Add scan for X-ray attacks in piece_attacks_square()
[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 "san.h"
35 #include "ucioption.h"
36
37
38 ////
39 //// Variables
40 ////
41
42 extern SearchStack EmptySearchStack;
43
44 int Position::castleRightsMask[64];
45
46 Key Position::zobrist[2][8][64];
47 Key Position::zobEp[64];
48 Key Position::zobCastle[16];
49 Key Position::zobMaterial[2][8][16];
50 Key Position::zobSideToMove;
51
52 Value Position::MgPieceSquareTable[16][64];
53 Value Position::EgPieceSquareTable[16][64];
54
55 static bool RequestPending = false;
56
57 ////
58 //// Functions
59 ////
60
61 /// Constructors
62
63 Position::Position(const Position& pos) {
64   copy(pos);
65 }
66
67 Position::Position(const std::string& fen) {
68   from_fen(fen);
69 }
70
71
72 /// Position::from_fen() initializes the position object with the given FEN
73 /// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
74 /// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
75
76 void Position::from_fen(const std::string& fen) {
77
78   static const std::string pieceLetters = "KQRBNPkqrbnp";
79   static const Piece pieces[] = { WK, WQ, WR, WB, WN, WP, BK, BQ, BR, BB, BN, BP };
80
81   clear();
82
83   // Board
84   Rank rank = RANK_8;
85   File file = FILE_A;
86   size_t i = 0;
87   for ( ; fen[i] != ' '; i++)
88   {
89       if (isdigit(fen[i]))
90       {
91           // Skip the given number of files
92           file += (fen[i] - '1' + 1);
93           continue;
94       }
95       else if (fen[i] == '/')
96       {
97           file = FILE_A;
98           rank--;
99           continue;
100       }
101       size_t idx = pieceLetters.find(fen[i]);
102       if (idx == std::string::npos)
103       {
104            std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
105            return;
106       }
107       Square square = make_square(file, rank);
108       put_piece(pieces[idx], square);
109       file++;
110   }
111
112   // Side to move
113   i++;
114   if (fen[i] != 'w' && fen[i] != 'b')
115   {
116       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
117       return;
118   }
119   sideToMove = (fen[i] == 'w' ? WHITE : BLACK);
120
121   // Castling rights
122   i++;
123   if (fen[i] != ' ')
124   {
125       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
126       return;
127   }
128
129   i++;
130   while(strchr("KQkqabcdefghABCDEFGH-", fen[i])) {
131     if (fen[i] == '-')
132     {
133       i++;
134       break;
135     }
136     else if(fen[i] == 'K') allow_oo(WHITE);
137     else if(fen[i] == 'Q') allow_ooo(WHITE);
138     else if(fen[i] == 'k') allow_oo(BLACK);
139     else if(fen[i] == 'q') allow_ooo(BLACK);
140     else if(fen[i] >= 'A' && fen[i] <= 'H') {
141       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
142       for(Square square = SQ_B1; square <= SQ_G1; square++)
143         if(piece_on(square) == WK)
144           kingFile = square_file(square);
145       if(kingFile == FILE_NONE) {
146         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
147         return;
148       }
149       initialKFile = kingFile;
150       rookFile = File(fen[i] - 'A') + FILE_A;
151       if(rookFile < initialKFile) {
152         allow_ooo(WHITE);
153         initialQRFile = rookFile;
154       }
155       else {
156         allow_oo(WHITE);
157         initialKRFile = rookFile;
158       }
159     }
160     else if(fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h') {
161       File rookFile, kingFile = FILE_NONE;
162       for(Square square = SQ_B8; square <= SQ_G8; square++)
163         if(piece_on(square) == BK)
164           kingFile = square_file(square);
165       if(kingFile == FILE_NONE) {
166         std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
167         return;
168       }
169       initialKFile = kingFile;
170       rookFile = File(fen[i] - 'a') + FILE_A;
171       if(rookFile < initialKFile) {
172         allow_ooo(BLACK);
173         initialQRFile = rookFile;
174       }
175       else {
176         allow_oo(BLACK);
177         initialKRFile = rookFile;
178       }
179     }
180     else {
181       std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
182       return;
183     }
184     i++;
185   }
186
187   // Skip blanks
188   while (fen[i] == ' ')
189       i++;
190
191   // En passant square
192   if (    i < fen.length() - 2
193       && (fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h')
194       && (fen[i+1] == '3' || fen[i+1] == '6'))
195       epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
196
197   // Various initialisation
198   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
199       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
200
201   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO|WHITE_OOO);
202   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO|BLACK_OOO);
203   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OO;
204   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OO;
205   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^= WHITE_OOO;
206   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^= BLACK_OOO;
207
208   find_checkers();
209
210   key = compute_key();
211   pawnKey = compute_pawn_key();
212   materialKey = compute_material_key();
213   mgValue = compute_mg_value();
214   egValue = compute_eg_value();
215   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
216   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
217 }
218
219
220 /// Position::to_fen() converts the position object to a FEN string. This is
221 /// probably only useful for debugging.
222
223 const std::string Position::to_fen() const {
224
225   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
226   std::string fen;
227   int skip;
228
229   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
230   {
231       skip = 0;
232       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
233       {
234           Square sq = make_square(file, rank);
235           if (!square_is_occupied(sq))
236           {   skip++;
237               continue;
238           }
239           if (skip > 0)
240           {
241               fen += (char)skip + '0';
242               skip = 0;
243           }
244           fen += pieceLetters[piece_on(sq)];
245       }
246       if (skip > 0)
247           fen += (char)skip + '0';
248
249       fen += (rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
250   }
251   fen += (sideToMove == WHITE ? "w " : "b ");
252   if (castleRights != NO_CASTLES)
253   {
254     if (can_castle_kingside(WHITE))  fen += 'K';
255     if (can_castle_queenside(WHITE)) fen += 'Q';
256     if (can_castle_kingside(BLACK))  fen += 'k';
257     if (can_castle_queenside(BLACK)) fen += 'q';
258   } else
259       fen += '-';
260
261   fen += ' ';
262   if (ep_square() != SQ_NONE)
263       fen += square_to_string(ep_square());
264   else
265       fen += '-';
266
267   return fen;
268 }
269
270
271 /// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
272 /// the standard output. If a move is given then also the san is print.
273
274 void Position::print(Move m) const {
275
276   static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  PNBRQK .";
277
278   // Check for reentrancy, as example when called from inside
279   // MovePicker that is used also here in move_to_san()
280   if (RequestPending)
281       return;
282
283   RequestPending = true;
284
285   std::cout << std::endl;
286   if (m != MOVE_NONE)
287   {
288       std::string col = (color_of_piece_on(move_from(m)) == BLACK ? ".." : "");
289       std::cout << "Move is: " << col << move_to_san(*this, m) << std::endl;
290   }
291   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
292   {
293       std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
294       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
295       {
296           Square sq = make_square(file, rank);
297           Piece piece = piece_on(sq);
298           if (piece == EMPTY && square_color(sq) == WHITE)
299               piece = NO_PIECE;
300
301           char col = (color_of_piece_on(sq) == BLACK ? '=' : ' ');
302           std::cout << '|' << col << pieceLetters[piece] << col;
303       }
304       std::cout << '|' << std::endl;
305   }
306   std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl
307             << "Fen is: " << to_fen() << std::endl
308             << "Key is: " << key << std::endl;
309
310   RequestPending = false;
311 }
312
313
314 /// Position::copy() creates a copy of the input position.
315
316 void Position::copy(const Position &pos) {
317
318   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
319 }
320
321
322 /// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
323 /// king) pieces for the given color.
324 Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
325
326   Square ksq = king_square(c);
327   return hidden_checks<ROOK, true>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, true>(c, ksq);
328 }
329
330
331 /// Position:discovered_check_candidates() returns a bitboard containing all
332 /// pieces for the given side which are candidates for giving a discovered
333 /// check.  The code is almost the same as the function for finding pinned
334 /// pieces.
335
336 Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
337
338   Square ksq = king_square(opposite_color(c));
339   return hidden_checks<ROOK, false>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, false>(c, ksq);
340 }
341
342
343 /// Position:hidden_checks<>() returns a bitboard of all pinned (against the
344 /// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
345 /// template parameter FindPinned is false, the pinned pieces of opposite color
346 /// that are, indeed, the pieces candidate for a discovery check.
