]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/endgame.cpp
Small cleanups
[stockfish] / src / endgame.cpp
index 836621d2a5428f02e220bd8c643005e6a21e4cc9..56583c58890ffb6f7aac25979987719388407477 100644 (file)
@@ -2,6 +2,7 @@
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2020 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-#include <algorithm>
 #include <cassert>
 
 #include "bitboard.h"
-#include "bitcount.h"
 #include "endgame.h"
 #include "movegen.h"
 
-using std::string;
-
 namespace {
 
-  // Table used to drive the king towards the edge of the board
+  // Used to drive the king towards the edge of the board
   // in KX vs K and KQ vs KR endgames.
-  const int PushToEdges[SQUARE_NB] = {
-    100, 90, 80, 70, 70, 80, 90, 100,
-     90, 70, 60, 50, 50, 60, 70,  90,
-     80, 60, 40, 30, 30, 40, 60,  80,
-     70, 50, 30, 20, 20, 30, 50,  70,
-     70, 50, 30, 20, 20, 30, 50,  70,
-     80, 60, 40, 30, 30, 40, 60,  80,
-     90, 70, 60, 50, 50, 60, 70,  90,
-    100, 90, 80, 70, 70, 80, 90, 100,
-  };
-
-  // Table used to drive the king towards a corner square of the
-  // right color in KBN vs K endgames.
-  const int PushToCorners[SQUARE_NB] = {
-    200, 190, 180, 170, 160, 150, 140, 130,
-    190, 180, 170, 160, 150, 140, 130, 140,
-    180, 170, 155, 140, 140, 125, 140, 150,
-    170, 160, 140, 120, 110, 140, 150, 160,
-    160, 150, 140, 110, 120, 140, 160, 170,
-    150, 140, 125, 140, 140, 155, 170, 180,
-    140, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190,
-    130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200
-  };
-
-  // Tables used to drive a piece towards or away from another piece
-  const int PushClose[8] = { 0, 0, 100, 80, 60, 40, 20, 10 };
-  const int PushAway [8] = { 0, 5, 20, 40, 60, 80, 90, 100 };
+  inline int push_to_edge(Square s) {
+      int rd = edge_distance(rank_of(s)), fd = edge_distance(file_of(s));
+      return 90 - (7 * fd * fd / 2 + 7 * rd * rd / 2);
+  }
+
+  // Used to drive the king towards A1H8 corners in KBN vs K endgames.
+  inline int push_to_corner(Square s) {
+      return abs(7 - rank_of(s) - file_of(s));
+  }
+
+  // Drive a piece close to or away from another piece
+  inline int push_close(Square s1, Square s2) { return 140 - 20 * distance(s1, s2); }
+  inline int push_away(Square s1, Square s2) { return 120 - push_close(s1, s2); }
 
 #ifndef NDEBUG
   bool verify_material(const Position& pos, Color c, Value npm, int pawnsCnt) {
@@ -71,65 +54,40 @@ namespace {
 
     assert(pos.count<PAWN>(strongSide) == 1);
 
-    if (file_of(pos.list<PAWN>(strongSide)[0]) >= FILE_E)
-        sq = Square(sq ^ 7); // Mirror SQ_H1 -> SQ_A1
-
-    if (strongSide == BLACK)
-        sq = ~sq;
-
-    return sq;
-  }
-
-  // Get the material key of Position out of the given endgame key code
-  // like "KBPKN". The trick here is to first forge an ad-hoc FEN string
-  // and then let a Position object do the work for us.
-  Key key(const string& code, Color c) {
-
-    assert(code.length() > 0 && code.length() < 8);
-    assert(code[0] == 'K');
-
-    string sides[] = { code.substr(code.find('K', 1)),      // Weak
-                       code.substr(0, code.find('K', 1)) }; // Strong
+    if (file_of(pos.square<PAWN>(strongSide)) >= FILE_E)
+        sq = flip_file(sq);
 
