]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/position.cpp
Small trivial clean-ups, February 2021
[stockfish] / src / position.cpp
index 647f2bba69153dc2c71a1762f29506636c2ed239..2eb30ca0d2a6d5536f3f4dc6d315bb9cd6d0de66 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) 2015-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2004-2021 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];
   Key enpassant[FILE_NB];
   Key castling[CASTLING_RIGHT_NB];
-  Key side;
+  Key side, noPawns;
 }
 
 namespace {
 
 const string PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
 
-// min_attacker() is a helper function used by see() to locate the least
-// valuable attacker for the side to move, remove the attacker we just found
-// from the bitboards and scan for new X-ray attacks behind it.
-
-template<int Pt>
-PieceType min_attacker(const Bitboard* bb, Square to, Bitboard stmAttackers,
-                       Bitboard& occupied, Bitboard& attackers) {
-
-  Bitboard b = stmAttackers & bb[Pt];
-  if (!b)
-      return min_attacker<Pt+1>(bb, to, stmAttackers, occupied, attackers);
-
-  occupied ^= b & ~(b - 1);
-
-  if (Pt == PAWN || Pt == BISHOP || Pt == QUEEN)
-      attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & (bb[BISHOP] | bb[QUEEN]);
-
-  if (Pt == ROOK || Pt == QUEEN)
-      attackers |= attacks_bb<ROOK>(to, occupied) & (bb[ROOK] | bb[QUEEN]);
-
-  attackers &= occupied; // After X-ray that may add already processed pieces
-  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
-}
-
+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 };
 } // namespace
 
 
 /// operator<<(Position) returns an ASCII representation of the position
 
-std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Position& pos) {
+std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
 
   os << "\n +---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
 
@@ -95,10 +62,11 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, 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: ";
 
@@ -108,9 +76,14 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Position& pos) {
   if (    int(Tablebases::MaxCardinality) >= popcount(pos.pieces())
       && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
   {
+      StateInfo st;
+      ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::kCacheLineSize);
+
+      Position p;
+      p.set(pos.fen(), pos.is_chess960(), &st, pos.this_thread());
       Tablebases::ProbeState s1, s2;
-      Tablebases::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(pos, &s1);
-      int dtz = Tablebases::probe_dtz(pos, &s2);
+      Tablebases::WDLScore wdl = Tablebases::probe_wdl(p, &s1);
+      int dtz = Tablebases::probe_dtz(p, &s2);
       os << "\nTablebases WDL: " << std::setw(4) << wdl << " (" << s1 << ")"
          << "\nTablebases DTZ: " << std::setw(4) << dtz << " (" << s2 << ")";
   }
@@ -119,8 +92,20 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Position& pos) {
 }
 
 
-/// Position::init() initializes at startup the various arrays used to compute
-/// hash keys.
+// Marcel van Kervinck's cuckoo algorithm for fast detection of "upcoming repetition"
+// situations. Description of the algorithm in the following paper:
+// https://marcelk.net/2013-04-06/paper/upcoming-rep-v2.pdf
+
+// First and second hash functions for indexing the cuckoo tables
+inline int H1(Key h) { return h & 0x1fff; }
+inline int H2(Key h) { return (h >> 16) & 0x1fff; }
+
+// Cuckoo tables with Zobrist hashes of valid reversible moves, and the moves themselves
+Key cuckoo[8192];
+Move cuckooMove[8192];
+
+
+/// Position::init() initializes at startup the various arrays used to compute hash keys
 
 void Position::init() {
 
@@ -134,17 +119,34 @@ 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 ((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;
+                  int i = H1(key);
+                  while (true)
+                  {
+                      std::swap(cuckoo[i], key);
+                      std::swap(cuckooMove[i], move);
+                      if (move == MOVE_NONE) // Arrived at empty slot?
+                          break;
+                      i = (i == H1(key)) ? H2(key) : H1(key); // Push victim to alternative slot
+                  }
+                  count++;
+             }
+  assert(count == 3668);
 }
 
