]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/position.cpp
Fix the comment for Position::is_draw()
[stockfish] / src / position.cpp
index d4a84ed2800f013e6895a21aff52470658023182..15ccb4835dbea166a6ae267d30e27056893734ac 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2014 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, 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
 
 #include <algorithm>
 #include <cassert>
-#include <cstring>
+#include <cstring>   // For std::memset, std::memcmp
 #include <iomanip>
 #include <sstream>
 
 #include "bitcount.h"
+#include "misc.h"
 #include "movegen.h"
-#include "notation.h"
 #include "position.h"
 #include "psqtab.h"
-#include "rkiss.h"
 #include "thread.h"
 #include "tt.h"
+#include "uci.h"
 
 using std::string;
 
-static const string PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
-
-CACHE_LINE_ALIGNMENT
-
 Value PieceValue[PHASE_NB][PIECE_NB] = {
 { VALUE_ZERO, PawnValueMg, KnightValueMg, BishopValueMg, RookValueMg, QueenValueMg },
 { VALUE_ZERO, PawnValueEg, KnightValueEg, BishopValueEg, RookValueEg, QueenValueEg } };
 
-static Score psq[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB][SQUARE_NB];
-
 namespace Zobrist {
 
   Key psq[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB][SQUARE_NB];
@@ -53,10 +47,13 @@ namespace Zobrist {
   Key exclusion;
 }
 
-Key Position::exclusion_key() const { return st->key ^ Zobrist::exclusion;}
+Key Position::exclusion_key() const { return st->key ^ Zobrist::exclusion; }
 
 namespace {
 
+const string PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
+Score psq[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB][SQUARE_NB];
+
 // min_attacker() is a helper function used by see() to locate the least
 // valuable attacker for the side to move, remove the attacker we just found
 // from the bitboards and scan for new X-ray attacks behind it.
@@ -108,6 +105,30 @@ CheckInfo::CheckInfo(const Position& pos) {
 }
 
 
+/// operator<<(Position) returns an ASCII representation of the position
+
+std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
+
+  os << "\n +---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
+
+  for (Rank r = RANK_8; r >= RANK_1; --r)
+  {
+      for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
+          os << " | " << PieceToChar[pos.piece_on(make_square(f, r))];
+
+      os << " |\n +---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
+  }
+
+  os << "\nFen: " << pos.fen() << "\nKey: " << std::hex << std::uppercase
+     << std::setfill('0') << std::setw(16) << pos.st->key << std::dec << "\nCheckers: ";
+
+  for (Bitboard b = pos.checkers(); b; )
+      os << UCI::square(pop_lsb(&b)) << " ";
+
+  return os;
+}
+
+
 /// Position::init() initializes at startup the various arrays used to compute
 /// hash keys and the piece square tables. The latter is a two-step operation:
 /// Firstly, the white halves of the tables are copied from PSQT[] tables.
@@ -116,28 +137,28 @@ CheckInfo::CheckInfo(const Position& pos) {
 
 void Position::init() {
 
-  RKISS rk;
+  PRNG rng(1070372);
 
   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
       for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
           for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
-              Zobrist::psq[c][pt][s] = rk.rand<Key>();
+              Zobrist::psq[c][pt][s] = rng.rand<Key>();
 
   for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
-      Zobrist::enpassant[f] = rk.rand<Key>();
+      Zobrist::enpassant[f] = rng.rand<Key>();
 
-  for (int cf = NO_CASTLING; cf <= ANY_CASTLING; ++cf)
+  for (int cr = NO_CASTLING; cr <= ANY_CASTLING; ++cr)
   {
-      Bitboard b = cf;
+      Bitboard b = cr;
       while (b)
       {
           Key k = Zobrist::castling[1ULL << pop_lsb(&b)];
-          Zobrist::castling[cf] ^= k ? k : rk.rand<Key>();
+          Zobrist::castling[cr] ^= k ? k : rng.rand<Key>();
       }
   }
 
-  Zobrist::side = rk.rand<Key>();
-  Zobrist::exclusion  = rk.rand<Key>();
+  Zobrist::side = rng.rand<Key>();
+  Zobrist::exclusion  = rng.rand<Key>();
 
   for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
   {
@@ -155,14 +176,13 @@ void Position::init() {
 }
 
 
-/// Position::operator=() creates a copy of 'pos'. We want the new born Position
-/// object to not depend on any external data so we detach state pointer from
-/// the source one.
+/// Position::operator=() creates a copy of 'pos' but detaching the state pointer
+/// from the source to be self-consistent and not depending on any external data.
 
