]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/position.cpp
Use pointers instead of array indices in MovePicker
[stockfish] / src / position.cpp
index 83a83c1887eddbfa7731c1f1b537a5d995822fba..2b50ff2ae258df7a49eb0d892b79511d41e31908 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 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
 
   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 <cassert>
-#include <iostream>
+#include <cstring>
 #include <fstream>
+#include <iostream>
 
+#include "bitcount.h"
 #include "mersenne.h"
 #include "movegen.h"
 #include "movepick.h"
 #include "position.h"
 #include "psqtab.h"
 #include "san.h"
+#include "tt.h"
 #include "ucioption.h"
 
+using std::string;
+
 
 ////
 //// Variables
 ////
 
-extern SearchStack EmptySearchStack;
-
 int Position::castleRightsMask[64];
 
 Key Position::zobrist[2][8][64];
@@ -64,7 +67,7 @@ Position::Position(const Position& pos) {
   copy(pos);
 }
 
-Position::Position(const std::string& fen) {
+Position::Position(const string& fen) {
   from_fen(fen);
 }
 
@@ -73,9 +76,9 @@ Position::Position(const std::string& fen) {
 /// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
 /// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
 
-void Position::from_fen(const std::string& fen) {
+void Position::from_fen(const string& fen) {
 
-  static const std::string pieceLetters = "KQRBNPkqrbnp";
+  static const string pieceLetters = "KQRBNPkqrbnp";
   static const Piece pieces[] = { WK, WQ, WR, WB, WN, WP, BK, BQ, BR, BB, BN, BP };
 
   clear();
@@ -99,7 +102,7 @@ void Position::from_fen(const std::string& fen) {
           continue;
       }
       size_t idx = pieceLetters.find(fen[i]);
-      if (idx == std::string::npos)
+      if (idx == string::npos)
       {
            std::cout << "Error in FEN at character " << i << std::endl;
            return;
@@ -118,7 +121,7 @@ void Position::from_fen(const std::string& fen) {
   }
   sideToMove = (fen[i] == 'w' ? WHITE : BLACK);
 
-  // Castling rights:
+  // Castling rights
   i++;
   if (fen[i] != ' ')
   {
@@ -128,8 +131,10 @@ void Position::from_fen(const std::string& fen) {
 
   i++;
   while(strchr("KQkqabcdefghABCDEFGH-", fen[i])) {
-    if(fen[i] == '-') {
-      i++; break;
+    if (fen[i] == '-')
+    {
+      i++;
+      break;
     }
     else if(fen[i] == 'K') allow_oo(WHITE);
     else if(fen[i] == 'Q') allow_ooo(WHITE);
@@ -187,10 +192,10 @@ void Position::from_fen(const std::string& fen) {
       i++;
 
   // En passant square
-  if (    i < fen.length() - 2
+  if (    i <= fen.length() - 2
       && (fen[i] >= 'a' && fen[i] <= 'h')
       && (fen[i+1] == '3' || fen[i+1] == '6'))
-      epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
+      st->epSquare = square_from_string(fen.substr(i, 2));
 
   // Various initialisation
   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
@@ -205,23 +210,23 @@ void Position::from_fen(const std::string& fen) {
 
   find_checkers();
 
-  key = compute_key();
-  pawnKey = compute_pawn_key();
-  materialKey = compute_material_key();
-  mgValue = compute_mg_value();
-  egValue = compute_eg_value();
-  npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
-  npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
+  st->key = compute_key();
+  st->pawnKey = compute_pawn_key();
+  st->materialKey = compute_material_key();
+  st->mgValue = compute_value<MidGame>();
+  st->egValue = compute_value<EndGame>();
+  st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
+  st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
 }
 
 
 /// Position::to_fen() converts the position object to a FEN string. This is
 /// probably only useful for debugging.
 
-const std::string Position::to_fen() const {
+const string Position::to_fen() const {
 
-  static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
-  std::string fen;
+  static const string pieceLetters = " PNBRQK  pnbrqk";
+  string fen;
   int skip;
 
   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
@@ -247,7 +252,7 @@ const std::string Position::to_fen() const {
       fen += (rank > RANK_1 ? '/' : ' ');
   }
   fen += (sideToMove == WHITE ? "w " : "b ");
-  if (castleRights != NO_CASTLES)
+  if (st->castleRights != NO_CASTLES)
   {
     if (can_castle_kingside(WHITE))  fen += 'K';
     if (can_castle_queenside(WHITE)) fen += 'Q';
@@ -271,7 +276,7 @@ const std::string Position::to_fen() const {
 
 void Position::print(Move m) const {
 
-  static const std::string pieceLetters = " PNBRQK  PNBRQK .";
+  static const string pieceLetters = " PNBRQK  PNBRQK .";
 
   // Check for reentrancy, as example when called from inside
   // MovePicker that is used also here in move_to_san()
@@ -283,7 +288,7 @@ void Position::print(Move m) const {
   std::cout << std::endl;
   if (m != MOVE_NONE)
   {
-      std::string col = (color_of_piece_on(move_from(m)) == BLACK ? ".." : "");
+      string col = (color_of_piece_on(move_from(m)) == BLACK ? ".." : "");
       std::cout << "Move is: " << col << move_to_san(*this, m) << std::endl;
   }
   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
@@ -303,7 +308,7 @@ void Position::print(Move m) const {
   }
   std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl
             << "Fen is: " << to_fen() << std::endl
-            << "Key is: " << key << std::endl;
+            << "Key is: " << st->key << std::endl;
 
   RequestPending = false;
 }
@@ -311,78 +316,71 @@ void Position::print(Move m) const {
 
 /// Position::copy() creates a copy of the input position.
 
-void Position::copy(const Position &pos) {
+void Position::copy(const Positionpos) {
 
   memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
+  saveState(); // detach and copy state info
 }
 
 
-/// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
-/// king) pieces for the given color.
-Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
+/// Position:hidden_checkers<>() returns a bitboard of all pinned (against the
+/// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
+/// template parameter FindPinned is false, the pieces of the given color
+/// candidate for a discovery check against the enemy king.
+/// Note that checkersBB bitboard must be already updated.
 
-  Square ksq = king_square(c);
-  return hidden_checks<ROOK, true>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, true>(c, ksq);
-}
+template<bool FindPinned>
+Bitboard Position::hidden_checkers(Color c) const {
 
+  Bitboard pinners, result = EmptyBoardBB;
 
-/// Position:discovered_check_candidates() returns a bitboard containing all
-/// pieces for the given side which are candidates for giving a discovered
-/// check.  The code is almost the same as the function for finding pinned
-/// pieces.
+  // Pinned pieces protect our king, dicovery checks attack
+  // the enemy king.
+  Square ksq = king_square(FindPinned ? c : opposite_color(c));
 
-Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
+  // Pinners are sliders, not checkers, that give check when
+  // candidate pinned is removed.
+  pinners =  (rooks_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq])
+           | (bishops_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq]);
 
-  Square ksq = king_square(opposite_color(c));
-  return hidden_checks<ROOK, false>(c, ksq) | hidden_checks<BISHOP, false>(c, ksq);
+  if (FindPinned && pinners)
+      pinners &= ~st->checkersBB;
+
+  while (pinners)
+  {
+      Square s = pop_1st_bit(&pinners);
+      Bitboard b = squares_between(s, ksq) & occupied_squares();
+
+      assert(b);
+
+      if (  !(b & (b - 1)) // Only one bit set?
+          && (b & pieces_of_color(c))) // Is an our piece?
+          result |= b;
+  }
+  return result;
 }
 
 
-/// Position:hidden_checks<>() returns a bitboard of all pinned (against the
-/// king) pieces for the given color and for the given pinner type. Or, when
-/// template parameter FindPinned is false, the pinned pieces of opposite color
-/// that are, indeed, the pieces candidate for a discovery check.
-template<PieceType Piece, bool FindPinned>
-Bitboard Position::hidden_checks(Color c, Square ksq) const {
+/// Position:pinned_pieces() returns a bitboard of all pinned (against the
+/// king) pieces for the given color.
 
-  Square s;
-  Bitboard sliders, result = EmptyBoardBB;
+Bitboard Position::pinned_pieces(Color c) const {
 
-  if (Piece == ROOK) // Resolved at compile time
-      sliders = rooks_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & RookPseudoAttacks[ksq];
-  else
-      sliders = bishops_and_queens(FindPinned ? opposite_color(c) : c) & BishopPseudoAttacks[ksq];
+  return hidden_checkers<true>(c);
+}
 
-  if (sliders && (!FindPinned || (sliders & ~checkersBB)))
-  {
-       // King blockers are candidate pinned pieces
-      Bitboard candidate_pinned = piece_attacks<Piece>(ksq) & pieces_of_color(c);
 
-      // Pinners are sliders, not checkers, that give check when
-      // candidate pinned are removed.
-      Bitboard pinners = (FindPinned ? sliders & ~checkersBB : sliders);
+/// Position:discovered_check_candidates() returns a bitboard containing all
+/// pieces for the given side which are candidates for giving a discovered
+/// check.
 
