425   assert(move_is_ok(m));
426   assert(square_is_ok(s));
427
428   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
429
430   assert(square_is_occupied(f));
431
432   switch (piece_on(f))
433   {
434   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, t, s);
435   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, t, s);
436   case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(t, s);
437   case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(t, s);
438   case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(t, s);
439   case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(t, s);
440   case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(t, s);
441   default: assert(false);
442   }
443   return false;
444 }
445
446
447 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
448 /// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2).  It
449 /// currently works by calling Position::attacks_to, which is probably
450 /// inefficient.  Consider rewriting this function to use the last move
451 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
452
453 void Position::find_checkers() {
454
455   checkersBB = attacks_to(king_square(side_to_move()),opposite_color(side_to_move()));
456 }
457
458
459 /// Position::move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal.
460 /// There are two versions of this function:  One which takes only a
461 /// move as input, and one which takes a move and a bitboard of pinned
462 /// pieces. The latter function is faster, and should always be preferred
463 /// when a pinned piece bitboard has already been computed.
464
465 bool Position::move_is_legal(Move m)  const {
466
467   return move_is_legal(m, pinned_pieces(side_to_move()));
468 }
469
470 bool Position::move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
471
472   Color us, them;
473   Square ksq, from;
474
475   assert(is_ok());
476   assert(move_is_ok(m));
477   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
478
479   // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
480   // check evasion generator only generates true legal moves.
481   if (is_check())
482       return true;
483
484   // Castling moves are checked for legality during move generation.
485   if (move_is_castle(m))
486       return true;
487
488   us = side_to_move();
489   them = opposite_color(us);
490   from = move_from(m);
491   ksq = king_square(us);
492
493   assert(color_of_piece_on(from) == us);
494   assert(piece_on(ksq) == king_of_color(us));
495
496   // En passant captures are a tricky special case.  Because they are
497   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
498   // after the move is made
499   if (move_is_ep(m))
500   {
501       Square to = move_to(m);
502       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
503       Bitboard b = occupied_squares();
504
505       assert(to == ep_square());
506       assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
507       assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
508       assert(piece_on(to) == EMPTY);
509
510       clear_bit(&b, from);
511       clear_bit(&b, capsq);
512       set_bit(&b, to);
513
514       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(them))
515             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(them));
516   }
517
518   // If the moving piece is a king, check whether the destination
519   // square is attacked by the opponent.
520   if (from == ksq)
521       return !(square_is_attacked(move_to(m), them));
522
523   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
524   // is moving along the ray towards or away from the king.
525   if (   !bit_is_set(pinned, from)
526       || (direction_between_squares(from, ksq) == direction_between_squares(move_to(m), ksq)))
527       return true;
528
529   return false;
530 }
531
532
533 /// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check.
534 /// There are two versions of this function:  One which takes only a move as
535 /// input, and one which takes a move and a bitboard of discovered check
536 /// candidates.  The latter function is faster, and should always be preferred
537 /// when a discovered check candidates bitboard has already been computed.
538
539 bool Position::move_is_check(Move m) const {
540
541   Bitboard dc = discovered_check_candidates(side_to_move());
542   return move_is_check(m, dc);
543 }
544
545 bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
546
547   Color us, them;
548   Square ksq, from, to;
549
550   assert(is_ok());
551   assert(move_is_ok(m));
552   assert(dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
553
554   us = side_to_move();
555   them = opposite_color(us);
556   from = move_from(m);
557   to = move_to(m);
558   ksq = king_square(them);
559
560   assert(color_of_piece_on(from) == us);
561   assert(piece_on(ksq) == king_of_color(them));
562
563   // Proceed according to the type of the moving piece
564   switch (type_of_piece_on(from))
565   {
566   case PAWN:
567       
568       if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to)) // Normal check?
569           return true;
570       
571       if (    bit_is_set(dcCandidates, from)      // Discovered check?
572           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
573           return true;
574       
575       if (move_promotion(m)) // Promotion with check?
576       {
577           Bitboard b = occupied_squares();
578           clear_bit(&b, from);
579
580           switch (move_promotion(m))
581           {
582           case KNIGHT:
583               return bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(to), ksq);
584           case BISHOP:
585               return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ksq);
586           case ROOK:
587               return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ksq);
588           case QUEEN:
589               return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ksq);
590           default:
591               assert(false);
592           }
593       }
594       // En passant capture with check?  We have already handled the case
595       // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
596       // need to handle is the unusual case of a discovered check through the
597       // captured pawn.
598       else if (move_is_ep(m))
599       {
600           Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
601           Bitboard b = occupied_squares();
602           clear_bit(&b, from);
603           clear_bit(&b, capsq);
604           set_bit(&b, to);
605           return  (rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(us))
606                 ||(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(us));
607       }
608       return false;
609
610   case KNIGHT:    
611     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
612           || bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to); // Normal check?
613
614   case BISHOP:
615     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
616           || bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to); // Normal check?
617
618   case ROOK:
619     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
620           || bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to);   // Normal check?
621
622   case QUEEN:
623       // Discovered checks are impossible!
624       assert(!bit_is_set(dcCandidates, from));    
625       return bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to);  // Normal check?
626
627   case KING:
628       // Discovered check?
629       if (   bit_is_set(dcCandidates, from)
630           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
631           return true;
632
633       // Castling with check?
634       if (move_is_castle(m))
635       {
636           Square kfrom, kto, rfrom, rto;
637           Bitboard b = occupied_squares();
638           kfrom = from;
639           rfrom = to;
640
641           if (rfrom > kfrom)
642           {
643               kto = relative_square(us, SQ_G1);
644               rto = relative_square(us, SQ_F1);
645           } else {
646               kto = relative_square(us, SQ_C1);
647               rto = relative_square(us, SQ_D1);
648           }
649           clear_bit(&b, kfrom);
650           clear_bit(&b, rfrom);
651           set_bit(&b, rto);
652           set_bit(&b, kto);
653           return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ksq);
654       }
655       return false;
656
657   default:
658       assert(false);
659   }
660   assert(false);
661   return false;
662 }
663
664
665 /// Position::move_is_capture() tests whether a move from the current
666 /// position is a capture.