-    std::transform(sides[c].begin(), sides[c].end(), sides[c].begin(), tolower);
-
-    string fen =  sides[0] + char(8 - sides[0].length() + '0') + "/8/8/8/8/8/8/"
-                + sides[1] + char(8 - sides[1].length() + '0') + " w - - 0 10";
-
-    return Position(fen, false, nullptr).material_key();
+    return strongSide == WHITE ? sq : flip_rank(sq);
   }
 
 } // namespace
 
 
-/// Endgames members definitions
-
-Endgames::Endgames() {
+namespace Endgames {
 
-  add<KPK>("KPK");
-  add<KNNK>("KNNK");
-  add<KBNK>("KBNK");
-  add<KRKP>("KRKP");
-  add<KRKB>("KRKB");
-  add<KRKN>("KRKN");
-  add<KQKP>("KQKP");
-  add<KQKR>("KQKR");
+  std::pair<Map<Value>, Map<ScaleFactor>> maps;
 
-  add<KNPK>("KNPK");
-  add<KNPKB>("KNPKB");
-  add<KRPKR>("KRPKR");
-  add<KRPKB>("KRPKB");
-  add<KBPKB>("KBPKB");
-  add<KBPKN>("KBPKN");
-  add<KBPPKB>("KBPPKB");
-  add<KRPPKRP>("KRPPKRP");
-}
+  void init() {
 
+    add<KPK>("KPK");
+    add<KNNK>("KNNK");
+    add<KBNK>("KBNK");
+    add<KRKP>("KRKP");
+    add<KRKB>("KRKB");
+    add<KRKN>("KRKN");
+    add<KQKP>("KQKP");
+    add<KQKR>("KQKR");
+    add<KNNKP>("KNNKP");
 
-template<EndgameType E, typename T>
-void Endgames::add(const string& code) {
-  map<T>()[key(code, WHITE)] = std::unique_ptr<EndgameBase<T>>(new Endgame<E>(WHITE));
-  map<T>()[key(code, BLACK)] = std::unique_ptr<EndgameBase<T>>(new Endgame<E>(BLACK));
+    add<KNPK>("KNPK");
+    add<KNPKB>("KNPKB");
+    add<KRPKR>("KRPKR");
+    add<KRPKB>("KRPKB");
+    add<KBPKB>("KBPKB");
+    add<KBPKN>("KBPKN");
+    add<KBPPKB>("KBPPKB");
+    add<KRPPKRP>("KRPPKRP");
+  }
 }
 
 
@@ -147,55 +105,50 @@ Value Endgame<KXK>::operator()(const Position& pos) const {
   if (pos.side_to_move() == weakSide && !MoveList<LEGAL>(pos).size())
       return VALUE_DRAW;
 
-  Square winnerKSq = pos.king_square(strongSide);
-  Square loserKSq = pos.king_square(weakSide);
+  Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
+  Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 
   Value result =  pos.non_pawn_material(strongSide)
                 + pos.count<PAWN>(strongSide) * PawnValueEg
-                + PushToEdges[loserKSq]
-                + PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)];
+                + push_to_edge(loserKSq)
+                + push_close(winnerKSq, loserKSq);
 
   if (   pos.count<QUEEN>(strongSide)
       || pos.count<ROOK>(strongSide)
       ||(pos.count<BISHOP>(strongSide) && pos.count<KNIGHT>(strongSide))
-      ||(pos.count<BISHOP>(strongSide) > 1 && opposite_colors(pos.list<BISHOP>(strongSide)[0],
-                                                              pos.list<BISHOP>(strongSide)[1])))
-      result += VALUE_KNOWN_WIN;
+      || (   (pos.pieces(strongSide, BISHOP) & ~DarkSquares)
+          && (pos.pieces(strongSide, BISHOP) &  DarkSquares)))
+      result = std::min(result + VALUE_KNOWN_WIN, VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY - 1);
 
