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Simplify Chess 960 castling
[stockfish] / src / position.cpp
index 14121d47af67dd234c5f04134328a9c895654717..826e847f09e11a11835422764628341cf164f0ce 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) 2015-2019 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
@@ -50,41 +48,6 @@ const string PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
 
 constexpr Piece Pieces[] = { W_PAWN, W_KNIGHT, W_BISHOP, W_ROOK, W_QUEEN, W_KING,
                              B_PAWN, B_KNIGHT, B_BISHOP, B_ROOK, B_QUEEN, B_KING };
-
-// min_attacker() is a helper function used by see_ge() to locate the least
-// valuable attacker for the side to move, remove the attacker we just found
-// from the bitboards and scan for new X-ray attacks behind it.
-
-template<int Pt>
-PieceType min_attacker(const Bitboard* byTypeBB, Square to, Bitboard stmAttackers,
-                       Bitboard& occupied, Bitboard& attackers) {
-
-  Bitboard b = stmAttackers & byTypeBB[Pt];
-  if (!b)
-      return min_attacker<Pt + 1>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
-
-  occupied ^= lsb(b); // Remove the attacker from occupied
-
-  // Add any X-ray attack behind the just removed piece. For instance with
-  // rooks in a8 and a7 attacking a1, after removing a7 we add rook in a8.
-  // Note that new added attackers can be of any color.
-  if (Pt == PAWN || Pt == BISHOP || Pt == QUEEN)
-      attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & (byTypeBB[BISHOP] | byTypeBB[QUEEN]);
-
-  if (Pt == ROOK || Pt == QUEEN)
-      attackers |= attacks_bb<ROOK>(to, occupied) & (byTypeBB[ROOK] | byTypeBB[QUEEN]);
-
-  // X-ray may add already processed pieces because byTypeBB[] is constant: in
-  // the rook example, now attackers contains _again_ rook in a7, so remove it.
-  attackers &= occupied;
-  return (PieceType)Pt;
-}
-
-template<>
-PieceType min_attacker<KING>(const Bitboard*, Square, Bitboard, Bitboard&, Bitboard&) {
-  return KING; // No need to update bitboards: it is the last cycle
-}
-
 } // namespace
 
 
@@ -99,10 +62,11 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
       for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
           os << " | " << PieceToChar[pos.piece_on(make_square(f, r))];
 
-      os << " |\n +---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
+      os << " | " << (1 + r) << "\n +---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
   }
 
-  os << "\nFen: " << pos.fen() << "\nKey: " << std::hex << std::uppercase
+  os << "   a   b   c   d   e   f   g   h\n"
+     << "\nFen: " << pos.fen() << "\nKey: " << std::hex << std::uppercase
      << std::setfill('0') << std::setw(16) << pos.key()
      << std::setfill(' ') << std::dec << "\nCheckers: ";
 
@@ -113,6 +77,8 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
       && !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;
@@ -139,8 +105,7 @@ Key cuckoo[8192];
 Move cuckooMove[8192];
 
 
-/// Position::init() initializes at startup the various arrays used to compute
-/// hash keys.
+/// Position::init() initializes at startup the various arrays used to compute hash keys
 
 void Position::init() {
 
@@ -154,15 +119,7 @@ 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>();
@@ -174,7 +131,7 @@ void Position::init() {
   for (Piece pc : Pieces)
       for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; ++s1)
           for (Square s2 = Square(s1 + 1); s2 <= SQ_H8; ++s2)
-              if (PseudoAttacks[type_of(pc)][s1] & s2)
+              if ((type_of(pc) != PAWN) && (attacks_bb(type_of(pc), s1, 0) & s2))
               {
                   Move move = make_move(s1, s2);
                   Key key = Zobrist::psq[pc][s1] ^ Zobrist::psq[pc][s2] ^ Zobrist::side;
@@ -221,9 +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 only if there is a pawn
-      in position to make an en passant capture, and if there really is a pawn
-      that might have advanced two squares.
+      is the position "behind" the pawn. Following X-FEN standard, this is recorded only
+      if there is a pawn in position to make an en passant capture, and if there really
+      is a pawn that might have advanced two squares.
 
