]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/position.cpp
Update reverse move stats
[stockfish] / src / position.cpp
index 0449222e016406f5e2e63804e8f695e5771cf28c..db66f416559c7add343f9e035bff4b1842566868 100644 (file)
@@ -2,7 +2,7 @@
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
-  Copyright (C) 2015-2017 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2019 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
 
 using std::string;
 
-namespace PSQT {
-  extern Score psq[PIECE_NB][SQUARE_NB];
-}
-
 namespace Zobrist {
 
   Key psq[PIECE_NB][SQUARE_NB];
@@ -52,31 +48,36 @@ namespace {
 
 const string PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
 
-const Piece Pieces[] = { W_PAWN, W_KNIGHT, W_BISHOP, W_ROOK, W_QUEEN, W_KING,
-                         B_PAWN, B_KNIGHT, B_BISHOP, B_ROOK, B_QUEEN, B_KING };
+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* bb, Square to, Bitboard stmAttackers,
+template<PieceType Pt>
+PieceType min_attacker(const Bitboard* byTypeBB, Square to, Bitboard stmAttackers,
                        Bitboard& occupied, Bitboard& attackers) {
 
-  Bitboard b = stmAttackers & bb[Pt];
+  Bitboard b = stmAttackers & byTypeBB[Pt];
   if (!b)
-      return min_attacker<Pt + 1>(bb, to, stmAttackers, occupied, attackers);
+      return min_attacker<PieceType(Pt + 1)>(byTypeBB, to, stmAttackers, occupied, attackers);
 
-  occupied ^= b & ~(b - 1);
+  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) & (bb[BISHOP] | bb[QUEEN]);
+      attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & (byTypeBB[BISHOP] | byTypeBB[QUEEN]);
 
   if (Pt == ROOK || Pt == QUEEN)
-      attackers |= attacks_bb<ROOK>(to, occupied) & (bb[ROOK] | bb[QUEEN]);
+      attackers |= attacks_bb<ROOK>(to, occupied) & (byTypeBB[ROOK] | byTypeBB[QUEEN]);
 
-  attackers &= occupied; // After X-ray that may add already processed pieces
-  return (PieceType)Pt;
+  // 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 Pt;
 }
 
 template<>
@@ -125,6 +126,19 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
 }
 
 
+// Marcel van Kervinck's cuckoo algorithm for fast detection of "upcoming repetition"
+// situations. Description of the algorithm in the following paper:
+// https://marcelk.net/2013-04-06/paper/upcoming-rep-v2.pdf
+
+// First and second hash functions for indexing the cuckoo tables
+inline int H1(Key h) { return h & 0x1fff; }
+inline int H2(Key h) { return (h >> 16) & 0x1fff; }
+
+// Cuckoo tables with Zobrist hashes of valid reversible moves, and the moves themselves
+Key cuckoo[8192];
+Move cuckooMove[8192];
+
+
 /// Position::init() initializes at startup the various arrays used to compute
 /// hash keys.
 
@@ -152,6 +166,30 @@ void Position::init() {
 
   Zobrist::side = rng.rand<Key>();
   Zobrist::noPawns = rng.rand<Key>();
+
+  // Prepare the cuckoo tables
+  std::memset(cuckoo, 0, sizeof(cuckoo));
+  std::memset(cuckooMove, 0, sizeof(cuckooMove));
+  int count = 0;
+  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)
+              {
+                  Move move = make_move(s1, s2);
+                  Key key = Zobrist::psq[pc][s1] ^ Zobrist::psq[pc][s2] ^ Zobrist::side;
+                  int i = H1(key);
+                  while (true)
+                  {
+                      std::swap(cuckoo[i], key);
+                      std::swap(cuckooMove[i], move);
+                      if (move == MOVE_NONE) // Arrived at empty slot?
+                          break;
+                      i = (i == H1(key)) ? H2(key) : H1(key); // Push victim to alternative slot
+                  }
+                  count++;
+             }
+  assert(count == 3668);
 }
 
