]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/position.cpp
Simplify pos_is_ok()
[stockfish] / src / position.cpp
index 779c2640b3be24b261f77af64ae2dff30f4839cf..67cf2a02522c7f062d0cc41c647e01bb6463e91d 100644 (file)
@@ -2,7 +2,7 @@
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
-  Copyright (C) 2015-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2017 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -20,7 +20,8 @@
 
 #include <algorithm>
 #include <cassert>
-#include <cstring>   // For std::memset, std::memcmp
+#include <cstddef> // For offsetof()
+#include <cstring> // For std::memset, std::memcmp
 #include <iomanip>
 #include <sstream>
 
 #include "thread.h"
 #include "tt.h"
 #include "uci.h"
+#include "syzygy/tbprobe.h"
 
 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
+const Piece Pieces[] = { W_PAWN, W_KNIGHT, W_BISHOP, W_ROOK, W_QUEEN, W_KING,
+                         B_PAWN, B_KNIGHT, B_BISHOP, B_ROOK, B_QUEEN, B_KING };
+
+// min_attacker() is a helper function used by see_ge() to locate the least
 // valuable attacker for the side to move, remove the attacker we just found
 // from the bitboards and scan for new X-ray attacks behind it.
 
@@ -56,7 +65,7 @@ PieceType min_attacker(const Bitboard* bb, Square to, Bitboard stmAttackers,
 
   Bitboard b = stmAttackers & bb[Pt];
   if (!b)
-      return min_attacker<Pt+1>(bb, to, stmAttackers, occupied, attackers);
+      return min_attacker<Pt + 1>(bb, to, stmAttackers, occupied, attackers);
 
   occupied ^= b & ~(b - 1);
 
@@ -93,11 +102,25 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
   }
 
   os << "\nFen: " << pos.fen() << "\nKey: " << std::hex << std::uppercase
-     << std::setfill('0') << std::setw(16) << pos.key() << std::dec << "\nCheckers: ";
+     << std::setfill('0') << std::setw(16) << pos.key()
+     << std::setfill(' ') << std::dec << "\nCheckers: ";
 
   for (Bitboard b = pos.checkers(); b; )
       os << UCI::square(pop_lsb(&b)) << " ";
 
+  if (    int(Tablebases::MaxCardinality) >= popcount(pos.pieces())
+      && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
+  {
+      StateInfo st;
+      Position p;
+      p.set(pos.fen(), pos.is_chess960(), &st, pos.this_thread());
+      Tablebases::ProbeState s1, 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 << ")";
+  }
+
   return os;
 }
 
@@ -128,6 +151,7 @@ void Position::init() {
   }
 
   Zobrist::side = rng.rand<Key>();
+  Zobrist::noPawns = rng.rand<Key>();
 }
 
 
@@ -159,8 +183,9 @@ 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. 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
@@ -237,7 +262,8 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
   {
       st->epSquare = make_square(File(col - 'a'), Rank(row - '1'));
 
-      if (!(attackers_to(st->epSquare) & pieces(sideToMove, PAWN)))
+      if (   !(attackers_to(st->epSquare) & pieces(sideToMove, PAWN))
+          || !(pieces(~sideToMove, PAWN) & (st->epSquare + pawn_push(~sideToMove))))
           st->epSquare = SQ_NONE;
   }
   else
@@ -312,7 +338,8 @@ 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);
@@ -352,6 +379,27 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
 }
 
 
+/// Position::set() is an overload to initialize the position object with
+/// 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
+
+  std::transform(sides[c].begin(), sides[c].end(), sides[c].begin(), tolower);
+
+  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);
+}
+
+
 /// Position::fen() returns a FEN representation of the position. In case of
 /// Chess960 the Shredder-FEN notation is used. This is mainly a debugging function.
 
@@ -420,23 +468,28 @@ Phase Position::game_phase() const {
 /// slider if removing that piece from the board would result in a position where
 /// square 's' is attacked. For example, a king-attack blocking piece can be either
 /// a pinned or a discovered check piece, according if its color is the opposite
-/// or the same of the color of the slider. The pinners bitboard get filled with
-/// real and potential pinners.
+/// or the same of the color of the slider.
 