 
@@ -176,8 +178,9 @@ 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 regardless of whether
-      there is a pawn in position to make an en passant capture.
+      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
@@ -194,7 +197,6 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
 
   std::memset(this, 0, sizeof(Position));
   std::memset(si, 0, sizeof(StateInfo));
-  std::fill_n(&pieceList[0][0], sizeof(pieceList) / sizeof(Square), SQ_NONE);
   st = si;
 
   ss >> std::noskipws;
@@ -203,13 +205,12 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
   while ((ss >> token) && !isspace(token))
   {
       if (isdigit(token))
-          sq += Square(token - '0'); // Advance the given number of files
+          sq += (token - '0') * EAST; // Advance the given number of files
 
       else if (token == '/')
-          sq -= Square(16);
+          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;
       }
@@ -248,14 +249,37 @@ 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
+  set_state(st);
+
+  // 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)))
-          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
+      // d) enemy pawn didn't block a check of its own color by moving forward
+      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))))
+               && (   file_of(square<KING>(sideToMove)) == file_of(st->epSquare)
+                   || !(blockers_for_king(sideToMove) & (st->epSquare + pawn_push(~sideToMove))));
+  }
+
+  // It's necessary for st->previous to be intialized in this way because legality check relies on its existence
+  if (enpassant) {
+      st->previous = new StateInfo();
+      remove_piece(st->epSquare - pawn_push(sideToMove));
+      st->previous->checkersBB = attackers_to(square<KING>(~sideToMove)) & pieces(sideToMove);
+      st->previous->blockersForKing[WHITE] = slider_blockers(pieces(BLACK), square<KING>(WHITE), st->previous->pinners[BLACK]);
+      st->previous->blockersForKing[BLACK] = slider_blockers(pieces(WHITE), square<KING>(BLACK), st->previous->pinners[WHITE]);
+      put_piece(make_piece(~sideToMove, PAWN), st->epSquare - pawn_push(sideToMove));
   }
   else
       st->epSquare = SQ_NONE;
@@ -263,13 +287,14 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
   // 5-6. Halfmove clock and fullmove number
   ss >> std::skipws >> st->rule50 >> gamePly;
 
-  // Convert from fullmove starting from 1 to ply starting from 0,
+  // Convert from fullmove starting from 1 to gamePly starting from 0,
   // handle also common incorrect FEN with fullmove = 0.
   gamePly = std::max(2 * (gamePly - 1), 0) + (sideToMove == BLACK);
 
   chess960 = isChess960;
   thisThread = th;
-  set_state(st);
+  st->accumulator.state[WHITE] = Eval::NNUE::INIT;
+  st->accumulator.state[BLACK] = Eval::NNUE::INIT;
 
   assert(pos_is_ok());
 
@@ -283,24 +308,18 @@ 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);
 }
 
 
@@ -308,15 +327,15 @@ void Position::set_castling_right(Color c, Square rfrom) {
 
 void Position::set_check_info(StateInfo* si) const {
 
-  si->blockersForKing[WHITE] = slider_blockers(pieces(BLACK), square<KING>(WHITE), si->pinnersForKing[WHITE]);
-  si->blockersForKing[BLACK] = slider_blockers(pieces(WHITE), square<KING>(BLACK), si->pinnersForKing[BLACK]);
+  si->blockersForKing[WHITE] = slider_blockers(pieces(BLACK), square<KING>(WHITE), si->pinners[BLACK]);
+  si->blockersForKing[BLACK] = slider_blockers(pieces(WHITE), square<KING>(BLACK), si->pinners[WHITE]);
 
   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;
 }
@@ -329,9 +348,9 @@ void Position::set_check_info(StateInfo* si) const {
 
 void Position::set_state(StateInfo* si) const {
 
-  si->key = si->pawnKey = si->materialKey = 0;
+  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);
@@ -341,7 +360,12 @@ 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)
@@ -352,40 +376,30 @@ 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];
-  }
 }
 
 
 /// Position::set() is an overload to initialize the position object with
-/// the given endgame code string like "KBPKN". It is manily an helper to
-/// get the material key out of an endgame code. Position is not playable,
-/// indeed is even not guaranteed to be legal.
+/// the given endgame code string like "KBPKN". It is mainly a helper to
+/// get the material key out of an endgame code.
 