347 template<PieceType Piece, bool FindPinned>
348 Bitboard Position::hidden_checks(Color c, Square ksq) const {
349
350   Square s;
351   Bitboard sliders, result = EmptyBoardBB;
352
353   if (Piece == ROOK) // Resolved at compile time
354       sliders = rooks_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq];
355   else
356       sliders = bishops_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq];
357
358   if (sliders && (!FindPinned || (sliders & ~checkersBB)))
359   {
360        // King blockers are candidate pinned pieces
361       Bitboard candidate_pinned = piece_attacks<Piece>(ksq) & pieces_of_color(c);
362
363       // Pinners are sliders, not checkers, that give check when
364       // candidate pinned are removed.
365       Bitboard pinners = (FindPinned ? sliders & ~checkersBB : sliders);
366
367       if (Piece == ROOK)
368           pinners &= rook_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
369       else
370           pinners &= bishop_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
371
372       // Finally for each pinner find the corresponding pinned piece (if same color of king)
373       // or discovery checker (if opposite color) among the candidates.
374       while (pinners)
375       {
376           s = pop_1st_bit(&pinners);
377           result |= (squares_between(s, ksq) & candidate_pinned);
378       }
379   }
380   return result;
381 }
382
383
384 /// Position::attacks_to() computes a bitboard containing all pieces which
385 /// attacks a given square. There are two versions of this function: One
386 /// which finds attackers of both colors, and one which only finds the
387 /// attackers for one side.
388
389 Bitboard Position::attacks_to(Square s) const {
390
391   return  (pawn_attacks(BLACK, s)   & pawns(WHITE))
392         | (pawn_attacks(WHITE, s)   & pawns(BLACK))
393         | (piece_attacks<KNIGHT>(s) & pieces_of_type(KNIGHT))
394         | (piece_attacks<ROOK>(s)   & rooks_and_queens())
395         | (piece_attacks<BISHOP>(s) & bishops_and_queens())
396         | (piece_attacks<KING>(s)   & pieces_of_type(KING));
397 }
398
399 /// Position::piece_attacks_square() tests whether the piece on square f
400 /// attacks square t.
401
402 bool Position::piece_attacks_square(Square f, Square t) const {
403
404   assert(square_is_ok(f));
405   assert(square_is_ok(t));
406
407   switch (piece_on(f))
408   {
409   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, f, t);
410   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, f, t);
411   case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(f, t);
412   case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(f, t);
413   case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(f, t);
414   case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(f, t);
415   case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(f, t);
416   default: break;
417   }
418   return false;
419 }
420
421
422 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
423 /// position attacks a given square.
424
425 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
426
427   assert(move_is_ok(m));
428   assert(square_is_ok(s));
429
430   bool is_attack;
431   Square f = move_from(m), t = move_to(m);
432
433   assert(square_is_occupied(f));
434
435   switch (piece_on(f))
436   {
437   case WP:          is_attack = pawn_attacks_square(WHITE, t, s); break;
438   case BP:          is_attack = pawn_attacks_square(BLACK, t, s); break;
439   case WN: case BN: is_attack = piece_attacks_square<KNIGHT>(t, s); break;
440   case WB: case BB: is_attack = piece_attacks_square<BISHOP>(t, s); break;
441   case WR: case BR: is_attack = piece_attacks_square<ROOK>(t, s); break;
442   case WQ: case BQ: is_attack = piece_attacks_square<QUEEN>(t, s); break;
443   case WK: case BK: is_attack = piece_attacks_square<KING>(t, s); break;
444   default: break;
445   }
446
447   if (is_attack)
448       return true;
449
450   // Move the piece and scan for X-ray attacks behind it
451   Bitboard occ = occupied_squares();
452   Color us = color_of_piece_on(f);
453   clear_bit(&occ, f);
454   set_bit(&occ, t);
455   Bitboard xray = ( (rook_attacks_bb(s, occ) & rooks_and_queens())
456                    |(bishop_attacks_bb(s, occ) & bishops_and_queens())) & pieces_of_color(us);
457
458   // If we have attacks we need to verify that are caused by our move
459   // and are not already existent ones.
460   return xray && (xray ^ (xray & piece_attacks<QUEEN>(s)));
461 }
462
463
464 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
465 /// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2).  It
466 /// currently works by calling Position::attacks_to, which is probably
467 /// inefficient. Consider rewriting this function to use the last move
468 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
469
470 void Position::find_checkers() {
471
472   Color us = side_to_move();
473   checkersBB = attacks_to(king_square(us), opposite_color(us));
474 }
475
476
477 /// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal.
478 /// There are two versions of this function:  One which takes only a
479 /// move as input, and one which takes a move and a bitboard of pinned
480 /// pieces. The latter function is faster, and should always be preferred
481 /// when a pinned piece bitboard has already been computed.
482
483 bool Position::pl_move_is_legal(Move m)  const {
484
485   return pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(side_to_move()));
486 }
487
488 bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
489
490   assert(is_ok());
491   assert(move_is_ok(m));
492   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
493
494   // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
495   // check evasion generator only generates true legal moves.
496   if (is_check())
497       return true;
498
499   // Castling moves are checked for legality during move generation.
500   if (move_is_castle(m))
501       return true;
502
503   Color us = side_to_move();
504   Color them = opposite_color(us);
505   Square from = move_from(m);
506   Square ksq = king_square(us);
507
508   assert(color_of_piece_on(from) == us);
509   assert(piece_on(ksq) == king_of_color(us));
510
511   // En passant captures are a tricky special case.  Because they are
512   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
513   // after the move is made
514   if (move_is_ep(m))
515   {
516       Square to = move_to(m);
517       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
518       Bitboard b = occupied_squares();
519
520       assert(to == ep_square());
521       assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
522       assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
523       assert(piece_on(to) == EMPTY);
524
525       clear_bit(&b, from);
526       clear_bit(&b, capsq);
527       set_bit(&b, to);
528
529       return   !(rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(them))
530             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(them));
531   }
532
533   // If the moving piece is a king, check whether the destination
534   // square is attacked by the opponent.
535   if (from == ksq)
536       return !(square_is_attacked(move_to(m), them));
537
538   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
539   // is moving along the ray towards or away from the king.
540   return (   !bit_is_set(pinned, from)
541           || (direction_between_squares(from, ksq) == direction_between_squares(move_to(m), ksq)));
542 }
543
544
545 /// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check.
546 /// There are two versions of this function:  One which takes only a move as
547 /// input, and one which takes a move and a bitboard of discovered check
548 /// candidates.  The latter function is faster, and should always be preferred
549 /// when a discovered check candidates bitboard has already been computed.
550
551 bool Position::move_is_check(Move m) const {
552
553   Bitboard dc = discovered_check_candidates(side_to_move());
554   return move_is_check(m, dc);
555 }
556
557 bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
558
559   assert(is_ok());
560   assert(move_is_ok(m));
561   assert(dcCandidates == discovered_check_candidates(side_to_move()));
562
563   Color us = side_to_move();
564   Color them = opposite_color(us);
565   Square from = move_from(m);
566   Square to = move_to(m);
567   Square ksq = king_square(them);
568
569   assert(color_of_piece_on(from) == us);
570   assert(piece_on(ksq) == king_of_color(them));
571
572   // Proceed according to the type of the moving piece
573   switch (type_of_piece_on(from))
574   {
575   case PAWN:
576
577       if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to)) // Normal check?
578           return true;
579
580       if (    bit_is_set(dcCandidates, from)      // Discovered check?
581           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
582           return true;
583
584       if (move_promotion(m)) // Promotion with check?
585       {
586           Bitboard b = occupied_squares();
587           clear_bit(&b, from);
588
589           switch (move_promotion(m))
590           {
591           case KNIGHT:
592               return bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(to), ksq);
593           case BISHOP:
594               return bit_is_set(bishop_attacks_bb(to, b), ksq);
595           case ROOK:
596               return bit_is_set(rook_attacks_bb(to, b), ksq);
597           case QUEEN:
598               return bit_is_set(queen_attacks_bb(to, b), ksq);
599           default:
600               assert(false);
601           }
602       }
603       // En passant capture with check?  We have already handled the case
604       // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
605       // need to handle is the unusual case of a discovered check through the
606       // captured pawn.