 Bitboard Position::slider_blockers(Bitboard sliders, Square s, Bitboard& pinners) const {
 
-  Bitboard b, p, result = 0;
+  Bitboard result = 0;
+  pinners = 0;
 
-  // Pinners are sliders that attack 's' when a pinned piece is removed
-  pinners = p = (  (PseudoAttacks[ROOK  ][s] & pieces(QUEEN, ROOK))
-                 | (PseudoAttacks[BISHOP][s] & pieces(QUEEN, BISHOP))) & sliders;
+  // 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;
 
-  while (p)
+  while (snipers)
   {
-      b = between_bb(s, pop_lsb(&p)) & pieces();
-
-      if (!more_than_one(b))
-          result |= b;
+    Square sniperSq = pop_lsb(&snipers);
+    Bitboard b = between_bb(s, sniperSq) & pieces();
+
+    if (!more_than_one(b))
+    {
+        result |= b;
+        if (b & pieces(color_of(piece_on(s))))
+            pinners |= sniperSq;
+    }
   }
   return result;
 }
@@ -450,7 +503,7 @@ 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))
+        | (attacks_bb<  ROOK>(s, occupied) & pieces(  ROOK, QUEEN))
         | (attacks_bb<BISHOP>(s, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN))
         | (attacks_from<KING>(s)           & pieces(KING));
 }
@@ -544,7 +597,7 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
                && empty(to - pawn_push(us))))
           return false;
   }
-  else if (!(attacks_from(pc, from) & to))
+  else if (!(attacks_from(type_of(pc), from) & to))
       return false;
 
   // Evasions generator already takes care to avoid some kind of illegal moves
@@ -597,7 +650,7 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
       return false;
 
   case PROMOTION:
-      return attacks_bb(Piece(promotion_type(m)), to, pieces() ^ from) & square<KING>(~sideToMove);
+      return attacks_bb(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
@@ -776,7 +829,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
 
       // Update pawn hash key and prefetch access to pawnsTable
       st->pawnKey ^= Zobrist::psq[pc][from] ^ Zobrist::psq[pc][to];
-      prefetch(thisThread->pawnsTable[st->pawnKey]);
+      prefetch2(thisThread->pawnsTable[st->pawnKey]);
 
       // Reset rule 50 draw counter
       st->rule50 = 0;
@@ -945,120 +998,112 @@ Key Position::key_after(Move m) const {
 }
 
 
-/// Position::see() is a static exchange evaluator: It tries to estimate the
-/// material gain or loss resulting from a move.
+/// Position::see_ge (Static Exchange Evaluation Greater or Equal) tests if the
+/// 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.
 
-Value Position::see_sign(Move m) const {
+bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
 
   assert(is_ok(m));
 
-  // Early return if SEE cannot be negative because captured piece value
-  // is not less then capturing one. Note that king moves always return
-  // here because king midgame value is set to 0.
-  if (PieceValue[MG][moved_piece(m)] <= PieceValue[MG][piece_on(to_sq(m))])
-      return VALUE_KNOWN_WIN;
-
-  return see(m);
-}
-
-Value Position::see(Move m) const {
-
-  Square from, to;
-  Bitboard occupied, attackers, stmAttackers;
-  Value swapList[32];
-  int slIndex = 1;
-  PieceType captured;
-  Color stm;
-
-  assert(is_ok(m));
-
-  from = from_sq(m);
-  to = to_sq(m);
-  swapList[0] = PieceValue[MG][piece_on(to)];
-  stm = color_of(piece_on(from));
-  occupied = pieces() ^ from;
-
-  // Castling moves are implemented as king capturing the rook so cannot
-  // be handled correctly. Simply return VALUE_ZERO that is always correct
-  // unless in the rare case the rook ends up under attack.
+  // 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;
+      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 ^= to - pawn_push(stm); // Remove the captured pawn
-      swapList[0] = PieceValue[MG][PAWN];
+      occupied = SquareBB[to - pawn_push(~stm)]; // Remove the captured pawn
+      balance = PieceValue[MG][PAWN];
+  }
+  else
+  {
+      balance = PieceValue[MG][piece_on(to)];
+      occupied = 0;
   }
 
-  // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
-  // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
-  attackers = attackers_to(to, occupied) & occupied;
+  if (balance < threshold)
+      return false;
 
