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Don't copy the key in do_move
[stockfish] / src / position.h
index e5b5f5aa4a85dd7a2aa2c26222d8c6f2822b477b..09c630062dd3984ea5a2fcc0ffaa647c7ff4fe2a 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 #if !defined(POSITION_H_INCLUDED)
 #define POSITION_H_INCLUDED
 
-// Disable a silly and noisy warning from MSVC compiler
+// Disable some silly and noisy warning from MSVC compiler
 #if defined(_MSC_VER)
 
 // Forcing value to bool 'true' or 'false' (performance warning)
 #pragma warning(disable: 4800)
 
+// Conditional expression is constant
+#pragma warning(disable: 4127)
+
+
 #endif
 
 ////
 //// Constants
 ////
 
-/// FEN string for the initial position:
-const std::string StartPosition =
-  "rnbqkbnr/pppppppp/8/8/8/8/PPPPPPPP/RNBQKBNR w KQkq - 0 1";
+/// FEN string for the initial position
+const std::string StartPosition = "rnbqkbnr/pppppppp/8/8/8/8/PPPPPPPP/RNBQKBNR w KQkq - 0 1";
 
 /// Maximum number of plies per game (220 should be enough, because the
 /// maximum search depth is 100, and during position setup we reset the
-/// move counter for every non-reversible move):
+/// move counter for every non-reversible move).
 const int MaxGameLength = 220;
 
 
@@ -63,11 +66,11 @@ const int MaxGameLength = 220;
 /// Castle rights, encoded as bit fields
 
 enum CastleRights {
-  NO_CASTLES = 0,
-  WHITE_OO = 1,
-  BLACK_OO = 2,
-  WHITE_OOO = 4,
-  BLACK_OOO = 8,
+  NO_CASTLES  = 0,
+  WHITE_OO    = 1,
+  BLACK_OO    = 2,
+  WHITE_OOO   = 4,
+  BLACK_OOO   = 8,
   ALL_CASTLES = 15
 };
 
@@ -84,38 +87,38 @@ enum Phase {
 /// must be passed as a parameter.
 
 struct StateInfo {
-  Key key, pawnKey, materialKey;
-  int castleRights, rule50;
+  Key pawnKey, materialKey;
+  int castleRights, rule50, pliesFromNull;
   Square epSquare;
-  Value mgValue, egValue;
+  Score value;
+  Value npMaterial[2];
 
+  Key key;
   PieceType capture;
   Bitboard checkersBB;
-  Move lastMove;
   StateInfo* previous;
 };
 
 
-/// The position data structure.  A position consists of the following data:
+/// The position data structure. A position consists of the following data:
 ///
 ///    * For each piece type, a bitboard representing the squares occupied
 ///      by pieces of that type.
-///    * For each color, a bitboard representing the squares occupiecd by
+///    * For each color, a bitboard representing the squares occupied by
 ///      pieces of that color.
 ///    * A bitboard of all occupied squares.
 ///    * A bitboard of all checking pieces.
 ///    * A 64-entry array of pieces, indexed by the squares of the board.
 ///    * The current side to move.
 ///    * Information about the castling rights for both sides.
-///    * The initial files of the kings and both pairs of rooks.  This is
+///    * The initial files of the kings and both pairs of rooks. This is
 ///      used to implement the Chess960 castling rules.
 ///    * The en passant square (which is SQ_NONE if no en passant capture is
 ///      possible).
 ///    * The squares of the kings for both sides.
-///    * The last move played.
 ///    * Hash keys for the position itself, the current pawn structure, and
 ///      the current material situation.
-///    * Hash keys for all previous positions in the game (for detecting
+///    * Hash keys for all previous positions in the game for detecting
 ///      repetition draws.
 ///    * A counter for detecting 50 move rule draws.
 
