]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/position.cpp
Merge remote-tracking branch 'upstream/master' into HEAD
[stockfish] / src / position.cpp
index 8dedce4145b76e12ecd45a45ab48f3667cc89c90..2658c71a6e624eb2d431c357ed54b39623599abb 100644 (file)
@@ -1,8 +1,6 @@
 /*
   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) 2015-2018 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2004-2020 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
 using std::string;
 
-namespace PSQT {
-  extern Score psq[PIECE_NB][SQUARE_NB];
-}
-
 namespace Zobrist {
 
   Key psq[PIECE_NB][SQUARE_NB];
@@ -54,41 +48,6 @@ const string PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
 
 constexpr Piece Pieces[] = { W_PAWN, W_KNIGHT, W_BISHOP, W_ROOK, W_QUEEN, W_KING,
                              B_PAWN, B_KNIGHT, B_BISHOP, B_ROOK, B_QUEEN, B_KING };
-
-// min_attacker() is a helper function used by see_ge() 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.
-
-template<int Pt>
-PieceType min_attacker(const Bitboard* byTypeBB, Square to, Bitboard stmAttackers,
-                       Bitboard& occupied, Bitboard& attackers) {
-
-  Bitboard b = stmAttackers & byTypeBB[Pt];
-  if (!b)
-      return min_attacker<Pt + 1>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
-
-  occupied ^= lsb(b); // Remove the attacker from occupied
-
-  // Add any X-ray attack behind the just removed piece. For instance with
-  // rooks in a8 and a7 attacking a1, after removing a7 we add rook in a8.
-  // Note that new added attackers can be of any color.
-  if (Pt == PAWN || Pt == BISHOP || Pt == QUEEN)
-      attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & (byTypeBB[BISHOP] | byTypeBB[QUEEN]);
-
-  if (Pt == ROOK || Pt == QUEEN)
-      attackers |= attacks_bb<ROOK>(to, occupied) & (byTypeBB[ROOK] | byTypeBB[QUEEN]);
-
-  // X-ray may add already processed pieces because byTypeBB[] is constant: in
-  // the rook example, now attackers contains _again_ rook in a7, so remove it.
-  attackers &= occupied;
-  return (PieceType)Pt;
-}
-
-template<>
-PieceType min_attacker<KING>(const Bitboard*, Square, Bitboard, Bitboard&, Bitboard&) {
-  return KING; // No need to update bitboards: it is the last cycle
-}
-
 } // namespace
 
 
@@ -103,10 +62,11 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
       for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
           os << " | " << PieceToChar[pos.piece_on(make_square(f, r))];
 
-      os << " |\n +---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
+      os << " | " << (1 + r) << "\n +---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
   }
 
-  os << "\nFen: " << pos.fen() << "\nKey: " << std::hex << std::uppercase
+  os << "   a   b   c   d   e   f   g   h\n"
+     << "\nFen: " << pos.fen() << "\nKey: " << std::hex << std::uppercase
      << std::setfill('0') << std::setw(16) << pos.key()
      << std::setfill(' ') << std::dec << "\nCheckers: ";
 
@@ -143,8 +103,7 @@ Key cuckoo[8192];
 Move cuckooMove[8192];
 
 
-/// Position::init() initializes at startup the various arrays used to compute
-/// hash keys.
+/// Position::init() initializes at startup the various arrays used to compute hash keys
 
 void Position::init() {
 
@@ -158,25 +117,19 @@ void Position::init() {
       Zobrist::enpassant[f] = rng.rand<Key>();
 
   for (int cr = NO_CASTLING; cr <= ANY_CASTLING; ++cr)
-  {
-      Zobrist::castling[cr] = 0;
-      Bitboard b = cr;
-      while (b)
-      {
-          Key k = Zobrist::castling[1ULL << pop_lsb(&b)];
-          Zobrist::castling[cr] ^= k ? k : rng.rand<Key>();
-      }
-  }
+      Zobrist::castling[cr] = rng.rand<Key>();
 
   Zobrist::side = rng.rand<Key>();
   Zobrist::noPawns = rng.rand<Key>();
 
