]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/position.cpp
Micro-optimize castling handling in do_move()
[stockfish] / src / position.cpp
index 9f9069cdf67c318264353bb73e5f9d0d317c6627..8f70b5dfd3ab3af4c644072396622c75257ce381 100644 (file)
@@ -20,7 +20,6 @@
 #include <cassert>
 #include <cstring>
 #include <fstream>
-#include <map>
 #include <iostream>
 #include <sstream>
 
@@ -77,33 +76,8 @@ namespace {
   // Bonus for having the side to move (modified by Joona Kiiski)
   const Score TempoValue = make_score(48, 22);
 
-  struct PieceLetters : public std::map<char, Piece> {
-
-    PieceLetters() {
-
-      operator[]('K') = WK; operator[]('k') = BK;
-      operator[]('Q') = WQ; operator[]('q') = BQ;
-      operator[]('R') = WR; operator[]('r') = BR;
-      operator[]('B') = WB; operator[]('b') = BB;
-      operator[]('N') = WN; operator[]('n') = BN;
-      operator[]('P') = WP; operator[]('p') = BP;
-      operator[](' ') = PIECE_NONE;
-      operator[]('.') = PIECE_NONE_DARK_SQ;
-    }
-
-    char from_piece(Piece p) const {
-
-      std::map<char, Piece>::const_iterator it;
-      for (it = begin(); it != end(); ++it)
-          if (it->second == p)
-              return it->first;
-
-      assert(false);
-      return 0;
-    }
-  };
-
-  PieceLetters pieceLetters;
+  // To convert a Piece to and from a FEN char
+  const string PieceToChar(".PNBRQK  pnbrqk  ");
 }
 
 
@@ -192,17 +166,19 @@ void Position::from_fen(const string& fen, bool isChess960) {
 
   char token;
   int hmc, fmn;
-  std::istringstream ss(fen);
+  size_t p;
   Square sq = SQ_A8;
+  std::istringstream ss(fen);
 
   clear();
+  ss >> std::noskipws;
 
   // 1. Piece placement field
-  while (ss.get(token) && token != ' ')
+  while ((ss >> token) && !isspace(token))
   {
-      if (pieceLetters.find(token) != pieceLetters.end())
+      if ((p = PieceToChar.find(token)) != string::npos)
       {
-          put_piece(pieceLetters[token], sq);
+          put_piece(Piece(p), sq);
           sq++;
       }
       else if (isdigit(token))
@@ -214,23 +190,23 @@ void Position::from_fen(const string& fen, bool isChess960) {
   }
 
   // 2. Active color
-  if (!ss.get(token) || (token != 'w' && token != 'b'))
+  if (!(ss >> token) || (token != 'w' && token != 'b'))
       goto incorrect_fen;
 
   sideToMove = (token == 'w' ? WHITE : BLACK);
 
-  if (!ss.get(token) || token != ' ')
+  if (!(ss >> token) || !isspace(token))
       goto incorrect_fen;
 
   // 3. Castling availability
-  while (ss.get(token) && token != ' ')
+  while ((ss >> token) && !isspace(token))
       if (!set_castling_rights(token))
           goto incorrect_fen;
 
   // 4. En passant square
   char col, row;
-  if (   (ss.get(col) && (col >= 'a' && col <= 'h'))
-      && (ss.get(row) && (row == '3' || row == '6')))
+  if (   ((ss >> col) && (col >= 'a' && col <= 'h'))
+      && ((ss >> row) && (row == '3' || row == '6')))
   {
       st->epSquare = make_square(file_from_char(col), rank_from_char(row));
 
@@ -241,7 +217,7 @@ void Position::from_fen(const string& fen, bool isChess960) {
   }
 
   // 5. Halfmove clock
-  if (ss >> hmc)
+  if (ss >> std::skipws >> hmc)
       st->rule50 = hmc;
 
