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Optimisation of Position::see and Position::see_sign
[stockfish] / src / position.cpp
index bc04d306815657a7944b4ad39b8efb133f9a32a8..c09a953b62e3a7612d53f03069266a2a00493d6d 100644 (file)
@@ -2,6 +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
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
 #include <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 "bitcount.h"
+#include "bitboard.h"
 #include "misc.h"
 #include "movegen.h"
 #include "position.h"
-#include "psqtab.h"
 #include "thread.h"
 #include "tt.h"
 #include "uci.h"
 
 using std::string;
 
-Value PieceValue[PHASE_NB][PIECE_NB] = {
-{ VALUE_ZERO, PawnValueMg, KnightValueMg, BishopValueMg, RookValueMg, QueenValueMg },
-{ VALUE_ZERO, PawnValueEg, KnightValueEg, BishopValueEg, RookValueEg, QueenValueEg } };
+namespace PSQT {
+  extern Score psq[PIECE_NB][SQUARE_NB];
+}
 
 namespace Zobrist {
 
-  Key psq[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB][SQUARE_NB];
+  Key psq[PIECE_NB][SQUARE_NB];
   Key enpassant[FILE_NB];
   Key castling[CASTLING_RIGHT_NB];
   Key side;
-  Key exclusion;
 }
 
-Key Position::exclusion_key() const { return st->key ^ Zobrist::exclusion; }
-
 namespace {
 
 const string PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
-Score psq[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB][SQUARE_NB];
 
 // 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> FORCE_INLINE
-PieceType min_attacker(const Bitboard* bb, const Square& to, const Bitboard& stmAttackers,
+template<int Pt>
+PieceType min_attacker(const Bitboard* bb, Square to, Bitboard stmAttackers,
                        Bitboard& occupied, Bitboard& attackers) {
 
   Bitboard b = stmAttackers & bb[Pt];
@@ -78,33 +75,14 @@ PieceType min_attacker(const Bitboard* bb, const Square& to, const Bitboard& stm
   return (PieceType)Pt;
 }
 
-template<> FORCE_INLINE
-PieceType min_attacker<KING>(const Bitboard*, const Square&, const Bitboard&, Bitboard&, Bitboard&) {
+template<>
+PieceType min_attacker<KING>(const Bitboard*, Square, Bitboard, Bitboard&, Bitboard&) {
   return KING; // No need to update bitboards: it is the last cycle
 }
 
 } // namespace
 
 
-/// CheckInfo c'tor
-
-CheckInfo::CheckInfo(const Position& pos) {
-
-  Color them = ~pos.side_to_move();
-  ksq = pos.king_square(them);
-
-  pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
-  dcCandidates = pos.discovered_check_candidates();
-
-  checkSq[PAWN]   = pos.attacks_from<PAWN>(ksq, them);
-  checkSq[KNIGHT] = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq);
-  checkSq[BISHOP] = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq);
-  checkSq[ROOK]   = pos.attacks_from<ROOK>(ksq);
-  checkSq[QUEEN]  = checkSq[BISHOP] | checkSq[ROOK];
-  checkSq[KING]   = 0;
-}
-
-
 /// operator<<(Position) returns an ASCII representation of the position
 
 std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
@@ -120,7 +98,7 @@ 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.st->key << std::dec << "\nCheckers: ";
+     << std::setfill('0') << std::setw(16) << pos.key() << std::dec << "\nCheckers: ";
 
   for (Bitboard b = pos.checkers(); b; )
       os << UCI::square(pop_lsb(&b)) << " ";
@@ -130,25 +108,22 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
 
 
 /// Position::init() initializes at startup the various arrays used to compute
-/// hash keys and the piece square tables. The latter is a two-step operation:
-/// Firstly, the white halves of the tables are copied from PSQT[] tables.
-/// Secondly, the black halves of the tables are initialized by flipping and
-/// changing the sign of the white scores.
+/// hash keys.
 
 void Position::init() {
 
   PRNG rng(1070372);
 