-      if (Piece == ROOK)
-          pinners &= rook_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
-      else
-          pinners &= bishop_attacks_bb(ksq, occupied_squares() ^ candidate_pinned);
+Bitboard Position::discovered_check_candidates(Color c) const {
 
-      // Finally for each pinner find the corresponding pinned piece (if same color of king)
-      // or discovery checker (if opposite color) among the candidates.
-      while (pinners)
-      {
-          s = pop_1st_bit(&pinners);
-          result |= (squares_between(s, ksq) & candidate_pinned);
-      }
-  }
-  return result;
+  return hidden_checkers<false>(c);
 }
 
-
 /// Position::attacks_to() computes a bitboard containing all pieces which
-/// attacks a given square. There are two versions of this function: One
-/// which finds attackers of both colors, and one which only finds the
-/// attackers for one side.
+/// attacks a given square.
 
 Bitboard Position::attacks_to(Square s) const {
 
@@ -397,12 +395,12 @@ Bitboard Position::attacks_to(Square s) const {
 /// Position::piece_attacks_square() tests whether the piece on square f
 /// attacks square t.
 
-bool Position::piece_attacks_square(Square f, Square t) const {
+bool Position::piece_attacks_square(Piece p, Square f, Square t) const {
 
   assert(square_is_ok(f));
   assert(square_is_ok(t));
 
-  switch (piece_on(f))
+  switch (p)
   {
   case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, f, t);
   case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, f, t);
@@ -418,8 +416,7 @@ bool Position::piece_attacks_square(Square f, Square t) const {
 
 
 /// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
-/// position attacks a given square.  Only attacks by the moving piece are
-/// considered; the function does not handle X-ray attacks.
+/// position attacks a given square.
 
 bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
 
@@ -430,23 +427,25 @@ bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
 
   assert(square_is_occupied(f));
 
-  switch (piece_on(f))
-  {
-  case WP:          return pawn_attacks_square(WHITE, t, s);
-  case BP:          return pawn_attacks_square(BLACK, t, s);
-  case WN: case BN: return piece_attacks_square<KNIGHT>(t, s);
-  case WB: case BB: return piece_attacks_square<BISHOP>(t, s);
-  case WR: case BR: return piece_attacks_square<ROOK>(t, s);
-  case WQ: case BQ: return piece_attacks_square<QUEEN>(t, s);
-  case WK: case BK: return piece_attacks_square<KING>(t, s);
-  default: break;
-  }
-  return false;
+  if (piece_attacks_square(piece_on(f), t, s))
+      return true;
+
+  // Move the piece and scan for X-ray attacks behind it
+  Bitboard occ = occupied_squares();
+  Color us = color_of_piece_on(f);
+  clear_bit(&occ, f);
+  set_bit(&occ, t);
+  Bitboard xray = ( (rook_attacks_bb(s, occ) & rooks_and_queens())
+                   |(bishop_attacks_bb(s, occ) & bishops_and_queens())) & pieces_of_color(us);
+
+  // If we have attacks we need to verify that are caused by our move
+  // and are not already existent ones.
+  return xray && (xray ^ (xray & piece_attacks<QUEEN>(s)));
 }
 
 
 /// Position::find_checkers() computes the checkersBB bitboard, which
-/// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2).  It
+/// contains a nonzero bit for each checking piece (0, 1 or 2). It
 /// currently works by calling Position::attacks_to, which is probably
 /// inefficient. Consider rewriting this function to use the last move
 /// played, like in non-bitboard versions of Glaurung.
@@ -454,19 +453,17 @@ bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
 void Position::find_checkers() {
 
   Color us = side_to_move();
-  checkersBB = attacks_to(king_square(us), opposite_color(us));
+  st->checkersBB = attacks_to(king_square(us), opposite_color(us));
 }
 
 
-/// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal.
-/// There are two versions of this function:  One which takes only a
-/// move as input, and one which takes a move and a bitboard of pinned
-/// pieces. The latter function is faster, and should always be preferred
-/// when a pinned piece bitboard has already been computed.
+/// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal
 
-bool Position::pl_move_is_legal(Move m)  const {
+bool Position::pl_move_is_legal(Move m) const {
 
-  return pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(side_to_move()));
+  // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
+  // check evasion generator only generates true legal moves.
+  return is_check() || pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(side_to_move()));
 }
 
 bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
@@ -474,36 +471,32 @@ bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
   assert(is_ok());
   assert(move_is_ok(m));
   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
-
-  // If we're in check, all pseudo-legal moves are legal, because our
-  // check evasion generator only generates true legal moves.
-  if (is_check())
-      return true;
+  assert(!is_check());
 
   // Castling moves are checked for legality during move generation.
   if (move_is_castle(m))
       return true;
 
   Color us = side_to_move();
-  Color them = opposite_color(us);
   Square from = move_from(m);
   Square ksq = king_square(us);
 
   assert(color_of_piece_on(from) == us);
-  assert(piece_on(ksq) == king_of_color(us));
+  assert(piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
 
   // En passant captures are a tricky special case.  Because they are
   // rather uncommon, we do it simply by testing whether the king is attacked
   // after the move is made
   if (move_is_ep(m))
   {
+      Color them = opposite_color(us);
       Square to = move_to(m);
       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
       Bitboard b = occupied_squares();
 
       assert(to == ep_square());
-      assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
-      assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
+      assert(piece_on(from) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
+      assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
       assert(piece_on(to) == EMPTY);
 
       clear_bit(&b, from);
@@ -517,20 +510,17 @@ bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
   // If the moving piece is a king, check whether the destination
   // square is attacked by the opponent.
   if (from == ksq)
-      return !(square_is_attacked(move_to(m), them));
+      return !(square_is_attacked(move_to(m), opposite_color(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 (   !bit_is_set(pinned, from)
+  return (   !pinned
+          || !bit_is_set(pinned, from)
           || (direction_between_squares(from, ksq) == direction_between_squares(move_to(m), ksq)));
 }
 
 
-/// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check.
-/// There are two versions of this function:  One which takes only a move as
-/// input, and one which takes a move and a bitboard of discovered check
-/// candidates.  The latter function is faster, and should always be preferred
-/// when a discovered check candidates bitboard has already been computed.
+/// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
 
 bool Position::move_is_check(Move m) const {
 
@@ -551,7 +541,7 @@ bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
   Square ksq = king_square(them);
 
   assert(color_of_piece_on(from) == us);
-  assert(piece_on(ksq) == king_of_color(them));
+  assert(piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(them, KING));
 
   // Proceed according to the type of the moving piece
   switch (type_of_piece_on(from))
@@ -561,16 +551,17 @@ bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
       if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to)) // Normal check?
           return true;
 
-      if (    bit_is_set(dcCandidates, from)      // Discovered check?
+      if (   dcCandidates // Discovered check?
+          && bit_is_set(dcCandidates, from)
           && (direction_between_squares(from, ksq) != direction_between_squares(to, ksq)))
           return true;
 
-      if (move_promotion(m)) // Promotion with check?
+      if (move_is_promotion(m)) // Promotion with check?
       {
           Bitboard b = occupied_squares();
           clear_bit(&b, from);
 
-          switch (move_promotion(m))
+          switch (move_promotion_piece(m))
           {
           case KNIGHT:
               return bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(to), ksq);
@@ -600,22 +591,24 @@ bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
       }
       return false;
 
+  // Test discovered check and normal check according to piece type
   case KNIGHT:
-    return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
-          || bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to); // Normal check?
+    return   (dcCandidates && bit_is_set(dcCandidates, from))
+          || bit_is_set(piece_attacks<KNIGHT>(ksq), to);
 
   case BISHOP:
-    return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
-          || bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to); // Normal check?
+    return   (dcCandidates && bit_is_set(dcCandidates, from))
+          || (direction_is_diagonal(ksq, to) && bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to));
 
   case ROOK:
-    return   bit_is_set(dcCandidates, from)              // Discovered check?
-          || bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to);   // Normal check?
+    return   (dcCandidates && bit_is_set(dcCandidates, from))
+          || (direction_is_straight(ksq, to) && bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to));
 
   case QUEEN:
       // Discovered checks are impossible!
       assert(!bit_is_set(dcCandidates, from));
-      return bit_is_set(piece_attacks<QUEEN>(ksq), to);  // Normal check?
+      return (   (direction_is_straight(ksq, to) && bit_is_set(piece_attacks<ROOK>(ksq), to))
+              || (direction_is_diagonal(ksq, to) && bit_is_set(piece_attacks<BISHOP>(ksq), to)));
 
   case KING:
       // Discovered check?
@@ -655,67 +648,29 @@ bool Position::move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const {
 }
 
 
-/// Position::move_is_capture() tests whether a move from the current
-/// position is a capture. Move must not be MOVE_NONE.
-
-bool Position::move_is_capture(Move m) const {
-
-  assert(m != MOVE_NONE);
-
-  return (   !square_is_empty(move_to(m))
-          && (color_of_piece_on(move_to(m)) == opposite_color(side_to_move()))
-         )
-         || move_is_ep(m);
-}
-
-
-/// Position::backup() is called when making a move. All information
-/// necessary to restore the position when the move is later unmade
-/// is saved to an UndoInfo object. The function Position::restore
-/// does the reverse operation:  When one does a backup followed by
-/// a restore with the same UndoInfo object, the position is restored
-/// to the state before backup was called.
-
-void Position::backup(UndoInfo& u) const {
-
-  u.castleRights = castleRights;
-  u.epSquare     = epSquare;
-  u.checkersBB   = checkersBB;
-  u.key          = key;
-  u.pawnKey      = pawnKey;
-  u.materialKey  = materialKey;
-  u.rule50       = rule50;
-  u.lastMove     = lastMove;
-  u.mgValue      = mgValue;
-  u.egValue      = egValue;
-  u.capture      = NO_PIECE_TYPE;
-}
-
+/// Position::update_checkers() udpates chekers info given the move. It is called
+/// in do_move() and is faster then find_checkers().
 