 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);
 
-  string fenStr =  sides[0] + char(8 - sides[0].length() + '0') + "/8/8/8/8/8/8/"
-                 + sides[1] + char(8 - sides[1].length() + '0') + " w - - 0 10";
+  string fenStr = "8/" + sides[0] + char(8 - sides[0].length() + '0') + "/8/8/8/8/"
+                       + sides[1] + char(8 - sides[1].length() + '0') + "/8 w - - 0 10";
 
   return set(fenStr, false, si, nullptr);
 }
@@ -420,18 +434,18 @@ 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()) + " ")
@@ -441,19 +455,6 @@ const string Position::fen() const {
 }
 
 
-/// Position::game_phase() calculates the game phase interpolating total non-pawn
-/// material between endgame and midgame limits.
-
-Phase Position::game_phase() const {
-
-  Value npm = st->nonPawnMaterial[WHITE] + st->nonPawnMaterial[BLACK];
-
-  npm = std::max(EndgameLimit, std::min(npm, MidgameLimit));
-
-  return Phase(((npm - EndgameLimit) * PHASE_MIDGAME) / (MidgameLimit - EndgameLimit));
-}
-
-
 /// Position::slider_blockers() returns a bitboard of all the pieces (both colors)
 /// that are blocking attacks on the square 's' from 'sliders'. A piece blocks a
 /// slider if removing that piece from the board would result in a position where
@@ -463,26 +464,27 @@ Phase Position::game_phase() const {
 
 Bitboard Position::slider_blockers(Bitboard sliders, Square s, Bitboard& pinners) const {
 
-  Bitboard result = 0;
+  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 (!more_than_one(b))
+    if (b && !more_than_one(b))
     {
-        result |= b;
+        blockers |= b;
         if (b & pieces(color_of(piece_on(s))))
             pinners |= sniperSq;
     }
   }
-  return result;
+  return blockers;
 }
 
 
@@ -491,12 +493,12 @@ 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))
-        | (attacks_bb<ROOK  >(s, occupied) & pieces(ROOK,   QUEEN))
+  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));
 }
 
 
@@ -508,39 +510,44 @@ 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));
 
-  // 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 (type_of(m) == ENPASSANT)
+  // st->previous->blockersForKing consider capsq as empty.
+  // If pinned, it has to move along the king ray.
+  if (type_of(m) == EN_PASSANT)
+      return   !(st->previous->blockersForKing[sideToMove] & from)
+            || aligned(from, to, square<KING>(us));
+
+  // 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)
   {
-      Square ksq = square<KING>(us);
-      Square to = to_sq(m);
-      Square capsq = to - pawn_push(us);
-      Bitboard occupied = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
-
-      assert(to == ep_square());
-      assert(moved_piece(m) == make_piece(us, PAWN));
-      assert(piece_on(capsq) == make_piece(~us, PAWN));
-      assert(piece_on(to) == NO_PIECE);
-
-      return   !(attacks_bb<  ROOK>(ksq, occupied) & pieces(~us, QUEEN, ROOK))
-            && !(attacks_bb<BISHOP>(ksq, occupied) & pieces(~us, QUEEN, BISHOP));
+      // 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 if the Rook blocks some checks
+      // For instance an enemy queen in SQ_A1 when castling rook is in SQ_B1.
+      return !chess960 || !(blockers_for_king(us) & to_sq(m));
   }
 
-  // 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.
+  // 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   !(pinned_pieces(us) & from)
-        ||  aligned(from, to_sq(m), square<KING>(us));
+  return !(blockers_for_king(us) & from)
+      || aligned(from, to, square<KING>(us));
 }
 
 
@@ -556,8 +563,10 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
   Piece pc = moved_piece(m);
 
   // Use a slower but simpler function for uncommon cases
+  // yet we skip the legality check of MoveList<LEGAL>().
   if (type_of(m) != NORMAL)
-      return MoveList<LEGAL>(*this).contains(m);
+      return checkers() ? MoveList<    EVASIONS>(*this).contains(m)
+                        : MoveList<NON_EVASIONS>(*this).contains(m);
 
   // Is not a promotion, so promotion piece must be empty
   if (promotion_type(m) - KNIGHT != NO_PIECE_TYPE)
@@ -577,18 +586,18 @@ 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(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
@@ -627,11 +636,11 @@ 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 (   (discovered_check_candidates() & from)
+  if (   (blockers_for_king(~sideToMove) & from)
       && !aligned(from, to, square<KING>(~sideToMove)))
       return true;
 