667
668 bool Position::move_is_capture(Move m) const {
669
670   return   color_of_piece_on(move_to(m)) == opposite_color(side_to_move())
671         || move_is_ep(m);
672 }
673
674
675 /// Position::backup() is called when making a move. All information
676 /// necessary to restore the position when the move is later unmade
677 /// is saved to an UndoInfo object. The function Position::restore
678 /// does the reverse operation:  When one does a backup followed by
679 /// a restore with the same UndoInfo object, the position is restored
680 /// to the state before backup was called.
681
682 void Position::backup(UndoInfo& u) const {
683
684   u.castleRights = castleRights;
685   u.epSquare = epSquare;
686   u.checkersBB = checkersBB;
687   u.key = key;
688   u.pawnKey = pawnKey;
689   u.materialKey = materialKey;
690   u.rule50 = rule50;
691   u.lastMove = lastMove;
692   u.capture = NO_PIECE_TYPE;
693   u.mgValue = mgValue;
694   u.egValue = egValue;
695 }
696
697
698 /// Position::restore() is called when unmaking a move.  It copies back
699 /// the information backed up during a previous call to Position::backup.
700
701 void Position::restore(const UndoInfo& u) {
702
703   castleRights = u.castleRights;
704   epSquare = u.epSquare;
705   checkersBB = u.checkersBB;
706   key = u.key;
707   pawnKey = u.pawnKey;
708   materialKey = u.materialKey;
709   rule50 = u.rule50;
710   lastMove = u.lastMove;
711   // u.capture is restored in undo_move()
712   mgValue = u.mgValue;
713   egValue = u.egValue;
714 }
715
716
717 /// Position::do_move() makes a move, and backs up all information necessary
718 /// to undo the move to an UndoInfo object.  The move is assumed to be legal.
719 /// Pseudo-legal moves should be filtered out before this function is called.
720 /// There are two versions of this function, one which takes only the move and
721 /// the UndoInfo as input, and one which takes a third parameter, a bitboard of
722 /// discovered check candidates.  The second version is faster, because knowing
723 /// the discovered check candidates makes it easier to update the checkersBB
724 /// member variable in the position object.
725
726 void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u) {
727
728   do_move(m, u, discovered_check_candidates(side_to_move()));
729 }
730
731 void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u, Bitboard dcCandidates) {
732
733   assert(is_ok());
734   assert(move_is_ok(m));
735
736   // Back up the necessary information to our UndoInfo object (except the
737   // captured piece, which is taken care of later.
738   backup(u);
739
740   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
741   // detect repetition draws.
742   history[gamePly] = key;
743
744   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
745   // case of non-reversible moves is taken care of later.
746   rule50++;
747
748   if (move_is_castle(m))
749       do_castle_move(m);
750   else if (move_promotion(m))
751       do_promotion_move(m, u);
752   else if (move_is_ep(m))
753       do_ep_move(m);
754   else
755   {
756     Color us = side_to_move();
757     Color them = opposite_color(us);
758     Square from = move_from(m);
759     Square to = move_to(m);
760
761     assert(color_of_piece_on(from) == us);
762     assert(color_of_piece_on(to) == them || piece_on(to) == EMPTY);
763
764     PieceType piece = type_of_piece_on(from);
765     PieceType capture = type_of_piece_on(to);
766
767     if (capture)
768     {
769         assert(capture != KING);
770
771         // Remove captured piece
772         clear_bit(&(byColorBB[them]), to);
773         clear_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
774
775         // Update hash key
776         key ^= zobrist[them][capture][to];
777
778         // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key
779         if (capture == PAWN)
780             pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][to];
781
782         // Update incremental scores
783         mgValue -= mg_pst(them, capture, to);
784         egValue -= eg_pst(them, capture, to);
785
786         // Update material
787         if (capture != PAWN)
788             npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
789
790         // Update material hash key
791         materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
792
793         // Update piece count
794         pieceCount[them][capture]--;
795
796         // Update piece list
797         pieceList[them][capture][index[to]] = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
798         index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
799
800         // Remember the captured piece, in order to be able to undo the move correctly
801         u.capture = capture;
802
803         // Reset rule 50 counter
804         rule50 = 0;
805     }
806
807     // Move the piece
808     clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
809     clear_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
810     clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
811     set_bit(&(byColorBB[us]), to);
812     set_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
813     set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
814     board[to] = board[from];
815     board[from] = EMPTY;
816
817     // Update hash key
818     key ^= zobrist[us][piece][from] ^ zobrist[us][piece][to];
819
820     // Update incremental scores
821     mgValue -= mg_pst(us, piece, from);
822     mgValue += mg_pst(us, piece, to);
823     egValue -= eg_pst(us, piece, from);
824     egValue += eg_pst(us, piece, to);
825
826     // If the moving piece was a king, update the king square
827     if (piece == KING)
828         kingSquare[us] = to;
829
830     // If the move was a double pawn push, set the en passant square.
831     // This code is a bit ugly right now, and should be cleaned up later.