-  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-      for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
-          for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
-              Zobrist::psq[c][pt][s] = rng.rand<Key>();
+  for (Piece pc : Pieces)
+      for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
+          Zobrist::psq[pc][s] = rng.rand<Key>();
 
   for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
       Zobrist::enpassant[f] = rng.rand<Key>();
 
   for (int cr = NO_CASTLING; cr <= ANY_CASTLING; ++cr)
   {
+      Zobrist::castling[cr] = 0;
       Bitboard b = cr;
       while (b)
       {
@@ -158,52 +133,6 @@ void Position::init() {
   }
 
   Zobrist::side = rng.rand<Key>();
-  Zobrist::exclusion  = rng.rand<Key>();
-
-  for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
-  {
-      PieceValue[MG][make_piece(BLACK, pt)] = PieceValue[MG][pt];
-      PieceValue[EG][make_piece(BLACK, pt)] = PieceValue[EG][pt];
-
-      Score v = make_score(PieceValue[MG][pt], PieceValue[EG][pt]);
-
-      for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
-      {
-         psq[WHITE][pt][ s] =  (v + PSQT[pt][s]);
-         psq[BLACK][pt][~s] = -(v + PSQT[pt][s]);
-      }
-  }
-}
-
-
-/// Position::operator=() creates a copy of 'pos' but detaching the state pointer
-/// from the source to be self-consistent and not depending on any external data.
-
-Position& Position::operator=(const Position& pos) {
-
-  std::memcpy(this, &pos, sizeof(Position));
-  std::memcpy(&startState, st, sizeof(StateInfo));
-  st = &startState;
-  nodes = 0;
-
-  assert(pos_is_ok());
-
-  return *this;
-}
-
-
-/// Position::clear() erases the position object to a pristine state, with an
-/// empty board, white to move, and no castling rights.
-
-void Position::clear() {
-
-  std::memset(this, 0, sizeof(Position));
-  startState.epSquare = SQ_NONE;
-  st = &startState;
-
-  for (int i = 0; i < PIECE_TYPE_NB; ++i)
-      for (int j = 0; j < 16; ++j)
-          pieceList[WHITE][i][j] = pieceList[BLACK][i][j] = SQ_NONE;
 }
 
 
@@ -211,7 +140,7 @@ void Position::clear() {
 /// This function is not very robust - make sure that input FENs are correct,
 /// this is assumed to be the responsibility of the GUI.
 
-void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
+Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Thread* th) {
 /*
    A FEN string defines a particular position using only the ASCII character set.
 
@@ -251,7 +180,11 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
   Square sq = SQ_A8;
   std::istringstream ss(fenStr);
 
-  clear();
+  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;
 
   // 1. Piece placement
@@ -265,7 +198,7 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
 
       else if ((idx = PieceToChar.find(token)) != string::npos)
       {
-          put_piece(color_of(Piece(idx)), type_of(Piece(idx)), sq);
+          put_piece(Piece(idx), sq);
           ++sq;
       }
   }
@@ -284,14 +217,15 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
   {
       Square rsq;
       Color c = islower(token) ? BLACK : WHITE;
+      Piece rook = make_piece(c, ROOK);
 
       token = char(toupper(token));
 
       if (token == 'K')
-          for (rsq = relative_square(c, SQ_H1); type_of(piece_on(rsq)) != ROOK; --rsq) {}
+          for (rsq = relative_square(c, SQ_H1); piece_on(rsq) != rook; --rsq) {}
 
       else if (token == 'Q')
-          for (rsq = relative_square(c, SQ_A1); type_of(piece_on(rsq)) != ROOK; ++rsq) {}
+          for (rsq = relative_square(c, SQ_A1); piece_on(rsq) != rook; ++rsq) {}
 
       else if (token >= 'A' && token <= 'H')
           rsq = make_square(File(token - 'A'), relative_rank(c, RANK_1));
@@ -311,6 +245,8 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
       if (!(attackers_to(st->epSquare) & pieces(sideToMove, PAWN)))
           st->epSquare = SQ_NONE;
   }
+  else
+      st->epSquare = SQ_NONE;
 