-/// Position::restore() is called when unmaking a move.  It copies back
-/// the information backed up during a previous call to Position::backup.
-
-void Position::restore(const UndoInfo& u) {
+template<PieceType Piece>
+inline void Position::update_checkers(Bitboard* pCheckersBB, Square ksq, Square from,
+                                      Square to, Bitboard dcCandidates) {
 
-  castleRights = u.castleRights;
-  epSquare     = u.epSquare;
-  checkersBB   = u.checkersBB;
-  key          = u.key;
-  pawnKey      = u.pawnKey;
-  materialKey  = u.materialKey;
-  rule50       = u.rule50;
-  lastMove     = u.lastMove;
-  mgValue     = u.mgValue;
-  egValue     = u.egValue;
-  // u.capture is restored in undo_move()
-}
+  const bool Bishop = (Piece == QUEEN || Piece == BISHOP);
+  const bool Rook   = (Piece == QUEEN || Piece == ROOK);
+  const bool Slider = Bishop || Rook;
 
-template<PieceType Piece>
-inline void Position::update_checkers(Bitboard* pCheckersBB, Square ksq, Square from, Square to, Bitboard dcCandidates) {
+  // Direct checks
+  if (  (   (Bishop && bit_is_set(BishopPseudoAttacks[ksq], to))
+         || (Rook   && bit_is_set(RookPseudoAttacks[ksq], to)))
+      && bit_is_set(piece_attacks<Piece>(ksq), to)) // slow, try to early skip
+      set_bit(pCheckersBB, to);
 
-  if (Piece != KING && bit_is_set(piece_attacks<Piece>(ksq), to))
+  else if (   Piece != KING
+           && !Slider
+           && bit_is_set(piece_attacks<Piece>(ksq), to))
       set_bit(pCheckersBB, to);
 
+  // Discovery checks
   if (Piece != QUEEN && bit_is_set(dcCandidates, from))
   {
       if (Piece != ROOK)
@@ -726,214 +681,270 @@ inline void Position::update_checkers(Bitboard* pCheckersBB, Square ksq, Square
   }
 }
 
-/// Position::do_move() makes a move, and backs up all information necessary
-/// to undo the move to an UndoInfo object. The move is assumed to be legal.
+
+/// Position::do_move() makes a move, and saves all information necessary
+/// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal.
 /// Pseudo-legal moves should be filtered out before this function is called.
-/// There are two versions of this function, one which takes only the move and
-/// the UndoInfo as input, and one which takes a third parameter, a bitboard of
-/// discovered check candidates. The second version is faster, because knowing
-/// the discovered check candidates makes it easier to update the checkersBB
-/// member variable in the position object.
 
-void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u) {
+void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
 
-  do_move(m, u, discovered_check_candidates(side_to_move()));
+  do_move(m, newSt, discovered_check_candidates(side_to_move()));
 }
 
-void Position::do_move(Move m, UndoInfo& u, Bitboard dcCandidates) {
+void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, Bitboard dcCandidates) {
 
   assert(is_ok());
   assert(move_is_ok(m));
 
-  // Back up the necessary information to our UndoInfo object (except the
-  // captured piece, which is taken care of later.
-  backup(u);
+  Bitboard key = st->key;
+
+  // Copy some fields of old state to our new StateInfo object except the
+  // ones which are recalculated from scratch anyway, then switch our state
+  // pointer to point to the new, ready to be updated, state.
+  struct ReducedStateInfo {
+    Key key, pawnKey, materialKey;
+    int castleRights, rule50;
+    Square epSquare;
+    Value mgValue, egValue;
+    Value npMaterial[2];
+  };
+
+  memcpy(&newSt, st, sizeof(ReducedStateInfo));
+  newSt.previous = st;
+  st = &newSt;
 
   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
   // detect repetition draws.
   history[gamePly] = key;
+  gamePly++;
+
+  // Update side to move
+  key ^= zobSideToMove;
 
   // Increment the 50 moves rule draw counter. Resetting it to zero in the
   // case of non-reversible moves is taken care of later.
-  rule50++;
+  st->rule50++;
 
   if (move_is_castle(m))
-      do_castle_move(m);
-  else if (move_promotion(m))
-      do_promotion_move(m, u);
-  else if (move_is_ep(m))
-      do_ep_move(m);
-  else
   {
-    Color us = side_to_move();
-    Color them = opposite_color(us);
-    Square from = move_from(m);
-    Square to = move_to(m);
+      st->key = key;
+      do_castle_move(m);
+      return;
+  }
+
+  Color us = side_to_move();
+  Color them = opposite_color(us);
+  Square from = move_from(m);
+  Square to = move_to(m);
+  bool ep = move_is_ep(m);
+  bool pm = move_is_promotion(m);
 
-    assert(color_of_piece_on(from) == us);
-    assert(color_of_piece_on(to) == them || piece_on(to) == EMPTY);
+  Piece piece = piece_on(from);
+  PieceType pt = type_of_piece(piece);
 
-    PieceType piece = type_of_piece_on(from);
-    PieceType capture = type_of_piece_on(to);
+  assert(color_of_piece_on(from) == us);
+  assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
+  assert(!(ep || pm) || piece == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
+  assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
 
-    if (capture)
-    {
-      u.capture = capture;
-      do_capture_move(m, capture, them, to);
-    }
+  st->capture = ep ? PAWN : type_of_piece_on(to);
 
-    // Move the piece
-    clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
-    clear_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
-    clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-    set_bit(&(byColorBB[us]), to);
-    set_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
-    set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-    board[to] = board[from];
-    board[from] = EMPTY;
+  if (st->capture)
+      do_capture_move(key, st->capture, them, to, ep);
 
-    // Update hash key
-    key ^= zobrist[us][piece][from] ^ zobrist[us][piece][to];
+  // Update hash key
+  key ^= zobrist[us][pt][from] ^ zobrist[us][pt][to];
 
-    // Update incremental scores
-    mgValue -= mg_pst(us, piece, from);
-    mgValue += mg_pst(us, piece, to);
-    egValue -= eg_pst(us, piece, from);
-    egValue += eg_pst(us, piece, to);
+  // Reset en passant square
+  if (st->epSquare != SQ_NONE)
+  {
+      key ^= zobEp[st->epSquare];
+      st->epSquare = SQ_NONE;
+  }
 
-    // If the moving piece was a king, update the king square
-    if (piece == KING)
-        kingSquare[us] = to;
+  // Update castle rights, try to shortcut a common case
+  int cm = castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to];
+  if (cm != ALL_CASTLES && ((cm & st->castleRights) != st->castleRights))
+  {
+      key ^= zobCastle[st->castleRights];
+      st->castleRights &= castleRightsMask[from];
+      st->castleRights &= castleRightsMask[to];
+      key ^= zobCastle[st->castleRights];
+  }
 
-    // Reset en passant square
-    if (epSquare != SQ_NONE)
-    {
-        key ^= zobEp[epSquare];
-        epSquare = SQ_NONE;
-    }
+  // Prefetch TT access as soon as we know key is updated
+  TT.prefetch(key);
 
-    // If the moving piece was a pawn do some special extra work
-    if (piece == PAWN)
-    {
-        // Reset rule 50 draw counter
-        rule50 = 0;
-
-        // Update pawn hash key
-        pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
-
-        // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
-        if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
-        {
-            if (   (us == WHITE && (pawn_attacks(WHITE, from + DELTA_N) & pawns(BLACK)))
-                || (us == BLACK && (pawn_attacks(BLACK, from + DELTA_S) & pawns(WHITE))))
-            {
-                epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
-                key ^= zobEp[epSquare];
-            }
-        }
-    }
+  // Move the piece
+  Bitboard move_bb = make_move_bb(from, to);
+  do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
 
-    // Update piece lists
-    pieceList[us][piece][index[from]] = to;
-    index[to] = index[from];
+  board[to] = board[from];
+  board[from] = EMPTY;
 
-    // Update castle rights
-    key ^= zobCastle[castleRights];
-    castleRights &= castleRightsMask[from];
-    castleRights &= castleRightsMask[to];
-    key ^= zobCastle[castleRights];
+  // If the moving piece was a king, update the king square
+  if (pt == KING)
+      kingSquare[us] = to;
 
-    // Update checkers bitboard, piece must be already moved
-    checkersBB = EmptyBoardBB;
-    Square ksq = king_square(them);
-    switch (piece)
-    {
-    case PAWN:
-        if (bit_is_set(pawn_attacks(them, ksq), to))
-            set_bit(&checkersBB, to);
+  // Update piece lists, note that index[from] is not updated and
+  // becomes stale. This works as long as index[] is accessed just
+  // by known occupied squares.
+  index[to] = index[from];
+  pieceList[us][pt][index[to]] = to;
 
-        if (bit_is_set(dcCandidates, from))
-            checkersBB |= ( (piece_attacks<ROOK>(ksq) & rooks_and_queens(us))
-                           |(piece_attacks<BISHOP>(ksq) & bishops_and_queens(us)));
-        break;
+  // If the moving piece was a pawn do some special extra work
+  if (pt == PAWN)
+  {
+      // Reset rule 50 draw counter
+      st->rule50 = 0;
 
-    case KNIGHT:
-        update_checkers<KNIGHT>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates);
-        break;
+      // Update pawn hash key
+      st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
 