   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 }
 
 
 /// Mate with KBN vs K. This is similar to KX vs K, but we have to drive the
-/// defending king towards a corner square of the right color.
+/// defending king towards a corner square that our bishop attacks.
 template<>
 Value Endgame<KBNK>::operator()(const Position& pos) const {
 
   assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg + BishopValueMg, 0));
   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 
-  Square winnerKSq = pos.king_square(strongSide);
-  Square loserKSq = pos.king_square(weakSide);
-  Square bishopSq = pos.list<BISHOP>(strongSide)[0];
+  Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
+  Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
+  Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 
-  // kbnk_mate_table() tries to drive toward corners A1 or H8. If we have a
-  // bishop that cannot reach the above squares, we flip the kings in order
-  // to drive the enemy toward corners A8 or H1.
-  if (opposite_colors(bishopSq, SQ_A1))
-  {
-      winnerKSq = ~winnerKSq;
-      loserKSq  = ~loserKSq;
-  }
+  // If our bishop does not attack A1/H8, we flip the enemy king square
+  // to drive to opposite corners (A8/H1).
 
-  Value result =  VALUE_KNOWN_WIN
-                + PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)]
-                + PushToCorners[loserKSq];
+  Value result =  (VALUE_KNOWN_WIN + 3520)
+                + push_close(winnerKSq, loserKSq)
+                + 420 * push_to_corner(opposite_colors(bishopSq, SQ_A1) ? flip_file(loserKSq) : loserKSq);
 
+  assert(abs(result) < VALUE_TB_WIN_IN_MAX_PLY);
   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 }
 
 
-/// KP vs K. This endgame is evaluated with the help of a bitbase.
+/// KP vs K. This endgame is evaluated with the help of a bitbase
 template<>
 Value Endgame<KPK>::operator()(const Position& pos) const {
 
@@ -203,9 +156,9 @@ Value Endgame<KPK>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 
   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
-  Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.king_square(strongSide));
-  Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.king_square(weakSide));
-  Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.list<PAWN>(strongSide)[0]);
+  Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
+  Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
+  Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 
   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;
 
@@ -228,16 +181,16 @@ Value Endgame<KRKP>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 
-  Square wksq = relative_square(strongSide, pos.king_square(strongSide));
-  Square bksq = relative_square(strongSide, pos.king_square(weakSide));
-  Square rsq  = relative_square(strongSide, pos.list<ROOK>(strongSide)[0]);
-  Square psq  = relative_square(strongSide, pos.list<PAWN>(weakSide)[0]);
+  Square wksq = relative_square(strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
+  Square bksq = relative_square(strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
+  Square rsq  = relative_square(strongSide, pos.square<ROOK>(strongSide));
+  Square psq  = relative_square(strongSide, pos.square<PAWN>(weakSide));
 
   Square queeningSq = make_square(file_of(psq), RANK_1);
   Value result;
 
   // If the stronger side's king is in front of the pawn, it's a win
-  if (wksq < psq && file_of(wksq) == file_of(psq))
+  if (forward_file_bb(WHITE, wksq) & psq)
       result = RookValueEg - distance(wksq, psq);
 
   // If the weaker side's king is too far from the pawn and the rook,
@@ -255,15 +208,15 @@ Value Endgame<KRKP>::operator()(const Position& pos) const {
       result = Value(80) - 8 * distance(wksq, psq);
 
   else
-      result =  Value(200) - 8 * (  distance(wksq, psq + DELTA_S)
-                                  - distance(bksq, psq + DELTA_S)
+      result =  Value(200) - 8 * (  distance(wksq, psq + SOUTH)
+                                  - distance(bksq, psq + SOUTH)
                                   - distance(psq, queeningSq));
 
   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 }
 
 
-/// KR vs KB. This is very simple, and always returns drawish scores.  The
+/// KR vs KB. This is very simple, and always returns drawish scores. The
 /// score is slightly bigger when the defending king is close to the edge.
 template<>
 Value Endgame<KRKB>::operator()(const Position& pos) const {
@@ -271,7 +224,7 @@ Value Endgame<KRKB>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
   assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
 
-  Value result = Value(PushToEdges[pos.king_square(weakSide)]);
+  Value result = Value(push_to_edge(pos.square<KING>(weakSide)));
   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 }
 