    5) Halfmove clock. This is the number of halfmoves since the last pawn advance
       or capture. This is used to determine if a draw can be claimed under the
@@ -240,7 +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;
@@ -254,8 +210,7 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
       else if (token == '/')
           sq += 2 * SOUTH;
 
-      else if ((idx = PieceToChar.find(token)) != string::npos)
-      {
+      else if ((idx = PieceToChar.find(token)) != string::npos) {
           put_piece(Piece(idx), sq);
           ++sq;
       }
@@ -294,17 +249,25 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
       set_castling_right(c, rsq);
   }
 
-  // 4. En passant square. Ignore if no pawn capture is possible
+  // 4. En passant square.
+  // Ignore if square is invalid or not on side to move relative rank 6.
+  bool enpassant = false;
+
   if (   ((ss >> col) && (col >= 'a' && col <= 'h'))
-      && ((ss >> row) && (row == '3' || row == '6')))
+      && ((ss >> row) && (row == (sideToMove == WHITE ? '6' : '3'))))
   {
       st->epSquare = make_square(File(col - 'a'), Rank(row - '1'));
 
-      if (   !(attackers_to(st->epSquare) & pieces(sideToMove, PAWN))
-          || !(pieces(~sideToMove, PAWN) & (st->epSquare + pawn_push(~sideToMove))))
-          st->epSquare = SQ_NONE;
+      // En passant square will be considered only if
+      // a) side to move have a pawn threatening epSquare
+      // b) there is an enemy pawn in front of epSquare
+      // c) there is no piece on epSquare or behind epSquare
+      enpassant = pawn_attacks_bb(~sideToMove, st->epSquare) & pieces(sideToMove, PAWN)
+               && (pieces(~sideToMove, PAWN) & (st->epSquare + pawn_push(~sideToMove)))
+               && !(pieces() & (st->epSquare | (st->epSquare + pawn_push(sideToMove))));
   }
-  else
+
+  if (!enpassant)
       st->epSquare = SQ_NONE;
 
   // 5-6. Halfmove clock and fullmove number
@@ -317,6 +280,8 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
   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());
 
@@ -330,19 +295,18 @@ 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);
 
   castlingPath[cr] =   (between_bb(rfrom, rto) | between_bb(kfrom, kto) | rto | kto)
-                    & ~(square_bb(kfrom) | rfrom);
+                    & ~(kfrom | rfrom);
 }
 
 
@@ -355,10 +319,10 @@ void Position::set_check_info(StateInfo* si) const {
 
   Square ksq = square<KING>(~sideToMove);
 
-  si->checkSquares[PAWN]   = attacks_from<PAWN>(ksq, ~sideToMove);
-  si->checkSquares[KNIGHT] = attacks_from<KNIGHT>(ksq);
-  si->checkSquares[BISHOP] = attacks_from<BISHOP>(ksq);
-  si->checkSquares[ROOK]   = attacks_from<ROOK>(ksq);
+  si->checkSquares[PAWN]   = pawn_attacks_bb(~sideToMove, ksq);
+  si->checkSquares[KNIGHT] = attacks_bb<KNIGHT>(ksq);
+  si->checkSquares[BISHOP] = attacks_bb<BISHOP>(ksq, pieces());
+  si->checkSquares[ROOK]   = attacks_bb<ROOK>(ksq, pieces());
   si->checkSquares[QUEEN]  = si->checkSquares[BISHOP] | si->checkSquares[ROOK];
   si->checkSquares[KING]   = 0;
 }
@@ -411,11 +375,13 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
 
 Position& Position::set(const string& code, Color c, StateInfo* si) {
 
-  assert(code.length() > 0 && code.length() < 8);
   assert(code[0] == 'K');
 
   string sides[] = { code.substr(code.find('K', 1)),      // Weak
-                     code.substr(0, code.find('K', 1)) }; // Strong
+                     code.substr(0, std::min(code.find('v'), code.find('K', 1))) }; // Strong
+
+  assert(sides[0].length() > 0 && sides[0].length() < 8);
+  assert(sides[1].length() > 0 && sides[1].length() < 8);
 
   std::transform(sides[c].begin(), sides[c].end(), sides[c].begin(), tolower);
 
@@ -489,8 +455,8 @@ Bitboard Position::slider_blockers(Bitboard sliders, Square s, Bitboard& pinners
   pinners = 0;
 