   // 6. Fullmove number
@@ -294,7 +270,7 @@ bool Position::set_castling_rights(char token) {
         for (Square sq = sqH; sq >= sqA; sq--)
             if (piece_on(sq) == rook)
             {
-                do_allow_oo(c);
+                set_castle_kingside(c);
                 initialKRFile = square_file(sq);
                 break;
             }
@@ -304,7 +280,7 @@ bool Position::set_castling_rights(char token) {
         for (Square sq = sqA; sq <= sqH; sq++)
             if (piece_on(sq) == rook)
             {
-                do_allow_ooo(c);
+                set_castle_queenside(c);
                 initialQRFile = square_file(sq);
                 break;
             }
@@ -314,12 +290,12 @@ bool Position::set_castling_rights(char token) {
         File rookFile = File(token - 'A') + FILE_A;
         if (rookFile < initialKFile)
         {
-            do_allow_ooo(c);
+            set_castle_queenside(c);
             initialQRFile = rookFile;
         }
         else
         {
-            do_allow_oo(c);
+            set_castle_kingside(c);
             initialKRFile = rookFile;
         }
     }
@@ -337,10 +313,12 @@ const string Position::to_fen() const {
 
   string fen;
   Square sq;
-  char emptyCnt = '0';
+  char emptyCnt;
 
   for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--, fen += '/')
   {
+      emptyCnt = '0';
+
       for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
       {
           sq = make_square(file, rank);
@@ -352,16 +330,13 @@ const string Position::to_fen() const {
                   fen += emptyCnt;
                   emptyCnt = '0';
               }
-              fen += pieceLetters.from_piece(piece_on(sq));
+              fen += PieceToChar[piece_on(sq)];
           } else
               emptyCnt++;
       }
 
       if (emptyCnt != '0')
-      {
           fen += emptyCnt;
-          emptyCnt = '0';
-      }
   }
 
   fen += (sideToMove == WHITE ? " w " : " b ");
@@ -413,7 +388,7 @@ void Position::print(Move move) const {
               piece = PIECE_NONE_DARK_SQ;
 
           char c = (color_of_piece_on(sq) == BLACK ? '=' : ' ');
-          cout << c << pieceLetters.from_piece(piece) << c << '|';
+          cout << c << PieceToChar[piece] << c << '|';
       }
   }
   cout << dottedLine << "Fen is: " << to_fen() << "\nKey is: " << st->key << endl;
@@ -490,6 +465,16 @@ Bitboard Position::attackers_to(Square s) const {
         | (attacks_from<KING>(s)        & pieces(KING));
 }
 
+Bitboard Position::attackers_to(Square s, Bitboard occ) const {
+
+  return  (attacks_from<PAWN>(s, BLACK) & pieces(PAWN, WHITE))
+        | (attacks_from<PAWN>(s, WHITE) & pieces(PAWN, BLACK))
+        | (attacks_from<KNIGHT>(s)      & pieces(KNIGHT))
+        | (rook_attacks_bb(s, occ)      & pieces(ROOK, QUEEN))
+        | (bishop_attacks_bb(s, occ)    & pieces(BISHOP, QUEEN))
+        | (attacks_from<KING>(s)        & pieces(KING));
+}
+
 /// Position::attacks_from() computes a bitboard of all attacks
 /// of a given piece put in a given square.
 
@@ -570,18 +555,18 @@ bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
   assert(move_is_ok(m));
   assert(pinned == pinned_pieces(side_to_move()));
 
-  // Castling moves are checked for legality during move generation.
-  if (move_is_castle(m))
-      return true;
+  Color us = side_to_move();
+  Square from = move_from(m);
+
+  assert(color_of_piece_on(from) == us);
+  assert(piece_on(king_square(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 (move_is_ep(m))
   {
-      Color us = side_to_move();
       Color them = opposite_color(us);
-      Square from = move_from(m);
       Square to = move_to(m);
       Square capsq = make_square(square_file(to), square_rank(from));
       Square ksq = king_square(us);
@@ -600,16 +585,11 @@ bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
             && !(bishop_attacks_bb(ksq, b) & pieces(BISHOP, QUEEN, them));
   }
 
-  Color us = side_to_move();
-  Square from = move_from(m);
-
-  assert(color_of_piece_on(from) == us);
-  assert(piece_on(king_square(us)) == make_piece(us, KING));
-
   // If the moving piece is a king, check whether the destination
-  // square is attacked by the opponent.
+  // square is attacked by the opponent. Castling moves are checked
+  // for legality during move generation.
   if (type_of_piece_on(from) == KING)
-      return !(attackers_to(move_to(m)) & pieces_of_color(opposite_color(us)));
+      return move_is_castle(m) || !(attackers_to(move_to(m)) & pieces_of_color(opposite_color(us)));
 
   // A non-king move is legal if and only if it is not pinned or it
   // is moving along the ray towards or away from the king.
@@ -619,55 +599,32 @@ bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
 }
 