   // Prepare the cuckoo tables
+  std::memset(cuckoo, 0, sizeof(cuckoo));
+  std::memset(cuckooMove, 0, sizeof(cuckooMove));
   int count = 0;
   for (Piece pc : Pieces)
       for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; ++s1)
           for (Square s2 = Square(s1 + 1); s2 <= SQ_H8; ++s2)
-              if (PseudoAttacks[type_of(pc)][s1] & s2)
+              if ((type_of(pc) != PAWN) && (attacks_bb(type_of(pc), s1, 0) & s2))
               {
                   Move move = make_move(s1, s2);
                   Key key = Zobrist::psq[pc][s1] ^ Zobrist::psq[pc][s2] ^ Zobrist::side;
@@ -185,7 +138,7 @@ void Position::init() {
                   {
                       std::swap(cuckoo[i], key);
                       std::swap(cuckooMove[i], move);
-                      if (move == 0)   // Arrived at empty slot ?
+                      if (move == MOVE_NONE) // Arrived at empty slot?
                           break;
                       i = (i == H1(key)) ? H2(key) : H1(key); // Push victim to alternative slot
                   }
@@ -223,9 +176,9 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
 
    4) En passant target square (in algebraic notation). If there's no en passant
       target square, this is "-". If a pawn has just made a 2-square move, this
-      is the position "behind" the pawn. This is recorded only if there is a pawn
-      in position to make an en passant capture, and if there really is a pawn
-      that might have advanced two squares.
+      is the position "behind" the pawn. Following X-FEN standard, this is recorded only
+      if there is a pawn in position to make an en passant capture, and if there really
+      is a pawn that might have advanced two squares.
 
    5) Halfmove clock. This is the number of halfmoves since the last pawn advance
       or capture. This is used to determine if a draw can be claimed under the
@@ -256,8 +209,7 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
       else if (token == '/')
           sq += 2 * SOUTH;
 
-      else if ((idx = PieceToChar.find(token)) != string::npos)
-      {
+      else if ((idx = PieceToChar.find(token)) != string::npos) {
           put_piece(Piece(idx), sq);
           ++sq;
       }
@@ -296,17 +248,25 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
       set_castling_right(c, rsq);
   }
 
-  // 4. En passant square. Ignore if no pawn capture is possible
+  // 4. En passant square.
+  // Ignore if square is invalid or not on side to move relative rank 6.
+  bool enpassant = false;
+
   if (   ((ss >> col) && (col >= 'a' && col <= 'h'))
-      && ((ss >> row) && (row == '3' || row == '6')))
+      && ((ss >> row) && (row == (sideToMove == WHITE ? '6' : '3'))))
   {
       st->epSquare = make_square(File(col - 'a'), Rank(row - '1'));
 
-      if (   !(attackers_to(st->epSquare) & pieces(sideToMove, PAWN))
-          || !(pieces(~sideToMove, PAWN) & (st->epSquare + pawn_push(~sideToMove))))
-          st->epSquare = SQ_NONE;
+      // En passant square will be considered only if
+      // a) side to move have a pawn threatening epSquare
+      // b) there is an enemy pawn in front of epSquare
+      // c) there is no piece on epSquare or behind epSquare
+      enpassant = pawn_attacks_bb(~sideToMove, st->epSquare) & pieces(sideToMove, PAWN)
+               && (pieces(~sideToMove, PAWN) & (st->epSquare + pawn_push(~sideToMove)))
+               && !(pieces() & (st->epSquare | (st->epSquare + pawn_push(sideToMove))));
   }
-  else
+
+  if (!enpassant)
       st->epSquare = SQ_NONE;
 
   // 5-6. Halfmove clock and fullmove number
@@ -320,8 +280,6 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
   thisThread = th;
   set_state(st);
 
-  assert(pos_is_ok());
-
   return *this;
 }
 
@@ -332,24 +290,18 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
 void Position::set_castling_right(Color c, Square rfrom) {
 
   Square kfrom = square<KING>(c);
-  CastlingSide cs = kfrom < rfrom ? KING_SIDE : QUEEN_SIDE;
-  CastlingRight cr = (c | cs);
+  CastlingRights cr = c & (kfrom < rfrom ? KING_SIDE: QUEEN_SIDE);
 
   st->castlingRights |= cr;
   castlingRightsMask[kfrom] |= cr;
   castlingRightsMask[rfrom] |= cr;
   castlingRookSquare[cr] = rfrom;
 
-  Square kto = relative_square(c, cs == KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
-  Square rto = relative_square(c, cs == KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
+  Square kto = relative_square(c, cr & KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
+  Square rto = relative_square(c, cr & KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
 
-  for (Square s = std::min(rfrom, rto); s <= std::max(rfrom, rto); ++s)
-      if (s != kfrom && s != rfrom)
-          castlingPath[cr] |= s;
-
-  for (Square s = std::min(kfrom, kto); s <= std::max(kfrom, kto); ++s)
-      if (s != kfrom && s != rfrom)
-          castlingPath[cr] |= s;
+  castlingPath[cr] =   (between_bb(rfrom, rto) | between_bb(kfrom, kto) | rto | kto)
+                    & ~(kfrom | rfrom);
 }
 