832     // FIXME
833     if (epSquare != SQ_NONE)
834     {
835         key ^= zobEp[epSquare];
836         epSquare = SQ_NONE;
837     }
838     if (piece == PAWN)
839     {
840         if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
841         {
842             if(   (   us == WHITE
843                    && (pawn_attacks(WHITE, from + DELTA_N) & pawns(BLACK)))
844                || (   us == BLACK
845                    && (pawn_attacks(BLACK, from + DELTA_S) & pawns(WHITE))))
846             {
847                 epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
848                 key ^= zobEp[epSquare];
849             }
850         }
851         // Reset rule 50 draw counter
852         rule50 = 0;
853
854         // Update pawn hash key
855         pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
856     }
857     // Update piece lists
858     pieceList[us][piece][index[from]] = to;
859     index[to] = index[from];
860
861     // Update castle rights
862     key ^= zobCastle[castleRights];
863     castleRights &= castleRightsMask[from];
864     castleRights &= castleRightsMask[to];
865     key ^= zobCastle[castleRights];
866
867     // Update checkers bitboard
868     checkersBB = EmptyBoardBB;
869     Square ksq = king_square(them);
870     switch (piece)
871     {
872     case PAWN:
873         if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to))
874             set_bit(&checkersBB, to);
875
876         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
877             checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
878                            |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
879         break;
880
881     case KNIGHT:
882         if (bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to))
883             set_bit(&checkersBB, to);
884
885         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
886             checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
887                            |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
888         break;
889
890     case BISHOP:
891         if  (bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to))
892             set_bit(&checkersBB, to);
893
894         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
895             checkersBB |= (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us));
896         break;
897
898     case ROOK:
899         if (bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to))
900             set_bit(&checkersBB, to);
901
902         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
903             checkersBB |= (piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us));
904         break;
905
906     case QUEEN:
907         if (bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to))
908             set_bit(&checkersBB, to);
909         break;
910
911     case KING:
912         if (bit_is_set(dcCandidates, from))
913             checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
914                            |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
915         break;
916
917     default:
918       assert(false);
919       break;
920     }
921   }
922
923   // Finish
924   key ^= zobSideToMove;
925   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
926   gamePly++;
927
928   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
929   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
930
931   assert(is_ok());
932 }
933
934
935 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
936 /// move.  It is called from the main Position::do_move function.  Note that
937 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
938 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
939
940 void Position::do_castle_move(Move m) {
941
942   assert(is_ok());
943   assert(move_is_ok(m));
944   assert(move_is_castle(m));
945
946   Color us = side_to_move();
947   Color them = opposite_color(us);
948
949   // Find source squares for king and rook
950   Square kfrom = move_from(m);
951   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
952   Square kto, rto;
953
954   assert(piece_on(kfrom) == king_of_color(us));
955   assert(piece_on(rfrom) == rook_of_color(us));
956
957   // Find destination squares for king and rook
958   if (rfrom > kfrom) // O-O
959   {
960       kto = relative_square(us, SQ_G1);
961       rto = relative_square(us, SQ_F1);
962   } else { // O-O-O
963       kto = relative_square(us, SQ_C1);
964       rto = relative_square(us, SQ_D1);
965   }
966
967   // Remove pieces from source squares
968   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
969   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
970   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
971   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
972   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
973   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
974
975   // Put pieces on destination squares
976   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
977   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
978   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
979   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
980   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
981   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
982
983   // Update board array
984   board[kfrom] = board[rfrom] = EMPTY;
985   board[kto] = king_of_color(us);
986   board[rto] = rook_of_color(us);
987
988   // Update king square
989   kingSquare[us] = kto;
990
991   // Update piece lists
992   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
993   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
994   int tmp = index[rfrom];
995   index[kto] = index[kfrom];
996   index[rto] = tmp;
997
998   // Update incremental scores
999   mgValue -= mg_pst(us, KING, kfrom);
1000   mgValue += mg_pst(us, KING, kto);
1001   egValue -= eg_pst(us, KING, kfrom);
1002   egValue += eg_pst(us, KING, kto);
1003   mgValue -= mg_pst(us, ROOK, rfrom);
1004   mgValue += mg_pst(us, ROOK, rto);
1005   egValue -= eg_pst(us, ROOK, rfrom);
1006   egValue += eg_pst(us, ROOK, rto);
1007
1008   // Update hash key
1009   key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
1010   key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
1011
1012   // Clear en passant square
1013   if(epSquare != SQ_NONE)
1014   {
1015       key ^= zobEp[epSquare];
1016       epSquare = SQ_NONE;
1017   }
1018
1019   // Update castling rights
1020   key ^= zobCastle[castleRights];
1021   castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
1022   key ^= zobCastle[castleRights];
1023
1024   // Reset rule 50 counter
1025   rule50 = 0;
1026
1027   // Update checkers BB
1028   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1029 }
1030
1031
1032 /// Position::do_promotion_move() is a private method used to make a promotion
1033 /// move.  It is called from the main Position::do_move function.  The
1034 /// UndoInfo object, which has been initialized in Position::do_move, is
1035 /// used to store the captured piece (if any).
1036
1037 void Position::do_promotion_move(Move m, UndoInfo &u) {
1038   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
1049   from = move_from(m);
1050   to = move_to(m);
1051
1052   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1053   assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
1054   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
1055
1056   capture = type_of_piece_on(to);
1057
1058   if(capture) {
1059     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]] =
1085       pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
1086     index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
1087
1088     // Remember the captured piece, in order to be able to undo the move
1089     // correctly:
1090     u.capture = capture;
1091   }
1092
1093   // Remove pawn:
1094   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1095   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1096   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1097   board[from] = EMPTY;
1098
1099   // Insert promoted piece:
1100   promotion = move_promotion(m);
1101   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1102   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1103   set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1104   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1105   board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
1106
1107   // Update hash key:
1108   key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][promotion][to];
1109
1110   // Update pawn hash key:
1111   pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from];
1112
1113   // Update material key:
1114   materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1115   materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
1116
1117   // Update piece counts:
1118   pieceCount[us][PAWN]--;
1119   pieceCount[us][promotion]++;
1120
1121   // Update piece lists:
1122   pieceList[us][PAWN][index[from]] =
1123     pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1124   index[pieceList[us][PAWN][index[from]]] = index[from];
1125   pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1] = to;
1126   index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1127
1128   // Update incremental scores:
1129   mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
1130   mgValue += mg_pst(us, promotion, to);
1131   egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
1132   egValue += eg_pst(us, promotion, to);
1133
1134   // Update material:
1135   npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
1136
1137   // Clear the en passant square:
1138   if(epSquare != SQ_NONE) {
1139     key ^= zobEp[epSquare];
1140     epSquare = SQ_NONE;
1141   }
1142
1143   // Update castle rights:
1144   key ^= zobCastle[castleRights];
1145   castleRights &= castleRightsMask[to];
1146   key ^= zobCastle[castleRights];
1147
1148   // Reset rule 50 counter:
1149   rule50 = 0;
1150
1151   // Update checkers BB:
1152   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1153 }
1154
1155
1156 /// Position::do_ep_move() is a private method used to make an en passant
1157 /// capture.  It is called from the main Position::do_move function.  Because
1158 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1159 /// object in which to store the captured piece.