@@ -284,9 +237,9 @@ Value Endgame<KRKN>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 0));
   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 
-  Square bksq = pos.king_square(weakSide);
-  Square bnsq = pos.list<KNIGHT>(weakSide)[0];
-  Value result = Value(PushToEdges[bksq] + PushAway[distance(bksq, bnsq)]);
+  Square bksq = pos.square<KING>(weakSide);
+  Square bnsq = pos.square<KNIGHT>(weakSide);
+  Value result = Value(push_to_edge(bksq) + push_away(bksq, bnsq));
   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 }
 
@@ -301,15 +254,15 @@ Value Endgame<KQKP>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
 
-  Square winnerKSq = pos.king_square(strongSide);
-  Square loserKSq = pos.king_square(weakSide);
-  Square pawnSq = pos.list<PAWN>(weakSide)[0];
+  Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
+  Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
+  Square pawnSq = pos.square<PAWN>(weakSide);
 
-  Value result = Value(PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)]);
+  Value result = Value(push_close(winnerKSq, loserKSq));
 
   if (   relative_rank(weakSide, pawnSq) != RANK_7
       || distance(loserKSq, pawnSq) != 1
-      || !((FileABB | FileCBB | FileFBB | FileHBB) & pawnSq))
+      || ((FileBBB | FileDBB | FileEBB | FileGBB) & pawnSq))
       result += QueenValueEg - PawnValueEg;
 
   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
@@ -326,13 +279,29 @@ Value Endgame<KQKR>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, strongSide, QueenValueMg, 0));
   assert(verify_material(pos, weakSide, RookValueMg, 0));
 
-  Square winnerKSq = pos.king_square(strongSide);
-  Square loserKSq = pos.king_square(weakSide);
+  Square winnerKSq = pos.square<KING>(strongSide);
+  Square loserKSq = pos.square<KING>(weakSide);
 
   Value result =  QueenValueEg
                 - RookValueEg
-                + PushToEdges[loserKSq]
-                + PushClose[distance(winnerKSq, loserKSq)];
+                + push_to_edge(loserKSq)
+                + push_close(winnerKSq, loserKSq);
+
+  return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
+}
+
+
+/// KNN vs KP. Very drawish, but there are some mate opportunities if we can
+//  press the weakSide King to a corner before the pawn advances too much.
+template<>
+Value Endgame<KNNKP>::operator()(const Position& pos) const {
+
+  assert(verify_material(pos, strongSide, 2 * KnightValueMg, 0));
+  assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 1));
+
+  Value result =      PawnValueEg
+               +  2 * push_to_edge(pos.square<KING>(weakSide))
+               - 10 * relative_rank(weakSide, pos.square<PAWN>(weakSide));
 
   return strongSide == pos.side_to_move() ? result : -result;
 }
@@ -355,40 +324,38 @@ ScaleFactor Endgame<KBPsK>::operator()(const Position& pos) const {
   // No assertions about the material of weakSide, because we want draws to
   // be detected even when the weaker side has some pawns.
 
-  Bitboard pawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
-  File pawnFile = file_of(pos.list<PAWN>(strongSide)[0]);
+  Bitboard strongPawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
+  Bitboard allPawns = pos.pieces(PAWN);
 
-  // All pawns are on a single rook file ?
-  if (    (pawnFile == FILE_A || pawnFile == FILE_H)
-      && !(pawns & ~file_bb(pawnFile)))
+  // All strongSide pawns are on a single rook file?
+  if (!(strongPawns & ~FileABB) || !(strongPawns & ~FileHBB))
   {
-      Square bishopSq = pos.list<BISHOP>(strongSide)[0];
-      Square queeningSq = relative_square(strongSide, make_square(pawnFile, RANK_8));
-      Square kingSq = pos.king_square(weakSide);
+      Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
+      Square queeningSq = relative_square(strongSide, make_square(file_of(lsb(strongPawns)), RANK_8));
+      Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 
       if (   opposite_colors(queeningSq, bishopSq)
-          && distance(queeningSq, kingSq) <= 1)
+          && distance(queeningSq, weakKingSq) <= 1)
           return SCALE_FACTOR_DRAW;
   }
 