 
@@ -362,10 +314,10 @@ void Position::set_check_info(StateInfo* si) const {
 
   Square ksq = square<KING>(~sideToMove);
 
-  si->checkSquares[PAWN]   = attacks_from<PAWN>(ksq, ~sideToMove);
-  si->checkSquares[KNIGHT] = attacks_from<KNIGHT>(ksq);
-  si->checkSquares[BISHOP] = attacks_from<BISHOP>(ksq);
-  si->checkSquares[ROOK]   = attacks_from<ROOK>(ksq);
+  si->checkSquares[PAWN]   = pawn_attacks_bb(~sideToMove, ksq);
+  si->checkSquares[KNIGHT] = attacks_bb<KNIGHT>(ksq);
+  si->checkSquares[BISHOP] = attacks_bb<BISHOP>(ksq, pieces());
+  si->checkSquares[ROOK]   = attacks_bb<ROOK>(ksq, pieces());
   si->checkSquares[QUEEN]  = si->checkSquares[BISHOP] | si->checkSquares[ROOK];
   si->checkSquares[KING]   = 0;
 }
@@ -381,7 +333,6 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
   si->key = si->materialKey = 0;
   si->pawnKey = Zobrist::noPawns;
   si->nonPawnMaterial[WHITE] = si->nonPawnMaterial[BLACK] = VALUE_ZERO;
-  si->psq = SCORE_ZERO;
   si->checkersBB = attackers_to(square<KING>(sideToMove)) & pieces(~sideToMove);
 
   set_check_info(si);
@@ -391,7 +342,12 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
       Square s = pop_lsb(&b);
       Piece pc = piece_on(s);
       si->key ^= Zobrist::psq[pc][s];
-      si->psq += PSQT::psq[pc][s];
+
+      if (type_of(pc) == PAWN)
+          si->pawnKey ^= Zobrist::psq[pc][s];
+
+      else if (type_of(pc) != KING)
+          si->nonPawnMaterial[color_of(pc)] += PieceValue[MG][pc];
   }
 
   if (si->epSquare != SQ_NONE)
@@ -402,20 +358,9 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
 
   si->key ^= Zobrist::castling[si->castlingRights];
 
-  for (Bitboard b = pieces(PAWN); b; )
-  {
-      Square s = pop_lsb(&b);
-      si->pawnKey ^= Zobrist::psq[piece_on(s)][s];
-  }
-
   for (Piece pc : Pieces)
-  {
-      if (type_of(pc) != PAWN && type_of(pc) != KING)
-          si->nonPawnMaterial[color_of(pc)] += pieceCount[pc] * PieceValue[MG][pc];
-
       for (int cnt = 0; cnt < pieceCount[pc]; ++cnt)
           si->materialKey ^= Zobrist::psq[pc][cnt];
-  }
 }
 
 
@@ -425,11 +370,13 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
 
 Position& Position::set(const string& code, Color c, StateInfo* si) {
 
-  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
+                     code.substr(0, std::min(code.find('v'), code.find('K', 1))) }; // Strong
+
+  assert(sides[0].length() > 0 && sides[0].length() < 8);
+  assert(sides[1].length() > 0 && sides[1].length() < 8);
 
   std::transform(sides[c].begin(), sides[c].end(), sides[c].begin(), tolower);
 
@@ -469,18 +416,18 @@ const string Position::fen() const {
   ss << (sideToMove == WHITE ? " w " : " b ");
 
   if (can_castle(WHITE_OO))
-      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE |  KING_SIDE))) : 'K');
+      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE_OO ))) : 'K');
 
   if (can_castle(WHITE_OOO))
-      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE | QUEEN_SIDE))) : 'Q');
+      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE_OOO))) : 'Q');
 
   if (can_castle(BLACK_OO))
-      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK |  KING_SIDE))) : 'k');
+      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK_OO ))) : 'k');
 
   if (can_castle(BLACK_OOO))
-      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK | QUEEN_SIDE))) : 'q');
+      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK_OOO))) : 'q');
 
-  if (!can_castle(WHITE) && !can_castle(BLACK))
+  if (!can_castle(ANY_CASTLING))
       ss << '-';
 
   ss << (ep_square() == SQ_NONE ? " - " : " " + UCI::square(ep_square()) + " ")
@@ -502,14 +449,15 @@ Bitboard Position::slider_blockers(Bitboard sliders, Square s, Bitboard& pinners
   Bitboard blockers = 0;
   pinners = 0;
 