 Position& Position::operator=(const Position& pos) {
 
   std::memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
-  startState = *st;
+  std::memcpy(&startState, st, sizeof(StateInfo));
   st = &startState;
   nodes = 0;
 
@@ -226,7 +246,7 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
       incremented after Black's move.
 */
 
-  char col, row, token;
+  unsigned char col, row, token;
   size_t idx;
   Square sq = SQ_A8;
   std::istringstream ss(fenStr);
@@ -245,7 +265,7 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
 
       else if ((idx = PieceToChar.find(token)) != string::npos)
       {
-          put_piece(sq, color_of(Piece(idx)), type_of(Piece(idx)));
+          put_piece(color_of(Piece(idx)), type_of(Piece(idx)), sq);
           ++sq;
       }
   }
@@ -274,7 +294,7 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
           for (rsq = relative_square(c, SQ_A1); type_of(piece_on(rsq)) != ROOK; ++rsq) {}
 
       else if (token >= 'A' && token <= 'H')
-          rsq = File(token - 'A') | relative_rank(c, RANK_1);
+          rsq = make_square(File(token - 'A'), relative_rank(c, RANK_1));
 
       else
           continue;
@@ -286,7 +306,7 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
   if (   ((ss >> col) && (col >= 'a' && col <= 'h'))
       && ((ss >> row) && (row == '3' || row == '6')))
   {
-      st->epSquare = File(col - 'a') | Rank(row - '1');
+      st->epSquare = make_square(File(col - 'a'), Rank(row - '1'));
 
       if (!(attackers_to(st->epSquare) & pieces(sideToMove, PAWN)))
           st->epSquare = SQ_NONE;
@@ -297,7 +317,7 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
 
   // Convert from fullmove starting from 1 to ply starting from 0,
   // handle also common incorrect FEN with fullmove = 0.
-  gamePly = std::max(2 * (gamePly - 1), 0) + int(sideToMove == BLACK);
+  gamePly = std::max(2 * (gamePly - 1), 0) + (sideToMove == BLACK);
 
   chess960 = isChess960;
   thisThread = th;
@@ -342,7 +362,7 @@ void Position::set_castling_right(Color c, Square rfrom) {
 void Position::set_state(StateInfo* si) const {
 
   si->key = si->pawnKey = si->materialKey = 0;
-  si->npMaterial[WHITE] = si->npMaterial[BLACK] = VALUE_ZERO;
+  si->nonPawnMaterial[WHITE] = si->nonPawnMaterial[BLACK] = VALUE_ZERO;
   si->psq = SCORE_ZERO;
 
   si->checkersBB = attackers_to(king_square(sideToMove)) & pieces(~sideToMove);
@@ -355,13 +375,13 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
       si->psq += psq[color_of(pc)][type_of(pc)][s];
   }
 
-  if (ep_square() != SQ_NONE)
-      si->key ^= Zobrist::enpassant[file_of(ep_square())];
+  if (si->epSquare != SQ_NONE)
+      si->key ^= Zobrist::enpassant[file_of(si->epSquare)];
 
   if (sideToMove == BLACK)
       si->key ^= Zobrist::side;
 
-  si->key ^= Zobrist::castling[st->castlingRights];
+  si->key ^= Zobrist::castling[si->castlingRights];
 
   for (Bitboard b = pieces(PAWN); b; )
   {
@@ -376,7 +396,7 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
 
   for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
       for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; ++pt)
-          si->npMaterial[c] += pieceCount[c][pt] * PieceValue[MG][pt];
+          si->nonPawnMaterial[c] += pieceCount[c][pt] * PieceValue[MG][pt];
 }
 
 
@@ -388,82 +408,58 @@ const string Position::fen() const {
   int emptyCnt;
   std::ostringstream ss;
 
-  for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; --rank)
+  for (Rank r = RANK_8; r >= RANK_1; --r)
   {
-      for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; ++file)
+      for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
       {
-          for (emptyCnt = 0; file <= FILE_H && empty(file | rank); ++file)
+          for (emptyCnt = 0; f <= FILE_H && empty(make_square(f, r)); ++f)
               ++emptyCnt;
 
           if (emptyCnt)
               ss << emptyCnt;
 
-          if (file <= FILE_H)
-              ss << PieceToChar[piece_on(file | rank)];
+          if (f <= FILE_H)
+              ss << PieceToChar[piece_on(make_square(f, r))];
       }
 
-      if (rank > RANK_1)
+      if (r > RANK_1)
           ss << '/';
   }
 
   ss << (sideToMove == WHITE ? " w " : " b ");
 
   if (can_castle(WHITE_OO))
-      ss << (chess960 ? to_char(file_of(castling_rook_square(WHITE |  KING_SIDE)), false) : 'K');
+      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE |  KING_SIDE))) : 'K');
 
   if (can_castle(WHITE_OOO))
-      ss << (chess960 ? to_char(file_of(castling_rook_square(WHITE | QUEEN_SIDE)), false) : 'Q');
+      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE | QUEEN_SIDE))) : 'Q');
 
   if (can_castle(BLACK_OO))
-      ss << (chess960 ? to_char(file_of(castling_rook_square(BLACK |  KING_SIDE)),  true) : 'k');
+      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK |  KING_SIDE))) : 'k');
 
   if (can_castle(BLACK_OOO))
-      ss << (chess960 ? to_char(file_of(castling_rook_square(BLACK | QUEEN_SIDE)),  true) : 'q');
+      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK | QUEEN_SIDE))) : 'q');
 
   if (!can_castle(WHITE) && !can_castle(BLACK))
       ss << '-';
 