   // If all the pawns are on the same B or G file, then it's potentially a draw
-  if (    (pawnFile == FILE_B || pawnFile == FILE_G)
-      && !(pos.pieces(PAWN) & ~file_bb(pawnFile))
+  if ((!(allPawns & ~FileBBB) || !(allPawns & ~FileGBB))
       && pos.non_pawn_material(weakSide) == 0
       && pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1)
   {
-      // Get weakSide pawn that is closest to the home rank
-      Square weakPawnSq = backmost_sq(weakSide, pos.pieces(weakSide, PAWN));
+      // Get the least advanced weakSide pawn
+      Square weakPawnSq = frontmost_sq(strongSide, pos.pieces(weakSide, PAWN));
 
-      Square strongKingSq = pos.king_square(strongSide);
-      Square weakKingSq = pos.king_square(weakSide);
-      Square bishopSq = pos.list<BISHOP>(strongSide)[0];
+      Square strongKingSq = pos.square<KING>(strongSide);
+      Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
+      Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
 
       // There's potential for a draw if our pawn is blocked on the 7th rank,
       // the bishop cannot attack it or they only have one pawn left
       if (   relative_rank(strongSide, weakPawnSq) == RANK_7
-          && (pos.pieces(strongSide, PAWN) & (weakPawnSq + pawn_push(weakSide)))
-          && (opposite_colors(bishopSq, weakPawnSq) || pos.count<PAWN>(strongSide) == 1))
+          && (strongPawns & (weakPawnSq + pawn_push(weakSide)))
+          && (opposite_colors(bishopSq, weakPawnSq) || !more_than_one(strongPawns)))
       {
           int strongKingDist = distance(weakPawnSq, strongKingSq);
           int weakKingDist = distance(weakPawnSq, weakKingSq);
@@ -419,11 +386,11 @@ ScaleFactor Endgame<KQKRPs>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(pos.count<ROOK>(weakSide) == 1);
   assert(pos.count<PAWN>(weakSide) >= 1);
 
-  Square kingSq = pos.king_square(weakSide);
-  Square rsq = pos.list<ROOK>(weakSide)[0];
+  Square kingSq = pos.square<KING>(weakSide);
+  Square rsq = pos.square<ROOK>(weakSide);
 
   if (    relative_rank(weakSide, kingSq) <= RANK_2
-      &&  relative_rank(weakSide, pos.king_square(strongSide)) >= RANK_4
+      &&  relative_rank(weakSide, pos.square<KING>(strongSide)) >= RANK_4
       &&  relative_rank(weakSide, rsq) == RANK_3
       && (  pos.pieces(weakSide, PAWN)
           & pos.attacks_from<KING>(kingSq)
@@ -447,11 +414,11 @@ ScaleFactor Endgame<KRPKR>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 0));
 
   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
-  Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.king_square(strongSide));
-  Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.king_square(weakSide));
-  Square wrsq = normalize(pos, strongSide, pos.list<ROOK>(strongSide)[0]);
-  Square wpsq = normalize(pos, strongSide, pos.list<PAWN>(strongSide)[0]);
-  Square brsq = normalize(pos, strongSide, pos.list<ROOK>(weakSide)[0]);
+  Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
+  Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
+  Square wrsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(strongSide));
+  Square wpsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
+  Square brsq = normalize(pos, strongSide, pos.square<ROOK>(weakSide));
 