 
@@ -211,10 +249,10 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
   while ((ss >> token) && !isspace(token))
   {
       if (isdigit(token))
-          sq += Square(token - '0'); // Advance the given number of files
+          sq += (token - '0') * EAST; // Advance the given number of files
 
       else if (token == '/')
-          sq -= Square(16);
+          sq += 2 * SOUTH;
 
       else if ((idx = PieceToChar.find(token)) != string::npos)
       {
@@ -272,7 +310,7 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
   // 5-6. Halfmove clock and fullmove number
   ss >> std::skipws >> st->rule50 >> gamePly;
 
-  // Convert from fullmove starting from 1 to ply starting from 0,
+  // Convert from fullmove starting from 1 to gamePly starting from 0,
   // handle also common incorrect FEN with fullmove = 0.
   gamePly = std::max(2 * (gamePly - 1), 0) + (sideToMove == BLACK);
 
@@ -292,24 +330,18 @@ 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);
-
-  for (Square s = std::min(rfrom, rto); s <= std::max(rfrom, rto); ++s)
-      if (s != kfrom && s != rfrom)
-          castlingPath[cr] |= s;
+  Square kto = relative_square(c, cr & KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
+  Square rto = relative_square(c, cr & KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
 
-  for (Square s = std::min(kfrom, kto); s <= std::max(kfrom, kto); ++s)
-      if (s != kfrom && s != rfrom)
-          castlingPath[cr] |= s;
+  castlingPath[cr] =   (between_bb(rfrom, rto) | between_bb(kfrom, kto) | rto | kto)
+                    & ~(square_bb(kfrom) | rfrom);
 }
 
 
@@ -317,8 +349,8 @@ void Position::set_castling_right(Color c, Square rfrom) {
 
 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]);
+  si->blockersForKing[WHITE] = slider_blockers(pieces(BLACK), square<KING>(WHITE), si->pinners[BLACK]);
+  si->blockersForKing[BLACK] = slider_blockers(pieces(WHITE), square<KING>(BLACK), si->pinners[WHITE]);
 
   Square ksq = square<KING>(~sideToMove);
 
@@ -341,7 +373,6 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
   si->key = si->materialKey = 0;
   si->pawnKey = Zobrist::noPawns;
   si->nonPawnMaterial[WHITE] = si->nonPawnMaterial[BLACK] = VALUE_ZERO;
-  si->psq = SCORE_ZERO;
   si->checkersBB = attackers_to(square<KING>(sideToMove)) & pieces(~sideToMove);
 
   set_check_info(si);
@@ -351,7 +382,12 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
       Square s = pop_lsb(&b);
       Piece pc = piece_on(s);
       si->key ^= Zobrist::psq[pc][s];
-      si->psq += PSQT::psq[pc][s];
+
+      if (type_of(pc) == PAWN)
+          si->pawnKey ^= Zobrist::psq[pc][s];
+
+      else if (type_of(pc) != KING)
+          si->nonPawnMaterial[color_of(pc)] += PieceValue[MG][pc];
   }
 
   if (si->epSquare != SQ_NONE)
@@ -362,27 +398,15 @@ void Position::set_state(StateInfo* si) const {
 
   si->key ^= Zobrist::castling[si->castlingRights];
 
-  for (Bitboard b = pieces(PAWN); b; )
-  {
-      Square s = pop_lsb(&b);
-      si->pawnKey ^= Zobrist::psq[piece_on(s)][s];
-  }
-
   for (Piece pc : Pieces)
-  {
-      if (type_of(pc) != PAWN && type_of(pc) != KING)
-          si->nonPawnMaterial[color_of(pc)] += pieceCount[pc] * PieceValue[MG][pc];
-
       for (int cnt = 0; cnt < pieceCount[pc]; ++cnt)
           si->materialKey ^= Zobrist::psq[pc][cnt];
-  }
 }
 
 
 /// Position::set() is an overload to initialize the position object with
 /// the given endgame code string like "KBPKN". It is mainly a helper to
-/// get the material key out of an endgame code. Position is not playable,
-/// indeed is even not guaranteed to be legal.
+/// get the material key out of an endgame code.
 