-  ss << (ep_square() == SQ_NONE ? " - " : " " + to_string(ep_square()) + " ")
-     << st->rule50 << " " << 1 + (gamePly - int(sideToMove == BLACK)) / 2;
+  ss << (ep_square() == SQ_NONE ? " - " : " " + UCI::square(ep_square()) + " ")
+     << st->rule50 << " " << 1 + (gamePly - (sideToMove == BLACK)) / 2;
 
   return ss.str();
 }
 
 
-/// Position::pretty() returns an ASCII representation of the position to be
-/// printed to the standard output together with the move's san notation.
+/// Position::game_phase() calculates the game phase interpolating total non-pawn
+/// material between endgame and midgame limits.
 
-const string Position::pretty(Move move) const {
+Phase Position::game_phase() const {
 
-  const string dottedLine =            "\n+---+---+---+---+---+---+---+---+";
-  const string twoRows =  dottedLine + "\n|   | . |   | . |   | . |   | . |"
-                        + dottedLine + "\n| . |   | . |   | . |   | . |   |";
+  Value npm = st->nonPawnMaterial[WHITE] + st->nonPawnMaterial[BLACK];
 
-  string brd = twoRows + twoRows + twoRows + twoRows + dottedLine;
+  npm = std::max(EndgameLimit, std::min(npm, MidgameLimit));
 
-  for (Bitboard b = pieces(); b; )
-  {
-      Square s = pop_lsb(&b);
-      brd[513 - 68 * rank_of(s) + 4 * file_of(s)] = PieceToChar[piece_on(s)];
-  }
-
-  std::ostringstream ss;
-
-  if (move)
-      ss << "\nMove: " << (sideToMove == BLACK ? ".." : "")
-         << move_to_san(*const_cast<Position*>(this), move);
-
-  ss << brd << "\nFen: " << fen() << "\nKey: " << std::hex << std::uppercase
-     << std::setfill('0') << std::setw(16) << st->key << "\nCheckers: ";
-
-  for (Bitboard b = checkers(); b; )
-      ss << to_string(pop_lsb(&b)) << " ";
-
-  ss << "\nLegal moves: ";
-  for (MoveList<LEGAL> it(*this); *it; ++it)
-      ss << move_to_san(*const_cast<Position*>(this), *it) << " ";
-
-  return ss.str();
+  return Phase(((npm - EndgameLimit) * PHASE_MIDGAME) / (MidgameLimit - EndgameLimit));
 }
 
 
@@ -495,16 +491,16 @@ Bitboard Position::check_blockers(Color c, Color kingColor) const {
 
 
 /// Position::attackers_to() computes a bitboard of all pieces which attack a
-/// given square. Slider attacks use the occ bitboard to indicate occupancy.
+/// given square. Slider attacks use the occupied bitboard to indicate occupancy.
 
-Bitboard Position::attackers_to(Square s, Bitboard occ) const {
+Bitboard Position::attackers_to(Square s, Bitboard occupied) const {
 
-  return  (attacks_from<PAWN>(s, BLACK) & pieces(WHITE, PAWN))
-        | (attacks_from<PAWN>(s, WHITE) & pieces(BLACK, PAWN))
-        | (attacks_from<KNIGHT>(s)      & pieces(KNIGHT))
-        | (attacks_bb<ROOK>(s, occ)     & pieces(ROOK, QUEEN))
-        | (attacks_bb<BISHOP>(s, occ)   & pieces(BISHOP, QUEEN))
-        | (attacks_from<KING>(s)        & pieces(KING));
+  return  (attacks_from<PAWN>(s, BLACK)    & pieces(WHITE, PAWN))
+        | (attacks_from<PAWN>(s, WHITE)    & pieces(BLACK, PAWN))
+        | (attacks_from<KNIGHT>(s)         & pieces(KNIGHT))
+        | (attacks_bb<ROOK  >(s, occupied) & pieces(ROOK,   QUEEN))
+        | (attacks_bb<BISHOP>(s, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN))
+        | (attacks_from<KING>(s)           & pieces(KING));
 }
 
