Add checkers info to Position::pretty()
[stockfish] / src / position.cpp
index 28da877525a4773a87b1f25c31bd8ccca1da068d..de5d04c13ac8982368fcd10edf0eab96168058ec 100644 (file)
@@ -41,7 +41,7 @@ static const string PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
 CACHE_LINE_ALIGNMENT
 
 Score pieceSquareTable[PIECE_NB][SQUARE_NB];
-Value PieceValue[2][18] = { // [Mg / Eg][piece / pieceType]
+Value PieceValue[PHASE_NB][PIECE_NB] = {
 { VALUE_ZERO, PawnValueMg, KnightValueMg, BishopValueMg, RookValueMg, QueenValueMg },
 { VALUE_ZERO, PawnValueEg, KnightValueEg, BishopValueEg, RookValueEg, QueenValueEg } };
 
@@ -86,10 +86,10 @@ void init() {
 
   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];
+      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]);
+      Score v = make_score(PieceValue[MG][pt], PieceValue[EG][pt]);
 
       for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
       {
@@ -172,11 +172,11 @@ Position& Position::operator=(const Position& pos) {
 }
 
 
-/// Position::from_fen() initializes the position object with the given FEN
-/// string. This function is not very robust - make sure that input FENs are
-/// correct (this is assumed to be the responsibility of the GUI).
+/// Position::set() initializes the position object with the given FEN string.
+/// 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::from_fen(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
+void Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
 /*
    A FEN string defines a particular position using only the ASCII character set.
 
@@ -214,13 +214,13 @@ void Position::from_fen(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
   char col, row, token;
   size_t p;
   Square sq = SQ_A8;
-  std::istringstream fen(fenStr);
+  std::istringstream ss(fenStr);
 
   clear();
-  fen >> std::noskipws;
+  ss >> std::noskipws;
 
   // 1. Piece placement
-  while ((fen >> token) && !isspace(token))
+  while ((ss >> token) && !isspace(token))
   {
       if (isdigit(token))
           sq += Square(token - '0'); // Advance the given number of files
@@ -236,16 +236,16 @@ void Position::from_fen(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
   }
 
   // 2. Active color
-  fen >> token;
+  ss >> token;
   sideToMove = (token == 'w' ? WHITE : BLACK);
-  fen >> token;
+  ss >> token;
 
   // 3. Castling availability. Compatible with 3 standards: Normal FEN standard,
   // Shredder-FEN that uses the letters of the columns on which the rooks began
   // the game instead of KQkq and also X-FEN standard that, in case of Chess960,
   // if an inner rook is associated with the castling right, the castling tag is
   // replaced by the file letter of the involved rook, as for the Shredder-FEN.
-  while ((fen >> token) && !isspace(token))
+  while ((ss >> token) && !isspace(token))
   {
       Square rsq;
       Color c = islower(token) ? BLACK : WHITE;
@@ -268,8 +268,8 @@ void Position::from_fen(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
   }
 
   // 4. En passant square. Ignore if no pawn capture is possible
-  if (   ((fen >> col) && (col >= 'a' && col <= 'h'))
-      && ((fen >> row) && (row == '3' || row == '6')))
+  if (   ((ss >> col) && (col >= 'a' && col <= 'h'))
+      && ((ss >> row) && (row == '3' || row == '6')))
   {
       st->epSquare = File(col - 'a') | Rank(row - '1');
 
@@ -278,7 +278,7 @@ void Position::from_fen(const string& fenStr, bool isChess960, Thread* th) {
   }
 
   // 5-6. Halfmove clock and fullmove number
-  fen >> std::skipws >> st->rule50 >> startPosPly;
+  ss >> std::skipws >> st->rule50 >> startPosPly;
 
   // Convert from fullmove starting from 1 to ply starting from 0,
   // handle also common incorrect FEN with fullmove = 0.
@@ -325,12 +325,12 @@ void Position::set_castle_right(Color c, Square rfrom) {
 }
 
 
-/// Position::to_fen() returns a FEN representation of the position. In case
+/// Position::fen() returns a FEN representation of the position. In case
 /// of Chess960 the Shredder-FEN notation is used. Mainly a debugging function.
 