@@ -125,8 +128,13 @@ class Position {
   friend class EndgameFunctions;
 
 public:
+  enum GamePhase {
+      MidGame,
+      EndGame
+  };
+
   // Constructors
-  Position() {};
+  Position() {}
   Position(const Position& pos);
   Position(const std::string& fen);
 
@@ -136,8 +144,8 @@ public:
   void print(Move m = MOVE_NONE) const;
 
   // Copying
-  void copy(const Position &pos);
-  void flipped_copy(const Position &pos);
+  void copy(const Positionpos);
+  void flipped_copy(const Positionpos);
 
   // The piece on a given square
   Piece piece_on(Square s) const;
@@ -155,26 +163,10 @@ public:
   Bitboard empty_squares() const;
   Bitboard occupied_squares() const;
   Bitboard pieces_of_color(Color c) const;
-  Bitboard pieces_of_type(PieceType pt) const;
-  Bitboard pieces_of_color_and_type(Color c, PieceType pt) const;
-  Bitboard pawns() const;
-  Bitboard knights() const;
-  Bitboard bishops() const;
-  Bitboard rooks() const;
-  Bitboard queens() const;
-  Bitboard kings() const;
-  Bitboard rooks_and_queens() const;
-  Bitboard bishops_and_queens() const;
-  Bitboard sliders() const;
-  Bitboard pawns(Color c) const;
-  Bitboard knights(Color c) const;
-  Bitboard bishops(Color c) const;
-  Bitboard rooks(Color c) const;
-  Bitboard queens(Color c) const;
-  Bitboard kings(Color c) const;
-  Bitboard rooks_and_queens(Color c) const;
-  Bitboard bishops_and_queens(Color c) const;
-  Bitboard sliders_of_color(Color c) const;
+  Bitboard pieces(PieceType pt) const;
+  Bitboard pieces(PieceType pt, Color c) const;
+  Bitboard pieces(PieceType pt1, PieceType pt2) const;
+  Bitboard pieces(PieceType pt1, PieceType pt2, Color c) const;
 
   // Number of pieces of each color and type
   int piece_count(Color c, PieceType pt) const;
@@ -192,63 +184,45 @@ public:
   Square initial_kr_square(Color c) const;
   Square initial_qr_square(Color c) const;
 
-  // Attack bitboards
-  Bitboard sliding_attacks(Square s, Direction d) const;
-  Bitboard ray_attacks(Square s, SignedDirection d) const;
-  Bitboard pawn_attacks(Color c, Square s) const;
-
-  template<PieceType>
-  Bitboard piece_attacks(Square s) const;
-
   // Bitboards for pinned pieces and discovered check candidates
   Bitboard discovered_check_candidates(Color c) const;
-  Bitboard pinned_pieces(Color c, Bitboard& p) const;
   Bitboard pinned_pieces(Color c) const;
 
-  // Checking pieces
+  // Checking pieces and under check information
   Bitboard checkers() const;
+  bool is_check() const;
 
   // Piece lists
   Square piece_list(Color c, PieceType pt, int index) const;
+  const Square* piece_list_begin(Color c, PieceType pt) const;
 
-  // Attack information for a given square
-  bool square_is_attacked(Square s, Color c) const;
-  Bitboard attacks_to(Square s) const;
-  Bitboard attacks_to(Square s, Color c) const;
-  bool is_check() const;
-  bool pawn_attacks_square(Color c, Square f, Square t) const;
-
-  template<PieceType>
-  Bitboard piece_attacks_square(Square f, Square t) const; // Dispatch at compile-time
-
-  bool piece_attacks_square(Piece p, Square f, Square t) const; // Dispatch at run-time
+  // Information about attacks to or from a given square
+  Bitboard attackers_to(Square s) const;
+  Bitboard attacks_from(Piece p, Square s) const;
+  template<PieceType> Bitboard attacks_from(Square s) const;
+  template<PieceType> Bitboard attacks_from(Square s, Color c) const;
 
   // Properties of moves
-  bool pl_move_is_legal(Move m) const;
   bool pl_move_is_legal(Move m, Bitboard pinned) const;
+  bool pl_move_is_evasion(Move m, Bitboard pinned) const;
   bool move_is_check(Move m) const;
   bool move_is_check(Move m, Bitboard dcCandidates) const;
   bool move_is_capture(Move m) const;
-  bool move_is_deep_pawn_push(Move m) const;
-  bool move_is_pawn_push_to_7th(Move m) const;
+  bool move_is_capture_or_promotion(Move m) const;
   bool move_is_passed_pawn_push(Move m) const;
-  bool move_was_passed_pawn_push(Move m) const;
   bool move_attacks_square(Move m, Square s) const;
 