 
@@ -526,19 +522,18 @@ bool Position::legal(Move m, Bitboard pinned) const {
   // the move is made.
   if (type_of(m) == ENPASSANT)
   {
-      Color them = ~us;
-      Square to = to_sq(m);
-      Square capsq = to + pawn_push(them);
       Square ksq = king_square(us);
-      Bitboard b = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
+      Square to = to_sq(m);
+      Square capsq = to - pawn_push(us);
+      Bitboard occupied = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
 
       assert(to == ep_square());
       assert(moved_piece(m) == make_piece(us, PAWN));
-      assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
+      assert(piece_on(capsq) == make_piece(~us, PAWN));
       assert(piece_on(to) == NO_PIECE);
 
-      return   !(attacks_bb<  ROOK>(ksq, b) & pieces(them, QUEEN, ROOK))
-            && !(attacks_bb<BISHOP>(ksq, b) & pieces(them, QUEEN, BISHOP));
+      return   !(attacks_bb<  ROOK>(ksq, occupied) & pieces(~us, QUEEN, ROOK))
+            && !(attacks_bb<BISHOP>(ksq, occupied) & pieces(~us, QUEEN, BISHOP));
   }
 
   // If the moving piece is a king, check whether the destination
@@ -571,7 +566,7 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
       return MoveList<LEGAL>(*this).contains(m);
 
   // Is not a promotion, so promotion piece must be empty
-  if (promotion_type(m) - 2 != NO_PIECE_TYPE)
+  if (promotion_type(m) - KNIGHT != NO_PIECE_TYPE)
       return false;
 
   // If the 'from' square is not occupied by a piece belonging to the side to
@@ -592,9 +587,7 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
           return false;
 
       if (   !(attacks_from<PAWN>(from, us) & pieces(~us) & to) // Not a capture
-
           && !((from + pawn_push(us) == to) && empty(to))       // Not a single push
-
           && !(   (from + 2 * pawn_push(us) == to)              // Not a double push
                && (rank_of(from) == relative_rank(us, RANK_2))
                && empty(to)
@@ -639,14 +632,13 @@ bool Position::gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
 
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
-  PieceType pt = type_of(piece_on(from));
 
   // Is there a direct check?
-  if (ci.checkSq[pt] & to)
+  if (ci.checkSq[type_of(piece_on(from))] & to)
       return true;
 
   // Is there a discovered check?
-  if (   unlikely(ci.dcCandidates)
+  if (    ci.dcCandidates
       && (ci.dcCandidates & from)
       && !aligned(from, to, ci.ksq))
       return true;
@@ -665,7 +657,7 @@ bool Position::gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
   // the captured pawn.
   case ENPASSANT:
   {
-      Square capsq = file_of(to) | rank_of(from);
+      Square capsq = make_square(file_of(to), rank_of(from));
       Bitboard b = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
 
       return  (attacks_bb<  ROOK>(ci.ksq, b) & pieces(sideToMove, QUEEN, ROOK))
@@ -692,31 +684,21 @@ bool Position::gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
 /// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal. Pseudo-legal
 /// moves should be filtered out before this function is called.
 
-void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
-
-  CheckInfo ci(*this);
-  do_move(m, newSt, ci, gives_check(m, ci));
-}
-
-void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveIsCheck) {
+void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
 
   assert(is_ok(m));
   assert(&newSt != st);
 
   ++nodes;
-  Key k = st->key;
+  Key k = st->key ^ Zobrist::side;
 
   // Copy some fields of the old state to our new StateInfo object except the
   // ones which are going to be recalculated from scratch anyway and then switch
   // our state pointer to point to the new (ready to be updated) state.
-  std::memcpy(&newSt, st, StateCopySize64 * sizeof(uint64_t));
-
+  std::memcpy(&newSt, st, offsetof(StateInfo, key));
   newSt.previous = st;
   st = &newSt;
 
-  // Update side to move
-  k ^= Zobrist::side;
-
   // Increment ply counters. In particular, rule50 will be reset to zero later on
   // in case of a capture or a pawn move.
   ++gamePly;
@@ -727,20 +709,19 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
   Color them = ~us;
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
-  Piece pc = piece_on(from);
-  PieceType pt = type_of(pc);
+  PieceType pt = type_of(piece_on(from));
   PieceType captured = type_of(m) == ENPASSANT ? PAWN : type_of(piece_on(to));
 
-  assert(color_of(pc) == us);
-  assert(piece_on(to) == NO_PIECE || color_of(piece_on(to)) == them || type_of(m) == CASTLING);
+  assert(color_of(piece_on(from)) == us);
+  assert(piece_on(to) == NO_PIECE || color_of(piece_on(to)) == (type_of(m) != CASTLING ? them : us));
   assert(captured != KING);
 
   if (type_of(m) == CASTLING)
   {
-      assert(pc == make_piece(us, KING));
+      assert(pt == KING);
 