1160
1161 void Position::do_ep_move(Move m) {
1162   Color us, them;
1163   Square from, to, capsq;
1164
1165   assert(is_ok());
1166   assert(move_is_ok(m));
1167   assert(move_is_ep(m));
1168
1169   us = side_to_move();
1170   them = opposite_color(us);
1171
1172   // Find from, to and capture squares:
1173   from = move_from(m);
1174   to = move_to(m);
1175   capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1176
1177   assert(to == epSquare);
1178   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1179   assert(piece_on(to) == EMPTY);
1180   assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
1181   assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
1182
1183   // Remove captured piece:
1184   clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1185   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1186   clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1187   board[capsq] = EMPTY;
1188
1189   // Remove moving piece from source square:
1190   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1191   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1192   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1193
1194   // Put moving piece on destination square:
1195   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1196   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1197   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1198   board[to] = board[from];
1199   board[from] = EMPTY;
1200
1201   // Update material hash key:
1202   materialKey ^= zobMaterial[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1203
1204   // Update piece count:
1205   pieceCount[them][PAWN]--;
1206
1207   // Update piece list:
1208   pieceList[us][PAWN][index[from]] = to;
1209   index[to] = index[from];
1210   pieceList[them][PAWN][index[capsq]] =
1211     pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1212   index[pieceList[them][PAWN][index[capsq]]] = index[capsq];
1213
1214   // Update hash key:
1215   key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1216   key ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1217   key ^= zobEp[epSquare];
1218
1219   // Update pawn hash key:
1220   pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1221   pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1222
1223   // Update incremental scores:
1224   mgValue -= mg_pst(them, PAWN, capsq);
1225   mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
1226   mgValue += mg_pst(us, PAWN, to);
1227   egValue -= eg_pst(them, PAWN, capsq);
1228   egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
1229   egValue += eg_pst(us, PAWN, to);
1230
1231   // Reset en passant square:
1232   epSquare = SQ_NONE;
1233
1234   // Reset rule 50 counter:
1235   rule50 = 0;
1236
1237   // Update checkers BB:
1238   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1239 }
1240
1241
1242 /// Position::undo_move() unmakes a move.  When it returns, the position should
1243 /// be restored to exactly the same state as before the move was made.  It is
1244 /// important that Position::undo_move is called with the same move and UndoInfo
1245 /// object as the earlier call to Position::do_move.
1246
1247 void Position::undo_move(Move m, const UndoInfo &u) {
1248   assert(is_ok());
1249   assert(move_is_ok(m));
1250
1251   gamePly--;
1252   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1253
1254   // Restore information from our UndoInfo object (except the captured piece,
1255   // which is taken care of later):
1256   restore(u);
1257
1258   if(move_is_castle(m))
1259     undo_castle_move(m);
1260   else if(move_promotion(m))
1261     undo_promotion_move(m, u);
1262   else if(move_is_ep(m))
1263     undo_ep_move(m);
1264   else {
1265     Color us, them;
1266     Square from, to;
1267     PieceType piece, capture;
1268
1269     us = side_to_move();
1270     them = opposite_color(us);
1271
1272     from = move_from(m);
1273     to = move_to(m);
1274
1275     assert(piece_on(from) == EMPTY);
1276     assert(color_of_piece_on(to) == us);
1277
1278     // Put the piece back at the source square:
1279     piece = type_of_piece_on(to);
1280     set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1281     set_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
1282     set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1283     board[from] = piece_of_color_and_type(us, piece);
1284
1285     // Clear the destination square
1286     clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1287     clear_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
1288     clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1289
1290     // If the moving piece was a king, update the king square:
1291     if(piece == KING)
1292       kingSquare[us] = from;
1293
1294     // Update piece list:
1295     pieceList[us][piece][index[to]] = from;
1296     index[from] = index[to];
1297
1298     capture = u.capture;
1299
1300     if(capture) {
1301       assert(capture != KING);
1302       // Replace the captured piece:
1303       set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1304       set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
1305       set_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1306       board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
1307
1308       // Update material:
1309       if(capture != PAWN)
1310         npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
1311
1312       // Update piece list:
1313       pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
1314       index[to] = pieceCount[them][capture];
1315
1316       // Update piece count:
1317       pieceCount[them][capture]++;
1318     }
1319     else
1320       board[to] = EMPTY;
1321   }
1322
1323   assert(is_ok());
1324 }
1325
1326
1327 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1328 /// move.  It is called from the main Position::undo_move function.  Note that
1329 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1330 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1331
1332 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1333   Color us, them;
1334   Square kfrom, kto, rfrom, rto;
1335
1336   assert(move_is_ok(m));
1337   assert(move_is_castle(m));
1338
1339   // When we have arrived here, some work has already been done by
1340   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1341   // so the code below is correct.
1342   us = side_to_move();
1343   them = opposite_color(us);
1344
1345   // Find source squares for king and rook:
1346   kfrom = move_from(m);
1347   rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function.
1348
1349   // Find destination squares for king and rook:
1350   if(rfrom > kfrom) { // O-O
1351     kto = relative_square(us, SQ_G1);
1352     rto = relative_square(us, SQ_F1);
1353   }
1354   else { // O-O-O
1355     kto = relative_square(us, SQ_C1);
1356     rto = relative_square(us, SQ_D1);
1357   }
1358
1359   assert(piece_on(kto) == king_of_color(us));
1360   assert(piece_on(rto) == rook_of_color(us));
1361
1362   // Remove pieces from destination squares:
1363   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1364   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1365   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1366   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1367   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1368   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1369
1370   // Put pieces on source squares:
1371   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1372   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1373   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1374   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1375   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1376   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1377
1378   // Update board:
1379   board[rto] = board[kto] = EMPTY;
1380   board[rfrom] = rook_of_color(us);
1381   board[kfrom] = king_of_color(us);
1382
1383   // Update king square:
1384   kingSquare[us] = kfrom;
1385
1386   // Update piece lists:
1387   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1388   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1389   int tmp = index[rto];  // Necessary because we may have rto == kfrom in FRC.
1390   index[kfrom] = index[kto];
1391   index[rfrom] = tmp;
1392 }
1393
1394
1395 /// Position::undo_promotion_move() is a private method used to unmake a
1396 /// promotion move.  It is called from the main Position::do_move
1397 /// function.  The UndoInfo object, which has been initialized in
1398 /// Position::do_move, is used to put back the captured piece (if any).
1399
1400 void Position::undo_promotion_move(Move m, const UndoInfo &u) {
1401   Color us, them;
1402   Square from, to;
1403   PieceType capture, promotion;
1404
1405   assert(move_is_ok(m));
1406   assert(move_promotion(m));
1407
1408   // When we have arrived here, some work has already been done by
1409   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1410   // so the code below is correct.