 
-/// Position::pl_move_is_evasion() tests whether a pseudo-legal move is a legal evasion
-
-bool Position::pl_move_is_evasion(Move m, Bitboard pinned) const
-{
-  assert(is_check());
-
-  Color us = side_to_move();
-  Square from = move_from(m);
-  Square to = move_to(m);
-
-  // King moves and en-passant captures are verified in pl_move_is_legal()
-  if (type_of_piece_on(from) == KING || move_is_ep(m))
-      return pl_move_is_legal(m, pinned);
-
-  Bitboard target = checkers();
-  Square checksq = pop_1st_bit(&target);
-
-  if (target) // double check ?
-      return false;
-
-  // Our move must be a blocking evasion or a capture of the checking piece
-  target = squares_between(checksq, king_square(us)) | checkers();
-  return bit_is_set(target, to) && pl_move_is_legal(m, pinned);
-}
-
-/// Position::move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
-/// move and tests whether the move is legal. This version is not very fast and
-/// should be used only in non time-critical paths.
+/// Position::move_is_pl_slow() takes a position and a move and tests whether
+/// the move is pseudo legal. This version is not very fast and should be used
+/// only in non time-critical paths.
 
-bool Position::move_is_legal(const Move m) const {
+bool Position::move_is_pl_slow(const Move m) const {
 
   MoveStack mlist[MAX_MOVES];
-  MoveStack *cur, *last = generate<MV_PSEUDO_LEGAL>(*this, mlist);
+  MoveStack *cur, *last;
 
-   for (cur = mlist; cur != last; cur++)
+  last = in_check() ? generate<MV_EVASION>(*this, mlist)
+                    : generate<MV_NON_EVASION>(*this, mlist);
+
+  for (cur = mlist; cur != last; cur++)
       if (cur->move == m)
-          return pl_move_is_legal(m, pinned_pieces(sideToMove));
+          return true;
 
   return false;
 }
 
 
-/// Fast version of Position::move_is_legal() that takes a position a move and
-/// a bitboard of pinned pieces as input, and tests whether the move is legal.
+/// Fast version of Position::move_is_pl() that takes a position a move and a
+/// bitboard of pinned pieces as input, and tests whether the move is pseudo legal.
 
-bool Position::move_is_legal(const Move m, Bitboard pinned) const {
+bool Position::move_is_pl(const Move m) const {
 
   assert(is_ok());
-  assert(pinned == pinned_pieces(sideToMove));
 
   Color us = sideToMove;
   Color them = opposite_color(sideToMove);
@@ -677,11 +634,15 @@ bool Position::move_is_legal(const Move m, Bitboard pinned) const {
 
   // Use a slower but simpler function for uncommon cases
   if (move_is_special(m))
-      return move_is_legal(m);
+      return move_is_pl_slow(m);
+
+  // Is not a promotion, so promotion piece must be empty
+  if (promotion_piece_type(m) - 2 != PIECE_TYPE_NONE)
+      return false;
 
   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
   // move, the move is obviously not legal.
-  if (color_of_piece(pc) != us)
+  if (pc == PIECE_NONE || color_of_piece(pc) != us)
       return false;
 
   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
@@ -711,16 +672,20 @@ bool Position::move_is_legal(const Move m, Bitboard pinned) const {
       case DELTA_SE:
       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
       // piece (en passant captures was handled earlier).
-          if (color_of_piece_on(to) != them)
-              return false;
-          break;
+      if (color_of_piece_on(to) != them)
+          return false;
+
+      // From and to files must be one file apart, avoids a7h5
+      if (abs(square_file(from) - square_file(to)) != 1)
+          return false;
+      break;
 
       case DELTA_N:
       case DELTA_S:
       // Pawn push. The destination square must be empty.
-          if (!square_is_empty(to))
-              return false;
-          break;
+      if (!square_is_empty(to))
+          return false;
+      break;
 
       case DELTA_NN:
       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
@@ -730,17 +695,17 @@ bool Position::move_is_legal(const Move m, Bitboard pinned) const {
           || !square_is_empty(to)
           || !square_is_empty(from + DELTA_N))
           return false;
-          break;
+      break;
 
       case DELTA_SS:
       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
       // rank, and both the destination square and the square between the
       // source and destination squares must be empty.
-          if (   square_rank(to) != RANK_5
-              || !square_is_empty(to)
-              || !square_is_empty(from + DELTA_S))
-              return false;
-          break;
+      if (   square_rank(to) != RANK_5
+          || !square_is_empty(to)
+          || !square_is_empty(from + DELTA_S))
+          return false;
+      break;
 
       default:
           return false;
@@ -749,19 +714,44 @@ bool Position::move_is_legal(const Move m, Bitboard pinned) const {
   else if (!bit_is_set(attacks_from(pc, from), to))
       return false;
 