       Square rfrom, rto;
-      do_castling<true>(from, to, rfrom, rto);
+      do_castling<true>(us, from, to, rfrom, rto);
 
       captured = NO_PIECE_TYPE;
       st->psq += psq[us][ROOK][rto] - psq[us][ROOK][rfrom];
@@ -757,7 +738,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
       {
           if (type_of(m) == ENPASSANT)
           {
-              capsq += pawn_push(them);
+              capsq -= pawn_push(us);
 
               assert(pt == PAWN);
               assert(to == st->epSquare);
@@ -765,21 +746,21 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
               assert(piece_on(to) == NO_PIECE);
               assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
 
-              board[capsq] = NO_PIECE;
+              board[capsq] = NO_PIECE; // Not done by remove_piece()
           }
 
           st->pawnKey ^= Zobrist::psq[them][PAWN][capsq];
       }
       else
-          st->npMaterial[them] -= PieceValue[MG][captured];
+          st->nonPawnMaterial[them] -= PieceValue[MG][captured];
 
       // Update board and piece lists
-      remove_piece(capsq, them, captured);
+      remove_piece(them, captured, capsq);
 
       // Update material hash key and prefetch access to materialTable
       k ^= Zobrist::psq[them][captured][capsq];
       st->materialKey ^= Zobrist::psq[them][captured][pieceCount[them][captured]];
-      prefetch((char*)thisThread->materialTable[st->materialKey]);
+      prefetch(thisThread->materialTable[st->materialKey]);
 
       // Update incremental scores
       st->psq -= psq[them][captured][capsq];
@@ -806,33 +787,30 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
       st->castlingRights &= ~cr;
   }
 
-  // Prefetch TT access as soon as we know the new hash key
-  prefetch((char*)TT.first_entry(k));
-
   // Move the piece. The tricky Chess960 castling is handled earlier
   if (type_of(m) != CASTLING)
-      move_piece(from, to, us, pt);
+      move_piece(us, pt, from, to);
 
   // If the moving piece is a pawn do some special extra work
   if (pt == PAWN)
   {
       // Set en-passant square if the moved pawn can be captured
       if (   (int(to) ^ int(from)) == 16
-          && (attacks_from<PAWN>(from + pawn_push(us), us) & pieces(them, PAWN)))
+          && (attacks_from<PAWN>(to - pawn_push(us), us) & pieces(them, PAWN)))
       {
-          st->epSquare = Square((from + to) / 2);
+          st->epSquare = (from + to) / 2;
           k ^= Zobrist::enpassant[file_of(st->epSquare)];
       }
 
-      if (type_of(m) == PROMOTION)
+      else if (type_of(m) == PROMOTION)
       {
           PieceType promotion = promotion_type(m);
 
           assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
           assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
 
-          remove_piece(to, us, PAWN);
-          put_piece(to, us, promotion);
+          remove_piece(us, PAWN, to);
+          put_piece(us, promotion, to);
 
           // Update hash keys
           k ^= Zobrist::psq[us][PAWN][to] ^ Zobrist::psq[us][promotion][to];
@@ -844,12 +822,12 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
           st->psq += psq[us][promotion][to] - psq[us][PAWN][to];
 
           // Update material
-          st->npMaterial[us] += PieceValue[MG][promotion];
+          st->nonPawnMaterial[us] += PieceValue[MG][promotion];
       }
 
       // Update pawn hash key and prefetch access to pawnsTable
       st->pawnKey ^= Zobrist::psq[us][PAWN][from] ^ Zobrist::psq[us][PAWN][to];
-      prefetch((char*)thisThread->pawnsTable[st->pawnKey]);
+      prefetch(thisThread->pawnsTable[st->pawnKey]);
 
       // Reset rule 50 draw counter
       st->rule50 = 0;
@@ -864,30 +842,8 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
   // Update the key with the final value
   st->key = k;
 
-  // Update checkers bitboard: piece must be already moved
-  st->checkersBB = 0;
-
-  if (moveIsCheck)
-  {
-      if (type_of(m) != NORMAL)
-          st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces(us);
-      else
-      {
-          // Direct checks
-          if (ci.checkSq[pt] & to)
-              st->checkersBB |= to;
-
-          // Discovered checks
-          if (ci.dcCandidates && (ci.dcCandidates & from))
-          {
-              if (pt != ROOK)
-                  st->checkersBB |= attacks_from<ROOK>(king_square(them)) & pieces(us, QUEEN, ROOK);
-
-              if (pt != BISHOP)
-                  st->checkersBB |= attacks_from<BISHOP>(king_square(them)) & pieces(us, QUEEN, BISHOP);
-          }
-      }
-  }
+  // Calculate checkers bitboard (if move gives check)
+  st->checkersBB = givesCheck ? attackers_to(king_square(them)) & pieces(us) : 0;
 
   sideToMove = ~sideToMove;
 