1411   us = side_to_move();
1412   them = opposite_color(us);
1413
1414   from = move_from(m);
1415   to = move_to(m);
1416
1417   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1418   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1419
1420   // Remove promoted piece:
1421   promotion = move_promotion(m);
1422   assert(piece_on(to)==piece_of_color_and_type(us, promotion));
1423   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1424   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1425   clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1426   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1427
1428   // Insert pawn at source square:
1429   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1430   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1431   set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1432   board[from] = pawn_of_color(us);
1433
1434   // Update material:
1435   npMaterial[us] -= piece_value_midgame(promotion);
1436
1437   // Update piece list:
1438   pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = from;
1439   index[from] = pieceCount[us][PAWN];
1440   pieceList[us][promotion][index[to]] =
1441     pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1];
1442   index[pieceList[us][promotion][index[to]]] = index[to];
1443
1444   // Update piece counts:
1445   pieceCount[us][promotion]--;
1446   pieceCount[us][PAWN]++;
1447
1448   capture = u.capture;
1449   if(capture) {
1450     assert(capture != KING);
1451
1452     // Insert captured piece:
1453     set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1454     set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
1455     set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1456     board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
1457
1458     // Update material.  Because the move is a promotion move, we know
1459     // that the captured piece cannot be a pawn.
1460     assert(capture != PAWN);
1461     npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
1462
1463     // Update piece list:
1464     pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
1465     index[to] = pieceCount[them][capture];
1466
1467     // Update piece count:
1468     pieceCount[them][capture]++;
1469   }
1470   else
1471     board[to] = EMPTY;
1472 }
1473
1474
1475 /// Position::undo_ep_move() is a private method used to unmake an en passant
1476 /// capture.  It is called from the main Position::undo_move function.  Because
1477 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1478 /// object from which to retrieve the captured piece.
1479
1480 void Position::undo_ep_move(Move m) {
1481   Color us, them;
1482   Square from, to, capsq;
1483
1484   assert(move_is_ok(m));
1485   assert(move_is_ep(m));
1486
1487   // When we have arrived here, some work has already been done by
1488   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1489   // so the code below is correct.
1490   us = side_to_move();
1491   them = opposite_color(us);
1492
1493   // Find from, to and captures squares:
1494   from = move_from(m);
1495   to = move_to(m);
1496   capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1497
1498   assert(to == ep_square());
1499   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1500   assert(piece_on(to) == pawn_of_color(us));
1501   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1502   assert(piece_on(capsq) == EMPTY);
1503
1504   // Replace captured piece:
1505   set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1506   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1507   set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1508   board[capsq] = pawn_of_color(them);
1509
1510   // Remove moving piece from destination square:
1511   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1512   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1513   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1514   board[to] = EMPTY;
1515
1516   // Replace moving piece at source square:
1517   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1518   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1519   set_bit(&(byTypeBB[0]), from);
1520   board[from] = pawn_of_color(us);
1521
1522   // Update piece list:
1523   pieceList[us][PAWN][index[to]] = from;
1524   index[from] = index[to];
1525   pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]] = capsq;
1526   index[capsq] = pieceCount[them][PAWN];
1527
1528   // Update piece count:
1529   pieceCount[them][PAWN]++;
1530 }
1531
1532
1533 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1534 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1535
1536 void Position::do_null_move(UndoInfo &u) {
1537   assert(is_ok());
1538   assert(!is_check());
1539
1540   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1541   // UndoInfo object.  In the case of a null move, the only thing we need to
1542   // remember is the last move made and the en passant square.
1543   u.lastMove = lastMove;
1544   u.epSquare = epSquare;
1545
1546   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1547   // detect repetition draws:
1548   history[gamePly] = key;
1549
1550   // Update the necessary information.
1551   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1552   if(epSquare != SQ_NONE)
1553     key ^= zobEp[epSquare];
1554   epSquare = SQ_NONE;
1555   rule50++;
1556   gamePly++;
1557   key ^= zobSideToMove;
1558
1559   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1560   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1561
1562   assert(is_ok());
1563 }
1564
1565
1566 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1567
1568 void Position::undo_null_move(const UndoInfo &u) {
1569   assert(is_ok());
1570   assert(!is_check());
1571
1572   // Restore information from the supplied UndoInfo object:
1573   lastMove = u.lastMove;
1574   epSquare = u.epSquare;
1575   if(epSquare != SQ_NONE)
1576     key ^= zobEp[epSquare];
1577
1578   // Update the necessary information.
1579   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1580   rule50--;
1581   gamePly--;
1582   key ^= zobSideToMove;
1583
1584   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1585   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1586
1587   assert(is_ok());
1588 }
1589
1590
1591 /// Position::see() is a static exchange evaluator:  It tries to estimate the
1592 /// material gain or loss resulting from a move.  There are two versions of
1593 /// this function: One which takes a move as input, and one which takes a
1594 /// 'from' and a 'to' square.  The function does not yet understand promotions
1595 /// or en passant captures.
1596
1597 int Position::see(Square from, Square to) const {
1598   // Approximate material values, with pawn = 1:
1599   static const int seeValues[18] = {
1600     0, 1, 3, 3, 5, 10, 100, 0, 0, 1, 3, 3, 5, 10, 100, 0, 0, 0
1601   };
1602   Color us, them;
1603   Piece piece, capture;
1604   Bitboard attackers, occ, b;
1605
1606   assert(square_is_ok(from));
1607   assert(square_is_ok(to));
1608
1609   // Initialize colors:
1610   us = color_of_piece_on(from);
1611   them = opposite_color(us);
1612
1613   // Initialize pieces:
1614   piece = piece_on(from);
1615   capture = piece_on(to);
1616
1617   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1618   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it:
1619   occ = occupied_squares();
1620   clear_bit(&occ, from);
1621   attackers =
1622     (rook_attacks_bb(to, occ) & rooks_and_queens()) |
1623     (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens()) |
1624     (piece_attacks<KNIGHT>(to) & knights()) |
1625     (piece_attacks<KING>(to) & kings()) |
1626     (pawn_attacks(WHITE, to) & pawns(BLACK)) |
1627     (pawn_attacks(BLACK, to) & pawns(WHITE));
1628   attackers &= occ;
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   // The destination square is defended, which makes things rather more
1635   // difficult to compute.  We proceed by building up a "swap list" containing
1636   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1637   // destianation square, where the sides alternately capture, and always
1638   // capture with the least valuable piece.  After each capture, we look for
1639   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1640   int lastCapturingPieceValue = seeValues[piece];
1641   int swapList[32], n = 1;
1642   Color c = them;
1643   PieceType pt;
1644
1645   swapList[0] = seeValues[capture];
1646
1647   do {
1648     // Locate the least valuable attacker for the side to move.  The loop
1649     // below looks like it is potentially infinite, but it isn't.  We know
1650     // that the side to move still has at least one attacker left.