 Position& Position::set(const string& code, Color c, StateInfo* si) {
 
@@ -394,8 +418,8 @@ Position& Position::set(const string& code, Color c, StateInfo* si) {
 
   std::transform(sides[c].begin(), sides[c].end(), sides[c].begin(), tolower);
 
-  string fenStr =  sides[0] + char(8 - sides[0].length() + '0') + "/8/8/8/8/8/8/"
-                 + sides[1] + char(8 - sides[1].length() + '0') + " w - - 0 10";
+  string fenStr = "8/" + sides[0] + char(8 - sides[0].length() + '0') + "/8/8/8/8/"
+                       + sides[1] + char(8 - sides[1].length() + '0') + "/8 w - - 0 10";
 
   return set(fenStr, false, si, nullptr);
 }
@@ -430,18 +454,18 @@ const string Position::fen() const {
   ss << (sideToMove == WHITE ? " w " : " b ");
 
   if (can_castle(WHITE_OO))
-      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE |  KING_SIDE))) : 'K');
+      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE_OO ))) : 'K');
 
   if (can_castle(WHITE_OOO))
-      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE | QUEEN_SIDE))) : 'Q');
+      ss << (chess960 ? char('A' + file_of(castling_rook_square(WHITE_OOO))) : 'Q');
 
   if (can_castle(BLACK_OO))
-      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK |  KING_SIDE))) : 'k');
+      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK_OO ))) : 'k');
 
   if (can_castle(BLACK_OOO))
-      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK | QUEEN_SIDE))) : 'q');
+      ss << (chess960 ? char('a' + file_of(castling_rook_square(BLACK_OOO))) : 'q');
 
-  if (!can_castle(WHITE) && !can_castle(BLACK))
+  if (!can_castle(ANY_CASTLING))
       ss << '-';
 
   ss << (ep_square() == SQ_NONE ? " - " : " " + UCI::square(ep_square()) + " ")
@@ -451,19 +475,6 @@ const string Position::fen() const {
 }
 
 
-/// Position::game_phase() calculates the game phase interpolating total non-pawn
-/// material between endgame and midgame limits.
-
-Phase Position::game_phase() const {
-
-  Value npm = st->nonPawnMaterial[WHITE] + st->nonPawnMaterial[BLACK];
-
-  npm = std::max(EndgameLimit, std::min(npm, MidgameLimit));
-
-  return Phase(((npm - EndgameLimit) * PHASE_MIDGAME) / (MidgameLimit - EndgameLimit));
-}
-
-
 /// 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
@@ -473,26 +484,27 @@ Phase Position::game_phase() const {
 
 Bitboard Position::slider_blockers(Bitboard sliders, Square s, Bitboard& pinners) const {
 
-  Bitboard result = 0;
+  Bitboard blockers = 0;
   pinners = 0;
 
-  // Snipers are sliders that attack 's' when a piece is removed
-  Bitboard snipers = (  (PseudoAttacks[ROOK  ][s] & pieces(QUEEN, ROOK))
+  // 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 occupancy = pieces() ^ snipers;
 
   while (snipers)
   {
     Square sniperSq = pop_lsb(&snipers);
-    Bitboard b = between_bb(s, sniperSq) & pieces();
+    Bitboard b = between_bb(s, sniperSq) & occupancy;
 
-    if (!more_than_one(b))
+    if (b && !more_than_one(b))
     {
-        result |= b;
+        blockers |= b;
         if (b & pieces(color_of(piece_on(s))))
             pinners |= sniperSq;
     }
   }
-  return result;
+  return blockers;
 }
 