-    case BISHOP:
-        update_checkers<BISHOP>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates);
-        break;
+      // Set en passant square, only if moved pawn can be captured
+      if (abs(int(to) - int(from)) == 16)
+      {
+          if (pawn_attacks(us, from + (us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S)) & pawns(them))
+          {
+              st->epSquare = Square((int(from) + int(to)) / 2);
+              key ^= zobEp[st->epSquare];
+          }
+      }
+  }
 
-    case ROOK:
-        update_checkers<ROOK>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates);
-        break;
+  // Update incremental scores
+  st->mgValue += pst_delta<MidGame>(piece, from, to);
+  st->egValue += pst_delta<EndGame>(piece, from, to);
 
-    case QUEEN:
-        update_checkers<QUEEN>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates);
-        break;
+  if (pm) // promotion ?
+  {
+      PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
+
+      assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
+
+      // Insert promoted piece instead of pawn
+      clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
+      set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
+      board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
+
+      // Update material key
+      st->materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
+      st->materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
+
+      // Update piece counts
+      pieceCount[us][PAWN]--;
+      pieceCount[us][promotion]++;
+
+      // Update piece lists, move the last pawn at index[to] position
+      // and shrink the list. Add a new promotion piece to the list.
+      Square lastPawnSquare = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
+      index[lastPawnSquare] = index[to];
+      pieceList[us][PAWN][index[lastPawnSquare]] = lastPawnSquare;
+      index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
+      pieceList[us][promotion][index[to]] = to;
+
+      // Partially revert hash keys update
+      key ^= zobrist[us][PAWN][to] ^ zobrist[us][promotion][to];
+      st->pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][to];
+
+      // Partially revert and update incremental scores
+      st->mgValue -= pst<MidGame>(us, PAWN, to);
+      st->mgValue += pst<MidGame>(us, promotion, to);
+      st->egValue -= pst<EndGame>(us, PAWN, to);
+      st->egValue += pst<EndGame>(us, promotion, to);
+
+      // Update material
+      st->npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
+  }
 
-    case KING:
-        update_checkers<KING>(&checkersBB, ksq, from, to, dcCandidates);
-        break;
+  // Update the key with the final value
+  st->key = key;
 
-    default:
-      assert(false);
-      break;
-    }
+  // Update checkers bitboard, piece must be already moved
+  if (ep | pm)
+      st->checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
+  else
+  {
+      st->checkersBB = EmptyBoardBB;
+      Square ksq = king_square(them);
+      switch (pt)
+      {
+      case PAWN:   update_checkers<PAWN>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
+      case KNIGHT: update_checkers<KNIGHT>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates); break;
+      case BISHOP: update_checkers<BISHOP>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates); break;
+      case ROOK:   update_checkers<ROOK>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
+      case QUEEN:  update_checkers<QUEEN>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);  break;
+      case KING:   update_checkers<KING>(&(st->checkersBB), ksq, from, to, dcCandidates);   break;
+      default: assert(false); break;
+      }
   }
 
   // Finish
-  key ^= zobSideToMove;
   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
-  gamePly++;
 
-  mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
-  egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
+  st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
+  st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
 
   assert(is_ok());
 }
 
+
 /// Position::do_capture_move() is a private method used to update captured
 /// piece info. It is called from the main Position::do_move function.
 
-void Position::do_capture_move(Move m, PieceType capture, Color them, Square to) {
+void Position::do_capture_move(Bitboard& key, PieceType capture, Color them, Square to, bool ep) {
 
     assert(capture != KING);
 
+    Square capsq = to;
+
+    if (ep) // en passant ?
+    {
+        capsq = (them == BLACK)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
+
+        assert(to == st->epSquare);
+        assert(relative_rank(opposite_color(them), to) == RANK_6);
+        assert(piece_on(to) == EMPTY);
+        assert(piece_on(capsq) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
+
+        board[capsq] = EMPTY;
+    }
+
     // Remove captured piece
-    clear_bit(&(byColorBB[them]), to);
-    clear_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
+    clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
+    clear_bit(&(byTypeBB[capture]), capsq);
+    clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
 
     // Update hash key
-    key ^= zobrist[them][capture][to];
+    key ^= zobrist[them][capture][capsq];
 
     // If the captured piece was a pawn, update pawn hash key
     if (capture == PAWN)
-        pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][to];
+        st->pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
 
     // Update incremental scores
-    mgValue -= mg_pst(them, capture, to);
-    egValue -= eg_pst(them, capture, to);
-
-    assert(!move_promotion(m) || capture != PAWN);
+    st->mgValue -= pst<MidGame>(them, capture, capsq);
+    st->egValue -= pst<EndGame>(them, capture, capsq);
 
     // Update material
     if (capture != PAWN)
-        npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
+        st->npMaterial[them] -= piece_value_midgame(capture);
 
     // Update material hash key
-    materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
+    st->materialKey ^= zobMaterial[them][capture][pieceCount[them][capture]];
 
     // Update piece count
     pieceCount[them][capture]--;
 
-    // Update piece list
-    pieceList[them][capture][index[to]] = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
-    index[pieceList[them][capture][index[to]]] = index[to];
+    // Update piece list, move the last piece at index[capsq] position
+    Square lastPieceSquare = pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]];
+    index[lastPieceSquare] = index[capsq];
+    pieceList[them][capture][index[lastPieceSquare]] = lastPieceSquare;
 
     // Reset rule 50 counter
-    rule50 = 0;
+    st->rule50 = 0;
 }
 
 
@@ -944,20 +955,22 @@ void Position::do_capture_move(Move m, PieceType capture, Color them, Square to)
 
 void Position::do_castle_move(Move m) {
 
-  assert(is_ok());
   assert(move_is_ok(m));
   assert(move_is_castle(m));
 
   Color us = side_to_move();
   Color them = opposite_color(us);
 
+  // Reset capture field
+  st->capture = NO_PIECE_TYPE;
+
   // Find source squares for king and rook
   Square kfrom = move_from(m);
   Square rfrom = move_to(m);  // HACK: See comment at beginning of function
   Square kto, rto;
 
-  assert(piece_on(kfrom) == king_of_color(us));
-  assert(piece_on(rfrom) == rook_of_color(us));
+  assert(piece_on(kfrom) == piece_of_color_and_type(us, KING));
+  assert(piece_on(rfrom) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
 
   // Find destination squares for king and rook
   if (rfrom > kfrom) // O-O
@@ -969,26 +982,23 @@ void Position::do_castle_move(Move m) {
       rto = relative_square(us, SQ_D1);
   }
 
-  // Remove pieces from source squares
-  clear_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
-  clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
-  clear_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-  clear_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
-  clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
-  clear_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-
-  // Put pieces on destination squares
-  set_bit(&(byColorBB[us]), kto);
-  set_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
-  set_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-  set_bit(&(byColorBB[us]), rto);
-  set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
-  set_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
+  // Move the pieces
+  Bitboard kmove_bb = make_move_bb(kfrom, kto);
+  do_move_bb(&(byColorBB[us]), kmove_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[KING]), kmove_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[0]), kmove_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
+
+  Bitboard rmove_bb = make_move_bb(rfrom, rto);
+  do_move_bb(&(byColorBB[us]), rmove_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[ROOK]), rmove_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[0]), rmove_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
 
   // Update board array
+  Piece king = piece_of_color_and_type(us, KING);
+  Piece rook = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
   board[kfrom] = board[rfrom] = EMPTY;
-  board[kto] = king_of_color(us);
-  board[rto] = rook_of_color(us);
+  board[kto] = king;
+  board[rto] = rook;
 
   // Update king square
   kingSquare[us] = kto;
@@ -996,306 +1006,150 @@ void Position::do_castle_move(Move m) {
   // Update piece lists
   pieceList[us][KING][index[kfrom]] = kto;
   pieceList[us][ROOK][index[rfrom]] = rto;
-  int tmp = index[rfrom];
+  int tmp = index[rfrom]; // In Chess960 could be rto == kfrom
   index[kto] = index[kfrom];
   index[rto] = tmp;
 
   // Update incremental scores
-  mgValue -= mg_pst(us, KING, kfrom);
-  mgValue += mg_pst(us, KING, kto);
-  egValue -= eg_pst(us, KING, kfrom);
-  egValue += eg_pst(us, KING, kto);
-  mgValue -= mg_pst(us, ROOK, rfrom);
-  mgValue += mg_pst(us, ROOK, rto);
-  egValue -= eg_pst(us, ROOK, rfrom);
-  egValue += eg_pst(us, ROOK, rto);
+  st->mgValue += pst_delta<MidGame>(king, kfrom, kto);
+  st->egValue += pst_delta<EndGame>(king, kfrom, kto);
+  st->mgValue += pst_delta<MidGame>(rook, rfrom, rto);
+  st->egValue += pst_delta<EndGame>(rook, rfrom, rto);
 
   // Update hash key
-  key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
-  key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
+  st->key ^= zobrist[us][KING][kfrom] ^ zobrist[us][KING][kto];
+  st->key ^= zobrist[us][ROOK][rfrom] ^ zobrist[us][ROOK][rto];
 
   // Clear en passant square
-  if(epSquare != SQ_NONE)
+  if (st->epSquare != SQ_NONE)
   {
-      key ^= zobEp[epSquare];
-      epSquare = SQ_NONE;
+      st->key ^= zobEp[st->epSquare];
+      st->epSquare = SQ_NONE;
   }
 
   // Update castling rights
-  key ^= zobCastle[castleRights];
-  castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
-  key ^= zobCastle[castleRights];
+  st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
+  st->castleRights &= castleRightsMask[kfrom];
+  st->key ^= zobCastle[st->castleRights];
 
   // Reset rule 50 counter
-  rule50 = 0;
+  st->rule50 = 0;
 
   // Update checkers BB
-  checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
-}
+  st->checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
+
+  // Finish
+  sideToMove = opposite_color(sideToMove);
+
+  st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
+  st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
 
+  assert(is_ok());
+}
 
-/// Position::do_promotion_move() is a private method used to make a promotion
-/// move. It is called from the main Position::do_move function. The
-/// UndoInfo object, which has been initialized in Position::do_move, is
-/// used to store the captured piece (if any).
 