1651     for(pt = PAWN; !(attackers&pieces_of_color_and_type(c, pt)); pt++)
1652       assert(pt < KING);
1653
1654     // Remove the attacker we just found from the 'attackers' bitboard,
1655     // and scan for new X-ray attacks behind the attacker:
1656     b = attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt);
1657     occ ^= (b & -b);
1658     attackers |=
1659       (rook_attacks_bb(to, occ) & rooks_and_queens()) |
1660       (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens());
1661     attackers &= occ;
1662
1663     // Add the new entry to the swap list:
1664     assert(n < 32);
1665     swapList[n] = -swapList[n - 1] + lastCapturingPieceValue;
1666     n++;
1667
1668     // Remember the value of the capturing piece, and change the side to move
1669     // before beginning the next iteration:
1670     lastCapturingPieceValue = seeValues[pt];
1671     c = opposite_color(c);
1672
1673     // Stop after a king capture:
1674     if(pt == KING && (attackers & pieces_of_color(c))) {
1675       assert(n < 32);
1676       swapList[n++] = 100;
1677       break;
1678     }
1679   } while(attackers & pieces_of_color(c));
1680
1681   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1682   // achievable score from the point of view of the side to move:
1683   while(--n) swapList[n-1] = Min(-swapList[n], swapList[n-1]);
1684
1685   return swapList[0];
1686 }
1687
1688
1689 int Position::see(Move m) const {
1690   assert(move_is_ok(m));
1691   return see(move_from(m), move_to(m));
1692 }
1693
1694
1695 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1696 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1697
1698 void Position::clear() {
1699   int i, j;
1700
1701   for(i = 0; i < 64; i++) {
1702     board[i] = EMPTY;
1703     index[i] = 0;
1704   }
1705
1706   for(i = 0; i < 2; i++)
1707     byColorBB[i] = EmptyBoardBB;
1708
1709   for(i = 0; i < 7; i++) {
1710     byTypeBB[i] = EmptyBoardBB;
1711     pieceCount[0][i] = pieceCount[1][i] = 0;
1712     for(j = 0; j < 8; j++)
1713       pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1714   }
1715
1716   checkersBB = EmptyBoardBB;
1717
1718   lastMove = MOVE_NONE;
1719
1720   sideToMove = WHITE;
1721   castleRights = NO_CASTLES;
1722   initialKFile = FILE_E;
1723   initialKRFile = FILE_H;
1724   initialQRFile = FILE_A;
1725   epSquare = SQ_NONE;
1726   rule50 = 0;
1727   gamePly = 0;
1728 }
1729
1730
1731 /// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0.  It is used from the
1732 /// UCI interface code, whenever a non-reversible move is made in a
1733 /// 'position fen <fen> moves m1 m2 ...' command.  This makes it possible
1734 /// for the program to handle games of arbitrary length, as long as the GUI
1735 /// handles draws by the 50 move rule correctly.
1736
1737 void Position::reset_game_ply() {
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   Color c = color_of_piece(p);
1747   PieceType pt = type_of_piece(p);
1748
1749   board[s] = p;
1750   index[s] = pieceCount[c][pt];
1751   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1752
1753   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1754   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1755   set_bit(&byTypeBB[0], s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1756
1757   pieceCount[c][pt]++;
1758
1759   if(pt == KING)
1760     kingSquare[c] = s;
1761 }
1762
1763
1764 /// Position::allow_oo() gives the given side the right to castle kingside.
1765 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1766
1767 void Position::allow_oo(Color c) {
1768   castleRights |= (1 + int(c));
1769 }
1770
1771
1772 /// Position::allow_ooo() gives the given side the right to castle queenside.
1773 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1774
1775 void Position::allow_ooo(Color c) {
1776   castleRights |= (4 + 4*int(c));
1777 }
1778
1779
1780 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position.  The hash
1781 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1782 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1783 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1784
1785 Key Position::compute_key() const {
1786   Key result = Key(0ULL);
1787
1788   for(Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1789     if(square_is_occupied(s))
1790       result ^=
1791         zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1792
1793   if(ep_square() != SQ_NONE)
1794     result ^= zobEp[ep_square()];
1795   result ^= zobCastle[castleRights];
1796   if(side_to_move() == BLACK) result ^= zobSideToMove;
1797
1798   return result;
1799 }
1800
1801
1802 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position.  The
1803 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1804 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1805 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1806 /// debug mode.
1807
1808 Key Position::compute_pawn_key() const {
1809   Key result = Key(0ULL);
1810   Bitboard b;
1811   Square s;
1812
1813   for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++) {
1814     b = pawns(c);
1815     while(b) {
1816       s = pop_1st_bit(&b);
1817       result ^= zobrist[c][PAWN][s];
1818     }
1819   }
1820   return result;
1821 }
1822
1823
1824 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1825 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1826 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1827 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1828 /// debug mode.
1829
1830 Key Position::compute_material_key() const {
1831   Key result = Key(0ULL);
1832   for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1833     for(PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++) {
1834       int count = piece_count(c, pt);
1835       for(int i = 0; i <= count; i++)
1836         result ^= zobMaterial[c][pt][i];
1837     }
1838   return result;
1839 }
1840
1841
1842 /// Position::compute_mg_value() and Position::compute_eg_value() compute the
1843 /// incremental scores for the middle game and the endgame.  These functions
1844 /// are used to initialize the incremental scores when a new position is set
1845 /// up, and to verify that the scores are correctly updated by do_move
1846 /// and undo_move when the program is running in debug mode.
1847
1848 Value Position::compute_mg_value() const {
1849   Value result = Value(0);
1850   Bitboard b;
1851   Square s;
1852
1853   for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1854     for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++) {
1855       b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1856       while(b) {
1857         s = pop_1st_bit(&b);
1858         assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1859         result += mg_pst(c, pt, s);
1860       }
1861     }
1862   result += (side_to_move() == WHITE)?