607       else if (move_is_ep(m))
608       {
609           Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
610           Bitboard b = occupied_squares();
611           clear_bit(&b, from);
612           clear_bit(&b, capsq);
613           set_bit(&b, to);
614           return  (rook_attacks_bb(ksq, b) & rooks_and_queens(us))
615                 ||(bishop_attacks_bb(ksq, b) & bishops_and_queens(us));
616       }
617       return false;
618
619   case KNIGHT:
620     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
621           || bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to); // Normal check?
622
623   case BISHOP:
624     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
625           || bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to); // Normal check?
626
627   case ROOK:
628     return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
629           || bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to);   // Normal check?
630
631   case QUEEN:
632       // Discovered checks are impossible!
633       assert(!bit_is_set(dcCandidates, from));
634       return bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to);  // Normal check?
635
636   case KING:
637       // Discovered check?
638       if (   bit_is_set(dcCandidates, from)
639           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
640           return true;
641
642       // Castling with check?
643       if (move_is_castle(m))
644       {
645           Square kfrom, kto, rfrom, rto;
646           Bitboard b = occupied_squares();
647           kfrom = from;
648           rfrom = to;
649
650           if (rfrom > kfrom)
651           {
652               kto = relative_square(us, SQ_G1);
653               rto = relative_square(us, SQ_F1);
654           } else {
655               kto = relative_square(us, SQ_C1);
656               rto = relative_square(us, SQ_D1);
657           }
658           clear_bit(&b, kfrom);
659           clear_bit(&b, rfrom);
660           set_bit(&b, rto);
661           set_bit(&b, kto);
662           return bit_is_set(rook_attacks_bb(rto, b), ksq);
663       }
664       return false;
665
666   default: // NO_PIECE_TYPE
667       break;
668   }
669   assert(false);
670   return false;
671 }
672
673
674 /// Position::move_is_capture() tests whether a move from the current
675 /// position is a capture. Move must not be MOVE_NONE.
676
677 bool Position::move_is_capture(Move m) const {
678
679   assert(m != MOVE_NONE);
680
681   return (   !square_is_empty(move_to(m))
682           && (color_of_piece_on(move_to(m)) != color_of_piece_on(move_from(m)))
683          )
684          || move_is_ep(m);
685 }
686
687
688 /// Position::backup() is called when making a move. All information
689 /// necessary to restore the position when the move is later unmade
690 /// is saved to an UndoInfo object. The function Position::restore
691 /// does the reverse operation:  When one does a backup followed by
692 /// a restore with the same UndoInfo object, the position is restored
693 /// to the state before backup was called.
694
695 void Position::backup(UndoInfo& u) const {
696
697   u.castleRights = castleRights;
698   u.epSquare     = epSquare;
699   u.checkersBB   = checkersBB;
700   u.key          = key;
701   u.pawnKey      = pawnKey;
702   u.materialKey  = materialKey;
703   u.rule50       = rule50;
704   u.lastMove     = lastMove;
705   u.mgValue      = mgValue;
706   u.egValue      = egValue;
707   u.capture      = NO_PIECE_TYPE;
708 }
709
710
711 /// Position::restore() is called when unmaking a move.  It copies back
712 /// the information backed up during a previous call to Position::backup.
713
714 void Position::restore(const UndoInfo& u) {
715
716   castleRights = u.castleRights;
717   epSquare     = u.epSquare;
718   checkersBB   = u.checkersBB;
719   key          = u.key;
720   pawnKey      = u.pawnKey;
721   materialKey  = u.materialKey;
722   rule50       = u.rule50;
723   lastMove     = u.lastMove;
724   mgValue     = u.mgValue;
725   egValue     = u.egValue;
726   // u.capture is restored in undo_move()
727 }
728
729
730 /// Position::update_checkers() is a private method to udpate chekers info
731
732 template<PieceType Piece>
733 inline void Position::update_checkers(Bitboard* pCheckersBB, Square ksq, Square from,
734                                       Square to, Bitboard dcCandidates) {
735
736   if (Piece != KING && bit_is_set(piece_attacks<Piece>(ksq), to))
737       set_bit(pCheckersBB, to);
738
739   if (Piece != QUEEN && bit_is_set(dcCandidates, from))
740   {
741       if (Piece != ROOK)
742           (*pCheckersBB) |= (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(side_to_move()));
743
744       if (Piece != BISHOP)
745           (*pCheckersBB) |= (piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(side_to_move()));
746   }
747 }
748
749
750 /// Position::do_move() makes a move, and backs up all information necessary
751 /// to undo the move to an UndoInfo object. The move is assumed to be legal.
752 /// Pseudo-legal moves should be filtered out before this function is called.
753 /// There are two versions of this function, one which takes only the move and
754 /// the UndoInfo as input, and one which takes a third parameter, a bitboard of
755 /// discovered check candidates. The second version is faster, because knowing
756 /// the discovered check candidates makes it easier to update the checkersBB
757 /// member variable in the position object.
758
759 void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u) {
760
761   do_move(m, u, discovered_check_candidates(side_to_move()));
762 }
763
764 void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u, Bitboard dcCandidates) {
765
766   assert(is_ok());
767   assert(move_is_ok(m));
768
769   // Back up the necessary information to our UndoInfo object (except the
770   // captured piece, which is taken care of later.
771   backup(u);
772
773   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
774   // detect repetition draws.
775   history[gamePly] = key;
776
777   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
778   // case of non-reversible moves is taken care of later.
779   rule50++;
780
781   if (move_is_castle(m))
782       do_castle_move(m);
783   else if (move_promotion(m))
784       do_promotion_move(m, u);
785   else if (move_is_ep(m))
786       do_ep_move(m);
787   else
788   {
789     Color us = side_to_move();
790     Color them = opposite_color(us);
791     Square from = move_from(m);
792     Square to = move_to(m);
793
794     assert(color_of_piece_on(from) == us);
795     assert(color_of_piece_on(to) == them || piece_on(to) == EMPTY);
796
797     PieceType piece = type_of_piece_on(from);
798     PieceType capture = type_of_piece_on(to);
799
800     if (capture)
801     {
802       u.capture = capture;
803       do_capture_move(m, capture, them, to);
804     }
805
806     // Move the piece
807     clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
808     clear_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
809     clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
810     set_bit(&(byColorBB[us]), to);
811     set_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
812     set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
813     board[to] = board[from];
814     board[from] = EMPTY;
815
816     // Update hash key
817     key ^= zobrist[us][piece][from] ^ zobrist[us][piece][to];
818
819     // Update incremental scores
820     mgValue -= mg_pst(us, piece, from);
821     mgValue += mg_pst(us, piece, to);
822     egValue -= eg_pst(us, piece, from);
823     egValue += eg_pst(us, piece, to);
824
825     // If the moving piece was a king, update the king square
826     if (piece == KING)
827         kingSquare[us] = to;
828
829     // Reset en passant square
830     if (epSquare != SQ_NONE)
831     {
832         key ^= zobEp[epSquare];
833         epSquare = SQ_NONE;
834     }
835
836     // If the moving piece was a pawn do some special extra work
837     if (piece == PAWN)
838     {
839         // Reset rule 50 draw counter
840         rule50 = 0;
841
842         // Update pawn hash key
843         pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
844
845         // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
846         if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
847         {
848             if (   (us == WHITE && (pawn_attacks(WHITE, from + DELTA_N) & pawns(BLACK)))
849                 || (us == BLACK && (pawn_attacks(BLACK, from + DELTA_S) & pawns(WHITE))))
850             {
851                 epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
852                 key ^= zobEp[epSquare];
853             }
854         }
855     }
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, piece must be already moved
868     checkersBB = EmptyBoardBB;
869     Square ksq = king_square(them);
870     switch (piece)
871     {
872     case PAWN:   update_checkers<PAWN>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates);   break;
873     case KNIGHT: update_checkers<KNIGHT>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates); break;
874     case BISHOP: update_checkers<BISHOP>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates); break;
875     case ROOK:   update_checkers<ROOK>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates);   break;
876     case QUEEN:  update_checkers<QUEEN>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates);  break;
877     case KING:   update_checkers<KING>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates);   break;
878     default: assert(false); break;
879     }
880   }
881
882   // Finish
883   key ^= zobSideToMove;
884   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
885   gamePly++;
886
887   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
888   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
889
890   assert(is_ok());
891 }
892
893
894 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
895 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
896
897 void Position::do_capture_move(Move m, PieceType capture, Color them, Square to) {
898
899     assert(capture != KING);
900
901     // Remove captured piece
902     clear_bit(&(byColorBB[them]), to);
903     clear_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
904
905     // Update hash key
906     key ^= zobrist[them][capture][to];
907
908     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key
909     if (capture == PAWN)
910         pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][to];
911
912     // Update incremental scores
913     mgValue -= mg_pst(them, capture, to);