-void Position::do_promotion_move(Move m, UndoInfo &u) {
+/// Position::undo_move() unmakes a move. When it returns, the position should
+/// be restored to exactly the same state as before the move was made.
 
-  Color us, them;
-  Square from, to;
-  PieceType capture, promotion;
+void Position::undo_move(Move m) {
 
   assert(is_ok());
   assert(move_is_ok(m));
-  assert(move_promotion(m));
-
-  us = side_to_move();
-  them = opposite_color(us);
-  from = move_from(m);
-  to = move_to(m);
-
-  assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
-  assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
-  assert(color_of_piece_on(to) == them || square_is_empty(to));
 
-  capture = type_of_piece_on(to);
+  gamePly--;
+  sideToMove = opposite_color(sideToMove);
 
-  if (capture)
+  if (move_is_castle(m))
   {
-    u.capture = capture;
-    do_capture_move(m, capture, them, to);
+      undo_castle_move(m);
+      return;
   }
 
-  // Remove pawn
-  clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
-  clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
-  clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-  board[from] = EMPTY;
-
-  // Insert promoted piece
-  promotion = move_promotion(m);
-  assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
-  set_bit(&(byColorBB[us]), to);
-  set_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
-  set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-  board[to] = piece_of_color_and_type(us, promotion);
-
-  // Update hash key
-  key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][promotion][to];
-
-  // Update pawn hash key
-  pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from];
-
-  // Update material key
-  materialKey ^= zobMaterial[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
-  materialKey ^= zobMaterial[us][promotion][pieceCount[us][promotion]+1];
-
-  // Update piece counts
-  pieceCount[us][PAWN]--;
-  pieceCount[us][promotion]++;
-
-  // Update piece lists
-  pieceList[us][PAWN][index[from]] = pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
-  index[pieceList[us][PAWN][index[from]]] = index[from];
-  pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1] = to;
-  index[to] = pieceCount[us][promotion] - 1;
+  Color us = side_to_move();
+  Color them = opposite_color(us);
+  Square from = move_from(m);
+  Square to = move_to(m);
+  bool ep = move_is_ep(m);
+  bool pm = move_is_promotion(m);
 
-  // Update incremental scores
-  mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
-  mgValue += mg_pst(us, promotion, to);
-  egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
-  egValue += eg_pst(us, promotion, to);
+  PieceType pt = type_of_piece_on(to);
 
-  // Update material
-  npMaterial[us] += piece_value_midgame(promotion);
+  assert(square_is_empty(from));
+  assert(color_of_piece_on(to) == us);
+  assert(!pm || relative_rank(us, to) == RANK_8);
+  assert(!ep || to == st->previous->epSquare);
+  assert(!ep || relative_rank(us, to) == RANK_6);
+  assert(!ep || piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, PAWN));
 
-  // Clear the en passant square
-  if (epSquare != SQ_NONE)
+  if (pm) // promotion ?
   {
-      key ^= zobEp[epSquare];
-      epSquare = SQ_NONE;
+      PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
+      pt = PAWN;
+
+      assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
+      assert(piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, promotion));
+
+      // Replace promoted piece with a pawn
+      clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
+      set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
+
+      // Update piece counts
+      pieceCount[us][promotion]--;
+      pieceCount[us][PAWN]++;
+
+      // Update piece list replacing promotion piece with a pawn
+      Square lastPromotionSquare = pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion]];
+      index[lastPromotionSquare] = index[to];
+      pieceList[us][promotion][index[lastPromotionSquare]] = lastPromotionSquare;
+      index[to] = pieceCount[us][PAWN] - 1;
+      pieceList[us][PAWN][index[to]] = to;
   }
 
-  // Update castle rights
-  key ^= zobCastle[castleRights];
-  castleRights &= castleRightsMask[to];
-  key ^= zobCastle[castleRights];
-
-  // Reset rule 50 counter
-  rule50 = 0;
-
-  // Update checkers BB
-  checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
-}
-
-
-/// Position::do_ep_move() is a private method used to make an en passant
-/// capture. It is called from the main Position::do_move function. Because
-/// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
-/// object in which to store the captured piece.
+  // Put the piece back at the source square
+  Bitboard move_bb = make_move_bb(to, from);
+  do_move_bb(&(byColorBB[us]), move_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[pt]), move_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[0]), move_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
 
-void Position::do_ep_move(Move m) {
-
-  Color us, them;
-  Square from, to, capsq;
-
-  assert(is_ok());
-  assert(move_is_ok(m));
-  assert(move_is_ep(m));
-
-  us = side_to_move();
-  them = opposite_color(us);
-  from = move_from(m);
-  to = move_to(m);
-  capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
-
-  assert(to == epSquare);
-  assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
-  assert(piece_on(to) == EMPTY);
-  assert(piece_on(from) == pawn_of_color(us));
-  assert(piece_on(capsq) == pawn_of_color(them));
-
-  // Remove captured piece
-  clear_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
-  clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
-  clear_bit(&(byTypeBB[0]), capsq); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-  board[capsq] = EMPTY;
-
-  // Remove moving piece from source square
-  clear_bit(&(byColorBB[us]), from);
-  clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
-  clear_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-
-  // Put moving piece on destination square
-  set_bit(&(byColorBB[us]), to);
-  set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
-  set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-  board[to] = board[from];
-  board[from] = EMPTY;
-
-  // Update material hash key
-  materialKey ^= zobMaterial[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
+  board[from] = piece_of_color_and_type(us, pt);
+  board[to] = EMPTY;
 
-  // Update piece count
-  pieceCount[them][PAWN]--;
+  // If the moving piece was a king, update the king square
+  if (pt == KING)
+      kingSquare[us] = from;
 
   // Update piece list
-  pieceList[us][PAWN][index[from]] = to;
-  index[to] = index[from];
-  pieceList[them][PAWN][index[capsq]] = pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]];
-  index[pieceList[them][PAWN][index[capsq]]] = index[capsq];
-
-  // Update hash key
-  key ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
-  key ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
-  key ^= zobEp[epSquare];
-
-  // Update pawn hash key
-  pawnKey ^= zobrist[us][PAWN][from] ^ zobrist[us][PAWN][to];
-  pawnKey ^= zobrist[them][PAWN][capsq];
-
-  // Update incremental scores
-  mgValue -= mg_pst(them, PAWN, capsq);
-  mgValue -= mg_pst(us, PAWN, from);
-  mgValue += mg_pst(us, PAWN, to);
-  egValue -= eg_pst(them, PAWN, capsq);
-  egValue -= eg_pst(us, PAWN, from);
-  egValue += eg_pst(us, PAWN, to);
-
-  // Reset en passant square
-  epSquare = SQ_NONE;
-
-  // Reset rule 50 counter
-  rule50 = 0;
-
-  // Update checkers BB
-  checkersBB = attacks_to(king_square(them), us);
-}
-
-
-/// Position::undo_move() unmakes a move.  When it returns, the position should
-/// be restored to exactly the same state as before the move was made.  It is
-/// important that Position::undo_move is called with the same move and UndoInfo
-/// object as the earlier call to Position::do_move.
-
-void Position::undo_move(Move m, const UndoInfo &u) {
-
-  assert(is_ok());
-  assert(move_is_ok(m));
-
-  gamePly--;
-  sideToMove = opposite_color(sideToMove);
-
-  // Restore information from our UndoInfo object (except the captured piece,
-  // which is taken care of later)
-  restore(u);
+  index[from] = index[to];
+  pieceList[us][pt][index[from]] = from;
 
-  if (move_is_castle(m))
-      undo_castle_move(m);
-  else if (move_promotion(m))
-      undo_promotion_move(m, u);
-  else if (move_is_ep(m))
-      undo_ep_move(m);
-  else
+  if (st->capture)
   {
-      Color us, them;
-      Square from, to;
-      PieceType piece, capture;
-
-      us = side_to_move();
-      them = opposite_color(us);
-      from = move_from(m);
-      to = move_to(m);
-
-      assert(piece_on(from) == EMPTY);
-      assert(color_of_piece_on(to) == us);
+      Square capsq = to;
 
-      // Put the piece back at the source square
-      piece = type_of_piece_on(to);
-      set_bit(&(byColorBB[us]), from);
-      set_bit(&(byTypeBB[piece]), from);
-      set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-      board[from] = piece_of_color_and_type(us, piece);
+      if (ep)
+          capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
 
-      // Clear the destination square
-      clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
-      clear_bit(&(byTypeBB[piece]), to);
-      clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
+      assert(st->capture != KING);
+      assert(!ep || square_is_empty(capsq));
 