 
@@ -504,7 +516,7 @@ Bitboard Position::attackers_to(Square s, Bitboard occupied) const {
   return  (attacks_from<PAWN>(s, BLACK)    & pieces(WHITE, PAWN))
         | (attacks_from<PAWN>(s, WHITE)    & pieces(BLACK, PAWN))
         | (attacks_from<KNIGHT>(s)         & pieces(KNIGHT))
-        | (attacks_bb<ROOK  >(s, occupied) & pieces(ROOK,   QUEEN))
+        | (attacks_bb<  ROOK>(s, occupied) & pieces(  ROOK, QUEEN))
         | (attacks_bb<BISHOP>(s, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN))
         | (attacks_from<KING>(s)           & pieces(KING));
 }
@@ -518,6 +530,7 @@ bool Position::legal(Move m) const {
 
   Color us = sideToMove;
   Square from = from_sq(m);
+  Square to = to_sq(m);
 
   assert(color_of(moved_piece(m)) == us);
   assert(piece_on(square<KING>(us)) == make_piece(us, KING));
@@ -528,7 +541,6 @@ bool Position::legal(Move m) const {
   if (type_of(m) == ENPASSANT)
   {
       Square ksq = square<KING>(us);
-      Square to = to_sq(m);
       Square capsq = to - pawn_push(us);
       Bitboard occupied = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
 
@@ -541,16 +553,35 @@ bool Position::legal(Move m) const {
             && !(attacks_bb<BISHOP>(ksq, occupied) & pieces(~us, QUEEN, BISHOP));
   }
 
-  // If the moving piece is a king, check whether the destination
-  // square is attacked by the opponent. Castling moves are checked
-  // for legality during move generation.
+  // Castling moves generation does not check if the castling path is clear of
+  // enemy attacks, it is delayed at a later time: now!
+  if (type_of(m) == CASTLING)
+  {
+      // After castling, the rook and king final positions are the same in
+      // Chess960 as they would be in standard chess.
+      to = relative_square(us, to > from ? SQ_G1 : SQ_C1);
+      Direction step = to > from ? WEST : EAST;
+
+      for (Square s = to; s != from; s += step)
+          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.
+      // 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));
+  }
+
+  // If the moving piece is a king, check whether the destination square is
+  // attacked by the opponent.
   if (type_of(piece_on(from)) == KING)
-      return type_of(m) == CASTLING || !(attackers_to(to_sq(m)) & pieces(~us));
+      return !(attackers_to(to) & pieces(~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.
-  return   !(pinned_pieces(us) & from)
-        ||  aligned(from, to_sq(m), square<KING>(us));
+  return   !(blockers_for_king(us) & from)
+        ||  aligned(from, to, square<KING>(us));
 }
 
 
@@ -587,7 +618,7 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
   {
       // We have already handled promotion moves, so destination
       // cannot be on the 8th/1st rank.
-      if (rank_of(to) == relative_rank(us, RANK_8))
+      if ((Rank8BB | Rank1BB) & to)
           return false;
 
       if (   !(attacks_from<PAWN>(from, us) & pieces(~us) & to) // Not a capture
@@ -641,7 +672,7 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
       return true;
 
   // Is there a discovered check?
-  if (   (discovered_check_candidates() & from)
+  if (   (st->blockersForKing[~sideToMove] & from)
       && !aligned(from, to, square<KING>(~sideToMove)))
       return true;
 
@@ -691,7 +722,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   assert(is_ok(m));
   assert(&newSt != st);
 
-  ++nodes;
+  thisThread->nodes.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
   Key k = st->key ^ Zobrist::side;
 
   // Copy some fields of the old state to our new StateInfo object except the
@@ -726,7 +757,6 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
       Square rfrom, rto;
       do_castling<true>(us, from, to, rfrom, rto);
 
-      st->psq += PSQT::psq[captured][rto] - PSQT::psq[captured][rfrom];
       k ^= Zobrist::psq[captured][rfrom] ^ Zobrist::psq[captured][rto];
       captured = NO_PIECE;
   }
@@ -765,9 +795,6 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
       st->materialKey ^= Zobrist::psq[captured][pieceCount[captured]];
       prefetch(thisThread->materialTable[st->materialKey]);
 