@@ -641,33 +650,26 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
       return false;
 
   case PROMOTION:
-      return attacks_bb(Piece(promotion_type(m)), to, pieces() ^ from) & square<KING>(~sideToMove);
-
-  // En passant capture with check? We have already handled the case
-  // of direct checks and ordinary discovered check, so the only case we
-  // need to handle is the unusual case of a discovered check through
-  // the captured pawn.
-  case ENPASSANT:
-  {
-      Square capsq = make_square(file_of(to), rank_of(from));
-      Bitboard b = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
-
-      return  (attacks_bb<  ROOK>(square<KING>(~sideToMove), b) & pieces(sideToMove, QUEEN, ROOK))
-            | (attacks_bb<BISHOP>(square<KING>(~sideToMove), b) & pieces(sideToMove, QUEEN, BISHOP));
-  }
-  case CASTLING:
+      return attacks_bb(promotion_type(m), to, pieces() ^ from) & square<KING>(~sideToMove);
+
+  // The double-pushed pawn blocked a check? En Passant will remove the blocker.
+  // The only discovery check that wasn't handle is through capsq and fromsq
+  // So the King must be in the same rank as fromsq to consider this possibility.
+  // st->previous->blockersForKing consider capsq as empty.
+  case EN_PASSANT:
+      return st->previous->checkersBB
+          || (   rank_of(square<KING>(~sideToMove)) == rank_of(from)
+              && st->previous->blockersForKing[~sideToMove] & from);
+
+  default: //CASTLING
   {
-      Square kfrom = from;
-      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);
+      // Castling is encoded as 'king captures the rook'
+      Square ksq = square<KING>(~sideToMove);
+      Square rto = relative_square(sideToMove, to > from ? SQ_F1 : SQ_D1);
 
-      return   (PseudoAttacks[ROOK][rto] & square<KING>(~sideToMove))
-            && (attacks_bb<ROOK>(rto, (pieces() ^ kfrom ^ rfrom) | rto | kto) & square<KING>(~sideToMove));
+      return   (attacks_bb<ROOK>(rto) & ksq)
+            && (attacks_bb<ROOK>(rto, pieces() ^ from ^ to) & ksq);
   }
-  default:
-      assert(false);
-      return false;
   }
 }
 
@@ -681,7 +683,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   assert(is_ok(m));
   assert(&newSt != st);
 
-  ++nodes;
+  thisThread->nodes.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
   Key k = st->key ^ Zobrist::side;
 
   // Copy some fields of the old state to our new StateInfo object except the
@@ -697,12 +699,18 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   ++st->rule50;
   ++st->pliesFromNull;
 
+  // Used by NNUE
+  st->accumulator.state[WHITE] = Eval::NNUE::EMPTY;
+  st->accumulator.state[BLACK] = Eval::NNUE::EMPTY;
+  auto& dp = st->dirtyPiece;
+  dp.dirty_num = 1;
+
   Color us = sideToMove;
   Color them = ~us;
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
   Piece pc = piece_on(from);
-  Piece captured = type_of(m) == ENPASSANT ? make_piece(them, PAWN) : piece_on(to);
+  Piece captured = type_of(m) == EN_PASSANT ? make_piece(them, PAWN) : piece_on(to);
 
   assert(color_of(pc) == us);
   assert(captured == NO_PIECE || color_of(captured) == (type_of(m) != CASTLING ? them : us));
@@ -716,7 +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;
   }
@@ -729,7 +736,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
       // update non-pawn material.
       if (type_of(captured) == PAWN)
       {
-          if (type_of(m) == ENPASSANT)
+          if (type_of(m) == EN_PASSANT)
           {
               capsq -= pawn_push(us);
 
@@ -738,8 +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];
@@ -747,17 +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) == EN_PASSANT)
+          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;
   }
@@ -775,23 +788,32 @@ 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
+      // 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 = (from + to) / 2;
+          st->epSquare = to - pawn_push(us);
           k ^= Zobrist::enpassant[file_of(st->epSquare)];
       }
 
@@ -802,33 +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];
-      prefetch(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;
 