-  // Snipers are sliders that attack 's' when a piece is removed
-  Bitboard snipers = (  (PseudoAttacks[  ROOK][s] & pieces(QUEEN, ROOK))
-                      | (PseudoAttacks[BISHOP][s] & pieces(QUEEN, BISHOP))) & sliders;
+  // Snipers are sliders that attack 's' when a piece and other snipers are removed
+  Bitboard snipers = (  (attacks_bb<  ROOK>(s) & pieces(QUEEN, ROOK))
+                      | (attacks_bb<BISHOP>(s) & pieces(QUEEN, BISHOP))) & sliders;
+  Bitboard occupancy = pieces() ^ snipers;
 
   while (snipers)
   {
     Square sniperSq = pop_lsb(&snipers);
-    Bitboard b = between_bb(s, sniperSq) & pieces();
+    Bitboard b = between_bb(s, sniperSq) & occupancy;
 
     if (b && !more_than_one(b))
     {
@@ -527,12 +475,12 @@ Bitboard Position::slider_blockers(Bitboard sliders, Square s, Bitboard& pinners
 
 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))
+  return  (pawn_attacks_bb(BLACK, s)       & pieces(WHITE, PAWN))
+        | (pawn_attacks_bb(WHITE, s)       & pieces(BLACK, PAWN))
+        | (attacks_bb<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));
+        | (attacks_bb<KING>(s)             & pieces(KING));
 }
 
 
@@ -544,6 +492,7 @@ bool Position::legal(Move m) const {
 
   Color us = sideToMove;
   Square from = from_sq(m);
+  Square to = to_sq(m);
 
   assert(color_of(moved_piece(m)) == us);
   assert(piece_on(square<KING>(us)) == make_piece(us, KING));
@@ -554,7 +503,6 @@ bool Position::legal(Move m) const {
   if (type_of(m) == ENPASSANT)
   {
       Square ksq = square<KING>(us);
-      Square to = to_sq(m);
       Square capsq = to - pawn_push(us);
       Bitboard occupied = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
 
@@ -567,16 +515,35 @@ bool Position::legal(Move m) const {
             && !(attacks_bb<BISHOP>(ksq, occupied) & pieces(~us, QUEEN, BISHOP));
   }
 
-  // If the moving piece is a king, check whether the destination
-  // square is attacked by the opponent. Castling moves are checked
-  // for legality during move generation.
+  // Castling moves generation does not check if the castling path is clear of
+  // enemy attacks, it is delayed at a later time: now!
+  if (type_of(m) == CASTLING)
+  {
+      // After castling, the rook and king final positions are the same in
+      // Chess960 as they would be in standard chess.
+      to = relative_square(us, to > from ? SQ_G1 : SQ_C1);
+      Direction step = to > from ? WEST : EAST;
+
+      for (Square s = to; s != from; s += step)
+          if (attackers_to(s) & pieces(~us))
+              return false;
+
+      // In case of Chess960, verify that when moving the castling rook we do
+      // not discover some hidden checker.
+      // For instance an enemy queen in SQ_A1 when castling rook is in SQ_B1.
+      return   !chess960
+            || !(attacks_bb<ROOK>(to, pieces() ^ to_sq(m)) & pieces(~us, ROOK, QUEEN));
+  }
+
+  // If the moving piece is a king, check whether the destination square is
+  // attacked by the opponent.
   if (type_of(piece_on(from)) == KING)
-      return type_of(m) == CASTLING || !(attackers_to(to_sq(m)) & pieces(~us));
+      return !(attackers_to(to) & pieces(~us));
 
   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
   // is moving along the ray towards or away from the king.
   return   !(blockers_for_king(us) & from)
-        ||  aligned(from, to_sq(m), square<KING>(us));
+        ||  aligned(from, to, square<KING>(us));
 }
 
 
@@ -613,18 +580,18 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
   {
       // We have already handled promotion moves, so destination
       // cannot be on the 8th/1st rank.
-      if (rank_of(to) == relative_rank(us, RANK_8))
+      if ((Rank8BB | Rank1BB) & to)
           return false;
 
-      if (   !(attacks_from<PAWN>(from, us) & pieces(~us) & to) // Not a capture
+      if (   !(pawn_attacks_bb(us, from) & 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))
+               && (relative_rank(us, from) == RANK_2)
                && empty(to)
                && empty(to - pawn_push(us))))
           return false;
   }
-  else if (!(attacks_from(type_of(pc), from) & to))
+  else if (!(attacks_bb(type_of(pc), from, pieces()) & to))
       return false;
 
   // Evasions generator already takes care to avoid some kind of illegal moves
@@ -663,11 +630,11 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
   Square to = to_sq(m);
 