   // 5-6. Halfmove clock and fullmove number
   ss >> std::skipws >> st->rule50 >> gamePly;
@@ -324,6 +260,8 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
   set_state(st);
 
   assert(pos_is_ok());
+
+  return *this;
 }
 
 
@@ -332,7 +270,7 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
 
 void Position::set_castling_right(Color c, Square rfrom) {
 
-  Square kfrom = king_square(c);
+  Square kfrom = square<KING>(c);
   CastlingSide cs = kfrom < rfrom ? KING_SIDE : QUEEN_SIDE;
   CastlingRight cr = (c | cs);
 
@@ -354,6 +292,24 @@ void Position::set_castling_right(Color c, Square rfrom) {
 }
 
 
+/// Position::set_check_info() sets king attacks to detect if a move gives check
+
+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]);
+
+  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[QUEEN]  = si->checkSquares[BISHOP] | si->checkSquares[ROOK];
+  si->checkSquares[KING]   = 0;
+}
+
+
 /// Position::set_state() computes the hash keys of the position, and other
 /// data that once computed is updated incrementally as moves are made.
 /// The function is only used when a new position is set up, and to verify
@@ -364,15 +320,16 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
   si->key = si->pawnKey = si->materialKey = 0;
   si->nonPawnMaterial[WHITE] = si->nonPawnMaterial[BLACK] = VALUE_ZERO;
   si->psq = SCORE_ZERO;
+  si->checkersBB = attackers_to(square<KING>(sideToMove)) & pieces(~sideToMove);
 
-  si->checkersBB = attackers_to(king_square(sideToMove)) & pieces(~sideToMove);
+  set_check_info(si);
 
   for (Bitboard b = pieces(); b; )
   {
       Square s = pop_lsb(&b);
       Piece pc = piece_on(s);
-      si->key ^= Zobrist::psq[color_of(pc)][type_of(pc)][s];
-      si->psq += psq[color_of(pc)][type_of(pc)][s];
+      si->key ^= Zobrist::psq[pc][s];
+      si->psq += PSQT::psq[pc][s];
   }
 
   if (si->epSquare != SQ_NONE)
@@ -386,17 +343,17 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
   for (Bitboard b = pieces(PAWN); b; )
   {
       Square s = pop_lsb(&b);
-      si->pawnKey ^= Zobrist::psq[color_of(piece_on(s))][PAWN][s];
+      si->pawnKey ^= Zobrist::psq[piece_on(s)][s];
   }
 
-  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-      for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
-          for (int cnt = 0; cnt < pieceCount[c][pt]; ++cnt)
-              si->materialKey ^= Zobrist::psq[c][pt][cnt];
+  for (Piece pc : Pieces)
+  {
+      if (type_of(pc) != PAWN && type_of(pc) != KING)
+          si->nonPawnMaterial[color_of(pc)] += pieceCount[pc] * PieceValue[MG][pc];
 
-  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-      for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; ++pt)
-          si->nonPawnMaterial[c] += pieceCount[c][pt] * PieceValue[MG][pt];
+      for (int cnt = 0; cnt < pieceCount[pc]; ++cnt)
+          si->materialKey ^= Zobrist::psq[pc][cnt];
+  }
 }
 
 
@@ -463,28 +420,33 @@ Phase Position::game_phase() const {
 }
 
 
-/// Position::check_blockers() returns a bitboard of all the pieces with color
-/// 'c' that are blocking check on the king with color 'kingColor'. A piece
-/// blocks a check if removing that piece from the board would result in a
-/// position where the king is in check. A check blocking piece can be either a
-/// pinned or a discovered check piece, according if its color 'c' is the same
-/// or the opposite of 'kingColor'.
+/// 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
+/// 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.
 
-Bitboard Position::check_blockers(Color c, Color kingColor) const {
+Bitboard Position::slider_blockers(Bitboard sliders, Square s, Bitboard& pinners) const {
 
-  Bitboard b, pinners, result = 0;
-  Square ksq = king_square(kingColor);
+  Bitboard result = 0;
+  pinners = 0;
 