-  // If the opponent has no attackers we are finished
-  stm = ~stm;
-  stmAttackers = attackers & pieces(stm);
-  occupied ^= to; // For the case when captured piece is a pinner
+  if (nextVictim == KING)
+      return true;
 
-  // Don't allow pinned pieces to attack as long all pinners (this includes also
-  // potential ones) are on their original square. When a pinner moves to the
-  // exchange-square or get captured on it, we fall back to standard SEE behaviour.
-  if (   (stmAttackers & pinned_pieces(stm))
-      && (st->pinnersForKing[stm] & occupied) == st->pinnersForKing[stm])
-      stmAttackers &= ~pinned_pieces(stm);
+  balance -= PieceValue[MG][nextVictim];
 
-  if (!stmAttackers)
-        return swapList[0];
+  if (balance >= threshold)
+      return true;
 
-  // The destination square is defended, which makes things rather more
-  // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
-  // the material gain or loss at each stop in a sequence of captures to the
-  // destination square, where the sides alternately capture, and always
-  // capture with the least valuable piece. After each capture, we look for
-  // new X-ray attacks from behind the capturing piece.
-  captured = type_of(piece_on(from));
+  bool relativeStm = true; // True if the opponent is to move
+  occupied ^= pieces() ^ from ^ to;
 
-  do {
-      assert(slIndex < 32);
+  // 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;
 
-      // Add the new entry to the swap list
-      swapList[slIndex] = -swapList[slIndex - 1] + PieceValue[MG][captured];
+  while (true)
+  {
+      stmAttackers = attackers & pieces(stm);
+
+      // 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 (!stmAttackers)
+          return relativeStm;
 
       // Locate and remove the next least valuable attacker
-      captured = min_attacker<PAWN>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
-      stm = ~stm;
-      stmAttackers = attackers & pieces(stm);
-      if (   (stmAttackers & pinned_pieces(stm))
-          && (st->pinnersForKing[stm] & occupied) == st->pinnersForKing[stm])
-          stmAttackers &= ~pinned_pieces(stm);
+      nextVictim = min_attacker<PAWN>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
 
-      ++slIndex;
+      if (nextVictim == KING)
+          return relativeStm == bool(attackers & pieces(~stm));
 
-  } while (stmAttackers && (captured != KING || (--slIndex, false))); // Stop before a king capture
+      balance += relativeStm ?  PieceValue[MG][nextVictim]
+                             : -PieceValue[MG][nextVictim];
 
-  // 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.
-  while (--slIndex)
-      swapList[slIndex - 1] = std::min(-swapList[slIndex], swapList[slIndex - 1]);
+      relativeStm = !relativeStm;
 
-  return swapList[0];
+      if (relativeStm == (balance >= threshold))
+          return relativeStm;
+
+      stm = ~stm;
+  }
 }
 
 
 /// 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)
+  int end = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
+
+  if (end < 4)
+    return false;
+
+  StateInfo* stp = st->previous->previous;
+  int cnt = 0;
+
+  for (int i = 4; i <= end; i += 2)
   {
       stp = stp->previous->previous;
 
-      if (stp->key == st->key)
-          return true; // Draw at first repetition
+      // At root position ply is 1, so return a draw score if a position
+      // repeats once earlier but strictly after the root, or repeats twice
+      // before or at the root.
+      if (   stp->key == st->key
+          && ++cnt + (ply - 1 > i) == 2)
+          return true;
   }
 
   return false;
@@ -1100,78 +1145,72 @@ 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?
 
-  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;
+  set_state(&si);
+  if (std::memcmp(&si, st, sizeof(StateInfo)))
+      assert(0 && "pos_is_ok: State");
 
-              for (int i = 0; i < pieceCount[pc]; ++i)
-                  if (board[pieceList[pc][i]] != pc || index[pieceList[pc][i]] != i)
-                      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");
 
-      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 (int i = 0; i < pieceCount[pc]; ++i)
+          if (board[pieceList[pc][i]] != pc || index[pieceList[pc][i]] != i)
+              assert(0 && "pos_is_ok: Index");
   }
 
+  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
+      for (CastlingSide s = KING_SIDE; s <= QUEEN_SIDE; s = CastlingSide(s + 1))
+      {
+          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))
+              assert(0 && "pos_is_ok: Castling");
+      }
+
   return true;
 }