   // Is there a direct check?
-  if (st->checkSquares[type_of(piece_on(from))] & to)
+  if (check_squares(type_of(piece_on(from))) & to)
       return true;
 
   // Is there a discovered check?
-  if (   (st->blockersForKing[~sideToMove] & from)
+  if (   (blockers_for_king(~sideToMove) & from)
       && !aligned(from, to, square<KING>(~sideToMove)))
       return true;
 
@@ -694,11 +661,11 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
   case CASTLING:
   {
       Square kfrom = from;
-      Square rfrom = to; // Castling is encoded as 'King captures the rook'
+      Square rfrom = to; // Castling is encoded as 'king captures the rook'
       Square kto = relative_square(sideToMove, rfrom > kfrom ? SQ_G1 : SQ_C1);
       Square rto = relative_square(sideToMove, rfrom > kfrom ? SQ_F1 : SQ_D1);
 
-      return   (PseudoAttacks[ROOK][rto] & square<KING>(~sideToMove))
+      return   (attacks_bb<ROOK>(rto) & square<KING>(~sideToMove))
             && (attacks_bb<ROOK>(rto, (pieces() ^ kfrom ^ rfrom) | rto | kto) & square<KING>(~sideToMove));
   }
   default:
@@ -733,6 +700,11 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   ++st->rule50;
   ++st->pliesFromNull;
 
+  // Used by NNUE
+  st->accumulator.computed_accumulation = false;
+  auto& dp = st->dirtyPiece;
+  dp.dirty_num = 1;
+
   Color us = sideToMove;
   Color them = ~us;
   Square from = from_sq(m);
@@ -752,7 +724,6 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
       Square rfrom, rto;
       do_castling<true>(us, from, to, rfrom, rto);
 
-      st->psq += PSQT::psq[captured][rto] - PSQT::psq[captured][rfrom];
       k ^= Zobrist::psq[captured][rfrom] ^ Zobrist::psq[captured][rto];
       captured = NO_PIECE;
   }
@@ -774,8 +745,6 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
               assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
               assert(piece_on(to) == NO_PIECE);
               assert(piece_on(capsq) == make_piece(them, PAWN));
-
-              board[capsq] = NO_PIECE; // Not done by remove_piece()
           }
 
           st->pawnKey ^= Zobrist::psq[captured][capsq];
@@ -783,17 +752,25 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
       else
           st->nonPawnMaterial[them] -= PieceValue[MG][captured];
 
+      if (Eval::useNNUE)
+      {
+          dp.dirty_num = 2;  // 1 piece moved, 1 piece captured
+          dp.piece[1] = captured;
+          dp.from[1] = capsq;
+          dp.to[1] = SQ_NONE;
+      }
+
       // Update board and piece lists
-      remove_piece(captured, capsq);
+      remove_piece(capsq);
+
+      if (type_of(m) == ENPASSANT)
+          board[capsq] = NO_PIECE;
 
       // Update material hash key and prefetch access to materialTable
       k ^= Zobrist::psq[captured][capsq];
       st->materialKey ^= Zobrist::psq[captured][pieceCount[captured]];
       prefetch(thisThread->materialTable[st->materialKey]);
 
-      // Update incremental scores
-      st->psq -= PSQT::psq[captured][capsq];
-
       // Reset rule 50 counter
       st->rule50 = 0;
   }
@@ -811,21 +788,30 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   // Update castling rights if needed
   if (st->castlingRights && (castlingRightsMask[from] | castlingRightsMask[to]))
   {
-      int cr = castlingRightsMask[from] | castlingRightsMask[to];
-      k ^= Zobrist::castling[st->castlingRights & cr];
-      st->castlingRights &= ~cr;
+      k ^= Zobrist::castling[st->castlingRights];
+      st->castlingRights &= ~(castlingRightsMask[from] | castlingRightsMask[to]);
+      k ^= Zobrist::castling[st->castlingRights];
   }
 
   // Move the piece. The tricky Chess960 castling is handled earlier
   if (type_of(m) != CASTLING)
-      move_piece(pc, from, to);
+  {
+      if (Eval::useNNUE)
+      {
+          dp.piece[0] = pc;
+          dp.from[0] = from;
+          dp.to[0] = to;
+      }
+
+      move_piece(from, to);
+  }
 