   // Snipers are sliders that attack 's' when a piece and other snipers are removed
-  Bitboard snipers = (  (PseudoAttacks[  ROOK][s] & pieces(QUEEN, ROOK))
-                      | (PseudoAttacks[BISHOP][s] & pieces(QUEEN, BISHOP))) & sliders;
+  Bitboard snipers = (  (attacks_bb<  ROOK>(s) & pieces(QUEEN, ROOK))
+                      | (attacks_bb<BISHOP>(s) & pieces(QUEEN, BISHOP))) & sliders;
   Bitboard occupancy = pieces() ^ snipers;
 
   while (snipers)
@@ -514,12 +480,12 @@ Bitboard Position::slider_blockers(Bitboard sliders, Square s, Bitboard& pinners
 
 Bitboard Position::attackers_to(Square s, Bitboard occupied) const {
 
-  return  (attacks_from<PAWN>(s, BLACK)    & pieces(WHITE, PAWN))
-        | (attacks_from<PAWN>(s, WHITE)    & pieces(BLACK, PAWN))
-        | (attacks_from<KNIGHT>(s)         & pieces(KNIGHT))
+  return  (pawn_attacks_bb(BLACK, s)       & pieces(WHITE, PAWN))
+        | (pawn_attacks_bb(WHITE, s)       & pieces(BLACK, PAWN))
+        | (attacks_bb<KNIGHT>(s)           & pieces(KNIGHT))
         | (attacks_bb<  ROOK>(s, occupied) & pieces(  ROOK, QUEEN))
         | (attacks_bb<BISHOP>(s, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN))
-        | (attacks_from<KING>(s)           & pieces(KING));
+        | (attacks_bb<KING>(s)             & pieces(KING));
 }
 
 
@@ -539,7 +505,7 @@ bool Position::legal(Move m) const {
   // 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)
+  if (type_of(m) == EN_PASSANT)
   {
       Square ksq = square<KING>(us);
       Square capsq = to - pawn_push(us);
@@ -567,11 +533,9 @@ bool Position::legal(Move m) const {
           if (attackers_to(s) & pieces(~us))
               return false;
 
-      // In case of Chess960, verify that when moving the castling rook we do
-      // not discover some hidden checker.
+      // 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
-            || !(attacks_bb<ROOK>(to, pieces() ^ to_sq(m)) & pieces(~us, ROOK, QUEEN));
+      return !chess960 || !(blockers_for_king(us) & to_sq(m));
   }
 
   // If the moving piece is a king, check whether the destination square is
@@ -598,8 +562,10 @@ 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)
@@ -622,15 +588,15 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
       if ((Rank8BB | Rank1BB) & to)
           return false;
 
-      if (   !(attacks_from<PAWN>(from, us) & pieces(~us) & to) // Not a capture
+      if (   !(pawn_attacks_bb(us, from) & pieces(~us) & to) // Not a capture
           && !((from + pawn_push(us) == to) && empty(to))       // Not a single push
           && !(   (from + 2 * pawn_push(us) == to)              // Not a double push
-               && (rank_of(from) == relative_rank(us, RANK_2))
+               && (relative_rank(us, from) == RANK_2)
                && empty(to)
                && empty(to - pawn_push(us))))
           return false;
   }
-  else if (!(attacks_from(type_of(pc), from) & to))
+  else if (!(attacks_bb(type_of(pc), from, pieces()) & to))
       return false;
 
   // Evasions generator already takes care to avoid some kind of illegal moves
@@ -669,11 +635,11 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
   Square to = to_sq(m);
 
   // Is there a direct check?
-  if (st->checkSquares[type_of(piece_on(from))] & to)
+  if (check_squares(type_of(piece_on(from))) & to)
       return true;
 
   // Is there a discovered check?
-  if (   (st->blockersForKing[~sideToMove] & from)
+  if (   (blockers_for_king(~sideToMove) & from)
       && !aligned(from, to, square<KING>(~sideToMove)))
       return true;
 
@@ -689,7 +655,7 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
   // 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:
+  case EN_PASSANT:
   {
       Square capsq = make_square(file_of(to), rank_of(from));
       Bitboard b = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
@@ -697,19 +663,15 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
       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:
+  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;
   }
 }
 
@@ -739,12 +701,18 @@ 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));
@@ -770,7 +738,7 @@ 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);
 