914     egValue -= eg_pst(them, capture, to);
915
916     assert(!move_promotion(m) || capture != PAWN);
917
918     // Update material
919     if (capture != PAWN)
920         npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
921
922     // Update material hash key
923     materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
924
925     // Update piece count
926     pieceCount[them][capture]--;
927
928     // Update piece list
929     pieceList[them][capture][index[to]] = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
930     index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
931
932     // Reset rule 50 counter
933     rule50 = 0;
934 }
935
936
937 /// Position::do_castle_move() is a private method used to make a castling
938 /// move. It is called from the main Position::do_move function. Note that
939 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
940 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
941
942 void Position::do_castle_move(Move m) {
943
944   assert(is_ok());
945   assert(move_is_ok(m));
946   assert(move_is_castle(m));
947
948   Color us = side_to_move();
949   Color them = opposite_color(us);
950
951   // Find source squares for king and rook
952   Square kfrom = move_from(m);
953   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
954   Square kto, rto;
955
956   assert(piece_on(kfrom) == king_of_color(us));
957   assert(piece_on(rfrom) == rook_of_color(us));
958
959   // Find destination squares for king and rook
960   if (rfrom > kfrom) // O-O
961   {
962       kto = relative_square(us, SQ_G1);
963       rto = relative_square(us, SQ_F1);
964   } else { // O-O-O
965       kto = relative_square(us, SQ_C1);
966       rto = relative_square(us, SQ_D1);
967   }
968
969   // Remove pieces from source squares
970   clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
971   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
972   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
973   clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
974   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
975   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
976
977   // Put pieces on destination squares
978   set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
979   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
980   set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
981   set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
982   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
983   set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
984
985   // Update board array
986   board[kfrom] = board[rfrom] = EMPTY;
987   board[kto] = king_of_color(us);
988   board[rto] = rook_of_color(us);
989
990   // Update king square
991   kingSquare[us] = kto;
992
993   // Update piece lists
994   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
995   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
996   int tmp = index[rfrom];
997   index[kto] = index[kfrom];
998   index[rto] = tmp;
999
1000   // Update incremental scores
1001   mgValue -= mg_pst(us, KING, kfrom);
1002   mgValue += mg_pst(us, KING, kto);
1003   egValue -= eg_pst(us, KING, kfrom);
1004   egValue += eg_pst(us, KING, kto);
1005   mgValue -= mg_pst(us, ROOK, rfrom);
1006   mgValue += mg_pst(us, ROOK, rto);
1007   egValue -= eg_pst(us, ROOK, rfrom);
1008   egValue += eg_pst(us, ROOK, rto);
1009
1010   // Update hash key
1011   key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
1012   key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
1013
1014   // Clear en passant square
1015   if (epSquare != SQ_NONE)
1016   {
1017       key ^= zobEp[epSquare];
1018       epSquare = SQ_NONE;
1019   }
1020
1021   // Update castling rights
1022   key ^= zobCastle[castleRights];
1023   castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
1024   key ^= zobCastle[castleRights];
1025
1026   // Reset rule 50 counter
1027   rule50 = 0;
1028
1029   // Update checkers BB
1030   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1031 }
1032
1033
1034 /// Position::do_promotion_move() is a private method used to make a promotion
1035 /// move. It is called from the main Position::do_move function. The
1036 /// UndoInfo object, which has been initialized in Position::do_move, is
1037 /// used to store the captured piece (if any).
1038
1039 void Position::do_promotion_move(Move m, UndoInfo &u) {
1040
1041   Color us, them;
1042   Square from, to;
1043   PieceType capture, promotion;
1044
1045   assert(is_ok());
1046   assert(move_is_ok(m));
1047   assert(move_promotion(m));
1048
1049   us = side_to_move();
1050   them = opposite_color(us);
1051   from = move_from(m);
1052   to = move_to(m);
1053
1054   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1055   assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
1056   assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
1057
1058   capture = type_of_piece_on(to);
1059
1060   if (capture)
1061   {
1062     u.capture = capture;
1063     do_capture_move(m, capture, them, to);
1064   }
1065
1066   // Remove pawn
1067   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1068   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1069   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1070   board[from] = EMPTY;
1071
1072   // Insert promoted piece
1073   promotion = move_promotion(m);
1074   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1075   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1076   set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1077   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1078   board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
1079
1080   // Update hash key
1081   key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][promotion][to];
1082
1083   // Update pawn hash key
1084   pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from];
1085
1086   // Update material key
1087   materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1088   materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
1089
1090   // Update piece counts
1091   pieceCount[us][PAWN]--;
1092   pieceCount[us][promotion]++;
1093
1094   // Update piece lists
1095   pieceList[us][PAWN][index[from]] = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
1096   index[pieceList[us][PAWN][index[from]]] = index[from];
1097   pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1] = to;
1098   index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
1099
1100   // Update incremental scores
1101   mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
1102   mgValue += mg_pst(us, promotion, to);
1103   egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
1104   egValue += eg_pst(us, promotion, to);
1105
1106   // Update material
1107   npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
1108
1109   // Clear the en passant square
1110   if (epSquare != SQ_NONE)
1111   {
1112       key ^= zobEp[epSquare];
1113       epSquare = SQ_NONE;
1114   }
1115
1116   // Update castle rights
1117   key ^= zobCastle[castleRights];
1118   castleRights &= castleRightsMask[to];
1119   key ^= zobCastle[castleRights];
1120
1121   // Reset rule 50 counter
1122   rule50 = 0;
1123
1124   // Update checkers BB
1125   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1126 }
1127
1128
1129 /// Position::do_ep_move() is a private method used to make an en passant
1130 /// capture. It is called from the main Position::do_move function. Because
1131 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1132 /// object in which to store the captured piece.
1133
1134 void Position::do_ep_move(Move m) {
1135
1136   Color us, them;
1137   Square from, to, capsq;
1138
1139   assert(is_ok());
1140   assert(move_is_ok(m));
1141   assert(move_is_ep(m));
1142
1143   us = side_to_move();
1144   them = opposite_color(us);
1145   from = move_from(m);
1146   to = move_to(m);
1147   capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1148
1149   assert(to == epSquare);
1150   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1151   assert(piece_on(to) == EMPTY);
1152   assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
1153   assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
1154
1155   // Remove captured piece
1156   clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1157   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1158   clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1159   board[capsq] = EMPTY;
1160
1161   // Remove moving piece from source square
1162   clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
1163   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1164   clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1165
1166   // Put moving piece on destination square
1167   set_bit(&(byColorBB[us]), to);
1168   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1169   set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1170   board[to] = board[from];
1171   board[from] = EMPTY;
1172
1173   // Update material hash key
1174   materialKey ^= zobMaterial[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1175
1176   // Update piece count
1177   pieceCount[them][PAWN]--;
1178
1179   // Update piece list
1180   pieceList[us][PAWN][index[from]] = to;
1181   index[to] = index[from];
1182   pieceList[them][PAWN][index[capsq]] = pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
1183   index[pieceList[them][PAWN][index[capsq]]] = index[capsq];
1184
1185   // Update hash key
1186   key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1187   key ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1188   key ^= zobEp[epSquare];
1189
1190   // Update pawn hash key
1191   pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
1192   pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
1193
1194   // Update incremental scores
1195   mgValue -= mg_pst(them, PAWN, capsq);
1196   mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
1197   mgValue += mg_pst(us, PAWN, to);
1198   egValue -= eg_pst(them, PAWN, capsq);
1199   egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
1200   egValue += eg_pst(us, PAWN, to);
1201
1202   // Reset en passant square
1203   epSquare = SQ_NONE;
1204
1205   // Reset rule 50 counter
1206   rule50 = 0;
1207
1208   // Update checkers BB
1209   checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
1210 }
1211
1212
1213 /// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
1214 /// be restored to exactly the same state as before the move was made. It is
1215 /// important that Position::undo_move is called with the same move and UndoInfo
1216 /// object as the earlier call to Position::do_move.