@@ -843,6 +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());
 }
 
@@ -870,7 +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);
   }
@@ -882,13 +926,13 @@ 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)
       {
           Square capsq = to;
 
-          if (type_of(m) == ENPASSANT)
+          if (type_of(m) == EN_PASSANT)
           {
               capsq -= pawn_push(us);
 
@@ -921,16 +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) {
@@ -938,10 +994,16 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
   assert(!checkers());
   assert(&newSt != st);
 
-  std::memcpy(&newSt, st, sizeof(StateInfo));
+  std::memcpy(&newSt, st, offsetof(StateInfo, accumulator));
+
   newSt.previous = st;
   st = &newSt;
 
+  st->dirtyPiece.dirty_num = 0;
+  st->dirtyPiece.piece[0] = NO_PIECE; // Avoid checks in UpdateAccumulator()
+  st->accumulator.state[WHITE] = Eval::NNUE::EMPTY;
+  st->accumulator.state[BLACK] = Eval::NNUE::EMPTY;
+
   if (st->epSquare != SQ_NONE)
   {
       st->key ^= Zobrist::enpassant[file_of(st->epSquare)];
@@ -949,7 +1011,7 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
   }
 
   st->key ^= Zobrist::side;
-  prefetch(TT.first_entry(st->key));
+  prefetch(TT.first_entry(key()));
 
   ++st->rule50;
   st->pliesFromNull = 0;
@@ -958,6 +1020,8 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
 
   set_check_info(st);
 
+  st->repetition = 0;
+
   assert(pos_is_ok());
 }
 
@@ -972,7 +1036,7 @@ void Position::undo_null_move() {
 
 /// Position::key_after() computes the new hash key after the given move. Needed
 /// for speculative prefetch. It doesn't recognize special moves like castling,
-/// en-passant and promotions.
+/// en passant and promotions.
 
 Key Position::key_after(Move m) const {
 
@@ -990,102 +1054,186 @@ Key Position::key_after(Move m) const {
 
 
 /// Position::see_ge (Static Exchange Evaluation Greater or Equal) tests if the
-/// SEE value of move is greater or equal to the given value. We'll use an
+/// SEE value of move is greater or equal to the given threshold. We'll use an
 /// algorithm similar to alpha-beta pruning with a null window.
 
-bool Position::see_ge(Move m, Value v) const {
+bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
 
   assert(is_ok(m));
 
-  // Castling moves are implemented as king capturing the rook so cannot be
-  // handled correctly. Simply assume the SEE value is VALUE_ZERO that is always
-  // correct unless in the rare case the rook ends up under attack.
-  if (type_of(m) == CASTLING)
-      return VALUE_ZERO >= v;
+  // Only deal with normal moves, assume others pass a simple SEE
+  if (type_of(m) != NORMAL)
+      return VALUE_ZERO >= threshold;
 
   Square from = from_sq(m), to = to_sq(m);
-  PieceType nextVictim = type_of(piece_on(from));
-  Color stm = ~color_of(piece_on(from)); // First consider opponent's move
-  Value balance; // Values of the pieces taken by us minus opponent's ones
-  Bitboard occupied, stmAttackers;
 
-  if (type_of(m) == ENPASSANT)
-  {
-      occupied = SquareBB[to - pawn_push(~stm)]; // Remove the captured pawn
-      balance = PieceValue[MG][PAWN];
-  }
-  else
-  {
-      balance = PieceValue[MG][piece_on(to)];
-      occupied = 0;
-  }
-
-  if (balance < v)
+  int swap = PieceValue[MG][piece_on(to)] - threshold;
+  if (swap < 0)
       return false;
 
-  if (nextVictim == KING)
+  swap = PieceValue[MG][piece_on(from)] - swap;
+  if (swap <= 0)
       return true;
 
-  balance -= PieceValue[MG][nextVictim];
-
-  if (balance >= v)
-      return true;
-
-  bool relativeStm = true; // True if the opponent is to move
-  occupied ^= pieces() ^ from ^ to;
-
-  // Find all attackers to the destination square, with the moving piece removed,
-  // but possibly an X-ray attacker added behind it.
-  Bitboard attackers = attackers_to(to, occupied) & occupied;
+  Bitboard occupied = pieces() ^ from ^ to;
+  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;
 