-  // Pinners are sliders that give check when a pinned piece is removed
-  pinners = (  (pieces(  ROOK, QUEEN) & PseudoAttacks[ROOK  ][ksq])
-             | (pieces(BISHOP, QUEEN) & PseudoAttacks[BISHOP][ksq])) & pieces(~kingColor);
+  // 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 (pinners)
+  while (snipers)
   {
-      b = between_bb(ksq, pop_lsb(&pinners)) & pieces();
-
-      if (!more_than_one(b))
-          result |= b & pieces(c);
+    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;
 }
@@ -506,23 +468,22 @@ Bitboard Position::attackers_to(Square s, Bitboard occupied) const {
 
 /// Position::legal() tests whether a pseudo-legal move is legal
 
-bool Position::legal(Move m, Bitboard pinned) const {
+bool Position::legal(Move m) const {
 
   assert(is_ok(m));
-  assert(pinned == pinned_pieces(sideToMove));
 
   Color us = sideToMove;
   Square from = from_sq(m);
 
   assert(color_of(moved_piece(m)) == us);
-  assert(piece_on(king_square(us)) == make_piece(us, KING));
+  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)
   {
-      Square ksq = king_square(us);
+      Square ksq = square<KING>(us);
       Square to = to_sq(m);
       Square capsq = to - pawn_push(us);
       Bitboard occupied = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
@@ -544,9 +505,8 @@ bool Position::legal(Move m, Bitboard pinned) const {
 
   // 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
-        || !(pinned & from)
-        ||  aligned(from, to_sq(m), king_square(us));
+  return   !(pinned_pieces(us) & from)
+        ||  aligned(from, to_sq(m), square<KING>(us));
 }
 
 
@@ -609,7 +569,7 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
               return false;
 
           // Our move must be a blocking evasion or a capture of the checking piece
-          if (!((between_bb(lsb(checkers()), king_square(us)) | checkers()) & to))
+          if (!((between_bb(lsb(checkers()), square<KING>(us)) | checkers()) & to))
               return false;
       }
       // In case of king moves under check we have to remove king so as to catch
@@ -624,23 +584,21 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
 
 /// Position::gives_check() tests whether a pseudo-legal move gives a check
 
-bool Position::gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
+bool Position::gives_check(Move m) const {
 
   assert(is_ok(m));
-  assert(ci.dcCandidates == discovered_check_candidates());
   assert(color_of(moved_piece(m)) == sideToMove);
 
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
 
   // Is there a direct check?
-  if (ci.checkSq[type_of(piece_on(from))] & to)
+  if (st->checkSquares[type_of(piece_on(from))] & to)
       return true;
 
   // Is there a discovered check?
-  if (    ci.dcCandidates
-      && (ci.dcCandidates & from)
-      && !aligned(from, to, ci.ksq))
+  if (   (discovered_check_candidates() & from)
+      && !aligned(from, to, square<KING>(~sideToMove)))
       return true;
 
   switch (type_of(m))
@@ -649,7 +607,7 @@ bool Position::gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
       return false;
 
   case PROMOTION:
-      return attacks_bb(Piece(promotion_type(m)), to, pieces() ^ from) & ci.ksq;
+      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
@@ -660,8 +618,8 @@ bool Position::gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
       Square capsq = make_square(file_of(to), rank_of(from));
       Bitboard b = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
 
-      return  (attacks_bb<  ROOK>(ci.ksq, b) & pieces(sideToMove, QUEEN, ROOK))
-            | (attacks_bb<BISHOP>(ci.ksq, b) & pieces(sideToMove, QUEEN, BISHOP));
+      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:
   {
@@ -670,8 +628,8 @@ bool Position::gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
       Square kto = relative_square(sideToMove, rfrom > kfrom ? SQ_G1 : SQ_C1);
       Square rto = relative_square(sideToMove, rfrom > kfrom ? SQ_F1 : SQ_D1);
 
-      return   (PseudoAttacks[ROOK][rto] & ci.ksq)
-            && (attacks_bb<ROOK>(rto, (pieces() ^ kfrom ^ rfrom) | rto | kto) & ci.ksq);
+      return   (PseudoAttacks[ROOK][rto] & square<KING>(~sideToMove))
+            && (attacks_bb<ROOK>(rto, (pieces() ^ kfrom ^ rfrom) | rto | kto) & square<KING>(~sideToMove));
   }
   default:
       assert(false);
@@ -684,13 +642,7 @@ bool Position::gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
 /// to a StateInfo object. The move is assumed to be legal. Pseudo-legal
 /// moves should be filtered out before this function is called.
 