   // If the moving piece is a pawn do some special extra work
   if (type_of(pc) == PAWN)
   {
       // Set en-passant square if the moved pawn can be captured
       if (   (int(to) ^ int(from)) == 16
-          && (attacks_from<PAWN>(to - pawn_push(us), us) & pieces(them, PAWN)))
+          && (pawn_attacks_bb(us, to - pawn_push(us)) & pieces(them, PAWN)))
       {
           st->epSquare = to - pawn_push(us);
           k ^= Zobrist::enpassant[file_of(st->epSquare)];
@@ -838,33 +824,36 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
           assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
           assert(type_of(promotion) >= KNIGHT && type_of(promotion) <= QUEEN);
 
-          remove_piece(pc, to);
+          remove_piece(to);
           put_piece(promotion, to);
 
+          if (Eval::useNNUE)
+          {
+              // Promoting pawn to SQ_NONE, promoted piece from SQ_NONE
+              dp.to[0] = SQ_NONE;
+              dp.piece[dp.dirty_num] = promotion;
+              dp.from[dp.dirty_num] = SQ_NONE;
+              dp.to[dp.dirty_num] = to;
+              dp.dirty_num++;
+          }
+
           // Update hash keys
           k ^= Zobrist::psq[pc][to] ^ Zobrist::psq[promotion][to];
           st->pawnKey ^= Zobrist::psq[pc][to];
           st->materialKey ^=  Zobrist::psq[promotion][pieceCount[promotion]-1]
                             ^ Zobrist::psq[pc][pieceCount[pc]];
 
-          // Update incremental score
-          st->psq += PSQT::psq[promotion][to] - PSQT::psq[pc][to];
-
           // Update material
           st->nonPawnMaterial[us] += PieceValue[MG][promotion];
       }
 
-      // Update pawn hash key and prefetch access to pawnsTable
+      // Update pawn hash key
       st->pawnKey ^= Zobrist::psq[pc][from] ^ Zobrist::psq[pc][to];
-      prefetch2(thisThread->pawnsTable[st->pawnKey]);
 
       // Reset rule 50 draw counter
       st->rule50 = 0;
   }
 
-  // Update incremental scores
-  st->psq += PSQT::psq[pc][to] - PSQT::psq[pc][from];
-
   // Set capture piece
   st->capturedPiece = captured;
 
@@ -879,6 +868,25 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   // Update king attacks used for fast check detection
   set_check_info(st);
 
+  // Calculate the repetition info. It is the ply distance from the previous
+  // occurrence of the same position, negative in the 3-fold case, or zero
+  // if the position was not repeated.
+  st->repetition = 0;
+  int end = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
+  if (end >= 4)
+  {
+      StateInfo* stp = st->previous->previous;
+      for (int i = 4; i <= end; i += 2)
+      {
+          stp = stp->previous->previous;
+          if (stp->key == st->key)
+          {
+              st->repetition = stp->repetition ? -i : i;
+              break;
+          }
+      }
+  }
+
   assert(pos_is_ok());
 }
 
@@ -906,7 +914,7 @@ void Position::undo_move(Move m) {
       assert(type_of(pc) == promotion_type(m));
       assert(type_of(pc) >= KNIGHT && type_of(pc) <= QUEEN);
 
-      remove_piece(pc, to);
+      remove_piece(to);
       pc = make_piece(us, PAWN);
       put_piece(pc, to);
   }
@@ -918,7 +926,7 @@ void Position::undo_move(Move m) {
   }
   else
   {
-      move_piece(pc, to, from); // Put the piece back at the source square
+      move_piece(to, from); // Put the piece back at the source square
 
       if (st->capturedPiece)
       {
@@ -957,16 +965,28 @@ void Position::do_castling(Color us, Square from, Square& to, Square& rfrom, Squ
   rto = relative_square(us, kingSide ? SQ_F1 : SQ_D1);
   to = relative_square(us, kingSide ? SQ_G1 : SQ_C1);
 
+  if (Do && Eval::useNNUE)
+  {
+      auto& dp = st->dirtyPiece;
+      dp.piece[0] = make_piece(us, KING);
+      dp.from[0] = from;
+      dp.to[0] = to;
+      dp.piece[1] = make_piece(us, ROOK);
+      dp.from[1] = rfrom;
+      dp.to[1] = rto;
+      dp.dirty_num = 2;
+  }
+
   // Remove both pieces first since squares could overlap in Chess960
-  remove_piece(make_piece(us, KING), Do ? from : to);
-  remove_piece(make_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
+  remove_piece(Do ? from : to);
+  remove_piece(Do ? rfrom : rto);
+  board[Do ? from : to] = board[Do ? rfrom : rto] = NO_PIECE; // Since remove_piece doesn't do this for us
   put_piece(make_piece(us, KING), Do ? to : from);
   put_piece(make_piece(us, ROOK), Do ? rto : rfrom);
 }
 