   // Information about pawns
   bool pawn_is_passed(Color c, Square s) const;
-  bool pawn_is_isolated(Color c, Square s) const;
-  bool pawn_is_doubled(Color c, Square s) const;
-
-  // Open and half-open files
-  bool file_is_open(File f) const;
-  bool file_is_half_open(Color c, File f) const;
+  static bool pawn_is_passed(Bitboard theirPawns, Color c, Square s);
+  static bool pawn_is_isolated(Bitboard ourPawns, Square s);
+  static bool pawn_is_doubled(Bitboard ourPawns, Color c, Square s);
 
   // Weak squares
   bool square_is_weak(Square s, Color c) const;
 
   // Doing and undoing moves
-  void setStartState(const StateInfo& st);
+  void saveState();
   void do_move(Move m, StateInfo& st);
   void do_move(Move m, StateInfo& st, Bitboard dcCandidates);
   void undo_move(Move m);
@@ -259,6 +233,7 @@ public:
   int see(Square from, Square to) const;
   int see(Move m) const;
   int see(Square to) const;
+  int see_sign(Move m) const;
 
   // Accessing hash keys
   Key get_key() const;
@@ -266,11 +241,10 @@ public:
   Key get_material_key() const;
 
   // Incremental evaluation
-  Value mg_value() const;
-  Value eg_value() const;
+  Score value() const;
   Value non_pawn_material(Color c) const;
   Phase game_phase() const;
-  Value mg_pst_delta(Move m) const;
+  Score pst_delta(Piece piece, Square from, Square to) const;
 
   // Game termination checks
   bool is_mate() const;
@@ -292,7 +266,7 @@ public:
   // Position consistency check, for debugging
   bool is_ok(int* failedStep = NULL) const;
 
-  // Static member functions:
+  // Static member functions
   static void init_zobrist();
   static void init_piece_square_tables();
 
@@ -305,13 +279,9 @@ private:
   void allow_ooo(Color c);
 
   // Helper functions for doing and undoing moves
-  void do_capture_move(Move m, PieceType capture, Color them, Square to);
+  void do_capture_move(Bitboard& key, PieceType capture, Color them, Square to, bool ep);
   void do_castle_move(Move m);
-  void do_promotion_move(Move m);
-  void do_ep_move(Move m);
   void undo_castle_move(Move m);
-  void undo_promotion_move(Move m);
-  void undo_ep_move(Move m);
   void find_checkers();
 
   template<PieceType Piece>
@@ -326,33 +296,27 @@ private:
   Key compute_material_key() const;
 
   // Computing incremental evaluation scores and material counts
-  enum GamePhase {
-      MidGame,
-      EndGame
-  };
-  template<GamePhase> Value pst(Color c, PieceType pt, Square s) const;
-  template<GamePhase> Value compute_value() const;
+  Score pst(Color c, PieceType pt, Square s) const;
+  Score compute_value() const;
   Value compute_non_pawn_material(Color c) const;
 
-  // Bitboards
-  Bitboard byColorBB[2], byTypeBB[8];
-
   // Board
   Piece board[64];
 
+  // Bitboards
+  Bitboard byTypeBB[8], byColorBB[2];
+
   // Piece counts
   int pieceCount[2][8]; // [color][pieceType]
 
   // Piece lists
   Square pieceList[2][8][16]; // [color][pieceType][index]
-  int index[64];
+  int index[64]; // [square]
 
   // Other info
-  Square kingSquare[2];
   Color sideToMove;
   int gamePly;
   Key history[MaxGameLength];
-  Value npMaterial[2];
   File initialKFile, initialKRFile, initialQRFile;
   StateInfo startState;
   StateInfo* st;
@@ -364,8 +328,7 @@ private:
   static Key zobCastle[16];
   static Key zobMaterial[2][8][16];
   static Key zobSideToMove;
-  static Value MgPieceSquareTable[16][64];
-  static Value EgPieceSquareTable[16][64];
+  static Score PieceSquareTable[16][64];
 };
 