@@ -905,54 +861,50 @@ void Position::undo_move(Move m) {
   sideToMove = ~sideToMove;
 
   Color us = sideToMove;
-  Color them = ~us;
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
   PieceType pt = type_of(piece_on(to));
-  PieceType captured = st->capturedType;
 
   assert(empty(from) || type_of(m) == CASTLING);
-  assert(captured != KING);
+  assert(st->capturedType != KING);
 
   if (type_of(m) == PROMOTION)
   {
-      PieceType promotion = promotion_type(m);
-
-      assert(promotion == pt);
       assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
-      assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
+      assert(pt == promotion_type(m));
+      assert(pt >= KNIGHT && pt <= QUEEN);
 
-      remove_piece(to, us, promotion);
-      put_piece(to, us, PAWN);
+      remove_piece(us, pt, to);
+      put_piece(us, PAWN, to);
       pt = PAWN;
   }
 
   if (type_of(m) == CASTLING)
   {
       Square rfrom, rto;
-      do_castling<false>(from, to, rfrom, rto);
-
-      captured = NO_PIECE_TYPE;
-      pt = KING;
+      do_castling<false>(us, from, to, rfrom, rto);
   }
   else
-      move_piece(to, from, us, pt); // Put the piece back at the source square
-
-  if (captured)
   {
-      Square capsq = to;
+      move_piece(us, pt, to, from); // Put the piece back at the source square
 
-      if (type_of(m) == ENPASSANT)
+      if (st->capturedType)
       {
-          capsq -= pawn_push(us);
+          Square capsq = to;
 
-          assert(pt == PAWN);
-          assert(to == st->previous->epSquare);
-          assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
-          assert(piece_on(capsq) == NO_PIECE);
-      }
+          if (type_of(m) == ENPASSANT)
+          {
+              capsq -= pawn_push(us);
 
-      put_piece(capsq, them, captured); // Restore the captured piece
+              assert(pt == PAWN);
+              assert(to == st->previous->epSquare);
+              assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
+              assert(piece_on(capsq) == NO_PIECE);
+              assert(st->capturedType == PAWN);
+          }
+
+          put_piece(~us, st->capturedType, capsq); // Restore the captured piece
+      }
   }
 
   // Finally point our state pointer back to the previous state
@@ -966,19 +918,19 @@ void Position::undo_move(Move m) {
 /// Position::do_castling() is a helper used to do/undo a castling move. This
 /// is a bit tricky, especially in Chess960.
 template<bool Do>
-void Position::do_castling(Square from, Square& to, Square& rfrom, Square& rto) {
+void Position::do_castling(Color us, Square from, Square& to, Square& rfrom, Square& rto) {
 
   bool kingSide = to > from;
   rfrom = to; // Castling is encoded as "king captures friendly rook"
-  rto = relative_square(sideToMove, kingSide ? SQ_F1 : SQ_D1);
-  to  = relative_square(sideToMove, kingSide ? SQ_G1 : SQ_C1);
+  rto = relative_square(us, kingSide ? SQ_F1 : SQ_D1);
+  to = relative_square(us, kingSide ? SQ_G1 : SQ_C1);
 
   // Remove both pieces first since squares could overlap in Chess960
-  remove_piece(Do ?  from :  to, sideToMove, KING);
-  remove_piece(Do ? rfrom : rto, sideToMove, ROOK);
+  remove_piece(us, KING, Do ? from : to);
+  remove_piece(us, ROOK, Do ? rfrom : rto);
   board[Do ? from : to] = board[Do ? rfrom : rto] = NO_PIECE; // Since remove_piece doesn't do it for us
-  put_piece(Do ?  to :  from, sideToMove, KING);
-  put_piece(Do ? rto : rfrom, sideToMove, ROOK);
+  put_piece(us, KING, Do ? to : from);
+  put_piece(us, ROOK, Do ? rto : rfrom);
 }
 
 
@@ -988,9 +940,9 @@ void Position::do_castling(Square from, Square& to, Square& rfrom, Square& rto)
 void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
 
   assert(!checkers());
+  assert(&newSt != st);
 
-  std::memcpy(&newSt, st, sizeof(StateInfo)); // Fully copy here
-
+  std::memcpy(&newSt, st, sizeof(StateInfo));
   newSt.previous = st;
   st = &newSt;
 
@@ -1001,7 +953,7 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
   }
 
   st->key ^= Zobrist::side;
-  prefetch((char*)TT.first_entry(st->key));
+  prefetch(TT.first_entry(st->key));
 
   ++st->rule50;
   st->pliesFromNull = 0;
@@ -1020,6 +972,26 @@ void Position::undo_null_move() {
 }
 
 
+/// Position::key_after() computes the new hash key after the given move. Needed
+/// for speculative prefetch. It doesn't recognize special moves like castling,
+/// en-passant and promotions.
+
+Key Position::key_after(Move m) const {
+
+  Color us = sideToMove;
+  Square from = from_sq(m);
+  Square to = to_sq(m);
+  PieceType pt = type_of(piece_on(from));
+  PieceType captured = type_of(piece_on(to));
+  Key k = st->key ^ Zobrist::side;
+
+  if (captured)
+      k ^= Zobrist::psq[~us][captured][to];
+
+  return k ^ Zobrist::psq[us][pt][to] ^ Zobrist::psq[us][pt][from];
+}
+
+
 /// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
 /// material gain or loss resulting from a move.
 