-      // Update incremental scores
-      st->psq -= PSQT::psq[captured][capsq];
-
       // Reset rule 50 counter
       st->rule50 = 0;
   }
@@ -801,7 +828,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
       if (   (int(to) ^ int(from)) == 16
           && (attacks_from<PAWN>(to - pawn_push(us), us) & pieces(them, PAWN)))
       {
-          st->epSquare = (from + to) / 2;
+          st->epSquare = to - pawn_push(us);
           k ^= Zobrist::enpassant[file_of(st->epSquare)];
       }
 
@@ -821,24 +848,17 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
           st->materialKey ^=  Zobrist::psq[promotion][pieceCount[promotion]-1]
                             ^ Zobrist::psq[pc][pieceCount[pc]];
 
-          // Update incremental score
-          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[pc][from] ^ Zobrist::psq[pc][to];
-      prefetch2(thisThread->pawnsTable[st->pawnKey]);
 
       // Reset rule 50 draw counter
       st->rule50 = 0;
   }
 
-  // Update incremental scores
-  st->psq += PSQT::psq[pc][to] - PSQT::psq[pc][from];
-
   // Set capture piece
   st->capturedPiece = captured;
 
@@ -853,6 +873,25 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   // Update king attacks used for fast check detection
   set_check_info(st);
 
+  // Calculate the repetition info. It is the ply distance from the previous
+  // occurrence of the same position, negative in the 3-fold case, or zero
+  // if the position was not repeated.
+  st->repetition = 0;
+  int end = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
+  if (end >= 4)
+  {
+      StateInfo* stp = st->previous->previous;
+      for (int i = 4; i <= end; i += 2)
+      {
+          stp = stp->previous->previous;
+          if (stp->key == st->key)
+          {
+              st->repetition = stp->repetition ? -i : i;
+              break;
+          }
+      }
+  }
+
   assert(pos_is_ok());
 }
 
@@ -968,6 +1007,8 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
 
   set_check_info(st);
 
+  st->repetition = 0;
+
   assert(pos_is_ok());
 }
 
@@ -1000,82 +1041,86 @@ Key Position::key_after(Move m) const {
 
 
 /// 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
+/// SEE value of move is greater or equal to the given threshold. We'll use an
 /// algorithm similar to alpha-beta pruning with a null window.
 
-bool Position::see_ge(Move m, Value v) const {
+bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
 
   assert(is_ok(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;
+  // 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 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;
+  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
 
-  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;
-  }
+  // 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 < v)
+  if (balance < VALUE_ZERO)
       return false;
 
-  if (nextVictim == KING)
-      return true;
-
+  // Now assume the worst possible result: that the opponent can
+  // capture our piece for free.
   balance -= PieceValue[MG][nextVictim];
 
-  if (balance >= v)
+  // 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)
       return true;
 
-  bool relativeStm = true; // True if the opponent is to move
-  occupied ^= pieces() ^ from ^ to;
-
-  // Find all attackers to the destination square, with the moving piece removed,
-  // but possibly an X-ray attacker added behind it.
+  // 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;
 
   while (true)
   {
       stmAttackers = attackers & pieces(stm);
 
-      // Don't allow pinned pieces to attack pieces except the king as long all
-      // pinners are on their original square.
-      if (!(st->pinnersForKing[stm] & ~occupied))
+      // 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];
 
+      // If stm has no more attackers then give up: stm loses
       if (!stmAttackers)
-          return relativeStm;
+          break;
 
-      // Locate and remove the next least valuable attacker
+      // 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);
 
-      if (nextVictim == KING)
-          return relativeStm == bool(attackers & pieces(~stm));
-
-      balance += relativeStm ?  PieceValue[MG][nextVictim]
-                             : -PieceValue[MG][nextVictim];
+      stm = ~stm; // Switch side to move
 
-      relativeStm = !relativeStm;
+      // Negamax the balance with alpha = balance, beta = balance+1 and
+      // add nextVictim's value.
+      //
+      //      (balance, balance+1) -> (-balance-1, -balance)
+      //
+      assert(balance < VALUE_ZERO);
 
-      if (relativeStm == (balance >= v))
-          return relativeStm;
+      balance = -balance - 1 - PieceValue[MG][nextVictim];
 