-  // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
-  return is_check() ? pl_move_is_evasion(m, pinned) : pl_move_is_legal(m, pinned);
+  if (in_check())
+  {
+      // In case of king moves under check we have to remove king so to catch
+      // as invalid moves like b1a1 when opposite queen is on c1.
+      if (type_of_piece_on(from) == KING)
+      {
+          Bitboard b = occupied_squares();
+          clear_bit(&b, from);
+          if (attackers_to(move_to(m), b) & pieces_of_color(opposite_color(us)))
+              return false;
+      }
+      else
+      {
+          Bitboard target = checkers();
+          Square checksq = pop_1st_bit(&target);
+
+          if (target) // double check ? In this case a king move is required
+              return false;
+
+          // Our move must be a blocking evasion or a capture of the checking piece
+          target = squares_between(checksq, king_square(us)) | checkers();
+          if (!bit_is_set(target, move_to(m)))
+              return false;
+      }
+  }
+
+  return true;
 }
 
 
-/// Position::move_is_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
+/// Position::move_gives_check() tests whether a pseudo-legal move is a check
 
-bool Position::move_is_check(Move m) const {
+bool Position::move_gives_check(Move m) const {
 
-  return move_is_check(m, CheckInfo(*this));
+  return move_gives_check(m, CheckInfo(*this));
 }
 
-bool Position::move_is_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
+bool Position::move_gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
 
   assert(is_ok());
   assert(move_is_ok(m));
@@ -798,7 +788,7 @@ bool Position::move_is_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
   {
       clear_bit(&b, from);
 
-      switch (move_promotion_piece(m))
+      switch (promotion_piece_type(m))
       {
       case KNIGHT:
           return bit_is_set(attacks_from<KNIGHT>(to), ci.ksq);
@@ -883,7 +873,7 @@ void Position::do_setup_move(Move m) {
 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
 
   CheckInfo ci(*this);
-  do_move(m, newSt, ci, move_is_check(m, ci));
+  do_move(m, newSt, ci, move_gives_check(m, ci));
 }
 
 void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveIsCheck) {
@@ -959,13 +949,12 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
       st->epSquare = SQ_NONE;
   }
 
-  // Update castle rights, try to shortcut a common case
-  int cm = castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to];
-  if (cm != ALL_CASTLES && ((cm & st->castleRights) != st->castleRights))
+  // Update castle rights if needed
+  if (    st->castleRights != CASTLES_NONE
+      && (castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to]) != ALL_CASTLES)
   {
       key ^= zobCastle[st->castleRights];
-      st->castleRights &= castleRightsMask[from];
-      st->castleRights &= castleRightsMask[to];
+      st->castleRights &= castleRightsMask[from] & castleRightsMask[to];
       key ^= zobCastle[st->castleRights];
   }
 
@@ -1008,7 +997,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
 
       if (pm) // promotion ?
       {
-          PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
+          PieceType promotion = promotion_piece_type(m);
 
           assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
 
@@ -1288,7 +1277,7 @@ void Position::undo_move(Move m) {
 
   if (pm) // promotion ?
   {
-      PieceType promotion = move_promotion_piece(m);
+      PieceType promotion = promotion_piece_type(m);
       pt = PAWN;
 
       assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
@@ -1430,7 +1419,7 @@ void Position::undo_castle_move(Move m) {
 void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
 
   assert(is_ok());
-  assert(!is_check());
+  assert(!in_check());
 
   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
   // StateInfo object.
@@ -1467,7 +1456,7 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
 void Position::undo_null_move() {
 
   assert(is_ok());
-  assert(!is_check());
+  assert(!in_check());
 
   // Restore information from the our backup StateInfo object
   StateInfo* backupSt = st->previous;
@@ -1490,12 +1479,6 @@ void Position::undo_null_move() {
 /// move, and one which takes a 'from' and a 'to' square. The function does
 /// not yet understand promotions captures.
 