1863     (TempoValueMidgame / 2) : -(TempoValueMidgame / 2);
1864   return result;
1865 }
1866
1867 Value Position::compute_eg_value() const {
1868   Value result = Value(0);
1869   Bitboard b;
1870   Square s;
1871
1872   for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1873     for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++) {
1874       b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1875       while(b) {
1876         s = pop_1st_bit(&b);
1877         assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1878         result += eg_pst(c, pt, s);
1879       }
1880     }
1881   result += (side_to_move() == WHITE)?
1882     (TempoValueEndgame / 2) : -(TempoValueEndgame / 2);
1883   return result;
1884 }
1885
1886
1887 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1888 /// game material score for the given side.  Material scores are updated
1889 /// incrementally during the search, this function is only used while
1890 /// initializing a new Position object.
1891
1892 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1893   Value result = Value(0);
1894   Square s;
1895
1896   for(PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++) {
1897     Bitboard b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1898     while(b) {
1899       s = pop_1st_bit(&b);
1900       assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1901       result += piece_value_midgame(pt);
1902     }
1903   }
1904   return result;
1905 }
1906
1907
1908 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1909 /// side to move is checkmated.  Note that this function is currently very
1910 /// slow, and shouldn't be used frequently inside the search.
1911
1912 bool Position::is_mate() {
1913   if(is_check()) {
1914     MovePicker mp = MovePicker(*this, false, MOVE_NONE, MOVE_NONE, MOVE_NONE,
1915                                MOVE_NONE, Depth(0));
1916     return mp.get_next_move() == MOVE_NONE;
1917   }
1918   else
1919     return false;
1920 }
1921
1922
1923 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1924 /// repetition, or the 50 moves rule.  It does not detect stalemates, this
1925 /// must be done by the search.
1926
1927 bool Position::is_draw() const {
1928   // Draw by material?
1929   if(!pawns() &&
1930      non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK)
1931      <= BishopValueMidgame)
1932     return true;
1933
1934   // Draw by the 50 moves rule?
1935   if(rule50 > 100 || (rule50 == 100 && !is_check()))
1936     return true;
1937
1938   // Draw by repetition?
1939   for(int i = 2; i < Min(gamePly, rule50); i += 2)
1940     if(history[gamePly - i] == key)
1941       return true;
1942
1943   return false;
1944 }
1945
1946
1947 /// Position::has_mate_threat() tests whether a given color has a mate in one
1948 /// from the current position.  This function is quite slow, but it doesn't
1949 /// matter, because it is currently only called from PV nodes, which are rare.
1950
1951 bool Position::has_mate_threat(Color c) {
1952   UndoInfo u1, u2;
1953   Color stm = side_to_move();
1954
1955   // The following lines are useless and silly, but prevents gcc from
1956   // emitting a stupid warning stating that u1.lastMove and u1.epSquare might
1957   // be used uninitialized.
1958   u1.lastMove = lastMove;
1959   u1.epSquare = epSquare;
1960
1961   if(is_check())
1962     return false;
1963
1964   // If the input color is not equal to the side to move, do a null move
1965   if(c != stm) do_null_move(u1);
1966
1967   MoveStack mlist[120];
1968   int count;
1969   bool result = false;
1970
1971   // Generate legal moves
1972   count = generate_legal_moves(*this, mlist);
1973
1974   // Loop through the moves, and see if one of them is mate.
1975   for(int i = 0; i < count; i++) {
1976     do_move(mlist[i].move, u2);
1977     if(is_mate()) result = true;
1978     undo_move(mlist[i].move, u2);
1979   }
1980
1981   // Undo null move, if necessary
1982   if(c != stm) undo_null_move(u1);
1983
1984   return result;
1985 }
1986
1987
1988 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes the
1989 /// various arrays used to compute hash keys.
1990
1991 void Position::init_zobrist() {
1992
1993   for(int i = 0; i < 2; i++)
1994     for(int j = 0; j < 8; j++)
1995       for(int k = 0; k < 64; k++)
1996         zobrist[i][j][k] = Key(genrand_int64());
1997
1998   for(int i = 0; i < 64; i++)
1999     zobEp[i] = Key(genrand_int64());
2000
2001   for(int i = 0; i < 16; i++)
2002     zobCastle[i] = genrand_int64();
2003
2004   zobSideToMove = genrand_int64();
2005
2006   for(int i = 0; i < 2; i++)
2007     for(int j = 0; j < 8; j++)
2008       for(int k = 0; k < 16; k++)
2009         zobMaterial[i][j][k] = (k > 0)? Key(genrand_int64()) : Key(0LL);
2010
2011   for(int i = 0; i < 16; i++)
2012     zobMaterial[0][KING][i] = zobMaterial[1][KING][i] = Key(0ULL);
2013 }
2014
2015
2016 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
2017 /// This is a two-step operation:  First, the white halves of the tables are
2018 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays, with a small random number
2019 /// added to each entry if the "Randomness" UCI parameter is non-zero.
2020 /// Second, the black halves of the tables are initialized by mirroring
2021 /// and changing the sign of the corresponding white scores.
2022
2023 void Position::init_piece_square_tables() {
2024   int r = get_option_value_int("Randomness"), i;
2025   for(Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++) {
2026     for(Piece p = WP; p <= WK; p++) {
2027       i = (r == 0)? 0 : (genrand_int32() % (r*2) - r);
2028       MgPieceSquareTable[p][s] = Value(MgPST[p][s] + i);
2029       EgPieceSquareTable[p][s] = Value(EgPST[p][s] + i);
2030     }
2031   }
2032   for(Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2033     for(Piece p = BP; p <= BK; p++) {
2034       MgPieceSquareTable[p][s] = -MgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2035       EgPieceSquareTable[p][s] = -EgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2036     }
2037 }
2038
2039
2040 /// Position::flipped_copy() makes a copy of the input position, but with
2041 /// the white and black sides reversed.  This is only useful for debugging,
2042 /// especially for finding evaluation symmetry bugs.