-      // If the moving piece was a king, update the king square
-      if (piece == KING)
-          kingSquare[us] = from;
+      // Restore the captured piece
+      set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
+      set_bit(&(byTypeBB[st->capture]), capsq);
+      set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
 
-      // Update piece list
-      pieceList[us][piece][index[to]] = from;
-      index[from] = index[to];
+      board[capsq] = piece_of_color_and_type(them, st->capture);
 
-      capture = u.capture;
+      // Update piece count
+      pieceCount[them][st->capture]++;
 
-      if (capture)
-      {
-          assert(capture != KING);
-
-          // Replace the captured piece
-          set_bit(&(byColorBB[them]), to);
-          set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
-          set_bit(&(byTypeBB[0]), to);
-          board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
-
-          // Update material
-          if (capture != PAWN)
-              npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
-
-          // Update piece list
-          pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
-          index[to] = pieceCount[them][capture];
-
-          // Update piece count
-          pieceCount[them][capture]++;
-      } else
-          board[to] = EMPTY;
+      // Update piece list, add a new captured piece in capsq square
+      index[capsq] = pieceCount[them][st->capture] - 1;
+      pieceList[them][st->capture][index[capsq]] = capsq;
   }
 
+  // Finally point our state pointer back to the previous state
+  st = st->previous;
+
   assert(is_ok());
 }
 
@@ -1330,29 +1184,24 @@ void Position::undo_castle_move(Move m) {
       rto = relative_square(us, SQ_D1);
   }
 
-  assert(piece_on(kto) == king_of_color(us));
-  assert(piece_on(rto) == rook_of_color(us));
-
-  // Remove pieces from destination squares
-  clear_bit(&(byColorBB[us]), kto);
-  clear_bit(&(byTypeBB[KING]), kto);
-  clear_bit(&(byTypeBB[0]), kto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-  clear_bit(&(byColorBB[us]), rto);
-  clear_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rto);
-  clear_bit(&(byTypeBB[0]), rto); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-
-  // Put pieces on source squares
-  set_bit(&(byColorBB[us]), kfrom);
-  set_bit(&(byTypeBB[KING]), kfrom);
-  set_bit(&(byTypeBB[0]), kfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-  set_bit(&(byColorBB[us]), rfrom);
-  set_bit(&(byTypeBB[ROOK]), rfrom);
-  set_bit(&(byTypeBB[0]), rfrom); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
+  assert(piece_on(kto) == piece_of_color_and_type(us, KING));
+  assert(piece_on(rto) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
+
+  // Put the pieces back at the source square
+  Bitboard kmove_bb = make_move_bb(kto, kfrom);
+  do_move_bb(&(byColorBB[us]), kmove_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[KING]), kmove_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[0]), kmove_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
+
+  Bitboard rmove_bb = make_move_bb(rto, rfrom);
+  do_move_bb(&(byColorBB[us]), rmove_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[ROOK]), rmove_bb);
+  do_move_bb(&(byTypeBB[0]), rmove_bb); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
 
   // Update board
   board[rto] = board[kto] = EMPTY;
-  board[rfrom] = rook_of_color(us);
-  board[kfrom] = king_of_color(us);
+  board[rfrom] = piece_of_color_and_type(us, ROOK);
+  board[kfrom] = piece_of_color_and_type(us, KING);
 
   // Update king square
   kingSquare[us] = kfrom;
@@ -1360,213 +1209,84 @@ void Position::undo_castle_move(Move m) {
   // Update piece lists
   pieceList[us][KING][index[kto]] = kfrom;
   pieceList[us][ROOK][index[rto]] = rfrom;
-  int tmp = index[rto];  // Necessary because we may have rto == kfrom in FRC.
+  int tmp = index[rto];  // In Chess960 could be rto == kfrom
   index[kfrom] = index[kto];
   index[rfrom] = tmp;
-}
-
-
-/// Position::undo_promotion_move() is a private method used to unmake a
-/// promotion move. It is called from the main Position::do_move
-/// function. The UndoInfo object, which has been initialized in
-/// Position::do_move, is used to put back the captured piece (if any).
-
-void Position::undo_promotion_move(Move m, const UndoInfo &u) {
-
-  Color us, them;
-  Square from, to;
-  PieceType capture, promotion;
-
-  assert(move_is_ok(m));
-  assert(move_promotion(m));
-
-  // When we have arrived here, some work has already been done by
-  // Position::undo_move.  In particular, the side to move has been switched,
-  // so the code below is correct.
-  us = side_to_move();
-  them = opposite_color(us);
-  from = move_from(m);
-  to = move_to(m);
-
-  assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
-  assert(piece_on(from) == EMPTY);
-
-  // Remove promoted piece
-  promotion = move_promotion(m);
-  assert(piece_on(to)==piece_of_color_and_type(us, promotion));
-  assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
-  clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
-  clear_bit(&(byTypeBB[promotion]), to);
-  clear_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-
-  // Insert pawn at source square
-  set_bit(&(byColorBB[us]), from);
-  set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
-  set_bit(&(byTypeBB[0]), from); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-  board[from] = pawn_of_color(us);
-
-  // Update material
-  npMaterial[us] -= piece_value_midgame(promotion);
-
-  // Update piece list
-  pieceList[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]] = from;
-  index[from] = pieceCount[us][PAWN];
-  pieceList[us][promotion][index[to]] =
-    pieceList[us][promotion][pieceCount[us][promotion] - 1];
-  index[pieceList[us][promotion][index[to]]] = index[to];
-
-  // Update piece counts
-  pieceCount[us][promotion]--;
-  pieceCount[us][PAWN]++;
-
-  capture = u.capture;
-
-  if (capture)
-  {
-      assert(capture != KING);
-
-      // Insert captured piece:
-      set_bit(&(byColorBB[them]), to);
-      set_bit(&(byTypeBB[capture]), to);
-      set_bit(&(byTypeBB[0]), to); // HACK: byTypeBB[0] == occupied squares
-      board[to] = piece_of_color_and_type(them, capture);
-
-      // Update material. Because the move is a promotion move, we know
-      // that the captured piece cannot be a pawn.
-      assert(capture != PAWN);
-      npMaterial[them] += piece_value_midgame(capture);
-
-      // Update piece list
-      pieceList[them][capture][pieceCount[them][capture]] = to;
-      index[to] = pieceCount[them][capture];
-
-      // Update piece count
-      pieceCount[them][capture]++;
-  } else
-      board[to] = EMPTY;
-}
-
-
-/// Position::undo_ep_move() is a private method used to unmake an en passant
-/// capture. It is called from the main Position::undo_move function.  Because
-/// the captured piece is always a pawn, we don't need to pass an UndoInfo
-/// object from which to retrieve the captured piece.
-
-void Position::undo_ep_move(Move m) {
-
-  assert(move_is_ok(m));
-  assert(move_is_ep(m));
-
-  // When we have arrived here, some work has already been done by
-  // Position::undo_move. In particular, the side to move has been switched,
-  // so the code below is correct.
-  Color us = side_to_move();
-  Color them = opposite_color(us);
-  Square from = move_from(m);
-  Square to = move_to(m);
-  Square capsq = (us == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
-
-  assert(to == ep_square());
-  assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
-  assert(piece_on(to) == pawn_of_color(us));
-  assert(piece_on(from) == EMPTY);
-  assert(piece_on(capsq) == EMPTY);
-
-  // Replace captured piece
-  set_bit(&(byColorBB[them]), capsq);
-  set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), capsq);
-  set_bit(&(byTypeBB[0]), capsq);
-  board[capsq] = pawn_of_color(them);
-
-  // Remove moving piece from destination square
-  clear_bit(&(byColorBB[us]), to);
-  clear_bit(&(byTypeBB[PAWN]), to);
-  clear_bit(&(byTypeBB[0]), to);
-  board[to] = EMPTY;
-
-  // Replace moving piece at source square
-  set_bit(&(byColorBB[us]), from);
-  set_bit(&(byTypeBB[PAWN]), from);
-  set_bit(&(byTypeBB[0]), from);
-  board[from] = pawn_of_color(us);
 
-  // Update piece list:
-  pieceList[us][PAWN][index[to]] = from;
-  index[from] = index[to];
-  pieceList[them][PAWN][pieceCount[them][PAWN]] = capsq;
-  index[capsq] = pieceCount[them][PAWN];
+  // Finally point our state pointer back to the previous state
+  st = st->previous;
 
-  // Update piece count:
-  pieceCount[them][PAWN]++;
+  assert(is_ok());
 }
 
 
 /// Position::do_null_move makes() a "null move": It switches the side to move
 /// and updates the hash key without executing any move on the board.
 
-void Position::do_null_move(UndoInfo &u) {
+void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
 
   assert(is_ok());
   assert(!is_check());
 
   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
-  // UndoInfo object.  In the case of a null move, the only thing we need to
-  // remember is the last move made and the en passant square.
-  u.lastMove = lastMove;
-  u.epSquare = epSquare;
+  // StateInfo object.
+  // Note that differently from normal case here backupSt is actually used as
+  // a backup storage not as a new state to be used.
+  backupSt.key      = st->key;
+  backupSt.epSquare = st->epSquare;
+  backupSt.mgValue  = st->mgValue;
+  backupSt.egValue  = st->egValue;
+  backupSt.previous = st->previous;
+  st->previous = &backupSt;
 
   // Save the current key to the history[] array, in order to be able to
   // detect repetition draws.
-  history[gamePly] = key;
+  history[gamePly] = st->key;
 
   // Update the necessary information
-  sideToMove = opposite_color(sideToMove);
-  if (epSquare != SQ_NONE)
-      key ^= zobEp[epSquare];
+  if (st->epSquare != SQ_NONE)
+      st->key ^= zobEp[st->epSquare];
 
-  epSquare = SQ_NONE;
-  rule50++;
-  gamePly++;
-  key ^= zobSideToMove;
+  st->key ^= zobSideToMove;
+  TT.prefetch(st->key);
 
-  mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
-  egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
+  sideToMove = opposite_color(sideToMove);
+  st->epSquare = SQ_NONE;
+  st->rule50++;
+  gamePly++;
 
-  assert(is_ok());
+  st->mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
+  st->egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
 }
 
 
 /// Position::undo_null_move() unmakes a "null move".
 