-void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt) {
-
-  CheckInfo ci(*this);
-  do_move(m, newSt, ci, gives_check(m, ci));
-}
-
-void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool givesCheck) {
+void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
 
   assert(is_ok(m));
   assert(&newSt != st);
@@ -715,23 +667,24 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
   Color them = ~us;
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
-  PieceType pt = type_of(piece_on(from));
-  PieceType captured = type_of(m) == ENPASSANT ? PAWN : type_of(piece_on(to));
+  Piece pc = piece_on(from);
+  Piece captured = type_of(m) == ENPASSANT ? make_piece(them, PAWN) : piece_on(to);
 
-  assert(color_of(piece_on(from)) == us);
-  assert(piece_on(to) == NO_PIECE || color_of(piece_on(to)) == (type_of(m) != CASTLING ? them : us));
-  assert(captured != KING);
+  assert(color_of(pc) == us);
+  assert(captured == NO_PIECE || color_of(captured) == (type_of(m) != CASTLING ? them : us));
+  assert(type_of(captured) != KING);
 
   if (type_of(m) == CASTLING)
   {
-      assert(pt == KING);
+      assert(pc == make_piece(us, KING));
+      assert(captured == make_piece(us, ROOK));
 
       Square rfrom, rto;
       do_castling<true>(us, from, to, rfrom, rto);
 
-      captured = NO_PIECE_TYPE;
-      st->psq += psq[us][ROOK][rto] - psq[us][ROOK][rfrom];
-      k ^= Zobrist::psq[us][ROOK][rfrom] ^ Zobrist::psq[us][ROOK][rto];
+      st->psq += PSQT::psq[captured][rto] - PSQT::psq[captured][rfrom];
+      k ^= Zobrist::psq[captured][rfrom] ^ Zobrist::psq[captured][rto];
+      captured = NO_PIECE;
   }
 
   if (captured)
@@ -740,13 +693,13 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
 
       // If the captured piece is a pawn, update pawn hash key, otherwise
       // update non-pawn material.
-      if (captured == PAWN)
+      if (type_of(captured) == PAWN)
       {
           if (type_of(m) == ENPASSANT)
           {
               capsq -= pawn_push(us);
 
-              assert(pt == PAWN);
+              assert(pc == make_piece(us, PAWN));
               assert(to == st->epSquare);
               assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
               assert(piece_on(to) == NO_PIECE);
@@ -755,28 +708,28 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
               board[capsq] = NO_PIECE; // Not done by remove_piece()
           }
 
-          st->pawnKey ^= Zobrist::psq[them][PAWN][capsq];
+          st->pawnKey ^= Zobrist::psq[captured][capsq];
       }
       else
           st->nonPawnMaterial[them] -= PieceValue[MG][captured];
 
       // Update board and piece lists
-      remove_piece(them, captured, capsq);
+      remove_piece(captured, capsq);
 
       // Update material hash key and prefetch access to materialTable
-      k ^= Zobrist::psq[them][captured][capsq];
-      st->materialKey ^= Zobrist::psq[them][captured][pieceCount[them][captured]];
+      k ^= Zobrist::psq[captured][capsq];
+      st->materialKey ^= Zobrist::psq[captured][pieceCount[captured]];
       prefetch(thisThread->materialTable[st->materialKey]);
 
       // Update incremental scores
-      st->psq -= psq[them][captured][capsq];
+      st->psq -= PSQT::psq[captured][capsq];
 
       // Reset rule 50 counter
       st->rule50 = 0;
   }
 
   // Update hash key
-  k ^= Zobrist::psq[us][pt][from] ^ Zobrist::psq[us][pt][to];
+  k ^= Zobrist::psq[pc][from] ^ Zobrist::psq[pc][to];
 
   // Reset en passant square
   if (st->epSquare != SQ_NONE)
@@ -795,10 +748,10 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
 
   // Move the piece. The tricky Chess960 castling is handled earlier
   if (type_of(m) != CASTLING)
-      move_piece(us, pt, from, to);
+      move_piece(pc, from, to);
 