   File f = file_of(wpsq);
   Rank r = rank_of(wpsq);
@@ -471,7 +438,7 @@ ScaleFactor Endgame<KRPKR>::operator()(const Position& pos) const {
   if (   r == RANK_6
       && distance(bksq, queeningSq) <= 1
       && rank_of(wksq) + tempo <= RANK_6
-      && (rank_of(brsq) == RANK_1 || (!tempo && distance(file_of(brsq), f) >= 3)))
+      && (rank_of(brsq) == RANK_1 || (!tempo && distance<File>(brsq, wpsq) >= 3)))
       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 
   if (   r >= RANK_6
@@ -492,7 +459,7 @@ ScaleFactor Endgame<KRPKR>::operator()(const Position& pos) const {
   // If the defending king blocks the pawn and the attacking king is too far
   // away, it's a draw.
   if (   r <= RANK_5
-      && bksq == wpsq + DELTA_N
+      && bksq == wpsq + NORTH
       && distance(wksq, wpsq) - tempo >= 2
       && distance(wksq, brsq) - tempo >= 2)
       return SCALE_FACTOR_DRAW;
@@ -513,10 +480,10 @@ ScaleFactor Endgame<KRPKR>::operator()(const Position& pos) const {
       && file_of(wrsq) == f
       && wrsq < wpsq
       && (distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, queeningSq) - 2 + tempo)
-      && (distance(wksq, wpsq + DELTA_N) < distance(bksq, wpsq + DELTA_N) - 2 + tempo)
+      && (distance(wksq, wpsq + NORTH) < distance(bksq, wpsq + NORTH) - 2 + tempo)
       && (  distance(bksq, wrsq) + tempo >= 3
           || (    distance(wksq, queeningSq) < distance(bksq, wrsq) + tempo
-              && (distance(wksq, wpsq + DELTA_N) < distance(bksq, wrsq) + tempo))))
+              && (distance(wksq, wpsq + NORTH) < distance(bksq, wrsq) + tempo))))
       return ScaleFactor(  SCALE_FACTOR_MAX
                          - 8 * distance(wpsq, queeningSq)
                          - 2 * distance(wksq, queeningSq));
@@ -543,11 +510,11 @@ ScaleFactor Endgame<KRPKB>::operator()(const Position& pos) const {
   // Test for a rook pawn
   if (pos.pieces(PAWN) & (FileABB | FileHBB))
   {
-      Square ksq = pos.king_square(weakSide);
-      Square bsq = pos.list<BISHOP>(weakSide)[0];
-      Square psq = pos.list<PAWN>(strongSide)[0];
+      Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
+      Square bsq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
+      Square psq = pos.square<PAWN>(strongSide);
       Rank rk = relative_rank(strongSide, psq);
-      Square push = pawn_push(strongSide);
+      Direction push = pawn_push(strongSide);
 
       // If the pawn is on the 5th rank and the pawn (currently) is on
       // the same color square as the bishop then there is a chance of
@@ -558,7 +525,7 @@ ScaleFactor Endgame<KRPKB>::operator()(const Position& pos) const {
       {
           int d = distance(psq + 3 * push, ksq);
 
-          if (d <= 2 && !(d == 0 && ksq == pos.king_square(strongSide) + 2 * push))
+          if (d <= 2 && !(d == 0 && ksq == pos.square<KING>(strongSide) + 2 * push))
               return ScaleFactor(24);
           else
               return ScaleFactor(48);
@@ -586,9 +553,9 @@ ScaleFactor Endgame<KRPPKRP>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, strongSide, RookValueMg, 2));
   assert(verify_material(pos, weakSide,   RookValueMg, 1));
 
-  Square wpsq1 = pos.list<PAWN>(strongSide)[0];
-  Square wpsq2 = pos.list<PAWN>(strongSide)[1];
-  Square bksq = pos.king_square(weakSide);
+  Square wpsq1 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[0];
+  Square wpsq2 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[1];
+  Square bksq = pos.square<KING>(weakSide);
 
   // Does the stronger side have a passed pawn?
   if (pos.pawn_passed(strongSide, wpsq1) || pos.pawn_passed(strongSide, wpsq2))
@@ -600,14 +567,8 @@ ScaleFactor Endgame<KRPPKRP>::operator()(const Position& pos) const {
       && distance<File>(bksq, wpsq2) <= 1
       && relative_rank(strongSide, bksq) > r)
   {
-      switch (r) {
-      case RANK_2: return ScaleFactor(10);
-      case RANK_3: return ScaleFactor(10);
-      case RANK_4: return ScaleFactor(15);
-      case RANK_5: return ScaleFactor(20);
-      case RANK_6: return ScaleFactor(40);
-      default: assert(false);
-      }
+      assert(r > RANK_1 && r < RANK_7);
+      return ScaleFactor(7 * r);
   }
   return SCALE_FACTOR_NONE;
 }
@@ -622,15 +583,12 @@ ScaleFactor Endgame<KPsK>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(pos.count<PAWN>(strongSide) >= 2);
   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 
-  Square ksq = pos.king_square(weakSide);
+  Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
   Bitboard pawns = pos.pieces(strongSide, PAWN);
-  Square psq = pos.list<PAWN>(strongSide)[0];
 