 
-/// Position::do(undo)_null_move() is used to do(undo) a "null move": It flips
+/// Position::do(undo)_null_move() is used to do(undo) a "null move": it flips
 /// the side to move without executing any move on the board.
 
 void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
@@ -974,7 +994,13 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
   assert(!checkers());
   assert(&newSt != st);
 
-  std::memcpy(&newSt, st, sizeof(StateInfo));
+  if (Eval::useNNUE)
+  {
+      std::memcpy(&newSt, st, sizeof(StateInfo));
+  }
+  else
+      std::memcpy(&newSt, st, offsetof(StateInfo, accumulator));
+
   newSt.previous = st;
   st = &newSt;
 
@@ -994,6 +1020,8 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
 
   set_check_info(st);
 
+  st->repetition = 0;
+
   assert(pos_is_ok());
 }
 
@@ -1037,75 +1065,95 @@ bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
   if (type_of(m) != NORMAL)
       return VALUE_ZERO >= threshold;
 
-  Bitboard stmAttackers;
   Square from = from_sq(m), to = to_sq(m);
-  PieceType nextVictim = type_of(piece_on(from));
-  Color us = color_of(piece_on(from));
-  Color stm = ~us; // First consider opponent's move
-  Value balance;   // Values of the pieces taken by us minus opponent's ones
 
-  // The opponent may be able to recapture so this is the best result
-  // we can hope for.
-  balance = PieceValue[MG][piece_on(to)] - threshold;
-
-  if (balance < VALUE_ZERO)
+  int swap = PieceValue[MG][piece_on(to)] - threshold;
+  if (swap < 0)
       return false;
 
-  // Now assume the worst possible result: that the opponent can
-  // capture our piece for free.
-  balance -= PieceValue[MG][nextVictim];
-
-  // If it is enough (like in PxQ) then return immediately. Note that
-  // in case nextVictim == KING we always return here, this is ok
-  // if the given move is legal.
-  if (balance >= VALUE_ZERO)
+  swap = PieceValue[MG][piece_on(from)] - swap;
+  if (swap <= 0)
       return true;
 
-  // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
-  // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
   Bitboard occupied = pieces() ^ from ^ to;
-  Bitboard attackers = attackers_to(to, occupied) & occupied;
+  Color stm = color_of(piece_on(from));
+  Bitboard attackers = attackers_to(to, occupied);
+  Bitboard stmAttackers, bb;
+  int res = 1;
 
   while (true)
   {
-      stmAttackers = attackers & pieces(stm);
+      stm = ~stm;
+      attackers &= occupied;
+
+      // If stm has no more attackers then give up: stm loses
+      if (!(stmAttackers = attackers & pieces(stm)))
+          break;
 
       // Don't allow pinned pieces to attack (except the king) as long as
-      // all pinners are on their original square.
-      if (!(st->pinners[~stm] & ~occupied))
-          stmAttackers &= ~st->blockersForKing[stm];
+      // there are pinners on their original square.
+      if (pinners(~stm) & occupied)
+          stmAttackers &= ~blockers_for_king(stm);
 
-      // If stm has no more attackers then give up: stm loses
       if (!stmAttackers)
           break;
 
+      res ^= 1;
+
       // Locate and remove the next least valuable attacker, and add to
-      // the bitboard 'attackers' the possibly X-ray attackers behind it.
-      nextVictim = min_attacker<PAWN>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
+      // the bitboard 'attackers' any X-ray attackers behind it.
+      if ((bb = stmAttackers & pieces(PAWN)))
+      {
+          if ((swap = PawnValueMg - swap) < res)
+              break;
 
-      stm = ~stm; // Switch side to move
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN);
+      }
 
-      // Negamax the balance with alpha = balance, beta = balance+1 and
-      // add nextVictim's value.
-      //
-      //      (balance, balance+1) -> (-balance-1, -balance)
-      //
-      assert(balance < VALUE_ZERO);
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(KNIGHT)))
+      {
+          if ((swap = KnightValueMg - swap) < res)
+              break;
 
-      balance = -balance - 1 - PieceValue[MG][nextVictim];
+          occupied ^= lsb(bb);
+      }
 
