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Remove some pointless micro-optimizations
[stockfish] / src / position.cpp
index bc04d306815657a7944b4ad39b8efb133f9a32a8..cd91b07fe773e5b9ba766d4055a36867c72b5c5f 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 <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 Zobrist {
 
   Key psq[COLOR_NB][PIECE_TYPE_NB][SQUARE_NB];
@@ -52,14 +48,13 @@ 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];
@@ -78,30 +73,30 @@ 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 constructor
 
 CheckInfo::CheckInfo(const Position& pos) {
 
   Color them = ~pos.side_to_move();
-  ksq = pos.king_square(them);
+  ksq = pos.square<KING>(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;
+  checkSquares[PAWN]   = pos.attacks_from<PAWN>(ksq, them);
+  checkSquares[KNIGHT] = pos.attacks_from<KNIGHT>(ksq);
+  checkSquares[BISHOP] = pos.attacks_from<BISHOP>(ksq);
+  checkSquares[ROOK]   = pos.attacks_from<ROOK>(ksq);
+  checkSquares[QUEEN]  = checkSquares[BISHOP] | checkSquares[ROOK];
+  checkSquares[KING]   = 0;
 }
 
 
@@ -120,7 +115,7 @@ 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)) << " ";
@@ -130,10 +125,7 @@ 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() {
 
@@ -149,6 +141,7 @@ void Position::init() {
 
   for (int cr = NO_CASTLING; cr <= ANY_CASTLING; ++cr)
   {
+      Zobrist::castling[cr] = 0;
       Bitboard b = cr;
       while (b)
       {
@@ -159,51 +152,6 @@ 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 +159,7 @@ 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 +199,11 @@ 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][0], sizeof(pieceList) / sizeof(Square), SQ_NONE);
+  st = si;
+
   ss >> std::noskipws;
 
   // 1. Piece placement
@@ -284,14 +236,15 @@ 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 +264,8 @@ 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 +279,8 @@ void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
   set_state(st);
 
   assert(pos_is_ok());
+
+  return *this;
 }
 
 
@@ -332,7 +289,7 @@ 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);
 
@@ -365,14 +322,14 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
   si->nonPawnMaterial[WHITE] = si->nonPawnMaterial[BLACK] = VALUE_ZERO;
   si->psq = SCORE_ZERO;
 
-  si->checkersBB = attackers_to(king_square(sideToMove)) & pieces(~sideToMove);
+  si->checkersBB = attackers_to(square<KING>(sideToMove)) & pieces(~sideToMove);
 
   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->psq += PSQT::psq[color_of(pc)][type_of(pc)][s];
   }
 
   if (si->epSquare != SQ_NONE)
@@ -473,7 +430,7 @@ Phase Position::game_phase() const {
 Bitboard Position::check_blockers(Color c, Color kingColor) const {
 
   Bitboard b, pinners, result = 0;
-  Square ksq = king_square(kingColor);
+  Square ksq = square<KING>(kingColor);
 
   // Pinners are sliders that give check when a pinned piece is removed
   pinners = (  (pieces(  ROOK, QUEEN) & PseudoAttacks[ROOK  ][ksq])
@@ -515,14 +472,14 @@ bool Position::legal(Move m, Bitboard pinned) const {
   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 +501,8 @@ 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 & from)
+        ||  aligned(from, to_sq(m), square<KING>(us));
 }
 
 
@@ -609,7 +565,7 @@ 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
@@ -634,12 +590,11 @@ bool Position::gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
   Square to = to_sq(m);
 
   // Is there a direct check?
-  if (ci.checkSq[type_of(piece_on(from))] & to)
+  if (ci.checkSquares[type_of(piece_on(from))] & to)
       return true;
 
   // Is there a discovered check?
-  if (    ci.dcCandidates
-      && (ci.dcCandidates & from)
+  if (   (ci.dcCandidates & from)
       && !aligned(from, to, ci.ksq))
       return true;
 
@@ -684,13 +639,7 @@ 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);
@@ -730,7 +679,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
       do_castling<true>(us, from, to, rfrom, rto);
 
       captured = NO_PIECE_TYPE;
-      st->psq += psq[us][ROOK][rto] - psq[us][ROOK][rfrom];
+      st->psq += PSQT::psq[us][ROOK][rto] - PSQT::psq[us][ROOK][rfrom];
       k ^= Zobrist::psq[us][ROOK][rfrom] ^ Zobrist::psq[us][ROOK][rto];
   }
 
@@ -769,7 +718,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
       prefetch(thisThread->materialTable[st->materialKey]);
 
       // Update incremental scores
-      st->psq -= psq[them][captured][capsq];
+      st->psq -= PSQT::psq[them][captured][capsq];
 
       // Reset rule 50 counter
       st->rule50 = 0;
@@ -825,7 +774,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
                             ^ Zobrist::psq[us][PAWN][pieceCount[us][PAWN]];
 
           // Update incremental score
-          st->psq += psq[us][promotion][to] - psq[us][PAWN][to];
+          st->psq += PSQT::psq[us][promotion][to] - PSQT::psq[us][PAWN][to];
 
           // Update material
           st->nonPawnMaterial[us] += PieceValue[MG][promotion];
@@ -840,7 +789,7 @@ 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[us][pt][to] - PSQT::psq[us][pt][from];
 
   // Set capture piece
   st->capturedType = captured;
@@ -848,32 +797,8 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool gives
   // 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;
 
@@ -1108,8 +1033,8 @@ Value Position::see(Move m) const {
 }
 
 
-/// 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 +1083,7 @@ 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 +1105,8 @@ 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 +1114,7 @@ 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)
@@ -1216,7 +1141,7 @@ bool Position::pos_is_ok(int* failedStep) const {
           for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
               for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
               {
-                  if (pieceCount[c][pt] != popcount<Full>(pieces(c, pt)))
+                  if (pieceCount[c][pt] != popcount(pieces(c, pt)))
                       return false;
 
                   for (int i = 0; i < pieceCount[c][pt];  ++i)
@@ -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;
               }
   }