@@ -1053,8 +1025,8 @@ Value Position::see(Move m) const {
   stm = color_of(piece_on(from));
   occupied = pieces() ^ from;
 
-  // Castling moves are implemented as king capturing the rook so cannot be
-  // handled correctly. Simply return 0 that is always the correct value
+  // Castling moves are implemented as king capturing the rook so cannot
+  // be handled correctly. Simply return VALUE_ZERO that is always correct
   // unless in the rare case the rook ends up under attack.
   if (type_of(m) == CASTLING)
       return VALUE_ZERO;
@@ -1091,21 +1063,11 @@ Value Position::see(Move m) const {
 
       // Locate and remove the next least valuable attacker
       captured = min_attacker<PAWN>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
-
-      // Stop before processing a king capture
-      if (captured == KING)
-      {
-          if (stmAttackers == attackers)
-              ++slIndex;
-
-          break;
-      }
-
       stm = ~stm;
       stmAttackers = attackers & pieces(stm);
       ++slIndex;
 
-  } while (stmAttackers);
+  } while (stmAttackers && (captured != KING || (--slIndex, false))); // Stop before a king capture
 
   // Having built the swap list, we negamax through it to find the best
   // achievable score from the point of view of the side to move.
@@ -1116,15 +1078,11 @@ Value Position::see(Move m) const {
 }
 
 
-/// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material, 50 moves
-/// rule or repetition. It does not detect stalemates.
+/// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by 50-move rule
+/// or by repetition. It does not detect stalemates.
 
 bool Position::is_draw() const {
 
-  if (   !pieces(PAWN)
-      && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMg))
-      return true;
-
   if (st->rule50 > 99 && (!checkers() || MoveList<LEGAL>(*this).size()))
       return true;
 
@@ -1144,18 +1102,14 @@ bool Position::is_draw() const {
 /// Position::flip() flips position with the white and black sides reversed. This
 /// is only useful for debugging e.g. for finding evaluation symmetry bugs.
 
-static char toggle_case(char c) {
-  return char(islower(c) ? toupper(c) : tolower(c));
-}
-
 void Position::flip() {
 
   string f, token;
   std::stringstream ss(fen());
 
-  for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; --rank) // Piece placement
+  for (Rank r = RANK_8; r >= RANK_1; --r) // Piece placement
   {
-      std::getline(ss, token, rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
+      std::getline(ss, token, r > RANK_1 ? '/' : ' ');
       f.insert(0, token + (f.empty() ? " " : "/"));
   }
 
@@ -1165,7 +1119,8 @@ void Position::flip() {
   ss >> token; // Castling availability
   f += token + " ";
 
-  std::transform(f.begin(), f.end(), f.begin(), toggle_case);
+  std::transform(f.begin(), f.end(), f.begin(),
+                 [](char c) { return char(islower(c) ? toupper(c) : tolower(c)); });
 
   ss >> token; // En passant square
   f += (token == "-" ? token : token.replace(1, 1, token[1] == '3' ? "6" : "3"));
@@ -1184,102 +1139,75 @@ void Position::flip() {
 
 bool Position::pos_is_ok(int* failedStep) const {
 
-  int dummy, *step = failedStep ? failedStep : &dummy;
-
-  // What features of the position should be verified?
-  const bool all = false;
-
-  const bool testBitboards       = all || false;
-  const bool testKingCount       = all || false;
-  const bool testKingCapture     = all || false;
-  const bool testState           = all || false;
-  const bool testCheckerCount    = all || false;
-  const bool testPieceCounts     = all || false;
-  const bool testPieceList       = all || false;
-  const bool testCastlingSquares = all || false;
-
-  if (*step = 1, sideToMove != WHITE && sideToMove != BLACK)
-      return false;
-
-  if ((*step)++, piece_on(king_square(WHITE)) != W_KING)
-      return false;
-
-  if ((*step)++, piece_on(king_square(BLACK)) != B_KING)
-      return false;
-
-  if ((*step)++, ep_square() != SQ_NONE && relative_rank(sideToMove, ep_square()) != RANK_6)
-      return false;
-
-  if ((*step)++, testKingCount)
-      if (   std::count(board, board + SQUARE_NB, W_KING) != 1
-          || std::count(board, board + SQUARE_NB, B_KING) != 1)
-          return false;
+  const bool Fast = true; // Quick (default) or full check?
 