-      // If balance is still non-negative after giving away nextVictim then we
-      // win. The only thing to be careful about it is that we should revert
-      // stm if we captured with the king when the opponent still has attackers.
-      if (balance >= VALUE_ZERO)
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(BISHOP)))
       {
-          if (nextVictim == KING && (attackers & pieces(stm)))
-              stm = ~stm;
-          break;
+          if ((swap = BishopValueMg - swap) < res)
+              break;
+
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN);
       }
-      assert(nextVictim != KING);
+
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(ROOK)))
+      {
+          if ((swap = RookValueMg - swap) < res)
+              break;
+
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |= attacks_bb<ROOK>(to, occupied) & pieces(ROOK, QUEEN);
+      }
+
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(QUEEN)))
+      {
+          if ((swap = QueenValueMg - swap) < res)
+              break;
+
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |=  (attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN))
+                      | (attacks_bb<ROOK  >(to, occupied) & pieces(ROOK  , QUEEN));
+      }
+
+      else // KING
+           // If we "capture" with the king but opponent still has attackers,
+           // reverse the result.
+          return (attackers & ~pieces(stm)) ? res ^ 1 : res;
   }
-  return us != stm; // We break the above loop when stm loses
+
+  return bool(res);
 }
 
 
@@ -1117,26 +1165,9 @@ bool Position::is_draw(int ply) const {
   if (st->rule50 > 99 && (!checkers() || MoveList<LEGAL>(*this).size()))
       return true;
 
-  int end = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
-
-  if (end < 4)
-    return false;
-
-  StateInfo* stp = st->previous->previous;
-  int cnt = 0;
-
-  for (int i = 4; i <= end; i += 2)
-  {
-      stp = stp->previous->previous;
-
-      // Return a draw score if a position repeats once earlier but strictly
-      // after the root, or repeats twice before or at the root.
-      if (   stp->key == st->key
-          && ++cnt + (ply > i) == 2)
-          return true;
-  }
-
-  return false;
+  // Return a draw score if a position repeats once earlier but strictly
+  // after the root, or repeats twice before or at the root.
+  return st->repetition && st->repetition < ply;
 }
 
 
@@ -1146,26 +1177,15 @@ bool Position::is_draw(int ply) const {
 bool Position::has_repeated() const {
 
     StateInfo* stc = st;
-    while (true)
+    int end = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
+    while (end-- >= 4)
     {
-        int i = 4, end = std::min(stc->rule50, stc->pliesFromNull);
-
-        if (end < i)
-            return false;
-
-        StateInfo* stp = st->previous->previous;
-
-        do {
-            stp = stp->previous->previous;
-
-            if (stp->key == stc->key)
-                return true;
-
-            i += 2;
-        } while (i <= end);
+        if (stc->repetition)
+            return true;
 
         stc = stc->previous;
     }
+    return false;
 }
 
 
@@ -1198,22 +1218,19 @@ bool Position::has_game_cycle(int ply) const {
 
           if (!(between_bb(s1, s2) & pieces()))
           {
-              // In the cuckoo table, both moves Rc1c5 and Rc5c1 are stored in the same
-              // location. We select the legal one by reversing the move variable if necessary.
-              if (empty(s1))
-                  move = make_move(s2, s1);
-
               if (ply > i)
                   return true;
 
+              // For nodes before or at the root, check that the move is a
+              // repetition rather than a move to the current position.
+              // In the cuckoo table, both moves Rc1c5 and Rc5c1 are stored in
+              // the same location, so we have to select which square to check.
+              if (color_of(piece_on(empty(s1) ? s2 : s1)) != side_to_move())
+                  continue;
+
               // For repetitions before or at the root, require one more
-              StateInfo* next_stp = stp;
-              for (int k = i + 2; k <= end; k += 2)
-              {
-                  next_stp = next_stp->previous->previous;
-                  if (next_stp->key == stp->key)
-                     return true;
-              }
+              if (stp->repetition)
+                  return true;
           }
       }
   }
@@ -1311,15 +1328,15 @@ bool Position::pos_is_ok() const {
               assert(0 && "pos_is_ok: Index");
   }
 
-  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-      for (CastlingSide s = KING_SIDE; s <= QUEEN_SIDE; s = CastlingSide(s + 1))
+  for (Color c : { WHITE, BLACK })
+      for (CastlingRights cr : {c & KING_SIDE, c & QUEEN_SIDE})
       {
-          if (!can_castle(c | s))
+          if (!can_castle(cr))
               continue;
 
-          if (   piece_on(castlingRookSquare[c | s]) != make_piece(c, ROOK)
-              || castlingRightsMask[castlingRookSquare[c | s]] != (c | s)
-              || (castlingRightsMask[square<KING>(c)] & (c | s)) != (c | s))
+          if (   piece_on(castlingRookSquare[cr]) != make_piece(c, ROOK)
+              || castlingRightsMask[castlingRookSquare[cr]] != cr
+              || (castlingRightsMask[square<KING>(c)] & cr) != cr)
               assert(0 && "pos_is_ok: Castling");
       }