-  // If all pawns are ahead of the king, on a single rook file and
-  // the king is within one file of the pawns, it's a draw.
-  if (   !(pawns & ~in_front_bb(weakSide, rank_of(ksq)))
-      && !((pawns & ~FileABB) && (pawns & ~FileHBB))
-      &&  distance<File>(ksq, psq) <= 1)
+  // If all pawns are ahead of the king on a single rook file, it's a draw.
+  if (!((pawns & ~FileABB) || (pawns & ~FileHBB)) &&
+      !(pawns & ~passed_pawn_span(weakSide, ksq)))
       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 
   return SCALE_FACTOR_NONE;
@@ -647,45 +605,21 @@ ScaleFactor Endgame<KBPKB>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 
-  Square pawnSq = pos.list<PAWN>(strongSide)[0];
-  Square strongBishopSq = pos.list<BISHOP>(strongSide)[0];
-  Square weakBishopSq = pos.list<BISHOP>(weakSide)[0];
-  Square weakKingSq = pos.king_square(weakSide);
+  Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
+  Square strongBishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
+  Square weakBishopSq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
+  Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 
   // Case 1: Defending king blocks the pawn, and cannot be driven away
-  if (   file_of(weakKingSq) == file_of(pawnSq)
-      && relative_rank(strongSide, pawnSq) < relative_rank(strongSide, weakKingSq)
+  if (   (forward_file_bb(strongSide, pawnSq) & weakKingSq)
       && (   opposite_colors(weakKingSq, strongBishopSq)
           || relative_rank(strongSide, weakKingSq) <= RANK_6))
       return SCALE_FACTOR_DRAW;
 
   // Case 2: Opposite colored bishops
   if (opposite_colors(strongBishopSq, weakBishopSq))
-  {
-      // We assume that the position is drawn in the following three situations:
-      //
-      //   a. The pawn is on rank 5 or further back.
-      //   b. The defending king is somewhere in the pawn's path.
-      //   c. The defending bishop attacks some square along the pawn's path,
-      //      and is at least three squares away from the pawn.
-      //
-      // These rules are probably not perfect, but in practice they work
-      // reasonably well.
-
-      if (relative_rank(strongSide, pawnSq) <= RANK_5)
-          return SCALE_FACTOR_DRAW;
-      else
-      {
-          Bitboard path = forward_bb(strongSide, pawnSq);
-
-          if (path & pos.pieces(weakSide, KING))
-              return SCALE_FACTOR_DRAW;
+      return SCALE_FACTOR_DRAW;
 
-          if (  (pos.attacks_from<BISHOP>(weakBishopSq) & path)
-              && distance(weakBishopSq, pawnSq) >= 3)
-              return SCALE_FACTOR_DRAW;
-      }
-  }
   return SCALE_FACTOR_NONE;
 }
 
@@ -697,17 +631,15 @@ ScaleFactor Endgame<KBPPKB>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 2));
   assert(verify_material(pos, weakSide,   BishopValueMg, 0));
 
-  Square wbsq = pos.list<BISHOP>(strongSide)[0];
-  Square bbsq = pos.list<BISHOP>(weakSide)[0];
+  Square wbsq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
+  Square bbsq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
 
   if (!opposite_colors(wbsq, bbsq))
       return SCALE_FACTOR_NONE;
 