-  if ((*step)++, testKingCapture)
-      if (attackers_to(king_square(~sideToMove)) & pieces(sideToMove))
-          return false;
+  enum { Default, King, Bitboards, State, Lists, Castling };
 
-  if ((*step)++, testBitboards)
+  for (int step = Default; step <= (Fast ? Default : Castling); step++)
   {
-      // The intersection of the white and black pieces must be empty
-      if (pieces(WHITE) & pieces(BLACK))
-          return false;
+      if (failedStep)
+          *failedStep = step;
+
+      if (step == Default)
+          if (   (sideToMove != WHITE && sideToMove != BLACK)
+              || piece_on(king_square(WHITE)) != W_KING
+              || piece_on(king_square(BLACK)) != B_KING
+              || (   ep_square() != SQ_NONE
+                  && relative_rank(sideToMove, ep_square()) != RANK_6))
+              return false;
 
-      // The union of the white and black pieces must be equal to all
-      // occupied squares
-      if ((pieces(WHITE) | pieces(BLACK)) != pieces())
-          return false;
+      if (step == King)
+          if (   std::count(board, board + SQUARE_NB, W_KING) != 1
+              || std::count(board, board + SQUARE_NB, B_KING) != 1
+              || attackers_to(king_square(~sideToMove)) & pieces(sideToMove))
+              return false;
 
-      // Separate piece type bitboards must have empty intersections
-      for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; ++p1)
-          for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; ++p2)
-              if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
-                  return false;
-  }
+      if (step == Bitboards)
+      {
+          if (  (pieces(WHITE) & pieces(BLACK))
+              ||(pieces(WHITE) | pieces(BLACK)) != pieces())
+              return false;
 
-  if ((*step)++, testState)
-  {
-      StateInfo si;
-      set_state(&si);
-      if (   st->key != si.key
-          || st->pawnKey != si.pawnKey
-          || st->materialKey != si.materialKey
-          || st->npMaterial[WHITE] != si.npMaterial[WHITE]
-          || st->npMaterial[BLACK] != si.npMaterial[BLACK]
-          || st->psq != si.psq)
-          return false;
-  }
+          for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; ++p1)
+              for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; ++p2)
+                  if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
+                      return false;
+      }
 
-  if ((*step)++, testCheckerCount && popcount<Full>(st->checkersBB) > 2)
-      return false;
+      if (step == State)
+      {
+          StateInfo si = *st;
+          set_state(&si);
+          if (std::memcmp(&si, st, sizeof(StateInfo)))
+              return false;
+      }
 
-  if ((*step)++, testPieceCounts)
-      for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-          for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
-              if (pieceCount[c][pt] != popcount<Full>(pieces(c, pt)))
-                  return false;
-
-  if ((*step)++, testPieceList)
-      for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-          for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
-              for (int i = 0; i < pieceCount[c][pt];  ++i)
-                  if (   board[pieceList[c][pt][i]] != make_piece(c, pt)
-                      || index[pieceList[c][pt][i]] != i)
+      if (step == Lists)
+          for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
+              for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
+              {
+                  if (pieceCount[c][pt] != popcount<Full>(pieces(c, pt)))
                       return false;
 
-  if ((*step)++, testCastlingSquares)
-      for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-          for (CastlingSide s = KING_SIDE; s <= QUEEN_SIDE; s = CastlingSide(s + 1))
-          {
-              if (!can_castle(c | s))
-                  continue;
-
-              if (  (castlingRightsMask[king_square(c)] & (c | s)) != (c | s)
-                  || piece_on(castlingRookSquare[c | s]) != make_piece(c, ROOK)
-                  || castlingRightsMask[castlingRookSquare[c | s]] != (c | s))
-                  return false;
-          }
+                  for (int i = 0; i < pieceCount[c][pt];  ++i)
+                      if (   board[pieceList[c][pt][i]] != make_piece(c, pt)
+                          || index[pieceList[c][pt][i]] != i)
+                          return false;
+              }
+
+      if (step == Castling)
+          for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
+              for (CastlingSide s = KING_SIDE; s <= QUEEN_SIDE; s = CastlingSide(s + 1))
+              {
+                  if (!can_castle(c | s))
+                      continue;
+
+                  if (   piece_on(castlingRookSquare[c | s]) != make_piece(c, ROOK)
+                      || castlingRightsMask[castlingRookSquare[c | s]] != (c | s)
+                      ||(castlingRightsMask[king_square(c)] & (c | s)) != (c | s))
+                      return false;
+              }
+  }
 
-  *step = 0;
   return true;
 }