-const string Position::to_fen() const {
+const string Position::fen() const {
 
-  std::ostringstream fen;
+  std::ostringstream ss;
   Square sq;
   int emptyCnt;
 
@@ -348,48 +348,48 @@ const string Position::to_fen() const {
           {
               if (emptyCnt > 0)
               {
-                  fen << emptyCnt;
+                  ss << emptyCnt;
                   emptyCnt = 0;
               }
-              fen << PieceToChar[piece_on(sq)];
+              ss << PieceToChar[piece_on(sq)];
           }
       }
 
       if (emptyCnt > 0)
-          fen << emptyCnt;
+          ss << emptyCnt;
 
       if (rank > RANK_1)
-          fen << '/';
+          ss << '/';
   }
 
-  fen << (sideToMove == WHITE ? " w " : " b ");
+  ss << (sideToMove == WHITE ? " w " : " b ");
 
   if (can_castle(WHITE_OO))
-      fen << (chess960 ? char(toupper(file_to_char(file_of(castle_rook_square(WHITE, KING_SIDE))))) : 'K');
+      ss << (chess960 ? char(toupper(file_to_char(file_of(castle_rook_square(WHITE, KING_SIDE))))) : 'K');
 
   if (can_castle(WHITE_OOO))
-      fen << (chess960 ? char(toupper(file_to_char(file_of(castle_rook_square(WHITE, QUEEN_SIDE))))) : 'Q');
+      ss << (chess960 ? char(toupper(file_to_char(file_of(castle_rook_square(WHITE, QUEEN_SIDE))))) : 'Q');
 
   if (can_castle(BLACK_OO))
-      fen << (chess960 ? file_to_char(file_of(castle_rook_square(BLACK, KING_SIDE))) : 'k');
+      ss << (chess960 ? file_to_char(file_of(castle_rook_square(BLACK, KING_SIDE))) : 'k');
 
   if (can_castle(BLACK_OOO))
-      fen << (chess960 ? file_to_char(file_of(castle_rook_square(BLACK, QUEEN_SIDE))) : 'q');
+      ss << (chess960 ? file_to_char(file_of(castle_rook_square(BLACK, QUEEN_SIDE))) : 'q');
 
   if (st->castleRights == CASTLES_NONE)
-      fen << '-';
+      ss << '-';
 
-  fen << (ep_square() == SQ_NONE ? " - " : " " + square_to_string(ep_square()) + " ")
+  ss << (ep_square() == SQ_NONE ? " - " : " " + square_to_string(ep_square()) + " ")
       << st->rule50 << " " << 1 + (startPosPly - int(sideToMove == BLACK)) / 2;
 
-  return fen.str();
+  return ss.str();
 }
 
 
-/// Position::print() prints an ASCII representation of the position to
-/// the standard output. If a move is given then also the san is printed.
+/// Position::pretty() returns an ASCII representation of the position to be
+/// printed to the standard output together with the move's san notation.
 
-void Position::print(Move move) const {
+const string Position::pretty(Move move) const {
 
   const string dottedLine =            "\n+---+---+---+---+---+---+---+---+";
   const string twoRows =  dottedLine + "\n|   | . |   | . |   | . |   | . |"
@@ -397,19 +397,25 @@ void Position::print(Move move) const {
 
   string brd = twoRows + twoRows + twoRows + twoRows + dottedLine;
 
-  sync_cout;
+  std::ostringstream ss;
 
   if (move)
-  {
-      Position p(*this);
-      cout << "\nMove is: " << (sideToMove == BLACK ? ".." : "") << move_to_san(p, move);
-  }
+      ss << "\nMove: " << (sideToMove == BLACK ? ".." : "")
+         << move_to_san(*const_cast<Position*>(this), move);
 
   for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
       if (piece_on(sq) != NO_PIECE)
           brd[513 - 68*rank_of(sq) + 4*file_of(sq)] = PieceToChar[piece_on(sq)];
 