-void Position::undo_null_move(const UndoInfo &u) {
+void Position::undo_null_move() {
 
   assert(is_ok());
   assert(!is_check());
 
-  // Restore information from the supplied UndoInfo object:
-  lastMove = u.lastMove;
-  epSquare = u.epSquare;
-  if (epSquare != SQ_NONE)
-      key ^= zobEp[epSquare];
+  // Restore information from the our backup StateInfo object
+  StateInfo* backupSt = st->previous;
+  st->key      = backupSt->key;
+  st->epSquare = backupSt->epSquare;
+  st->mgValue  = backupSt->mgValue;
+  st->egValue  = backupSt->egValue;
+  st->previous = backupSt->previous;
 
-  // Update the necessary information.
+  // Update the necessary information
   sideToMove = opposite_color(sideToMove);
-  rule50--;
+  st->rule50--;
   gamePly--;
-  key ^= zobSideToMove;
-
-  mgValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueMidgame : -TempoValueMidgame;
-  egValue += (sideToMove == WHITE)? TempoValueEndgame : -TempoValueEndgame;
-
-  assert(is_ok());
 }
 
 
-/// Position::see() is a static exchange evaluator:  It tries to estimate the
-/// material gain or loss resulting from a move.  There are three versions of
+/// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
+/// material gain or loss resulting from a move. There are three versions of
 /// this function: One which takes a destination square as input, one takes a
-/// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square.  The function does
-/// not yet understand promotions or en passant captures.
+/// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
+/// not yet understand promotions captures.
 
 int Position::see(Square to) const {
 
@@ -1580,6 +1300,22 @@ int Position::see(Move m) const {
   return see(move_from(m), move_to(m));
 }
 
+int Position::see_sign(Move m) const {
+
+  assert(move_is_ok(m));
+
+  Square from = move_from(m);
+  Square to = move_to(m);
+
+  // Early return if SEE cannot be negative because capturing piece value
+  // is not bigger then captured one.
+  if (   midgame_value_of_piece_on(from) <= midgame_value_of_piece_on(to)
+      && type_of_piece_on(from) != KING)
+         return 1;
+
+  return see(from, to);
+}
+
 int Position::see(Square from, Square to) const {
 
   // Material values
@@ -1591,7 +1327,7 @@ int Position::see(Square from, Square to) const {
     0, 0
   };
 
-  Bitboard attackers, occ, b;
+  Bitboard attackers, stmAttackers, occ, b;
 
   assert(square_is_ok(from) || from == SQ_NONE);
   assert(square_is_ok(to));
@@ -1608,14 +1344,13 @@ int Position::see(Square from, Square to) const {
   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
   occ = occupied_squares();
 
-  // Handle enpassant moves
-  if (ep_square() == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
+  // Handle en passant moves
+  if (st->epSquare == to && type_of_piece_on(from) == PAWN)
   {
       assert(capture == EMPTY);
 
       Square capQq = (side_to_move() == WHITE)? (to - DELTA_N) : (to - DELTA_S);
       capture = piece_on(capQq);
-
       assert(type_of_piece_on(capQq) == PAWN);
 
       // Remove the captured pawn
@@ -1650,7 +1385,8 @@ int Position::see(Square from, Square to) const {
   }
 
   // If the opponent has no attackers we are finished
-  if ((attackers & pieces_of_color(them)) == EmptyBoardBB)
+  stmAttackers = attackers & pieces_of_color(them);
+  if (!stmAttackers)
       return seeValues[capture];
 
   attackers &= occ; // Remove the moving piece
@@ -1669,16 +1405,16 @@ int Position::see(Square from, Square to) const {
   swapList[0] = seeValues[capture];
 
   do {
-      // Locate the least valuable attacker for the side to move.  The loop
+      // Locate the least valuable attacker for the side to move. The loop
       // below looks like it is potentially infinite, but it isn't. We know
       // that the side to move still has at least one attacker left.
-      for (pt = PAWN; !(attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt)); pt++)
+      for (pt = PAWN; !(stmAttackers & pieces_of_type(pt)); pt++)
           assert(pt < KING);
 
       // Remove the attacker we just found from the 'attackers' bitboard,
       // and scan for new X-ray attacks behind the attacker.
-      b = attackers & pieces_of_color_and_type(c, pt);
-      occ ^= (b & -b);
+      b = stmAttackers & pieces_of_type(pt);
+      occ ^= (b & (~b + 1));
       attackers |=  (rook_attacks_bb(to, occ) & rooks_and_queens())
                   | (bishop_attacks_bb(to, occ) & bishops_and_queens());
 
@@ -1693,15 +1429,16 @@ int Position::see(Square from, Square to) const {
       // before beginning the next iteration
       lastCapturingPieceValue = seeValues[pt];
       c = opposite_color(c);
+      stmAttackers = attackers & pieces_of_color(c);
 
       // Stop after a king capture
-      if (pt == KING && (attackers & pieces_of_color(c)))
+      if (pt == KING && stmAttackers)
       {
           assert(n < 32);
-          swapList[n++] = 100;
+          swapList[n++] = QueenValueMidgame*10;
           break;
       }
-  } while (attackers & pieces_of_color(c));
+  } while (stmAttackers);
 
   // 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
@@ -1712,44 +1449,49 @@ int Position::see(Square from, Square to) const {
 }
 
 
+/// Position::saveState() copies the content of the current state
+/// inside startState and makes st point to it. This is needed
+/// when the st pointee could become stale, as example because
+/// the caller is about to going out of scope.
+
+void Position::saveState() {
+
+  startState = *st;
+  st = &startState;
+  st->previous = NULL; // as a safe guard
+}
+
+
 /// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
 /// empty board, white to move, and no castling rights.
 
 void Position::clear() {
 
+  st = &startState;
+  memset(st, 0, sizeof(StateInfo));
+  st->epSquare = SQ_NONE;
+
+  memset(byColorBB,  0, sizeof(Bitboard) * 2);
+  memset(byTypeBB,   0, sizeof(Bitboard) * 8);
+  memset(pieceCount, 0, sizeof(int) * 2 * 8);
+  memset(index,      0, sizeof(int) * 64);
+
   for (int i = 0; i < 64; i++)
-  {
       board[i] = EMPTY;
-      index[i] = 0;
-  }
-
-  for (int i = 0; i < 2; i++)
-      byColorBB[i] = EmptyBoardBB;
 
   for (int i = 0; i < 7; i++)
-  {
-      byTypeBB[i] = EmptyBoardBB;
-      pieceCount[0][i] = pieceCount[1][i] = 0;
       for (int j = 0; j < 8; j++)
           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
-  }
-
-  checkersBB = EmptyBoardBB;
-
-  lastMove = MOVE_NONE;
 
   sideToMove = WHITE;
-  castleRights = NO_CASTLES;
+  gamePly = 0;
   initialKFile = FILE_E;
   initialKRFile = FILE_H;
   initialQRFile = FILE_A;
-  epSquare = SQ_NONE;
-  rule50 = 0;
-  gamePly = 0;
 }
 
 
-/// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0.  It is used from the
+/// Position::reset_game_ply() simply sets gamePly to 0. It is used from the
 /// UCI interface code, whenever a non-reversible move is made in a
 /// 'position fen <fen> moves m1 m2 ...' command.  This makes it possible
 /// for the program to handle games of arbitrary length, as long as the GUI
@@ -1789,7 +1531,7 @@ void Position::put_piece(Piece p, Square s) {
 
 void Position::allow_oo(Color c) {
 
-  castleRights |= (1 + int(c));
+  st->castleRights |= (1 + int(c));
 }
 
 
@@ -1798,7 +1540,7 @@ void Position::allow_oo(Color c) {
 
 void Position::allow_ooo(Color c) {
 
-  castleRights |= (4 + 4*int(c));
+  st->castleRights |= (4 + 4*int(c));
 }
 
 
@@ -1818,7 +1560,7 @@ Key Position::compute_key() const {
   if (ep_square() != SQ_NONE)
       result ^= zobEp[ep_square()];
 
-  result ^= zobCastle[castleRights];
+  result ^= zobCastle[st->castleRights];
   if (side_to_move() == BLACK)
       result ^= zobSideToMove;
 
@@ -1826,7 +1568,7 @@ Key Position::compute_key() const {
 }
 
 
-/// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position.  The
+/// Position::compute_pawn_key() computes the hash key of the position. The
 /// hash key is usually updated incrementally as moves are made and unmade,
 /// the compute_pawn_key() function is only used when a new position is set
 /// up, and to verify the correctness of the pawn hash key when running in
@@ -1871,13 +1613,12 @@ Key Position::compute_material_key() const {
 }
 