1217
1218 void Position::undo_move(Move m, const UndoInfo &u) {
1219
1220   assert(is_ok());
1221   assert(move_is_ok(m));
1222
1223   gamePly--;
1224   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1225
1226   // Restore information from our UndoInfo object (except the captured piece,
1227   // which is taken care of later)
1228   restore(u);
1229
1230   if (move_is_castle(m))
1231       undo_castle_move(m);
1232   else if (move_promotion(m))
1233       undo_promotion_move(m, u);
1234   else if (move_is_ep(m))
1235       undo_ep_move(m);
1236   else
1237   {
1238       Color us, them;
1239       Square from, to;
1240       PieceType piece, capture;
1241
1242       us = side_to_move();
1243       them = opposite_color(us);
1244       from = move_from(m);
1245       to = move_to(m);
1246
1247       assert(piece_on(from) == EMPTY);
1248       assert(color_of_piece_on(to) == us);
1249
1250       // Put the piece back at the source square
1251       piece = type_of_piece_on(to);
1252       set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1253       set_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
1254       set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1255       board[from] = piece_of_color_and_type(us, piece);
1256
1257       // Clear the destination square
1258       clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1259       clear_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
1260       clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1261
1262       // If the moving piece was a king, update the king square
1263       if (piece == KING)
1264           kingSquare[us] = from;
1265
1266       // Update piece list
1267       pieceList[us][piece][index[to]] = from;
1268       index[from] = index[to];
1269
1270       capture = u.capture;
1271
1272       if (capture)
1273       {
1274           assert(capture != KING);
1275
1276           // Replace the captured piece
1277           set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1278           set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
1279           set_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1280           board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
1281
1282           // Update material
1283           if (capture != PAWN)
1284               npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
1285
1286           // Update piece list
1287           pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
1288           index[to] = pieceCount[them][capture];
1289
1290           // Update piece count
1291           pieceCount[them][capture]++;
1292       } else
1293           board[to] = EMPTY;
1294   }
1295
1296   assert(is_ok());
1297 }
1298
1299
1300 /// Position::undo_castle_move() is a private method used to unmake a castling
1301 /// move. It is called from the main Position::undo_move function. Note that
1302 /// castling moves are encoded as "king captures friendly rook" moves, for
1303 /// instance white short castling in a non-Chess960 game is encoded as e1h1.
1304
1305 void Position::undo_castle_move(Move m) {
1306
1307   assert(move_is_ok(m));
1308   assert(move_is_castle(m));
1309
1310   // When we have arrived here, some work has already been done by
1311   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1312   // so the code below is correct.
1313   Color us = side_to_move();
1314
1315   // Find source squares for king and rook
1316   Square kfrom = move_from(m);
1317   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
1318   Square kto, rto;
1319
1320   // Find destination squares for king and rook
1321   if (rfrom > kfrom) // O-O
1322   {
1323       kto = relative_square(us, SQ_G1);
1324       rto = relative_square(us, SQ_F1);
1325   } else { // O-O-O
1326       kto = relative_square(us, SQ_C1);
1327       rto = relative_square(us, SQ_D1);
1328   }
1329
1330   assert(piece_on(kto) == king_of_color(us));
1331   assert(piece_on(rto) == rook_of_color(us));
1332
1333   // Remove pieces from destination squares
1334   clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
1335   clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
1336   clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1337   clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
1338   clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
1339   clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1340
1341   // Put pieces on source squares
1342   set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
1343   set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
1344   set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1345   set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
1346   set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
1347   set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1348
1349   // Update board
1350   board[rto] = board[kto] = EMPTY;
1351   board[rfrom] = rook_of_color(us);
1352   board[kfrom] = king_of_color(us);
1353
1354   // Update king square
1355   kingSquare[us] = kfrom;
1356
1357   // Update piece lists
1358   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
1359   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
1360   int tmp = index[rto];  // Necessary because we may have rto == kfrom in FRC.
1361   index[kfrom] = index[kto];
1362   index[rfrom] = tmp;
1363 }
1364
1365
1366 /// Position::undo_promotion_move() is a private method used to unmake a
1367 /// promotion move. It is called from the main Position::do_move
1368 /// function. The UndoInfo object, which has been initialized in
1369 /// Position::do_move, is used to put back the captured piece (if any).
1370
1371 void Position::undo_promotion_move(Move m, const UndoInfo &u) {
1372
1373   Color us, them;
1374   Square from, to;
1375   PieceType capture, promotion;
1376
1377   assert(move_is_ok(m));
1378   assert(move_promotion(m));
1379
1380   // When we have arrived here, some work has already been done by
1381   // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
1382   // so the code below is correct.
1383   us = side_to_move();
1384   them = opposite_color(us);
1385   from = move_from(m);
1386   to = move_to(m);
1387
1388   assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
1389   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1390
1391   // Remove promoted piece
1392   promotion = move_promotion(m);
1393   assert(piece_on(to)==piece_of_color_and_type(us, promotion));
1394   assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
1395   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1396   clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
1397   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1398
1399   // Insert pawn at source square
1400   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1401   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1402   set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1403   board[from] = pawn_of_color(us);
1404
1405   // Update material
1406   npMaterial[us] -= piece_value_midgame(promotion);
1407
1408   // Update piece list
1409   pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = from;
1410   index[from] = pieceCount[us][PAWN];
1411   pieceList[us][promotion][index[to]] =
1412     pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1];
1413   index[pieceList[us][promotion][index[to]]] = index[to];
1414
1415   // Update piece counts
1416   pieceCount[us][promotion]--;
1417   pieceCount[us][PAWN]++;
1418
1419   capture = u.capture;
1420
1421   if (capture)
1422   {
1423       assert(capture != KING);
1424
1425       // Insert captured piece:
1426       set_bit(&(byColorBB[them]), to);
1427       set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
1428       set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
1429       board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
1430
1431       // Update material. Because the move is a promotion move, we know
1432       // that the captured piece cannot be a pawn.
1433       assert(capture != PAWN);
1434       npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
1435
1436       // Update piece list
1437       pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
1438       index[to] = pieceCount[them][capture];
1439
1440       // Update piece count
1441       pieceCount[them][capture]++;
1442   } else
1443       board[to] = EMPTY;
1444 }
1445
1446
1447 /// Position::undo_ep_move() is a private method used to unmake an en passant
1448 /// capture. It is called from the main Position::undo_move function.  Because
1449 /// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
1450 /// object from which to retrieve the captured piece.
1451
1452 void Position::undo_ep_move(Move m) {
1453
1454   assert(move_is_ok(m));
1455   assert(move_is_ep(m));
1456
1457   // When we have arrived here, some work has already been done by
1458   // Position::undo_move. In particular, the side to move has been switched,
1459   // so the code below is correct.
1460   Color us = side_to_move();
1461   Color them = opposite_color(us);
1462   Square from = move_from(m);
1463   Square to = move_to(m);
1464   Square capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1465
1466   assert(to == ep_square());
1467   assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
1468   assert(piece_on(to) == pawn_of_color(us));
1469   assert(piece_on(from) == EMPTY);
1470   assert(piece_on(capsq) == EMPTY);
1471
1472   // Replace captured piece
1473   set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
1474   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
1475   set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
1476   board[capsq] = pawn_of_color(them);
1477
1478   // Remove moving piece from destination square
1479   clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
1480   clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
1481   clear_bit(&(byTypeBB[0]), to);
1482   board[to] = EMPTY;
1483
1484   // Replace moving piece at source square
1485   set_bit(&(byColorBB[us]), from);
1486   set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
1487   set_bit(&(byTypeBB[0]), from);
1488   board[from] = pawn_of_color(us);
1489
1490   // Update piece list:
1491   pieceList[us][PAWN][index[to]] = from;
1492   index[from] = index[to];
1493   pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]] = capsq;
1494   index[capsq] = pieceCount[them][PAWN];
1495
1496   // Update piece count:
1497   pieceCount[them][PAWN]++;
1498 }
1499
1500
1501 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
1502 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
1503
1504 void Position::do_null_move(UndoInfo& u) {
1505
1506   assert(is_ok());
1507   assert(!is_check());
1508
1509   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
1510   // UndoInfo object.  In the case of a null move, the only thing we need to
1511   // remember is the last move made and the en passant square.