-      stm = ~stm;
+      // 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)
+      {
+          if (nextVictim == KING && (attackers & pieces(stm)))
+              stm = ~stm;
+          break;
+      }
+      assert(nextVictim != KING);
   }
+  return us != stm; // We break the above loop when stm loses
 }
 
 
@@ -1087,26 +1132,78 @@ bool Position::is_draw(int ply) const {
   if (st->rule50 > 99 && (!checkers() || MoveList<LEGAL>(*this).size()))
       return true;
 
+  // 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;
+}
+
+
+// Position::has_repeated() tests whether there has been at least one repetition
+// of positions since the last capture or pawn move.
+
+bool Position::has_repeated() const {
+
+    StateInfo* stc = st;
+    int end = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
+    while (end-- >= 4)
+    {
+        if (stc->repetition)
+            return true;
+
+        stc = stc->previous;
+    }
+    return false;
+}
+
+
+/// Position::has_game_cycle() tests if the position has a move which draws by repetition,
+/// or an earlier position has a move that directly reaches the current position.
+
+bool Position::has_game_cycle(int ply) const {
+
+  int j;
+
   int end = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
 
-  if (end < 4)
+  if (end < 3)
     return false;
 
-  StateInfo* stp = st->previous->previous;
-  int cnt = 0;
+  Key originalKey = st->key;
+  StateInfo* stp = st->previous;
 
-  for (int i = 4; i <= end; i += 2)
+  for (int i = 3; i <= end; i += 2)
   {
       stp = stp->previous->previous;
 
-      // At root position ply is 1, so return a draw score if a position
-      // repeats once earlier but after or at the root, or repeats twice
-      // strictly before the root.
-      if (   stp->key == st->key
-          && ++cnt + (ply - i > 0) == 2)
-          return true;
-  }
+      Key moveKey = originalKey ^ stp->key;
+      if (   (j = H1(moveKey), cuckoo[j] == moveKey)
+          || (j = H2(moveKey), cuckoo[j] == moveKey))
+      {
+          Move move = cuckooMove[j];
+          Square s1 = from_sq(move);
+          Square s2 = to_sq(move);
 
+          if (!(between_bb(s1, s2) & pieces()))
+          {
+              if (ply > i)
+                  return true;
+
+              // For nodes before or at the root, check that the move is a
+              // repetition rather than a move to the current position.
+              // In the cuckoo table, both moves Rc1c5 and Rc5c1 are stored in
+              // the same location, so we have to select which square to check.
+              if (color_of(piece_on(empty(s1) ? s2 : s1)) != side_to_move())
+                  continue;
+
+              // For repetitions before or at the root, require one more
+              if (stp->repetition)
+                  return true;
+          }
+      }
+  }
   return false;
 }
 
@@ -1146,78 +1243,72 @@ void Position::flip() {
 }
 
 
-/// Position::pos_is_ok() performs some consistency checks for the position object.
+/// Position::pos_is_ok() performs some consistency checks for the
+/// position object and raises an asserts if something wrong is detected.
 /// This is meant to be helpful when debugging.
 
-bool Position::pos_is_ok(int* failedStep) const {
+bool Position::pos_is_ok() const {
 
-  const bool Fast = true; // Quick (default) or full check?
+  constexpr bool Fast = true; // Quick (default) or full check?
 
-  enum { Default, King, Bitboards, State, Lists, Castling };
+  if (   (sideToMove != WHITE && sideToMove != BLACK)
+      || piece_on(square<KING>(WHITE)) != W_KING
+      || piece_on(square<KING>(BLACK)) != B_KING
+      || (   ep_square() != SQ_NONE
+          && relative_rank(sideToMove, ep_square()) != RANK_6))
+      assert(0 && "pos_is_ok: Default");
 