-      // Don't allow pinned pieces to attack pieces except the king as long all
-      // pinners are on their original square.
-      if (!(st->pinnersForKing[stm] & ~occupied))
-          stmAttackers &= ~st->blockersForKing[stm];
+      // 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
+      // there are pinners on their original square.
+      if (pinners(~stm) & occupied)
+          stmAttackers &= ~blockers_for_king(stm);
 
       if (!stmAttackers)
-          return relativeStm;
+          break;
+
+      res ^= 1;
 
-      // Locate and remove the next least valuable attacker
-      nextVictim = min_attacker<PAWN>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
+      // Locate and remove the next least valuable attacker, and add to
+      // the bitboard 'attackers' any X-ray attackers behind it.
+      if ((bb = stmAttackers & pieces(PAWN)))
+      {
+          if ((swap = PawnValueMg - swap) < res)
+              break;
+
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN);
+      }
 
-      if (nextVictim == KING)
-          return relativeStm == bool(attackers & pieces(~stm));
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(KNIGHT)))
+      {
+          if ((swap = KnightValueMg - swap) < res)
+              break;
 
-      balance += relativeStm ?  PieceValue[MG][nextVictim]
-                             : -PieceValue[MG][nextVictim];
+          occupied ^= lsb(bb);
+      }
 
-      relativeStm = !relativeStm;
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(BISHOP)))
+      {
+          if ((swap = BishopValueMg - swap) < res)
+              break;
 
-      if (relativeStm == (balance >= v))
-          return relativeStm;
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN);
+      }
 
-      stm = ~stm;
+      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 bool(res);
 }
 
 
 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by 50-move rule
 /// or by repetition. It does not detect stalemates.
 
-bool Position::is_draw() const {
+bool Position::is_draw(int ply) const {
 
   if (st->rule50 > 99 && (!checkers() || MoveList<LEGAL>(*this).size()))
       return true;
 
-  StateInfo* stp = st;
-  for (int i = 2, e = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull); i <= e; i += 2)
+  // 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;
+}
+
+
+// Position::has_repeated() tests whether there has been at least one repetition
+// of positions since the last capture or pawn move.
+
+bool Position::has_repeated() const {
+
+    StateInfo* stc = st;
+    int end = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
+    while (end-- >= 4)
+    {
+        if (stc->repetition)
+            return true;
+
+        stc = stc->previous;
+    }
+    return false;
+}
+
+
+/// Position::has_game_cycle() tests if the position has a move which draws by repetition,
+/// or an earlier position has a move that directly reaches the current position.
+
+bool Position::has_game_cycle(int ply) const {
+
+  int j;
+
+  int end = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
+
+  if (end < 3)
+    return false;
+
+  Key originalKey = st->key;
+  StateInfo* stp = st->previous;
+
+  for (int i = 3; i <= end; i += 2)
   {
       stp = stp->previous->previous;
 
-      if (stp->key == st->key)
-          return true; // Draw at first repetition
-  }
+      Key moveKey = originalKey ^ stp->key;
+      if (   (j = H1(moveKey), cuckoo[j] == moveKey)
+          || (j = H2(moveKey), cuckoo[j] == moveKey))
+      {
+          Move move = cuckooMove[j];
+          Square s1 = from_sq(move);
+          Square s2 = to_sq(move);
 
+          if (!(between_bb(s1, s2) & pieces()))
+          {
+              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
+              if (stp->repetition)
+                  return true;
+          }
+      }
+  }
   return false;
 }
 
@@ -1125,78 +1273,68 @@ void Position::flip() {
 }
 
 
-/// Position::pos_is_ok() performs some consistency checks for the position object.
+/// Position::pos_is_ok() performs some consistency checks for the
+/// position object and raises an asserts if something wrong is detected.
 /// This is meant to be helpful when debugging.
 
-bool Position::pos_is_ok(int* failedStep) const {
+bool Position::pos_is_ok() const {
 
-  const bool Fast = true; // Quick (default) or full check?
+  constexpr bool Fast = true; // Quick (default) or full check?
 