-  cout << brd << "\nFen is: " << to_fen() << "\nKey is: " << st->key << sync_endl;
+  ss << brd << "\nFen: " << fen() << "\nKey: " << st->key;
+
+  if (checkers())
+  {
+      ss << "\nCheckers: ";
+      for (Bitboard b = checkers(); b; )
+          ss << square_to_string(pop_lsb(&b)) << " ";
+  }
+  return ss.str();
 }
 
 
@@ -475,37 +481,6 @@ Bitboard Position::attacks_from(Piece p, Square s, Bitboard occ) {
 }
 
 
-/// Position::move_attacks_square() tests whether a move from the current
-/// position attacks a given square.
-
-bool Position::move_attacks_square(Move m, Square s) const {
-
-  assert(is_ok(m));
-  assert(is_ok(s));
-
-  Bitboard occ, xray;
-  Square from = from_sq(m);
-  Square to = to_sq(m);
-  Piece piece = piece_moved(m);
-
-  assert(!is_empty(from));
-
-  // Update occupancy as if the piece is moving
-  occ = pieces() ^ from ^ to;
-
-  // The piece moved in 'to' attacks the square 's' ?
-  if (attacks_from(piece, to, occ) & s)
-      return true;
-
-  // Scan for possible X-ray attackers behind the moved piece
-  xray =  (attacks_bb<  ROOK>(s, occ) & pieces(color_of(piece), QUEEN, ROOK))
-        | (attacks_bb<BISHOP>(s, occ) & pieces(color_of(piece), QUEEN, BISHOP));
-
-  // Verify attackers are triggered by our move and not already existing
-  return xray && (xray ^ (xray & attacks_from<QUEEN>(s)));
-}
-
-
 /// Position::pl_move_is_legal() tests whether a pseudo-legal move is legal
 
 bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
@@ -553,20 +528,6 @@ bool Position::pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const {
 }
 
 
-/// Position::move_is_legal() takes a random move and tests whether the move
-/// is 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 {
-
-  for (MoveList<LEGAL> ml(*this); !ml.end(); ++ml)
-      if (ml.move() == m)
-          return true;
-
-  return false;
-}
-
-
 /// Position::is_pseudo_legal() takes a random move and tests whether the move
 /// is pseudo legal. It is used to validate moves from TT that can be corrupted
 /// due to SMP concurrent access or hash position key aliasing.
@@ -574,14 +535,13 @@ bool Position::move_is_legal(const Move m) const {
 bool Position::is_pseudo_legal(const Move m) const {
 
   Color us = sideToMove;
-  Color them = ~sideToMove;
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
   Piece pc = piece_moved(m);
 
   // Use a slower but simpler function for uncommon cases
   if (type_of(m) != NORMAL)
-      return move_is_legal(m);
+      return MoveList<LEGAL>(*this).contains(m);
 
   // Is not a promotion, so promotion piece must be empty
   if (promotion_type(m) - 2 != NO_PIECE_TYPE)
@@ -593,7 +553,7 @@ bool Position::is_pseudo_legal(const Move m) const {
       return false;
 
   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
-  if (color_of(piece_on(to)) == us)
+  if (piece_on(to) != NO_PIECE && color_of(piece_on(to)) == us)
       return false;
 
   // Handle the special case of a pawn move
@@ -619,7 +579,7 @@ bool Position::is_pseudo_legal(const Move m) 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)
+      if (piece_on(to) == NO_PIECE || color_of(piece_on(to)) != ~us)
           return false;
 
       // From and to files must be one file apart, avoids a7h5
@@ -664,18 +624,16 @@ bool Position::is_pseudo_legal(const Move m) const {
   // Evasions generator already takes care to avoid some kind of illegal moves
   // and pl_move_is_legal() relies on this. So we have to take care that the
   // same kind of moves are filtered out here.
-  if (in_check())
+  if (checkers())
   {
       if (type_of(pc) != KING)
       {
-          Bitboard b = checkers();
-          Square checksq = pop_lsb(&b);
-
-          if (b) // double check ? In this case a king move is required
+          // Double check? In this case a king move is required
+          if (more_than_one(checkers()))
               return false;
 