2043
2044 void Position::flipped_copy(const Position &pos) {
2045   assert(pos.is_ok());
2046
2047   clear();
2048
2049   // Board
2050   for(Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2051     if(!pos.square_is_empty(s))
2052       put_piece(Piece(int(pos.piece_on(s)) ^ 8), flip_square(s));
2053
2054   // Side to move
2055   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
2056
2057   // Castling rights
2058   if(pos.can_castle_kingside(WHITE)) allow_oo(BLACK);
2059   if(pos.can_castle_queenside(WHITE)) allow_ooo(BLACK);
2060   if(pos.can_castle_kingside(BLACK)) allow_oo(WHITE);
2061   if(pos.can_castle_queenside(BLACK)) allow_ooo(WHITE);
2062
2063   initialKFile = pos.initialKFile;
2064   initialKRFile = pos.initialKRFile;
2065   initialQRFile = pos.initialQRFile;
2066
2067   for(Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
2068     castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
2069   castleRightsMask[make_square(initialKFile, RANK_1)] ^= (WHITE_OO|WHITE_OOO);
2070   castleRightsMask[make_square(initialKFile, RANK_8)] ^= (BLACK_OO|BLACK_OOO);
2071   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
2072   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
2073   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
2074   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
2075
2076   // En passant square
2077   if(pos.epSquare != SQ_NONE)
2078     epSquare = flip_square(pos.epSquare);
2079
2080   // Checkers
2081   find_checkers();
2082
2083   // Hash keys
2084   key = compute_key();
2085   pawnKey = compute_pawn_key();
2086   materialKey = compute_material_key();
2087
2088   // Incremental scores
2089   mgValue = compute_mg_value();
2090   egValue = compute_eg_value();
2091
2092   // Material
2093   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
2094   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
2095
2096   assert(is_ok());
2097 }
2098
2099
2100 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
2101 /// This is meant to be helpful when debugging.
2102
2103 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
2104
2105   // What features of the position should be verified?
2106   static const bool debugBitboards = false;
2107   static const bool debugKingCount = false;
2108   static const bool debugKingCapture = false;
2109   static const bool debugCheckerCount = false;
2110   static const bool debugKey = false;
2111   static const bool debugMaterialKey = false;
2112   static const bool debugPawnKey = false;
2113   static const bool debugIncrementalEval = false;
2114   static const bool debugNonPawnMaterial = false;
2115   static const bool debugPieceCounts = false;
2116   static const bool debugPieceList = false;
2117
2118   if (failedStep) *failedStep = 1;
2119
2120   // Side to move OK?
2121   if(!color_is_ok(side_to_move()))
2122     return false;
2123
2124   // Are the king squares in the position correct?
2125   if (failedStep) (*failedStep)++;
2126   if(piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
2127     return false;
2128
2129   if (failedStep) (*failedStep)++;
2130   if(piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
2131     return false;
2132
2133   // Castle files OK?
2134   if (failedStep) (*failedStep)++;
2135   if(!file_is_ok(initialKRFile))
2136     return false;
2137   if(!file_is_ok(initialQRFile))
2138     return false;
2139
2140   // Do both sides have exactly one king?
2141   if (failedStep) (*failedStep)++;
2142   if(debugKingCount) {
2143     int kingCount[2] = {0, 0};
2144     for(Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2145       if(type_of_piece_on(s) == KING)
2146         kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
2147     if(kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
2148       return false;
2149   }
2150
2151   // Can the side to move capture the opponent's king?
2152   if (failedStep) (*failedStep)++;
2153   if(debugKingCapture) {
2154     Color us = side_to_move();
2155     Color them = opposite_color(us);
2156     Square ksq = king_square(them);
2157     if(square_is_attacked(ksq, us))
2158       return false;
2159   }
2160
2161   // Is there more than 2 checkers?
2162   if (failedStep) (*failedStep)++;
2163   if(debugCheckerCount && count_1s(checkersBB) > 2)
2164     return false;
2165
2166   // Bitboards OK?
2167   if (failedStep) (*failedStep)++;
2168   if(debugBitboards) {
2169     // The intersection of the white and black pieces must be empty:
2170     if((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK))
2171        != EmptyBoardBB)
2172       return false;
2173
2174     // The union of the white and black pieces must be equal to all
2175     // occupied squares:
2176     if((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK))
2177        != occupied_squares())
2178       return false;
2179
2180     // Separate piece type bitboards must have empty intersections:
2181     for(PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
2182       for(PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
2183         if(p1 != p2 && (pieces_of_type(p1) & pieces_of_type(p2)))
2184           return false;
2185   }
2186
2187   // En passant square OK?
2188   if (failedStep) (*failedStep)++;
2189   if(ep_square() != SQ_NONE) {
2190     // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
2191     // side to move.
2192     if(relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2193       return false;
2194   }
2195
2196   // Hash key OK?
2197   if (failedStep) (*failedStep)++;
2198   if(debugKey && key != compute_key())
2199     return false;
2200
2201   // Pawn hash key OK?
2202   if (failedStep) (*failedStep)++;
2203   if(debugPawnKey && pawnKey != compute_pawn_key())
2204     return false;
2205
2206   // Material hash key OK?
2207   if (failedStep) (*failedStep)++;
2208   if(debugMaterialKey && materialKey != compute_material_key())
2209     return false;
2210
2211   // Incremental eval OK?
2212   if (failedStep) (*failedStep)++;
2213   if(debugIncrementalEval) {
2214     if(mgValue != compute_mg_value())
2215       return false;
2216     if(egValue != compute_eg_value())
2217       return false;
2218   }
2219
2220   // Non-pawn material OK?
2221   if (failedStep) (*failedStep)++;
2222   if(debugNonPawnMaterial) {
2223     if(npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2224       return false;
2225     if(npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2226       return false;
2227   }
2228
2229   // Piece counts OK?
2230   if (failedStep) (*failedStep)++;
2231   if(debugPieceCounts)
2232     for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2233       for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2234         if(pieceCount[c][pt] != count_1s(pieces_of_color_and_type(c, pt)))
2235           return false;
2236
2237   if (failedStep) (*failedStep)++;
2238   if(debugPieceList) {
2239     for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2240       for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2241         for(int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++) {
2242           if(piece_on(piece_list(c, pt, i)) !=
2243              piece_of_color_and_type(c, pt))
2244             return false;
2245           if(index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2246             return false;
2247         }
2248   }
2249   if (failedStep) *failedStep = 0;
2250   return true;
2251 }