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[stockfish] / src / position.h
index 16e72519f130ee01820423928c217585ace81f04..71f821b2b3183144849d200242b4250743d71f57 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) 2008-2009 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, 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
@@ -63,6 +63,18 @@ const int MaxGameLength = 220;
 //// Types
 ////
 
+/// struct checkInfo is initialized at c'tor time and keeps
+/// info used to detect if a move gives check.
+
+struct CheckInfo {
+
+    CheckInfo(const Position&);
+
+    Square ksq;
+    Bitboard dcCandidates;
+    Bitboard checkSq[8];
+};
+
 /// Castle rights, encoded as bit fields
 
 enum CastleRights {
@@ -87,12 +99,13 @@ 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;
   StateInfo* previous;
@@ -133,9 +146,9 @@ public:
   };
 
   // Constructors
-  Position() {}
-  Position(const Position& pos);
-  Position(const std::string& fen);
+  Position();
+  explicit Position(const Position& pos);
+  explicit Position(const std::string& fen);
 
   // Text input/output
   void from_fen(const std::string& fen);
@@ -143,7 +156,6 @@ public:
   void print(Move m = MOVE_NONE) const;
 
   // Copying
-  void copy(const Position& pos);
   void flipped_copy(const Position& pos);
 
   // The piece on a given square
@@ -162,25 +174,10 @@ public:
   Bitboard empty_squares() const;
   Bitboard occupied_squares() const;
   Bitboard pieces_of_color(Color c) const;
-  Bitboard pieces_of_type(PieceType pt) const;
-  Bitboard 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;
@@ -198,46 +195,37 @@ 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_check(Move m, const CheckInfo& ci) const;
   bool move_is_capture(Move m) const;
+  bool move_is_capture_or_promotion(Move m) const;
   bool move_is_passed_pawn_push(Move m) const;
   bool move_attacks_square(Move m, Square s) const;
 
+  // Piece captured with previous moves
+  PieceType captured_piece() const;
+
   // Information about pawns
   bool pawn_is_passed(Color c, Square s) const;
   static bool pawn_is_passed(Bitboard theirPawns, Color c, Square s);
@@ -248,9 +236,9 @@ public:
   bool square_is_weak(Square s, Color c) const;
 
   // Doing and undoing moves
-  void saveState();
+  void detach();
   void do_move(Move m, StateInfo& st);
-  void do_move(Move m, StateInfo& st, Bitboard dcCandidates);
+  void do_move(Move m, StateInfo& st, const CheckInfo& ci, bool moveIsCheck);
   void undo_move(Move m);
   void do_null_move(StateInfo& st);
   void undo_null_move();
@@ -263,15 +251,14 @@ public:
 
   // Accessing hash keys
   Key get_key() const;
+  Key get_exclusion_key() const;
   Key get_pawn_key() const;
   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;
-  template<GamePhase> Value pst_delta(Piece piece, Square from, Square to) const;
+  Score pst_delta(Piece piece, Square from, Square to) const;
 
   // Game termination checks
   bool is_mate() const;
@@ -293,7 +280,7 @@ 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();
 
@@ -311,9 +298,6 @@ private:
   void undo_castle_move(Move m);
   void find_checkers();
 
-  template<PieceType Piece>
-  void update_checkers(Bitboard* pCheckersBB, Square ksq, Square from, Square to, Bitboard dcCandidates);
-
   template<bool FindPinned>
   Bitboard hidden_checkers(Color c) const;
 
@@ -323,16 +307,16 @@ private:
   Key compute_material_key() const;
 
   // Computing incremental evaluation scores and material counts
-  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]
 
@@ -341,23 +325,22 @@ private:
   int index[64]; // [square]
 
   // Other info
-  Square kingSquare[2];
   Color sideToMove;
   int gamePly;
   Key history[MaxGameLength];
+  int castleRightsMask[64];
   File initialKFile, initialKRFile, initialQRFile;
   StateInfo startState;
   StateInfo* st;
 
   // Static variables
-  static int castleRightsMask[64];
   static Key zobrist[2][8][64];
   static Key zobEp[64];
   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];
+  static Key zobExclusion;
 };
 
 
@@ -409,76 +392,20 @@ 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::pawns() const {
-  return pieces_of_type(PAWN);
-}
-
-inline Bitboard Position::knights() const {
-  return pieces_of_type(KNIGHT);
+inline Bitboard Position::pieces(PieceType pt, Color c) const {
+  return byTypeBB[pt] & byColorBB[c];
 }
 