           // Our move must be a blocking evasion or a capture of the checking piece
-          if (!((between_bb(checksq, king_square(us)) | checkers()) & to))
+          if (!((between_bb(lsb(checkers()), king_square(us)) | checkers()) & to))
               return false;
       }
       // In case of king moves under check we have to remove king so to catch
@@ -720,15 +678,16 @@ bool Position::move_gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
   Color us = sideToMove;
   Square ksq = king_square(~us);
 
-  // Promotion with check ?
-  if (type_of(m) == PROMOTION)
+  switch (type_of(m))
+  {
+  case PROMOTION:
       return attacks_from(Piece(promotion_type(m)), to, pieces() ^ from) & ksq;
 
   // En passant capture with check ? We have already handled the case
   // of direct checks and ordinary discovered check, the only case we
   // need to handle is the unusual case of a discovered check through
   // the captured pawn.
-  if (type_of(m) == ENPASSANT)
+  case ENPASSANT:
   {
       Square capsq = file_of(to) | rank_of(from);
       Bitboard b = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
@@ -736,9 +695,7 @@ bool Position::move_gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
       return  (attacks_bb<  ROOK>(ksq, b) & pieces(us, QUEEN, ROOK))
             | (attacks_bb<BISHOP>(ksq, b) & pieces(us, QUEEN, BISHOP));
   }
-
-  // Castling with check ?
-  if (type_of(m) == CASTLE)
+  case CASTLE:
   {
       Square kfrom = from;
       Square rfrom = to; // 'King captures the rook' notation
@@ -748,8 +705,10 @@ bool Position::move_gives_check(Move m, const CheckInfo& ci) const {
 
       return attacks_bb<ROOK>(rto, b) & ksq;
   }
-
-  return false;
+  default:
+      assert(false);
+      return false;
+  }
 }
 
 
@@ -772,9 +731,9 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
   Key k = st->key;
 
   // Copy some fields of old state to our new StateInfo object except the ones
-  // which are recalculated from scratch anyway, then switch our state pointer
-  // to point to the new, ready to be updated, state.
-  memcpy(&newSt, st, sizeof(ReducedStateInfo));
+  // which are going to be recalculated from scratch anyway, then switch our state
+  // pointer to point to the new, ready to be updated, state.
+  memcpy(&newSt, st, StateCopySize64 * sizeof(uint64_t));
 
   newSt.previous = st;
   st = &newSt;
@@ -803,7 +762,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
   PieceType capture = type_of(m) == ENPASSANT ? PAWN : type_of(piece_on(to));
 
   assert(color_of(piece) == us);
-  assert(color_of(piece_on(to)) != us);
+  assert(piece_on(to) == NO_PIECE || color_of(piece_on(to)) == them);
   assert(capture != KING);
 
   if (capture)
@@ -830,7 +789,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
           st->pawnKey ^= Zobrist::psq[them][PAWN][capsq];
       }
       else
-          st->npMaterial[them] -= PieceValue[Mg][capture];
+          st->npMaterial[them] -= PieceValue[MG][capture];
 
       // Remove the captured piece
       byTypeBB[ALL_PIECES] ^= capsq;
@@ -938,7 +897,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
                          - pieceSquareTable[make_piece(us, PAWN)][to];
 
           // Update material
-          st->npMaterial[us] += PieceValue[Mg][promotion];
+          st->npMaterial[us] += PieceValue[MG][promotion];
       }
 
       // Update pawn hash key
@@ -949,8 +908,8 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, const CheckInfo& ci, bool moveI
   }
 
   // Prefetch pawn and material hash tables
-  prefetch((char*)thisThread->pawnTable.entries[st->pawnKey]);
-  prefetch((char*)thisThread->materialTable.entries[st->materialKey]);
+  prefetch((char*)thisThread->pawnsTable[st->pawnKey]);
+  prefetch((char*)thisThread->materialTable[st->materialKey]);
 
   // Update incremental scores
   st->psqScore += psq_delta(piece, from, to);
@@ -1192,7 +1151,7 @@ void Position::do_castle_move(Move m) {
 template<bool Do>
 void Position::do_null_move(StateInfo& backupSt) {
 