   // If the moving piece is a pawn do some special extra work
-  if (pt == PAWN)
+  if (type_of(pc) == PAWN)
   {
       // Set en-passant square if the moved pawn can be captured
       if (   (int(to) ^ int(from)) == 16
@@ -810,29 +763,29 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
 
       else if (type_of(m) == PROMOTION)
       {
-          PieceType promotion = promotion_type(m);
+          Piece promotion = make_piece(us, promotion_type(m));
 
           assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
-          assert(promotion >= KNIGHT && promotion <= QUEEN);
+          assert(type_of(promotion) >= KNIGHT && type_of(promotion) <= QUEEN);
 
-          remove_piece(us, PAWN, to);
-          put_piece(us, promotion, to);
+          remove_piece(pc, to);
+          put_piece(promotion, to);
 
           // Update hash keys
-          k ^= Zobrist::psq[us][PAWN][to] ^ Zobrist::psq[us][promotion][to];
-          st->pawnKey ^= Zobrist::psq[us][PAWN][to];
-          st->materialKey ^=  Zobrist::psq[us][promotion][pieceCount[us][promotion]-1]
-                            ^ Zobrist::psq[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
+          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 += psq[us][promotion][to] - psq[us][PAWN][to];
+          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
-      st->pawnKey ^= Zobrist::psq[us][PAWN][from] ^ Zobrist::psq[us][PAWN][to];
+      st->pawnKey ^= Zobrist::psq[pc][from] ^ Zobrist::psq[pc][to];
       prefetch(thisThread->pawnsTable[st->pawnKey]);
 
       // Reset rule 50 draw counter
@@ -840,43 +793,22 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
   }
 
   // Update incremental scores
-  st->psq += psq[us][pt][to] - psq[us][pt][from];
+  st->psq += PSQT::psq[pc][to] - PSQT::psq[pc][from];
 
   // Set capture piece
-  st->capturedType = captured;
+  st->capturedPiece = captured;
 
   // Update the key with the final value
   st->key = k;
 
-  // Update checkers bitboard: piece must be already moved due to attacks_from()
-  st->checkersBB = 0;
-
-  if (givesCheck)
-  {
-      if (type_of(m) != NORMAL)
-          st->checkersBB = attackers_to(king_square(them)) & pieces(us);
-      else
-      {
-          // Direct checks
-          if (ci.checkSq[pt] & to)
-              st->checkersBB |= to;
-
-          // Discovered checks
-          if (ci.dcCandidates && (ci.dcCandidates & from))
-          {
-              assert(pt != QUEEN);
-
-              if (pt != ROOK)
-                  st->checkersBB |= attacks_from<ROOK>(king_square(them)) & pieces(us, QUEEN, ROOK);
-
-              if (pt != BISHOP)
-                  st->checkersBB |= attacks_from<BISHOP>(king_square(them)) & pieces(us, QUEEN, BISHOP);
-          }
-      }
-  }
+  // Calculate checkers bitboard (if move gives check)
+  st->checkersBB = givesCheck ? attackers_to(square<KING>(them)) & pieces(us) : 0;
 
   sideToMove = ~sideToMove;
 
+  // Update king attacks used for fast check detection
+  set_check_info(st);
+
   assert(pos_is_ok());
 }
 
@@ -893,20 +825,20 @@ void Position::undo_move(Move m) {
   Color us = sideToMove;
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
-  PieceType pt = type_of(piece_on(to));
+  Piece pc = piece_on(to);
 
   assert(empty(from) || type_of(m) == CASTLING);
-  assert(st->capturedType != KING);
+  assert(type_of(st->capturedPiece) != KING);
 
   if (type_of(m) == PROMOTION)
   {
       assert(relative_rank(us, to) == RANK_8);
-      assert(pt == promotion_type(m));
-      assert(pt >= KNIGHT && pt <= QUEEN);
+      assert(type_of(pc) == promotion_type(m));
+      assert(type_of(pc) >= KNIGHT && type_of(pc) <= QUEEN);
 