-inline Bitboard Position::bishops() const {
-  return pieces_of_type(BISHOP);
+inline Bitboard Position::pieces(PieceType pt1, PieceType pt2) const {
+  return byTypeBB[pt1] | byTypeBB[pt2];
 }
 
-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(c) & pieces_of_type(PAWN);
-}
-
-inline Bitboard Position::knights(Color c) const {
-  return pieces_of_color(c) & pieces_of_type(KNIGHT);
-}
-
-inline Bitboard Position::bishops(Color c) const {
-  return pieces_of_color(c) & pieces_of_type(BISHOP);
-}
-
-inline Bitboard Position::rooks(Color c) const {
-  return pieces_of_color(c) & pieces_of_type(ROOK);
-}
-
-inline Bitboard Position::queens(Color c) const {
-  return pieces_of_color(c) & pieces_of_type(QUEEN);
-}
-
-inline Bitboard Position::kings(Color c) const {
-  return pieces_of_color(c) & pieces_of_type(KING);
-}
-
-inline Bitboard Position::rooks_and_queens(Color c) const {
-  return pieces_of_color(c) & rooks_and_queens();
-}
-
-inline Bitboard Position::bishops_and_queens(Color c) const {
-  return pieces_of_color(c) & bishops_and_queens();
+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 {
@@ -489,12 +416,16 @@ 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 {
@@ -517,33 +448,29 @@ 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 {
+template<>
+inline Bitboard Position::attacks_from<PAWN>(Square s, Color c) const {
   return StepAttackBB[piece_of_color_and_type(c, PAWN)][s];
 }
 
-template<PieceType Piece> // Knight and King
-inline Bitboard Position::piece_attacks(Square s) const {
+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<PAWN>(Square s) const {
-  return StepAttackBB[piece_of_color_and_type(opposite_color(sideToMove), PAWN)][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);
+inline Bitboard Position::attacks_from<QUEEN>(Square s) const {
+  return attacks_from<ROOK>(s) | attacks_from<BISHOP>(s);
 }
 
 inline Bitboard Position::checkers() const {
@@ -554,27 +481,8 @@ 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));
+  return !(pieces(PAWN, opposite_color(c)) & passed_pawn_mask(c, s));
 }
 
 inline bool Position::pawn_is_passed(Bitboard theirPawns, Color c, Square s) {
@@ -590,13 +498,17 @@ inline bool Position::pawn_is_doubled(Bitboard ourPawns, Color c, Square 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 {
   return st->key;
 }
 
+inline Key Position::get_exclusion_key() const {
+  return st->key ^ zobExclusion;
+}
+
 inline Key Position::get_pawn_key() const {
   return st->pawnKey;
 }
@@ -605,46 +517,22 @@ inline Key Position::get_material_key() const {
   return st->materialKey;
 }
 
-template<Position::GamePhase Ph>
-inline Value Position::pst(Color c, PieceType pt, Square s) const {
-  return (Ph == MidGame ? MgPieceSquareTable[piece_of_color_and_type(c, pt)][s]
-                        : EgPieceSquareTable[piece_of_color_and_type(c, pt)][s]);
-}
-
-template<Position::GamePhase Ph>
-inline Value Position::pst_delta(Piece piece, Square from, Square to) const {
-  return (Ph == MidGame ? MgPieceSquareTable[piece][to] - MgPieceSquareTable[piece][from]
-                        : EgPieceSquareTable[piece][to] - EgPieceSquareTable[piece][from]);
+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_value() const {
-  return st->mgValue;
+inline Score Position::pst_delta(Piece piece, Square from, Square to) const {
+  return PieceSquareTable[piece][to] - PieceSquareTable[piece][from];
 }
 
-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 st->npMaterial[c];
 }
 
-inline Phase Position::game_phase() const {
-
-  // Values modified by Joona Kiiski
-  static const Value MidgameLimit = Value(15581);
-  static const Value EndgameLimit = Value(3998);
-
-  Value npm = non_pawn_material(WHITE) + non_pawn_material(BLACK);
-
-  if (npm >= MidgameLimit)
-      return PHASE_MIDGAME;
-  else if(npm <= EndgameLimit)
-      return PHASE_ENDGAME;
-  else
-      return Phase(((npm - EndgameLimit) * 128) / (MidgameLimit - EndgameLimit));
-}
-
 inline bool Position::move_is_passed_pawn_push(Move m) const {
 
   Color c = side_to_move();
@@ -666,14 +554,23 @@ 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));
+}
 
-  return (!square_is_empty(move_to(m)) && !move_is_castle(m)) || move_is_ep(m);
+inline PieceType Position::captured_piece() const {
+  return st->capture;
 }
 
 #endif // !defined(POSITION_H_INCLUDED)