 
@@ -417,84 +380,20 @@ inline Bitboard Position::pieces_of_color(Color c) const {
   return byColorBB[c];
 }
 
-inline Bitboard Position::pieces_of_type(PieceType pt) const {
+inline Bitboard Position::pieces(PieceType pt) const {
   return byTypeBB[pt];
 }
 
-inline Bitboard Position::pieces_of_color_and_type(Color c, PieceType pt) const {
-  return pieces_of_color(c) & pieces_of_type(pt);
-}
-
-inline Bitboard Position::pawns() const {
-  return pieces_of_type(PAWN);
-}
-
-inline Bitboard Position::knights() const {
-  return pieces_of_type(KNIGHT);
-}
-
-inline Bitboard Position::bishops() const {
-  return pieces_of_type(BISHOP);
-}
-
-inline Bitboard Position::rooks() const {
-  return pieces_of_type(ROOK);
-}
-
-inline Bitboard Position::queens() const {
-  return pieces_of_type(QUEEN);
-}
-
-inline Bitboard Position::kings() const {
-  return pieces_of_type(KING);
-}
-
-inline Bitboard Position::rooks_and_queens() const {
-  return rooks() | queens();
-}
-
-inline Bitboard Position::bishops_and_queens() const {
-  return bishops() | queens();
-}
-
-inline Bitboard Position::sliders() const {
-  return bishops() | queens() | rooks();
-}
-
-inline Bitboard Position::pawns(Color c) const {
-  return pieces_of_color_and_type(c, PAWN);
-}
-
-inline Bitboard Position::knights(Color c) const {
-  return pieces_of_color_and_type(c, KNIGHT);
-}
-
-inline Bitboard Position::bishops(Color c) const {
-  return pieces_of_color_and_type(c, BISHOP);
-}
-
-inline Bitboard Position::rooks(Color c) const {
-  return pieces_of_color_and_type(c, ROOK);
+inline Bitboard Position::pieces(PieceType pt, Color c) const {
+  return byTypeBB[pt] & byColorBB[c];
 }
 
-inline Bitboard Position::queens(Color c) const {
-  return pieces_of_color_and_type(c, QUEEN);
+inline Bitboard Position::pieces(PieceType pt1, PieceType pt2) const {
+  return byTypeBB[pt1] | byTypeBB[pt2];
 }
 
-inline Bitboard Position::kings(Color c) const {
-  return pieces_of_color_and_type(c, KING);
-}
-
-inline Bitboard Position::rooks_and_queens(Color c) const {
-  return rooks_and_queens() & pieces_of_color(c);
-}
-
-inline Bitboard Position::bishops_and_queens(Color c) const {
-  return bishops_and_queens() & pieces_of_color(c);
-}
-
-inline Bitboard Position::sliders_of_color(Color c) const {
-  return sliders() & pieces_of_color(c);
+inline Bitboard Position::pieces(PieceType pt1, PieceType pt2, Color c) const {
+  return (byTypeBB[pt1] | byTypeBB[pt2]) & byColorBB[c];
 }
 
 inline int Position::piece_count(Color c, PieceType pt) const {
@@ -505,12 +404,16 @@ inline Square Position::piece_list(Color c, PieceType pt, int index) const {
   return pieceList[c][pt][index];
 }
 
+inline const Square* Position::piece_list_begin(Color c, PieceType pt) const {
+  return pieceList[c][pt];
+}
+
 inline Square Position::ep_square() const {
   return st->epSquare;
 }
 
 inline Square Position::king_square(Color c) const {
-  return kingSquare[c];
+  return pieceList[c][KING][0];
 }
 
 inline bool Position::can_castle_kingside(Color side) const {
@@ -533,38 +436,29 @@ inline Square Position::initial_qr_square(Color c) const {
   return relative_square(c, make_square(initialQRFile, RANK_1));
 }
 