-      remove_piece(us, pt, to);
-      put_piece(us, PAWN, to);
-      pt = PAWN;
+      remove_piece(pc, to);
+      pc = make_piece(us, PAWN);
+      put_piece(pc, to);
   }
 
   if (type_of(m) == CASTLING)
@@ -916,9 +848,9 @@ void Position::undo_move(Move m) {
   }
   else
   {
-      move_piece(us, pt, to, from); // Put the piece back at the source square
+      move_piece(pc, to, from); // Put the piece back at the source square
 
-      if (st->capturedType)
+      if (st->capturedPiece)
       {
           Square capsq = to;
 
@@ -926,14 +858,14 @@ void Position::undo_move(Move m) {
           {
               capsq -= pawn_push(us);
 
-              assert(pt == PAWN);
+              assert(type_of(pc) == PAWN);
               assert(to == st->previous->epSquare);
               assert(relative_rank(us, to) == RANK_6);
               assert(piece_on(capsq) == NO_PIECE);
-              assert(st->capturedType == PAWN);
+              assert(st->capturedPiece == make_piece(~us, PAWN));
           }
 
-          put_piece(~us, st->capturedType, capsq); // Restore the captured piece
+          put_piece(st->capturedPiece, capsq); // Restore the captured piece
       }
   }
 
@@ -946,7 +878,7 @@ void Position::undo_move(Move m) {
 
 
 /// Position::do_castling() is a helper used to do/undo a castling move. This
-/// is a bit tricky, especially in Chess960.
+/// is a bit tricky in Chess960 where from/to squares can overlap.
 template<bool Do>
 void Position::do_castling(Color us, Square from, Square& to, Square& rfrom, Square& rto) {
 
@@ -956,11 +888,11 @@ void Position::do_castling(Color us, Square from, Square& to, Square& rfrom, Squ
   to = relative_square(us, kingSide ? SQ_G1 : SQ_C1);
 
   // Remove both pieces first since squares could overlap in Chess960
-  remove_piece(us, KING, Do ? from : to);
-  remove_piece(us, ROOK, Do ? rfrom : rto);
+  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
-  put_piece(us, KING, Do ? to : from);
-  put_piece(us, ROOK, Do ? rto : rfrom);
+  put_piece(make_piece(us, KING), Do ? to : from);
+  put_piece(make_piece(us, ROOK), Do ? rto : rfrom);
 }
 
 
@@ -990,6 +922,8 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
 
   sideToMove = ~sideToMove;
 
+  set_check_info(st);
+
   assert(pos_is_ok());
 }
 
@@ -1008,108 +942,101 @@ void Position::undo_null_move() {
 
 Key Position::key_after(Move m) const {
 
-  Color us = sideToMove;
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
-  PieceType pt = type_of(piece_on(from));
-  PieceType captured = type_of(piece_on(to));
+  Piece pc = piece_on(from);
+  Piece captured = piece_on(to);
   Key k = st->key ^ Zobrist::side;
 
   if (captured)
-      k ^= Zobrist::psq[~us][captured][to];
+      k ^= Zobrist::psq[captured][to];
 
-  return k ^ Zobrist::psq[us][pt][to] ^ Zobrist::psq[us][pt][from];
+  return k ^ Zobrist::psq[pc][to] ^ Zobrist::psq[pc][from];
 }
 
 
-/// 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 value. 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 v) 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);
-}
+  // 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;
 
-Value Position::see(Move m) const {
+  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;
 
-  Square from, to;
-  Bitboard occupied, attackers, stmAttackers;
-  Value swapList[32];
-  int slIndex = 1;
-  PieceType captured;
-  Color stm;
+  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;
+  }
 
-  assert(is_ok(m));
+  if (balance < v)
+      return false;
 
-  from = from_sq(m);
-  to = to_sq(m);
-  swapList[0] = PieceValue[MG][piece_on(to)];
-  stm = color_of(piece_on(from));
-  occupied = pieces() ^ from;
+  if (nextVictim == KING)
+      return true;
 
-  // 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.
-  if (type_of(m) == CASTLING)
-      return VALUE_ZERO;
+  balance -= PieceValue[MG][nextVictim];
 