1512   u.lastMove = lastMove;
1513   u.epSquare = epSquare;
1514
1515   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
1516   // detect repetition draws.
1517   history[gamePly] = key;
1518
1519   // Update the necessary information
1520   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1521   if (epSquare != SQ_NONE)
1522       key ^= zobEp[epSquare];
1523
1524   epSquare = SQ_NONE;
1525   rule50++;
1526   gamePly++;
1527   key ^= zobSideToMove;
1528
1529   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1530   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1531
1532   assert(is_ok());
1533 }
1534
1535
1536 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
1537
1538 void Position::undo_null_move(const UndoInfo &u) {
1539
1540   assert(is_ok());
1541   assert(!is_check());
1542
1543   // Restore information from the supplied UndoInfo object:
1544   lastMove = u.lastMove;
1545   epSquare = u.epSquare;
1546   if (epSquare != SQ_NONE)
1547       key ^= zobEp[epSquare];
1548
1549   // Update the necessary information.
1550   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
1551   rule50--;
1552   gamePly--;
1553   key ^= zobSideToMove;
1554
1555   mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
1556   egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
1557
1558   assert(is_ok());
1559 }
1560
1561
1562 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
1563 /// material gain or loss resulting from a move.  There are three versions of
1564 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
1565 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
1566 /// not yet understand promotions captures.
1567
1568 int Position::see(Square to) const {
1569
1570   assert(square_is_ok(to));
1571   return see(SQ_NONE, to);
1572 }
1573
1574 int Position::see(Move m) const {
1575
1576   assert(move_is_ok(m));
1577   return see(move_from(m), move_to(m));
1578 }
1579
1580 int Position::see(Square from, Square to) const {
1581
1582   // Material values
1583   static const int seeValues[18] = {
1584     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1585        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1586     0, PawnValueMidgame, KnightValueMidgame, BishopValueMidgame,
1587        RookValueMidgame, QueenValueMidgame, QueenValueMidgame*10, 0,
1588     0, 0
1589   };
1590
1591   Bitboard attackers, occ, b;
1592
1593   assert(square_is_ok(from) || from == SQ_NONE);
1594   assert(square_is_ok(to));
1595
1596   // Initialize colors
1597   Color us = (from != SQ_NONE ? color_of_piece_on(from) : opposite_color(color_of_piece_on(to)));
1598   Color them = opposite_color(us);
1599
1600   // Initialize pieces
1601   Piece piece = piece_on(from);
1602   Piece capture = piece_on(to);
1603
1604   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
1605   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
1606   occ = occupied_squares();
1607
1608   // Handle en passant moves
1609   if (epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
1610   {
1611       assert(capture == EMPTY);
1612
1613       Square capQq = (side_to_move() == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
1614       capture = piece_on(capQq);
1615
1616       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
1617
1618       // Remove the captured pawn
1619       clear_bit(&occ, capQq);
1620   }
1621
1622   while (true)
1623   {
1624       clear_bit(&occ, from);
1625       attackers =  (rook_attacks_bb(to, occ)   & rooks_and_queens())
1626                  | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens())
1627                  | (piece_attacks<KNIGHT>(to)  & knights())
1628                  | (piece_attacks<KING>(to)    & kings())
1629                  | (pawn_attacks(WHITE, to)    & pawns(BLACK))
1630                  | (pawn_attacks(BLACK, to)    & pawns(WHITE));
1631
1632       if (from != SQ_NONE)
1633           break;
1634
1635       // If we don't have any attacker we are finished
1636       if ((attackers & pieces_of_color(us)) == EmptyBoardBB)
1637           return 0;
1638
1639       // Locate the least valuable attacker to the destination square
1640       // and use it to initialize from square.
1641       PieceType pt;
1642       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt)); pt++)
1643           assert(pt < KING);
1644
1645       from = first_1(attackers & pieces_of_color_and_type(us, pt));
1646       piece = piece_on(from);
1647   }
1648
1649   // If the opponent has no attackers we are finished
1650   if ((attackers & pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
1651       return seeValues[capture];
1652
1653   attackers &= occ; // Remove the moving piece
1654
1655   // The destination square is defended, which makes things rather more
1656   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
1657   // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
1658   // destination square, where the sides alternately capture, and always
1659   // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
1660   // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
1661   int lastCapturingPieceValue = seeValues[piece];
1662   int swapList[32], n = 1;
1663   Color c = them;
1664   PieceType pt;
1665
1666   swapList[0] = seeValues[capture];
1667
1668   do {
1669       // Locate the least valuable attacker for the side to move.  The loop
1670       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
1671       // that the side to move still has at least one attacker left.
1672       for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt)); pt++)
1673           assert(pt < KING);
1674
1675       // Remove the attacker we just found from the 'attackers' bitboard,
1676       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
1677       b = attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt);
1678       occ ^= (b & -b);
1679       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occ) & rooks_and_queens())
1680                   | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens());
1681
1682       attackers &= occ;
1683
1684       // Add the new entry to the swap list
1685       assert(n < 32);
1686       swapList[n] = -swapList[n - 1] + lastCapturingPieceValue;
1687       n++;
1688
1689       // Remember the value of the capturing piece, and change the side to move
1690       // before beginning the next iteration
1691       lastCapturingPieceValue = seeValues[pt];
1692       c = opposite_color(c);
1693
1694       // Stop after a king capture
1695       if (pt == KING && (attackers & pieces_of_color(c)))
1696       {
1697           assert(n < 32);
1698           swapList[n++] = 100;
1699           break;
1700       }
1701   } while (attackers & pieces_of_color(c));
1702
1703   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
1704   // achievable score from the point of view of the side to move
1705   while (--n)
1706       swapList[n-1] = Min(-swapList[n], swapList[n-1]);
1707
1708   return swapList[0];
1709 }
1710
1711
1712 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
1713 /// empty board, white to move, and no castling rights.
1714
1715 void Position::clear() {
1716
1717   for (int i = 0; i < 64; i++)
1718   {
1719       board[i] = EMPTY;
1720       index[i] = 0;
1721   }
1722
1723   for (int i = 0; i < 2; i++)
1724       byColorBB[i] = EmptyBoardBB;
1725
1726   for (int i = 0; i < 7; i++)
1727   {
1728       byTypeBB[i] = EmptyBoardBB;
1729       pieceCount[0][i] = pieceCount[1][i] = 0;
1730       for (int j = 0; j < 8; j++)
1731           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
1732   }
1733
1734   checkersBB = EmptyBoardBB;
1735
1736   lastMove = MOVE_NONE;
1737
1738   sideToMove = WHITE;
1739   castleRights = NO_CASTLES;
1740   initialKFile = FILE_E;
1741   initialKRFile = FILE_H;
1742   initialQRFile = FILE_A;
1743   epSquare = SQ_NONE;
1744   rule50 = 0;
1745   gamePly = 0;
1746 }
1747
1748
1749 /// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0. It is used from the
1750 /// UCI interface code, whenever a non-reversible move is made in a
1751 /// 'position fen <fen> moves m1 m2 ...' command.  This makes it possible
1752 /// for the program to handle games of arbitrary length, as long as the GUI
1753 /// handles draws by the 50 move rule correctly.
1754
1755 void Position::reset_game_ply() {
1756
1757   gamePly = 0;
1758 }
1759
1760
1761 /// Position::put_piece() puts a piece on the given square of the board,
1762 /// updating the board array, bitboards, and piece counts.
1763
1764 void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
1765
1766   Color c = color_of_piece(p);
1767   PieceType pt = type_of_piece(p);
1768
1769   board[s] = p;
1770   index[s] = pieceCount[c][pt];
1771   pieceList[c][pt][index[s]] = s;
1772
1773   set_bit(&(byTypeBB[pt]), s);
1774   set_bit(&(byColorBB[c]), s);
1775   set_bit(&byTypeBB[0], s); // HACK: byTypeBB[0] contains all occupied squares.