-  for (int step = Default; step <= (Fast ? Default : Castling); step++)
-  {
-      if (failedStep)
-          *failedStep = step;
-
-      if (step == Default)
-          if (   (sideToMove != WHITE && sideToMove != BLACK)
-              || piece_on(square<KING>(WHITE)) != W_KING
-              || piece_on(square<KING>(BLACK)) != B_KING
-              || (   ep_square() != SQ_NONE
-                  && relative_rank(sideToMove, ep_square()) != RANK_6))
-              return false;
+  if (Fast)
+      return true;
 
-      if (step == King)
-          if (   std::count(board, board + SQUARE_NB, W_KING) != 1
-              || std::count(board, board + SQUARE_NB, B_KING) != 1
-              || attackers_to(square<KING>(~sideToMove)) & pieces(sideToMove))
-              return false;
+  if (   pieceCount[W_KING] != 1
+      || pieceCount[B_KING] != 1
+      || attackers_to(square<KING>(~sideToMove)) & pieces(sideToMove))
+      assert(0 && "pos_is_ok: Kings");
 
-      if (step == Bitboards)
-      {
-          if (  (pieces(WHITE) & pieces(BLACK))
-              ||(pieces(WHITE) | pieces(BLACK)) != pieces())
-              return false;
+  if (   (pieces(PAWN) & (Rank1BB | Rank8BB))
+      || pieceCount[W_PAWN] > 8
+      || pieceCount[B_PAWN] > 8)
+      assert(0 && "pos_is_ok: Pawns");
 
-          for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; ++p1)
-              for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; ++p2)
-                  if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
-                      return false;
-      }
+  if (   (pieces(WHITE) & pieces(BLACK))
+      || (pieces(WHITE) | pieces(BLACK)) != pieces()
+      || popcount(pieces(WHITE)) > 16
+      || popcount(pieces(BLACK)) > 16)
+      assert(0 && "pos_is_ok: Bitboards");
 
-      if (step == State)
-      {
-          StateInfo si = *st;
-          set_state(&si);
-          if (std::memcmp(&si, st, sizeof(StateInfo)))
-              return false;
-      }
+  for (PieceType p1 = PAWN; p1 <= KING; ++p1)
+      for (PieceType p2 = PAWN; p2 <= KING; ++p2)
+          if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
+              assert(0 && "pos_is_ok: Bitboards");
 
-      if (step == Lists)
-          for (Piece pc : Pieces)
-          {
-              if (pieceCount[pc] != popcount(pieces(color_of(pc), type_of(pc))))
-                  return false;
+  StateInfo si = *st;
+  set_state(&si);
+  if (std::memcmp(&si, st, sizeof(StateInfo)))
+      assert(0 && "pos_is_ok: State");
 
-              for (int i = 0; i < pieceCount[pc]; ++i)
-                  if (board[pieceList[pc][i]] != pc || index[pieceList[pc][i]] != i)
-                      return false;
-          }
+  for (Piece pc : Pieces)
+  {
+      if (   pieceCount[pc] != popcount(pieces(color_of(pc), type_of(pc)))
+          || pieceCount[pc] != std::count(board, board + SQUARE_NB, pc))
+          assert(0 && "pos_is_ok: Pieces");
 
-      if (step == Castling)
-          for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-              for (CastlingSide s = KING_SIDE; s <= QUEEN_SIDE; s = CastlingSide(s + 1))
-              {
-                  if (!can_castle(c | s))
-                      continue;
-
-                  if (   piece_on(castlingRookSquare[c | s]) != make_piece(c, ROOK)
-                      || castlingRightsMask[castlingRookSquare[c | s]] != (c | s)
-                      ||(castlingRightsMask[square<KING>(c)] & (c | s)) != (c | s))
-                      return false;
-              }
+      for (int i = 0; i < pieceCount[pc]; ++i)
+          if (board[pieceList[pc][i]] != pc || index[pieceList[pc][i]] != i)
+              assert(0 && "pos_is_ok: Index");
   }
 
+  for (Color c : { WHITE, BLACK })
+      for (CastlingRights cr : {c & KING_SIDE, c & QUEEN_SIDE})
+      {
+          if (!can_castle(cr))
+              continue;
+
+          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");
+      }
+
   return true;
 }