-inline Bitboard Position::pawn_attacks(Color c, Square s) const {
-  return StepAttackBB[piece_of_color_and_type(c, PAWN)][s];
-}
-
 template<>
-inline Bitboard Position::piece_attacks<PAWN>(Square s) const {
-  return StepAttackBB[piece_of_color_and_type(opposite_color(sideToMove), PAWN)][s];
+inline Bitboard Position::attacks_from<PAWN>(Square s, Color c) const {
+  return StepAttackBB[piece_of_color_and_type(c, PAWN)][s];
 }
 
-template<>
-inline Bitboard Position::piece_attacks<KNIGHT>(Square s) const {
-  return StepAttackBB[KNIGHT][s];
+template<PieceType Piece> // Knight and King and white pawns
+inline Bitboard Position::attacks_from(Square s) const {
+  return StepAttackBB[Piece][s];
 }
 
 template<>
-inline Bitboard Position::piece_attacks<BISHOP>(Square s) const {
+inline Bitboard Position::attacks_from<BISHOP>(Square s) const {
   return bishop_attacks_bb(s, occupied_squares());
 }
 
 template<>
-inline Bitboard Position::piece_attacks<ROOK>(Square s) const {
+inline Bitboard Position::attacks_from<ROOK>(Square s) const {
   return rook_attacks_bb(s, occupied_squares());
 }
 
 template<>
-inline Bitboard Position::piece_attacks<QUEEN>(Square s) const {
-  return piece_attacks<ROOK>(s) | piece_attacks<BISHOP>(s);
-}
-
-template<>
-inline Bitboard Position::piece_attacks<KING>(Square s) const {
-  return StepAttackBB[KING][s];
+inline Bitboard Position::attacks_from<QUEEN>(Square s) const {
+  return attacks_from<ROOK>(s) | attacks_from<BISHOP>(s);
 }
 
 inline Bitboard Position::checkers() const {
@@ -575,47 +469,24 @@ inline bool Position::is_check() const {
   return st->checkersBB != EmptyBoardBB;
 }
 
-inline bool Position::pawn_attacks_square(Color c, Square f, Square t) const {
-  return bit_is_set(pawn_attacks(c, f), t);
-}
-
-template<PieceType Piece>
-Bitboard Position::piece_attacks_square(Square f, Square t) const {
-  return bit_is_set(piece_attacks<Piece>(f), t);
-}
-
-inline Bitboard Position::attacks_to(Square s, Color c) const {
-
-  return attacks_to(s) & pieces_of_color(c);
-}
-
-inline bool Position::square_is_attacked(Square s, Color c) const {
-
-  return attacks_to(s, c) != EmptyBoardBB;
-}
-
 inline bool Position::pawn_is_passed(Color c, Square s) const {
-  return !(pawns(opposite_color(c)) & passed_pawn_mask(c, s));
-}
-
-inline bool Position::pawn_is_isolated(Color c, Square s) const {
-  return !(pawns(c) & neighboring_files_bb(s));
+  return !(pieces(PAWN, opposite_color(c)) & passed_pawn_mask(c, s));
 }
 
-inline bool Position::pawn_is_doubled(Color c, Square s) const {
-  return pawns(c) & squares_behind(c, s);
+inline bool Position::pawn_is_passed(Bitboard theirPawns, Color c, Square s) {
+  return !(theirPawns & passed_pawn_mask(c, s));
 }
 
-inline bool Position::file_is_open(File f) const {
-  return !(pawns() & file_bb(f));
+inline bool Position::pawn_is_isolated(Bitboard ourPawns, Square s) {
+  return !(ourPawns & neighboring_files_bb(s));
 }
 
-inline bool Position::file_is_half_open(Color c, File f) const {
-  return !(pawns(c) & file_bb(f));
+inline bool Position::pawn_is_doubled(Bitboard ourPawns, Color c, Square s) {
+  return ourPawns & squares_behind(c, s);
 }
 
 inline bool Position::square_is_weak(Square s, Color c) const {
-  return !(pawns(c) & outpost_mask(opposite_color(c), s));
+  return !(pieces(PAWN, c) & outpost_mask(opposite_color(c), s));
 }
 
 inline Key Position::get_key() const {
@@ -630,34 +501,27 @@ inline Key Position::get_material_key() const {
   return st->materialKey;
 }
 