-  enum { Default, King, Bitboards, State, Lists, Castling };
+  if (   (sideToMove != WHITE && sideToMove != BLACK)
+      || piece_on(square<KING>(WHITE)) != W_KING
+      || piece_on(square<KING>(BLACK)) != B_KING
+      || (   ep_square() != SQ_NONE
+          && relative_rank(sideToMove, ep_square()) != RANK_6))
+      assert(0 && "pos_is_ok: Default");
 
-  for (int step = Default; step <= (Fast ? Default : Castling); step++)
-  {
-      if (failedStep)
-          *failedStep = step;
-
-      if (step == Default)
-          if (   (sideToMove != WHITE && sideToMove != BLACK)
-              || piece_on(square<KING>(WHITE)) != W_KING
-              || piece_on(square<KING>(BLACK)) != B_KING
-              || (   ep_square() != SQ_NONE
-                  && relative_rank(sideToMove, ep_square()) != RANK_6))
-              return false;
+  if (Fast)
+      return true;
 
-      if (step == King)
-          if (   std::count(board, board + SQUARE_NB, W_KING) != 1
-              || std::count(board, board + SQUARE_NB, B_KING) != 1
-              || attackers_to(square<KING>(~sideToMove)) & pieces(sideToMove))
-              return false;
+  if (   pieceCount[W_KING] != 1
+      || pieceCount[B_KING] != 1
+      || attackers_to(square<KING>(~sideToMove)) & pieces(sideToMove))
+      assert(0 && "pos_is_ok: Kings");
 
-      if (step == Bitboards)
-      {
-          if (  (pieces(WHITE) & pieces(BLACK))
-              ||(pieces(WHITE) | pieces(BLACK)) != pieces())
-              return false;
+  if (   (pieces(PAWN) & (Rank1BB | Rank8BB))
+      || pieceCount[W_PAWN] > 8
+      || pieceCount[B_PAWN] > 8)
+      assert(0 && "pos_is_ok: Pawns");
 
-          for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; ++p1)
-              for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; ++p2)
-                  if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
-                      return false;
-      }
+  if (   (pieces(WHITE) & pieces(BLACK))
+      || (pieces(WHITE) | pieces(BLACK)) != pieces()
+      || popcount(pieces(WHITE)) > 16
+      || popcount(pieces(BLACK)) > 16)
+      assert(0 && "pos_is_ok: Bitboards");
 
-      if (step == State)
-      {
-          StateInfo si = *st;
-          set_state(&si);
-          if (std::memcmp(&si, st, sizeof(StateInfo)))
-              return false;
-      }
+  for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; ++p1)
+      for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; ++p2)
+          if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
+              assert(0 && "pos_is_ok: Bitboards");
 
-      if (step == Lists)
-          for (Piece pc : Pieces)
-          {
-              if (pieceCount[pc] != popcount(pieces(color_of(pc), type_of(pc))))
-                  return false;
+  StateInfo si = *st;
+  ASSERT_ALIGNED(&si, Eval::NNUE::kCacheLineSize);
 
-              for (int i = 0; i < pieceCount[pc]; ++i)
-                  if (board[pieceList[pc][i]] != pc || index[pieceList[pc][i]] != i)
-                      return false;
-          }
+  set_state(&si);
+  if (std::memcmp(&si, st, sizeof(StateInfo)))
+      assert(0 && "pos_is_ok: State");
 
-      if (step == Castling)
-          for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-              for (CastlingSide s = KING_SIDE; s <= QUEEN_SIDE; s = CastlingSide(s + 1))
-              {
-                  if (!can_castle(c | s))
-                      continue;
-
-                  if (   piece_on(castlingRookSquare[c | s]) != make_piece(c, ROOK)
-                      || castlingRightsMask[castlingRookSquare[c | s]] != (c | s)
-                      ||(castlingRightsMask[square<KING>(c)] & (c | s)) != (c | s))
-                      return false;
-              }
-  }
+  for (Piece pc : Pieces)
+      if (   pieceCount[pc] != popcount(pieces(color_of(pc), type_of(pc)))
+          || pieceCount[pc] != std::count(board, board + SQUARE_NB, pc))
+          assert(0 && "pos_is_ok: Pieces");
+
+  for (Color c : { WHITE, BLACK })
+      for (CastlingRights cr : {c & KING_SIDE, c & QUEEN_SIDE})
+      {
+          if (!can_castle(cr))
+              continue;
+
+          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");
+      }
 
   return true;
 }