1776
1777   pieceCount[c][pt]++;
1778
1779   if (pt == KING)
1780       kingSquare[c] = s;
1781 }
1782
1783
1784 /// Position::allow_oo() gives the given side the right to castle kingside.
1785 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1786
1787 void Position::allow_oo(Color c) {
1788
1789   castleRights |= (1 + int(c));
1790 }
1791
1792
1793 /// Position::allow_ooo() gives the given side the right to castle queenside.
1794 /// Used when setting castling rights during parsing of FEN strings.
1795
1796 void Position::allow_ooo(Color c) {
1797
1798   castleRights |= (4 + 4*int(c));
1799 }
1800
1801
1802 /// Position::compute_key() computes the hash key of the position. The hash
1803 /// key is usually updated incrementally as moves are made and unmade, the
1804 /// compute_key() function is only used when a new position is set up, and
1805 /// to verify the correctness of the hash key when running in debug mode.
1806
1807 Key Position::compute_key() const {
1808
1809   Key result = Key(0ULL);
1810
1811   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
1812       if (square_is_occupied(s))
1813           result ^= zobrist[color_of_piece_on(s)][type_of_piece_on(s)][s];
1814
1815   if (ep_square() != SQ_NONE)
1816       result ^= zobEp[ep_square()];
1817
1818   result ^= zobCastle[castleRights];
1819   if (side_to_move() == BLACK)
1820       result ^= zobSideToMove;
1821
1822   return result;
1823 }
1824
1825
1826 /// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
1827 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1828 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
1829 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
1830 /// debug mode.
1831
1832 Key Position::compute_pawn_key() const {
1833
1834   Key result = Key(0ULL);
1835   Bitboard b;
1836   Square s;
1837
1838   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1839   {
1840       b = pawns(c);
1841       while(b)
1842       {
1843           s = pop_1st_bit(&b);
1844           result ^= zobrist[c][PAWN][s];
1845       }
1846   }
1847   return result;
1848 }
1849
1850
1851 /// Position::compute_material_key() computes the hash key of the position.
1852 /// The hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
1853 /// the compute_material_key() function is only used when a new position is set
1854 /// up, and to verify the correctness of the material hash key when running in
1855 /// debug mode.
1856
1857 Key Position::compute_material_key() const {
1858
1859   Key result = Key(0ULL);
1860   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1861       for (PieceType pt = PAWN; pt <= QUEEN; pt++)
1862       {
1863           int count = piece_count(c, pt);
1864           for (int i = 0; i <= count; i++)
1865               result ^= zobMaterial[c][pt][i];
1866       }
1867   return result;
1868 }
1869
1870
1871 /// Position::compute_mg_value() and Position::compute_eg_value() compute the
1872 /// incremental scores for the middle game and the endgame. These functions
1873 /// are used to initialize the incremental scores when a new position is set
1874 /// up, and to verify that the scores are correctly updated by do_move
1875 /// and undo_move when the program is running in debug mode.
1876
1877 Value Position::compute_mg_value() const {
1878
1879   Value result = Value(0);
1880   Bitboard b;
1881   Square s;
1882
1883   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1884       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1885       {
1886           b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1887           while(b)
1888           {
1889               s = pop_1st_bit(&b);
1890               assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1891               result += mg_pst(c, pt, s);
1892           }
1893       }
1894   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValueMidgame / 2 : -TempoValueMidgame / 2;
1895   return result;
1896 }
1897
1898 Value Position::compute_eg_value() const {
1899
1900   Value result = Value(0);
1901   Bitboard b;
1902   Square s;
1903
1904   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
1905     for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
1906     {
1907         b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1908         while(b)
1909         {
1910             s = pop_1st_bit(&b);
1911             assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1912             result += eg_pst(c, pt, s);
1913         }
1914     }
1915   result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValueEndgame / 2 : -TempoValueEndgame / 2;
1916   return result;
1917 }
1918
1919
1920 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
1921 /// game material score for the given side. Material scores are updated
1922 /// incrementally during the search, this function is only used while
1923 /// initializing a new Position object.
1924
1925 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
1926
1927   Value result = Value(0);
1928   Square s;
1929
1930   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
1931   {
1932       Bitboard b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
1933       while(b)
1934       {
1935           s = pop_1st_bit(&b);
1936           assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
1937           result += piece_value_midgame(pt);
1938       }
1939   }
1940   return result;
1941 }
1942
1943
1944 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
1945 /// side to move is checkmated. Note that this function is currently very
1946 /// slow, and shouldn't be used frequently inside the search.
1947
1948 bool Position::is_mate() const {
1949
1950   if (is_check())
1951   {
1952       MovePicker mp = MovePicker(*this, false, MOVE_NONE, EmptySearchStack, Depth(0));
1953       return mp.get_next_move() == MOVE_NONE;
1954   }
1955   return false;
1956 }
1957
1958
1959 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
1960 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
1961 /// must be done by the search.
1962
1963 bool Position::is_draw() const {
1964
1965   // Draw by material?
1966   if (   !pawns()
1967       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMidgame))
1968       return true;
1969
1970   // Draw by the 50 moves rule?
1971   if (rule50 > 100 || (rule50 == 100 && !is_check()))
1972       return true;
1973
1974   // Draw by repetition?
1975   for (int i = 2; i < Min(gamePly, rule50); i += 2)
1976       if (history[gamePly - i] == key)
1977           return true;
1978
1979   return false;
1980 }
1981
1982
1983 /// Position::has_mate_threat() tests whether a given color has a mate in one
1984 /// from the current position. This function is quite slow, but it doesn't
1985 /// matter, because it is currently only called from PV nodes, which are rare.
1986
1987 bool Position::has_mate_threat(Color c) {
1988
1989   UndoInfo u1, u2;
1990   Color stm = side_to_move();
1991
1992   // The following lines are useless and silly, but prevents gcc from
1993   // emitting a stupid warning stating that u1.lastMove and u1.epSquare might
1994   // be used uninitialized.
1995   u1.lastMove = lastMove;
1996   u1.epSquare = epSquare;
1997
1998   if (is_check())
1999       return false;
2000
2001   // If the input color is not equal to the side to move, do a null move
2002   if (c != stm)
2003       do_null_move(u1);
2004
2005   MoveStack mlist[120];
2006   int count;
2007   bool result = false;
2008
2009   // Generate legal moves
2010   count = generate_legal_moves(*this, mlist);
2011
2012   // Loop through the moves, and see if one of them is mate
2013   for (int i = 0; i < count; i++)
2014   {
2015       do_move(mlist[i].move, u2);
2016       if (is_mate())
2017           result = true;
2018
2019       undo_move(mlist[i].move, u2);
2020   }
2021
2022   // Undo null move, if necessary
2023   if (c != stm)
2024       undo_null_move(u1);
2025
2026   return result;
2027 }
2028
2029
2030 /// Position::init_zobrist() is a static member function which initializes the
2031 /// various arrays used to compute hash keys.
2032
2033 void Position::init_zobrist() {
2034
2035   for (int i = 0; i < 2; i++)
2036       for (int j = 0; j < 8; j++)
2037           for (int k = 0; k < 64; k++)
2038               zobrist[i][j][k] = Key(genrand_int64());
2039
2040   for (int i = 0; i < 64; i++)
2041       zobEp[i] = Key(genrand_int64());
2042
2043   for (int i = 0; i < 16; i++)
2044       zobCastle[i] = genrand_int64();
2045
2046   zobSideToMove = genrand_int64();
2047
2048   for (int i = 0; i < 2; i++)
2049       for (int j = 0; j < 8; j++)
2050           for (int k = 0; k < 16; k++)
2051               zobMaterial[i][j][k] = (k > 0)? Key(genrand_int64()) : Key(0LL);
2052
2053   for (int i = 0; i < 16; i++)
2054       zobMaterial[0][KING][i] = zobMaterial[1][KING][i] = Key(0ULL);
2055 }
2056
2057
2058 /// Position::init_piece_square_tables() initializes the piece square tables.