@@ -779,8 +747,6 @@ 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];
@@ -788,8 +754,19 @@ 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];
@@ -813,21 +790,30 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   // Update castling rights if needed
   if (st->castlingRights && (castlingRightsMask[from] | castlingRightsMask[to]))
   {
-      int cr = castlingRightsMask[from] | castlingRightsMask[to];
-      k ^= Zobrist::castling[st->castlingRights & cr];
-      st->castlingRights &= ~cr;
+      k ^= Zobrist::castling[st->castlingRights];
+      st->castlingRights &= ~(castlingRightsMask[from] | castlingRightsMask[to]);
+      k ^= Zobrist::castling[st->castlingRights];
   }
 
   // Move the piece. The tricky Chess960 castling is handled earlier
   if (type_of(m) != CASTLING)
-      move_piece(pc, from, to);
+  {
+      if (Eval::useNNUE)
+      {
+          dp.piece[0] = pc;
+          dp.from[0] = from;
+          dp.to[0] = to;
+      }
+
+      move_piece(from, to);
+  }
 
   // If the moving piece is a pawn do some special extra work
   if (type_of(pc) == PAWN)
   {
-      // Set en-passant square if the moved pawn can be captured
+      // Set en passant square if the moved pawn can be captured
       if (   (int(to) ^ int(from)) == 16
-          && (attacks_from<PAWN>(to - pawn_push(us), us) & pieces(them, PAWN)))
+          && (pawn_attacks_bb(us, to - pawn_push(us)) & pieces(them, PAWN)))
       {
           st->epSquare = to - pawn_push(us);
           k ^= Zobrist::enpassant[file_of(st->epSquare)];
@@ -840,9 +826,19 @@ 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];
@@ -853,7 +849,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
           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];
 
       // Reset rule 50 draw counter
@@ -882,7 +878,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   if (end >= 4)
   {
       StateInfo* stp = st->previous->previous;
-      for (int i=4; i <= end; i += 2)
+      for (int i = 4; i <= end; i += 2)
       {
           stp = stp->previous->previous;
           if (stp->key == st->key)
@@ -920,7 +916,7 @@ 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);
   }
@@ -932,13 +928,13 @@ 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);
 
@@ -971,16 +967,28 @@ 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) {
@@ -988,10 +996,16 @@ 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)];
@@ -999,7 +1013,7 @@ 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;
@@ -1024,7 +1038,7 @@ 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 {
 
@@ -1049,79 +1063,99 @@ bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
 
   assert(is_ok(m));
 
-  // Only deal with normal moves, assume others pass a simple see
+  // Only deal with normal moves, assume others pass a simple SEE
   if (type_of(m) != NORMAL)
       return VALUE_ZERO >= threshold;
 
-  Bitboard stmAttackers;
   Square from = from_sq(m), to = to_sq(m);
-  PieceType nextVictim = type_of(piece_on(from));
-  Color us = color_of(piece_on(from));
-  Color stm = ~us; // First consider opponent's move
-  Value balance;   // Values of the pieces taken by us minus opponent's ones
 
-  // The opponent may be able to recapture so this is the best result
-  // we can hope for.
-  balance = PieceValue[MG][piece_on(to)] - threshold;
-
-  if (balance < VALUE_ZERO)
+  int swap = PieceValue[MG][piece_on(to)] - threshold;
+  if (swap < 0)
       return false;
 
-  // Now assume the worst possible result: that the opponent can
-  // capture our piece for free.
-  balance -= PieceValue[MG][nextVictim];
-
-  // If it is enough (like in PxQ) then return immediately. Note that
-  // in case nextVictim == KING we always return here, this is ok
-  // if the given move is legal.
-  if (balance >= VALUE_ZERO)
+  swap = PieceValue[MG][piece_on(from)] - swap;
+  if (swap <= 0)
       return true;
 
-  // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
-  // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
   Bitboard occupied = pieces() ^ from ^ to;
-  Bitboard attackers = attackers_to(to, occupied) & occupied;
+  Color stm = color_of(piece_on(from));
+  Bitboard attackers = attackers_to(to, occupied);
+  Bitboard stmAttackers, bb;
+  int res = 1;
 
   while (true)
   {
-      stmAttackers = attackers & pieces(stm);
+      stm = ~stm;
+      attackers &= occupied;
+
+      // If stm has no more attackers then give up: stm loses
+      if (!(stmAttackers = attackers & pieces(stm)))
+          break;
 