-  if (type_of(m) == ENPASSANT)
-  {
-      occupied ^= to - pawn_push(stm); // Remove the captured pawn
-      swapList[0] = PieceValue[MG][PAWN];
-  }
+  if (balance >= v)
+      return true;
 
-  // 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;
+  bool relativeStm = true; // True if the opponent is to move
+  occupied ^= pieces() ^ from ^ to;
 
-  // If the opponent has no attackers we are finished
-  stm = ~stm;
-  stmAttackers = attackers & pieces(stm);
-  if (!stmAttackers)
-      return swapList[0];
+  // 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;
 
-  // 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));
+  while (true)
+  {
+      stmAttackers = attackers & pieces(stm);
 
-  do {
-      assert(slIndex < 32);
+      // 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];
 
-      // Add the new entry to the swap list
-      swapList[slIndex] = -swapList[slIndex - 1] + PieceValue[MG][captured];
+      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);
-      ++slIndex;
+      nextVictim = min_attacker<PAWN>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
+
+      if (nextVictim == KING)
+          return relativeStm == bool(attackers & pieces(~stm));
+
+      balance += relativeStm ?  PieceValue[MG][nextVictim]
+                             : -PieceValue[MG][nextVictim];
 
-  } while (stmAttackers && (captured != KING || (--slIndex, false))); // Stop before a king capture
+      relativeStm = !relativeStm;
 
-  // 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]);
+      if (relativeStm == (balance >= v))
+          return relativeStm;
 
-  return swapList[0];
+      stm = ~stm;
+  }
 }
 
 
-/// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by material, 50 moves
-/// rule or repetition. It does not detect stalemates.
+/// 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 {
 
@@ -1158,7 +1085,7 @@ void Position::flip() {
   std::getline(ss, token); // Half and full moves
   f += token;
 
-  set(f, is_chess960(), this_thread());
+  set(f, is_chess960(), st, this_thread());
 
   assert(pos_is_ok());
 }
@@ -1180,8 +1107,8 @@ bool Position::pos_is_ok(int* failedStep) const {
 
       if (step == Default)
           if (   (sideToMove != WHITE && sideToMove != BLACK)
-              || piece_on(king_square(WHITE)) != W_KING
-              || piece_on(king_square(BLACK)) != B_KING
+              || 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;
@@ -1189,7 +1116,7 @@ bool Position::pos_is_ok(int* failedStep) const {
       if (step == King)
           if (   std::count(board, board + SQUARE_NB, W_KING) != 1
               || std::count(board, board + SQUARE_NB, B_KING) != 1
-              || attackers_to(king_square(~sideToMove)) & pieces(sideToMove))
+              || attackers_to(square<KING>(~sideToMove)) & pieces(sideToMove))
               return false;
 
       if (step == Bitboards)
@@ -1213,17 +1140,15 @@ bool Position::pos_is_ok(int* failedStep) const {
       }
 
       if (step == Lists)
-          for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-              for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
-              {
-                  if (pieceCount[c][pt] != popcount<Full>(pieces(c, pt)))
-                      return false;
+          for (Piece pc : Pieces)
+          {
+              if (pieceCount[pc] != popcount(pieces(color_of(pc), type_of(pc))))
+                  return false;
 
-                  for (int i = 0; i < pieceCount[c][pt];  ++i)
-                      if (   board[pieceList[c][pt][i]] != make_piece(c, pt)
-                          || index[pieceList[c][pt][i]] != i)
-                          return false;
-              }
+              for (int i = 0; i < pieceCount[pc]; ++i)
+                  if (board[pieceList[pc][i]] != pc || index[pieceList[pc][i]] != i)
+                      return false;
+          }
 
       if (step == Castling)
           for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
@@ -1234,7 +1159,7 @@ bool Position::pos_is_ok(int* failedStep) const {
 
                   if (   piece_on(castlingRookSquare[c | s]) != make_piece(c, ROOK)
                       || castlingRightsMask[castlingRookSquare[c | s]] != (c | s)
-                      ||(castlingRightsMask[king_square(c)] & (c | s)) != (c | s))
+                      ||(castlingRightsMask[square<KING>(c)] & (c | s)) != (c | s))
                       return false;
               }
   }