 
-/// Position::compute_mg_value() and Position::compute_eg_value() compute the
-/// incremental scores for the middle game and the endgame.  These functions
-/// are used to initialize the incremental scores when a new position is set
-/// up, and to verify that the scores are correctly updated by do_move
-/// and undo_move when the program is running in debug mode.
-
-Value Position::compute_mg_value() const {
+/// Position::compute_value() compute the incremental scores for the middle
+/// game and the endgame. These functions are used to initialize the incremental
+/// scores when a new position is set up, and to verify that the scores are correctly
+/// updated by do_move and undo_move when the program is running in debug mode.
+template<Position::GamePhase Phase>
+Value Position::compute_value() const {
 
   Value result = Value(0);
   Bitboard b;
@@ -1891,52 +1632,32 @@ Value Position::compute_mg_value() const {
           {
               s = pop_1st_bit(&b);
               assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
-              result += mg_pst(c, pt, s);
+              result += pst<Phase>(c, pt, s);
           }
       }
-  result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValueMidgame / 2 : -TempoValueMidgame / 2;
-  return result;
-}
-
-Value Position::compute_eg_value() const {
 
-  Value result = Value(0);
-  Bitboard b;
-  Square s;
-
-  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
-    for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
-    {
-        b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
-        while(b)
-        {
-            s = pop_1st_bit(&b);
-            assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
-            result += eg_pst(c, pt, s);
-        }
-    }
-  result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValueEndgame / 2 : -TempoValueEndgame / 2;
+  const Value TempoValue = (Phase == MidGame ? TempoValueMidgame : TempoValueEndgame);
+  result += (side_to_move() == WHITE)? TempoValue / 2 : -TempoValue / 2;
   return result;
 }
 
 
 /// Position::compute_non_pawn_material() computes the total non-pawn middle
-/// game material score for the given side.  Material scores are updated
+/// game material score for the given side. Material scores are updated
 /// incrementally during the search, this function is only used while
 /// initializing a new Position object.
 
 Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
 
   Value result = Value(0);
-  Square s;
 
   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
   {
       Bitboard b = pieces_of_color_and_type(c, pt);
-      while(b)
+      while (b)
       {
-          s = pop_1st_bit(&b);
-          assert(piece_on(s) == piece_of_color_and_type(c, pt));
+          assert(piece_on(first_1(b)) == piece_of_color_and_type(c, pt));
+          pop_1st_bit(&b);
           result += piece_value_midgame(pt);
       }
   }
@@ -1944,23 +1665,8 @@ Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
 }
 
 
-/// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
-/// side to move is checkmated. Note that this function is currently very
-/// slow, and shouldn't be used frequently inside the search.
-
-bool Position::is_mate() const {
-
-  if (is_check())
-  {
-      MovePicker mp = MovePicker(*this, false, MOVE_NONE, EmptySearchStack, Depth(0));
-      return mp.get_next_move() == MOVE_NONE;
-  }
-  return false;
-}
-
-
 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
-/// repetition, or the 50 moves rule.  It does not detect stalemates, this
+/// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
 /// must be done by the search.
 
 bool Position::is_draw() const {
@@ -1971,60 +1677,70 @@ bool Position::is_draw() const {
       return true;
 
   // Draw by the 50 moves rule?
-  if (rule50 > 100 || (rule50 == 100 && !is_check()))
+  if (st->rule50 > 100 || (st->rule50 == 100 && !is_check()))
       return true;
 
   // Draw by repetition?
-  for (int i = 2; i < Min(gamePly, rule50); i += 2)
-      if (history[gamePly - i] == key)
+  for (int i = 2; i < Min(gamePly, st->rule50); i += 2)
+      if (history[gamePly - i] == st->key)
           return true;
 
   return false;
 }
 
 
+/// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
+/// side to move is checkmated.
+
+bool Position::is_mate() const {
+
+  MoveStack moves[256];
+
+  return is_check() && (generate_evasions(*this, moves, pinned_pieces(sideToMove)) == moves);
+}
+
+
 /// Position::has_mate_threat() tests whether a given color has a mate in one
-/// from the current position. This function is quite slow, but it doesn't
-/// matter, because it is currently only called from PV nodes, which are rare.
+/// from the current position.
 
 bool Position::has_mate_threat(Color c) {
 
-  UndoInfo u1, u2;
+  StateInfo st1, st2;
   Color stm = side_to_move();
 
-  // The following lines are useless and silly, but prevents gcc from
-  // emitting a stupid warning stating that u1.lastMove and u1.epSquare might
-  // be used uninitialized.
-  u1.lastMove = lastMove;
-  u1.epSquare = epSquare;
-
   if (is_check())
       return false;
 
   // If the input color is not equal to the side to move, do a null move
   if (c != stm)
-      do_null_move(u1);
+      do_null_move(st1);
 
   MoveStack mlist[120];
-  int count;
   bool result = false;
+  Bitboard dc = discovered_check_candidates(sideToMove);
+  Bitboard pinned = pinned_pieces(sideToMove);
 
-  // Generate legal moves
-  count = generate_legal_moves(*this, mlist);
+  // Generate pseudo-legal non-capture and capture check moves
+  MoveStack* last = generate_non_capture_checks(*this, mlist, dc);
+  last = generate_captures(*this, last);
 
   // Loop through the moves, and see if one of them is mate
-  for (int i = 0; i < count; i++)
+  for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
   {
-      do_move(mlist[i].move, u2);
+      Move move = cur->move;
+      if (!pl_move_is_legal(move, pinned))
+          continue;
+
+      do_move(move, st2);
       if (is_mate())
           result = true;
 
-      undo_move(mlist[i].move, u2);
+      undo_move(move);
   }
 
   // Undo null move, if necessary
   if (c != stm)
-      undo_null_move(u1);
+      undo_null_move();
 
   return result;
 }
@@ -2086,10 +1802,10 @@ void Position::init_piece_square_tables() {
 
 
 /// Position::flipped_copy() makes a copy of the input position, but with
-/// the white and black sides reversed.  This is only useful for debugging,
+/// the white and black sides reversed. This is only useful for debugging,
 /// especially for finding evaluation symmetry bugs.
 
-void Position::flipped_copy(const Position &pos) {
+void Position::flipped_copy(const Positionpos) {
 
   assert(pos.is_ok());
 
@@ -2124,24 +1840,24 @@ void Position::flipped_copy(const Position &pos) {
   castleRightsMask[make_square(initialQRFile, RANK_8)] ^=  BLACK_OOO;
 
   // En passant square
-  if (pos.epSquare != SQ_NONE)
-      epSquare = flip_square(pos.epSquare);
+  if (pos.st->epSquare != SQ_NONE)
+      st->epSquare = flip_square(pos.st->epSquare);
 
   // Checkers
   find_checkers();
 
   // Hash keys
-  key = compute_key();
-  pawnKey = compute_pawn_key();
-  materialKey = compute_material_key();
+  st->key = compute_key();
+  st->pawnKey = compute_pawn_key();
+  st->materialKey = compute_material_key();
 
   // Incremental scores
-  mgValue = compute_mg_value();
-  egValue = compute_eg_value();
+  st->mgValue = compute_value<MidGame>();
+  st->egValue = compute_value<EndGame>();
 
   // Material
-  npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
-  npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
+  st->npMaterial[WHITE] = compute_non_pawn_material(WHITE);
+  st->npMaterial[BLACK] = compute_non_pawn_material(BLACK);
 
   assert(is_ok());
 }
@@ -2197,7 +1913,7 @@ bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
           if (type_of_piece_on(s) == KING)
               kingCount[color_of_piece_on(s)]++;
 
-      if(kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
+      if (kingCount[0] != 1 || kingCount[1] != 1)
           return false;
   }
 
@@ -2214,7 +1930,7 @@ bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
 
   // Is there more than 2 checkers?
   if (failedStep) (*failedStep)++;
-  if (debugCheckerCount && count_1s(checkersBB) > 2)
+  if (debugCheckerCount && count_1s(st->checkersBB) > 2)
       return false;
 
   // Bitboards OK?
@@ -2249,27 +1965,27 @@ bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
 
   // Hash key OK?
   if (failedStep) (*failedStep)++;
-  if (debugKey && key != compute_key())
+  if (debugKey && st->key != compute_key())
       return false;
 
   // Pawn hash key OK?
   if (failedStep) (*failedStep)++;
-  if (debugPawnKey && pawnKey != compute_pawn_key())
+  if (debugPawnKey && st->pawnKey != compute_pawn_key())
       return false;
 
   // Material hash key OK?
   if (failedStep) (*failedStep)++;
-  if (debugMaterialKey && materialKey != compute_material_key())
+  if (debugMaterialKey && st->materialKey != compute_material_key())
       return false;
 
   // Incremental eval OK?
   if (failedStep) (*failedStep)++;
   if (debugIncrementalEval)
   {
-      if (mgValue != compute_mg_value())
+      if (st->mgValue != compute_value<MidGame>())
           return false;
 
-      if (egValue != compute_eg_value())
+      if (st->egValue != compute_value<EndGame>())
           return false;
   }
 
@@ -2277,10 +1993,10 @@ bool Position::is_ok(int* failedStep) const {
   if (failedStep) (*failedStep)++;
   if (debugNonPawnMaterial)
   {
-      if(npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
+      if (st->npMaterial[WHITE] != compute_non_pawn_material(WHITE))
           return false;
 
-      if(npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
+      if (st->npMaterial[BLACK] != compute_non_pawn_material(BLACK))
           return false;
   }