-template<Position::GamePhase Phase>
-inline Value Position::pst(Color c, PieceType pt, Square s) const {
-  return (Phase == MidGame ? MgPieceSquareTable[piece_of_color_and_type(c, pt)][s]
-                           : EgPieceSquareTable[piece_of_color_and_type(c, pt)][s]);
+inline Score Position::pst(Color c, PieceType pt, Square s) const {
+  return PieceSquareTable[piece_of_color_and_type(c, pt)][s];
 }
 
-inline Value Position::mg_pst_delta(Move m) const {
-  return MgPieceSquareTable[piece_on(move_from(m))][move_to(m)]
-        -MgPieceSquareTable[piece_on(move_from(m))][move_from(m)];
+inline Score Position::pst_delta(Piece piece, Square from, Square to) const {
+  return PieceSquareTable[piece][to] - PieceSquareTable[piece][from];
 }
 
-inline Value Position::mg_value() const {
-  return st->mgValue;
-}
-
-inline Value Position::eg_value() const {
-  return st->egValue;
+inline Score Position::value() const {
+  return st->value;
 }
 
 inline Value Position::non_pawn_material(Color c) const {
-  return npMaterial[c];
+  return st->npMaterial[c];
 }
 
 inline Phase Position::game_phase() const {
 
   // Values modified by Joona Kiiski
-  static const Value MidgameLimit = Value(15713);
-  static const Value EndgameLimit = Value(4428);
+  static const Value MidgameLimit = Value(15581);
+  static const Value EndgameLimit = Value(3998);
 
   Value npm = non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK);
 
@@ -669,20 +533,6 @@ inline Phase Position::game_phase() const {
       return Phase(((npm - EndgameLimit) * 128) / (MidgameLimit - EndgameLimit));
 }
 
-inline bool Position::move_is_deep_pawn_push(Move m) const {
-
-  Color c = side_to_move();
-  return   piece_on(move_from(m)) == piece_of_color_and_type(c, PAWN)
-        && relative_rank(c, move_to(m)) > RANK_4;
-}
-
-inline bool Position::move_is_pawn_push_to_7th(Move m) const {
-
-  Color c = side_to_move();
-  return   piece_on(move_from(m)) == piece_of_color_and_type(c, PAWN)
-        && relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7;
-}
-
 inline bool Position::move_is_passed_pawn_push(Move m) const {
 
   Color c = side_to_move();
@@ -690,13 +540,6 @@ inline bool Position::move_is_passed_pawn_push(Move m) const {
         && pawn_is_passed(c, move_to(m));
 }
 
-inline bool Position::move_was_passed_pawn_push(Move m) const {
-
-  Color c = opposite_color(side_to_move());
-  return   piece_on(move_to(m)) == piece_of_color_and_type(c, PAWN)
-        && pawn_is_passed(c, move_to(m));
-}
-
 inline int Position::rule_50_counter() const {
 
   return st->rule50;
@@ -711,8 +554,19 @@ inline bool Position::opposite_colored_bishops() const {
 
 inline bool Position::has_pawn_on_7th(Color c) const {
 
-  return pawns(c) & relative_rank_bb(c, RANK_7);
+  return pieces(PAWN, c) & relative_rank_bb(c, RANK_7);
+}
+
+inline bool Position::move_is_capture(Move m) const {
+
+  // Move must not be MOVE_NONE !
+  return (m & (3 << 15)) ? !move_is_castle(m) : !square_is_empty(move_to(m));
 }
 
+inline bool Position::move_is_capture_or_promotion(Move m) const {
+
+  // Move must not be MOVE_NONE !
+  return (m & (0x1F << 12)) ? !move_is_castle(m) : !square_is_empty(move_to(m));
+}
 
 #endif // !defined(POSITION_H_INCLUDED)