2059 /// This is a two-step operation:  First, the white halves of the tables are
2060 /// copied from the MgPST[][] and EgPST[][] arrays, with a small random number
2061 /// added to each entry if the "Randomness" UCI parameter is non-zero.
2062 /// Second, the black halves of the tables are initialized by mirroring
2063 /// and changing the sign of the corresponding white scores.
2064
2065 void Position::init_piece_square_tables() {
2066
2067   int r = get_option_value_int("Randomness"), i;
2068   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2069       for (Piece p = WP; p <= WK; p++)
2070       {
2071           i = (r == 0)? 0 : (genrand_int32() % (r*2) - r);
2072           MgPieceSquareTable[p][s] = Value(MgPST[p][s] + i);
2073           EgPieceSquareTable[p][s] = Value(EgPST[p][s] + i);
2074       }
2075
2076   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2077       for (Piece p = BP; p <= BK; p++)
2078       {
2079           MgPieceSquareTable[p][s] = -MgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2080           EgPieceSquareTable[p][s] = -EgPieceSquareTable[p-8][flip_square(s)];
2081       }
2082 }
2083
2084
2085 /// Position::flipped_copy() makes a copy of the input position, but with
2086 /// the white and black sides reversed. This is only useful for debugging,
2087 /// especially for finding evaluation symmetry bugs.
2088
2089 void Position::flipped_copy(const Position &pos) {
2090
2091   assert(pos.is_ok());
2092
2093   clear();
2094
2095   // Board
2096   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2097       if (!pos.square_is_empty(s))
2098           put_piece(Piece(int(pos.piece_on(s)) ^ 8), flip_square(s));
2099
2100   // Side to move
2101   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
2102
2103   // Castling rights
2104   if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  allow_oo(BLACK);
2105   if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) allow_ooo(BLACK);
2106   if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  allow_oo(WHITE);
2107   if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) allow_ooo(WHITE);
2108
2109   initialKFile  = pos.initialKFile;
2110   initialKRFile = pos.initialKRFile;
2111   initialQRFile = pos.initialQRFile;
2112
2113   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
2114       castleRightsMask[sq] = ALL_CASTLES;
2115
2116   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_1)] ^= (WHITE_OO | WHITE_OOO);
2117   castleRightsMask[make_square(initialKFile,  RANK_8)] ^= (BLACK_OO | BLACK_OOO);
2118   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OO;
2119   castleRightsMask[make_square(initialKRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OO;
2120   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_1)] ^=  WHITE_OOO;
2121   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
2122
2123   // En passant square
2124   if (pos.epSquare != SQ_NONE)
2125       epSquare = flip_square(pos.epSquare);
2126
2127   // Checkers
2128   find_checkers();
2129
2130   // Hash keys
2131   key = compute_key();
2132   pawnKey = compute_pawn_key();
2133   materialKey = compute_material_key();
2134
2135   // Incremental scores
2136   mgValue = compute_mg_value();
2137   egValue = compute_eg_value();
2138
2139   // Material
2140   npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
2141   npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
2142
2143   assert(is_ok());
2144 }
2145
2146
2147 /// Position::is_ok() performs some consitency checks for the position object.
2148 /// This is meant to be helpful when debugging.
2149
2150 bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
2151
2152   // What features of the position should be verified?
2153   static const bool debugBitboards = false;
2154   static const bool debugKingCount = false;
2155   static const bool debugKingCapture = false;
2156   static const bool debugCheckerCount = false;
2157   static const bool debugKey = false;
2158   static const bool debugMaterialKey = false;
2159   static const bool debugPawnKey = false;
2160   static const bool debugIncrementalEval = false;
2161   static const bool debugNonPawnMaterial = false;
2162   static const bool debugPieceCounts = false;
2163   static const bool debugPieceList = false;
2164
2165   if (failedStep) *failedStep = 1;
2166
2167   // Side to move OK?
2168   if (!color_is_ok(side_to_move()))
2169       return false;
2170
2171   // Are the king squares in the position correct?
2172   if (failedStep) (*failedStep)++;
2173   if (piece_on(king_square(WHITE)) != WK)
2174       return false;
2175
2176   if (failedStep) (*failedStep)++;
2177   if (piece_on(king_square(BLACK)) != BK)
2178       return false;
2179
2180   // Castle files OK?
2181   if (failedStep) (*failedStep)++;
2182   if (!file_is_ok(initialKRFile))
2183       return false;
2184
2185   if (!file_is_ok(initialQRFile))
2186       return false;
2187
2188   // Do both sides have exactly one king?
2189   if (failedStep) (*failedStep)++;
2190   if (debugKingCount)
2191   {
2192       int kingCount[2] = {0, 0};
2193       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
2194           if (type_of_piece_on(s) == KING)
2195               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
2196
2197       if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
2198           return false;
2199   }
2200
2201   // Can the side to move capture the opponent's king?
2202   if (failedStep) (*failedStep)++;
2203   if (debugKingCapture)
2204   {
2205       Color us = side_to_move();
2206       Color them = opposite_color(us);
2207       Square ksq = king_square(them);
2208       if (square_is_attacked(ksq, us))
2209           return false;
2210   }
2211
2212   // Is there more than 2 checkers?
2213   if (failedStep) (*failedStep)++;
2214   if (debugCheckerCount && count_1s(checkersBB) > 2)
2215       return false;
2216
2217   // Bitboards OK?
2218   if (failedStep) (*failedStep)++;
2219   if (debugBitboards)
2220   {
2221       // The intersection of the white and black pieces must be empty
2222       if ((pieces_of_color(WHITE) & pieces_of_color(BLACK)) != EmptyBoardBB)
2223           return false;
2224
2225       // The union of the white and black pieces must be equal to all
2226       // occupied squares
2227       if ((pieces_of_color(WHITE) | pieces_of_color(BLACK)) != occupied_squares())
2228           return false;
2229
2230       // Separate piece type bitboards must have empty intersections
2231       for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; p1++)
2232           for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; p2++)
2233               if (p1 != p2 && (pieces_of_type(p1) & pieces_of_type(p2)))
2234                   return false;
2235   }
2236
2237   // En passant square OK?
2238   if (failedStep) (*failedStep)++;
2239   if (ep_square() != SQ_NONE)
2240   {
2241       // The en passant square must be on rank 6, from the point of view of the
2242       // side to move.
2243       if (relative_rank(side_to_move(), ep_square()) != RANK_6)
2244           return false;
2245   }
2246
2247   // Hash key OK?
2248   if (failedStep) (*failedStep)++;
2249   if (debugKey && key != compute_key())
2250       return false;
2251
2252   // Pawn hash key OK?
2253   if (failedStep) (*failedStep)++;
2254   if (debugPawnKey && pawnKey != compute_pawn_key())
2255       return false;
2256
2257   // Material hash key OK?
2258   if (failedStep) (*failedStep)++;
2259   if (debugMaterialKey && materialKey != compute_material_key())
2260       return false;
2261
2262   // Incremental eval OK?
2263   if (failedStep) (*failedStep)++;
2264   if (debugIncrementalEval)
2265   {
2266       if (mgValue != compute_mg_value())
2267           return false;
2268
2269       if (egValue != compute_eg_value())
2270           return false;
2271   }
2272
2273   // Non-pawn material OK?
2274   if (failedStep) (*failedStep)++;
2275   if (debugNonPawnMaterial)
2276   {
2277       if (npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
2278           return false;
2279
2280       if (npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
2281           return false;
2282   }
2283
2284   // Piece counts OK?
2285   if (failedStep) (*failedStep)++;
2286   if (debugPieceCounts)
2287       for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2288           for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2289               if (pieceCount[c][pt] != count_1s(pieces_of_color_and_type(c, pt)))
2290                   return false;
2291
2292   if (failedStep) (*failedStep)++;
2293   if (debugPieceList)
2294   {
2295       for(Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
2296           for(PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
2297               for(int i = 0; i < pieceCount[c][pt]; i++)
2298               {
2299                   if (piece_on(piece_list(c, pt, i)) != piece_of_color_and_type(c, pt))
2300                       return false;
2301
2302                   if (index[piece_list(c, pt, i)] != i)
2303                       return false;
2304               }
2305   }
2306   if (failedStep) *failedStep = 0;
2307   return true;
2308 }