       // Don't allow pinned pieces to attack (except the king) as long as
-      // any pinners are on their original square.
-      if (st->pinners[~stm] & occupied)
-          stmAttackers &= ~st->blockersForKing[stm];
+      // there are pinners on their original square.
+      if (pinners(~stm) & occupied)
+          stmAttackers &= ~blockers_for_king(stm);
 
-      // If stm has no more attackers then give up: stm loses
       if (!stmAttackers)
           break;
 
+      res ^= 1;
+
       // Locate and remove the next least valuable attacker, and add to
-      // the bitboard 'attackers' the possibly X-ray attackers behind it.
-      nextVictim = min_attacker<PAWN>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
+      // the bitboard 'attackers' any X-ray attackers behind it.
+      if ((bb = stmAttackers & pieces(PAWN)))
+      {
+          if ((swap = PawnValueMg - swap) < res)
+              break;
 
-      stm = ~stm; // Switch side to move
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN);
+      }
 
-      // Negamax the balance with alpha = balance, beta = balance+1 and
-      // add nextVictim's value.
-      //
-      //      (balance, balance+1) -> (-balance-1, -balance)
-      //
-      assert(balance < VALUE_ZERO);
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(KNIGHT)))
+      {
+          if ((swap = KnightValueMg - swap) < res)
+              break;
 
-      balance = -balance - 1 - PieceValue[MG][nextVictim];
+          occupied ^= lsb(bb);
+      }
 
-      // If balance is still non-negative after giving away nextVictim then we
-      // win. The only thing to be careful about it is that we should revert
-      // stm if we captured with the king when the opponent still has attackers.
-      if (balance >= VALUE_ZERO)
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(BISHOP)))
       {
-          if (nextVictim == KING && (attackers & pieces(stm)))
-              stm = ~stm;
-          break;
+          if ((swap = BishopValueMg - swap) < res)
+              break;
+
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN);
       }
-      assert(nextVictim != KING);
+
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(ROOK)))
+      {
+          if ((swap = RookValueMg - swap) < res)
+              break;
+
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |= attacks_bb<ROOK>(to, occupied) & pieces(ROOK, QUEEN);
+      }
+
+      else if ((bb = stmAttackers & pieces(QUEEN)))
+      {
+          if ((swap = QueenValueMg - swap) < res)
+              break;
+
+          occupied ^= lsb(bb);
+          attackers |=  (attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN))
+                      | (attacks_bb<ROOK  >(to, occupied) & pieces(ROOK  , QUEEN));
+      }
+
+      else // KING
+           // If we "capture" with the king but opponent still has attackers,
+           // reverse the result.
+          return (attackers & ~pieces(stm)) ? res ^ 1 : res;
   }
-  return us != stm; // We break the above loop when stm loses
+
+  return bool(res);
 }
 
 
@@ -1135,10 +1169,7 @@ bool Position::is_draw(int ply) const {
 
   // Return a draw score if a position repeats once earlier but strictly
   // after the root, or repeats twice before or at the root.
-  if (st->repetition && st->repetition < ply)
-      return true;
-
-  return false;
+  return st->repetition && st->repetition < ply;
 }
 
 
@@ -1284,30 +1315,26 @@ bool Position::pos_is_ok() const {
               assert(0 && "pos_is_ok: Bitboards");
 
   StateInfo si = *st;
+  ASSERT_ALIGNED(&si, Eval::NNUE::kCacheLineSize);
+
   set_state(&si);
   if (std::memcmp(&si, st, sizeof(StateInfo)))
       assert(0 && "pos_is_ok: State");
 
   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 (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))
+  for (Color c : { WHITE, BLACK })
+      for (CastlingRights cr : {c & KING_SIDE, c & QUEEN_SIDE})
       {
-          if (!can_castle(c | s))
+          if (!can_castle(cr))
               continue;
 
-          if (   piece_on(castlingRookSquare[c | s]) != make_piece(c, ROOK)
-              || castlingRightsMask[castlingRookSquare[c | s]] != (c | s)
-              || (castlingRightsMask[square<KING>(c)] & (c | s)) != (c | s))
+          if (   piece_on(castlingRookSquare[cr]) != make_piece(c, ROOK)
+              || castlingRightsMask[castlingRookSquare[cr]] != cr
+              || (castlingRightsMask[square<KING>(c)] & cr) != cr)
               assert(0 && "pos_is_ok: Castling");
       }