-int Position::see(Move m) const {
-
-  assert(move_is_ok(m));
-  return see(move_from(m), move_to(m));
-}
-
 int Position::see_sign(Move m) const {
 
   assert(move_is_ok(m));
@@ -1509,25 +1492,28 @@ int Position::see_sign(Move m) const {
   if (midgame_value_of_piece_on(to) >= midgame_value_of_piece_on(from))
       return 1;
 
-  return see(from, to);
+  return see(m);
 }
 
-int Position::see(Square from, Square to) const {
+int Position::see(Move m) const {
 
+  Square from, to;
   Bitboard occupied, attackers, stmAttackers, b;
   int swapList[32], slIndex = 1;
   PieceType capturedType, pt;
   Color stm;
 
-  assert(square_is_ok(from));
-  assert(square_is_ok(to));
-
-  capturedType = type_of_piece_on(to);
+  assert(move_is_ok(m));
 
-  // King cannot be recaptured
-  if (capturedType == KING)
-      return seeValues[capturedType];
+  // As castle moves are implemented as capturing the rook, they have
+  // SEE == RookValueMidgame most of the times (unless the rook is under
+  // attack).
+  if (move_is_castle(m))
+      return 0;
 
+  from = move_from(m);
+  to = move_to(m);
+  capturedType = type_of_piece_on(to);
   occupied = occupied_squares();
 
   // Handle en passant moves
@@ -1546,12 +1532,7 @@ int Position::see(Square from, Square to) const {
   // Find all attackers to the destination square, with the moving piece
   // removed, but possibly an X-ray attacker added behind it.
   clear_bit(&occupied, from);
-  attackers =  (rook_attacks_bb(to, occupied)  & pieces(ROOK, QUEEN))
-             | (bishop_attacks_bb(to, occupied)& pieces(BISHOP, QUEEN))
-             | (attacks_from<KNIGHT>(to)       & pieces(KNIGHT))
-             | (attacks_from<KING>(to)         & pieces(KING))
-             | (attacks_from<PAWN>(to, WHITE)  & pieces(PAWN, BLACK))
-             | (attacks_from<PAWN>(to, BLACK)  & pieces(PAWN, WHITE));
+  attackers = attackers_to(to, occupied);
 
   // If the opponent has no attackers we are finished
   stm = opposite_color(color_of_piece_on(from));
@@ -1771,7 +1752,7 @@ Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material,
 /// repetition, or the 50 moves rule. It does not detect stalemates, this
 /// must be done by the search.
-
+template<bool SkipRepetition>
 bool Position::is_draw() const {
 
   // Draw by material?
@@ -1784,13 +1765,18 @@ bool Position::is_draw() const {
       return true;
 
   // Draw by repetition?
-  for (int i = 4, e = Min(Min(st->gamePly, st->rule50), st->pliesFromNull); i <= e; i += 2)
-      if (history[st->gamePly - i] == st->key)
-          return true;
+  if (!SkipRepetition)
+      for (int i = 4, e = Min(Min(st->gamePly, st->rule50), st->pliesFromNull); i <= e; i += 2)
+          if (history[st->gamePly - i] == st->key)
+              return true;
 
   return false;
 }
 
+// Explicit template instantiations
+template bool Position::is_draw<false>() const;
+template bool Position::is_draw<true>() const;
+
 
 /// Position::is_mate() returns true or false depending on whether the
 /// side to move is checkmated.
@@ -1798,7 +1784,7 @@ bool Position::is_draw() const {
 bool Position::is_mate() const {
 
   MoveStack moves[MAX_MOVES];
-  return is_check() && generate<MV_LEGAL>(*this, moves) == moves;
+  return in_check() && generate<MV_LEGAL>(*this, moves) == moves;
 }
 
 
@@ -1864,10 +1850,10 @@ void Position::flip() {
   sideToMove = opposite_color(pos.side_to_move());
 
   // Castling rights
-  if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  do_allow_oo(BLACK);
-  if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) do_allow_ooo(BLACK);
-  if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  do_allow_oo(WHITE);
-  if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) do_allow_ooo(WHITE);
+  if (pos.can_castle_kingside(WHITE))  set_castle_kingside(BLACK);
+  if (pos.can_castle_queenside(WHITE)) set_castle_queenside(BLACK);
+  if (pos.can_castle_kingside(BLACK))  set_castle_kingside(WHITE);
+  if (pos.can_castle_queenside(BLACK)) set_castle_queenside(WHITE);
 
   initialKFile  = pos.initialKFile;
   initialKRFile = pos.initialKRFile;