-  Square ksq = pos.king_square(weakSide);
-  Square psq1 = pos.list<PAWN>(strongSide)[0];
-  Square psq2 = pos.list<PAWN>(strongSide)[1];
-  Rank r1 = rank_of(psq1);
-  Rank r2 = rank_of(psq2);
+  Square ksq = pos.square<KING>(weakSide);
+  Square psq1 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[0];
+  Square psq2 = pos.squares<PAWN>(strongSide)[1];
   Square blockSq1, blockSq2;
 
   if (relative_rank(strongSide, psq1) > relative_rank(strongSide, psq2))
@@ -741,7 +673,7 @@ ScaleFactor Endgame<KBPPKB>::operator()(const Position& pos) const {
         && opposite_colors(ksq, wbsq)
         && (   bbsq == blockSq2
             || (pos.attacks_from<BISHOP>(blockSq2) & pos.pieces(weakSide, BISHOP))
-            || distance(r1, r2) >= 2))
+            || distance<Rank>(psq1, psq2) >= 2))
         return SCALE_FACTOR_DRAW;
 
     else if (   ksq == blockSq2
@@ -768,9 +700,9 @@ ScaleFactor Endgame<KBPKN>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, strongSide, BishopValueMg, 1));
   assert(verify_material(pos, weakSide, KnightValueMg, 0));
 
-  Square pawnSq = pos.list<PAWN>(strongSide)[0];
-  Square strongBishopSq = pos.list<BISHOP>(strongSide)[0];
-  Square weakKingSq = pos.king_square(weakSide);
+  Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
+  Square strongBishopSq = pos.square<BISHOP>(strongSide);
+  Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 
   if (   file_of(weakKingSq) == file_of(pawnSq)
       && relative_rank(strongSide, pawnSq) < relative_rank(strongSide, weakKingSq)
@@ -791,8 +723,8 @@ ScaleFactor Endgame<KNPK>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, weakSide, VALUE_ZERO, 0));
 
   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
-  Square pawnSq     = normalize(pos, strongSide, pos.list<PAWN>(strongSide)[0]);
-  Square weakKingSq = normalize(pos, strongSide, pos.king_square(weakSide));
+  Square pawnSq     = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
+  Square weakKingSq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
 
   if (pawnSq == SQ_A7 && distance(SQ_A8, weakKingSq) <= 1)
       return SCALE_FACTOR_DRAW;
@@ -806,13 +738,16 @@ ScaleFactor Endgame<KNPK>::operator()(const Position& pos) const {
 template<>
 ScaleFactor Endgame<KNPKB>::operator()(const Position& pos) const {
 
-  Square pawnSq = pos.list<PAWN>(strongSide)[0];
-  Square bishopSq = pos.list<BISHOP>(weakSide)[0];
-  Square weakKingSq = pos.king_square(weakSide);
+  assert(verify_material(pos, strongSide, KnightValueMg, 1));
+  assert(verify_material(pos, weakSide, BishopValueMg, 0));
+
+  Square pawnSq = pos.square<PAWN>(strongSide);
+  Square bishopSq = pos.square<BISHOP>(weakSide);
+  Square weakKingSq = pos.square<KING>(weakSide);
 
   // King needs to get close to promoting pawn to prevent knight from blocking.
   // Rules for this are very tricky, so just approximate.
-  if (forward_bb(strongSide, pawnSq) & pos.attacks_from<BISHOP>(bishopSq))
+  if (forward_file_bb(strongSide, pawnSq) & pos.attacks_from<BISHOP>(bishopSq))
       return ScaleFactor(distance(weakKingSq, pawnSq));
 
   return SCALE_FACTOR_NONE;
@@ -831,9 +766,9 @@ ScaleFactor Endgame<KPKP>::operator()(const Position& pos) const {
   assert(verify_material(pos, weakSide,   VALUE_ZERO, 1));
 
   // Assume strongSide is white and the pawn is on files A-D
-  Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.king_square(strongSide));
-  Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.king_square(weakSide));
-  Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.list<PAWN>(strongSide)[0]);
+  Square wksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(strongSide));
+  Square bksq = normalize(pos, strongSide, pos.square<KING>(weakSide));
+  Square psq  = normalize(pos, strongSide, pos.square<PAWN>(strongSide));
 
   Color us = strongSide == pos.side_to_move() ? WHITE : BLACK;