-  assert(!in_check());
+  assert(!checkers());
 
   // Back up the information necessary to undo the null move to the supplied
   // StateInfo object. Note that differently from normal case here backupSt
@@ -1243,7 +1202,7 @@ int Position::see_sign(Move m) const {
   // 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][piece_on(to_sq(m))] >= PieceValue[Mg][piece_moved(m)])
+  if (PieceValue[MG][piece_on(to_sq(m))] >= PieceValue[MG][piece_moved(m)])
       return 1;
 
   return see(m);
@@ -1290,7 +1249,7 @@ int Position::see(Move m) const {
   stm = ~color_of(piece_on(from));
   stmAttackers = attackers & pieces(stm);
   if (!stmAttackers)
-      return PieceValue[Mg][captured];
+      return PieceValue[MG][captured];
 
   // The destination square is defended, which makes things rather more
   // difficult to compute. We proceed by building up a "swap list" containing
@@ -1298,14 +1257,14 @@ int Position::see(Move m) const {
   // 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.
-  swapList[0] = PieceValue[Mg][captured];
+  swapList[0] = PieceValue[MG][captured];
   captured = type_of(piece_on(from));
 
   do {
       assert(slIndex < 32);
 
       // Add the new entry to the swap list
-      swapList[slIndex] = -swapList[slIndex - 1] + PieceValue[Mg][captured];
+      swapList[slIndex] = -swapList[slIndex - 1] + PieceValue[MG][captured];
       slIndex++;
 
       // Locate and remove from 'occupied' the next least valuable attacker
@@ -1347,9 +1306,6 @@ void Position::clear() {
   for (int i = 0; i < 8; i++)
       for (int j = 0; j < 16; j++)
           pieceList[0][i][j] = pieceList[1][i][j] = SQ_NONE;
-
-  for (Square sq = SQ_A1; sq <= SQ_H8; sq++)
-      board[sq] = NO_PIECE;
 }
 
 
@@ -1463,7 +1419,7 @@ Value Position::compute_non_pawn_material(Color c) const {
   Value value = VALUE_ZERO;
 
   for (PieceType pt = KNIGHT; pt <= QUEEN; pt++)
-      value += piece_count(c, pt) * PieceValue[Mg][pt];
+      value += piece_count(c, pt) * PieceValue[MG][pt];
 
   return value;
 }
@@ -1472,36 +1428,31 @@ 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>
+template<bool CheckRepetition, bool CheckThreeFold>
 bool Position::is_draw() const {
 
-  // Draw by material?
   if (   !pieces(PAWN)
       && (non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK) <= BishopValueMg))
       return true;
 
-  // Draw by the 50 moves rule?
-  if (st->rule50 > 99 && (!in_check() || MoveList<LEGAL>(*this).size()))
+  if (st->rule50 > 99 && (!checkers() || MoveList<LEGAL>(*this).size()))
       return true;
 
-  // Draw by repetition?
-  if (!SkipRepetition)
+  if (CheckRepetition)
   {
-      int i = 4, e = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull);
+      int i = 4, e = std::min(st->rule50, st->pliesFromNull), cnt;
 
       if (i <= e)
       {
           StateInfo* stp = st->previous->previous;
 
-          do {
+          for (cnt = 0; i <= e; i += 2)
+          {
               stp = stp->previous->previous;
 
-              if (stp->key == st->key)
+              if (stp->key == st->key && (!CheckThreeFold || ++cnt >= 2))
                   return true;
-
-              i +=2;
-
-          } while (i <= e);
+          }
       }
   }
 
@@ -1509,8 +1460,9 @@ bool Position::is_draw() const {
 }
 
 // Explicit template instantiations
-template bool Position::is_draw<false>() const;
-template bool Position::is_draw<true>() const;
+template bool Position::is_draw<true,  true>() const;
+template bool Position::is_draw<true, false>() const;
+template bool Position::is_draw<false,false>() const;
 
 
 /// Position::flip() flips position with the white and black sides reversed. This