]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/position.cpp
Merge remote-tracking branch 'upstream/master'
[stockfish] / src / position.cpp
index 13010c1a43f49571193d745a144ad92a4867bb9d..3cfc23d33c4a015302b1866fba7a929b4ea0afc3 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
-  Copyright (C) 2004-2020 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
+  Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -22,6 +22,7 @@
 #include <cstring> // For std::memset, std::memcmp
 #include <iomanip>
 #include <sstream>
+#include <string_view>
 
 #include "bitboard.h"
 #include "misc.h"
@@ -34,6 +35,8 @@
 
 using std::string;
 
+namespace Stockfish {
+
 namespace Zobrist {
 
   Key psq[PIECE_NB][SQUARE_NB];
@@ -44,7 +47,7 @@ namespace Zobrist {
 
 namespace {
 
-const string PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
+constexpr std::string_view PieceToChar(" PNBRQK  pnbrqk");
 
 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 };
@@ -71,13 +74,13 @@ std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Position& pos) {
      << std::setfill(' ') << std::dec << "\nCheckers: ";
 
   for (Bitboard b = pos.checkers(); b; )
-      os << UCI::square(pop_lsb(&b)) << " ";
+      os << UCI::square(pop_lsb(b)) << " ";
 
   if (    int(Tablebases::MaxCardinality) >= popcount(pos.pieces())
       && !pos.can_castle(ANY_CASTLING))
   {
       StateInfo st;
-      ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::kCacheLineSize);
+      ASSERT_ALIGNED(&st, Eval::NNUE::CacheLineSize);
 
       Position p;
       p.set(pos.fen(), pos.is_chess960(), &st, pos.this_thread());
@@ -94,7 +97,7 @@ 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
+// http://web.archive.org/web/20201107002606/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; }
@@ -127,7 +130,7 @@ void Position::init() {
   // Prepare the cuckoo tables
   std::memset(cuckoo, 0, sizeof(cuckoo));
   std::memset(cuckooMove, 0, sizeof(cuckooMove));
-  int count = 0;
+  [[maybe_unused]] 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)
@@ -279,9 +282,7 @@ Position& Position::set(const string& fenStr, bool isChess960, StateInfo* si, Th
 
   chess960 = isChess960;
   thisThread = th;
-  set_state(st);
-  st->accumulator.state[WHITE] = Eval::NNUE::INIT;
-  st->accumulator.state[BLACK] = Eval::NNUE::INIT;
+  set_state();
 
   return *this;
 }
@@ -303,26 +304,26 @@ void Position::set_castling_right(Color c, Square rfrom) {
   Square kto = relative_square(c, cr & KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
   Square rto = relative_square(c, cr & KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
 
-  castlingPath[cr] =   (between_bb(rfrom, rto) | between_bb(kfrom, kto) | rto | kto)
+  castlingPath[cr] =   (between_bb(rfrom, rto) | between_bb(kfrom, kto))
                     & ~(kfrom | rfrom);
 }
 
 
 /// Position::set_check_info() sets king attacks to detect if a move gives check
 
-void Position::set_check_info(StateInfo* si) const {
+void Position::set_check_info() const {
 
-  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]);
+  st->blockersForKing[WHITE] = slider_blockers(pieces(BLACK), square<KING>(WHITE), st->pinners[BLACK]);
+  st->blockersForKing[BLACK] = slider_blockers(pieces(WHITE), square<KING>(BLACK), st->pinners[WHITE]);
 
   Square ksq = square<KING>(~sideToMove);
 
-  si->checkSquares[PAWN]   = pawn_attacks_bb(~sideToMove, ksq);
-  si->checkSquares[KNIGHT] = attacks_bb<KNIGHT>(ksq);
-  si->checkSquares[BISHOP] = attacks_bb<BISHOP>(ksq, pieces());
-  si->checkSquares[ROOK]   = attacks_bb<ROOK>(ksq, pieces());
-  si->checkSquares[QUEEN]  = si->checkSquares[BISHOP] | si->checkSquares[ROOK];
-  si->checkSquares[KING]   = 0;
+  st->checkSquares[PAWN]   = pawn_attacks_bb(~sideToMove, ksq);
+  st->checkSquares[KNIGHT] = attacks_bb<KNIGHT>(ksq);
+  st->checkSquares[BISHOP] = attacks_bb<BISHOP>(ksq, pieces());
+  st->checkSquares[ROOK]   = attacks_bb<ROOK>(ksq, pieces());
+  st->checkSquares[QUEEN]  = st->checkSquares[BISHOP] | st->checkSquares[ROOK];
+  st->checkSquares[KING]   = 0;
 }
 
 
@@ -331,39 +332,39 @@ void Position::set_check_info(StateInfo* si) const {
 /// The function is only used when a new position is set up, and to verify
 /// the correctness of the StateInfo data when running in debug mode.
 
-void Position::set_state(StateInfo* si) const {
+void Position::set_state() const {
 
-  si->key = si->materialKey = 0;
-  si->pawnKey = Zobrist::noPawns;
-  si->nonPawnMaterial[WHITE] = si->nonPawnMaterial[BLACK] = VALUE_ZERO;
-  si->checkersBB = attackers_to(square<KING>(sideToMove)) & pieces(~sideToMove);
+  st->key = st->materialKey = 0;
+  st->pawnKey = Zobrist::noPawns;
+  st->nonPawnMaterial[WHITE] = st->nonPawnMaterial[BLACK] = VALUE_ZERO;
+  st->checkersBB = attackers_to(square<KING>(sideToMove)) & pieces(~sideToMove);
 
-  set_check_info(si);
+  set_check_info();
 
   for (Bitboard b = pieces(); b; )
   {
-      Square s = pop_lsb(&b);
+      Square s = pop_lsb(b);
       Piece pc = piece_on(s);
-      si->key ^= Zobrist::psq[pc][s];
+      st->key ^= Zobrist::psq[pc][s];
 
       if (type_of(pc) == PAWN)
-          si->pawnKey ^= Zobrist::psq[pc][s];
+          st->pawnKey ^= Zobrist::psq[pc][s];
 
       else if (type_of(pc) != KING)
-          si->nonPawnMaterial[color_of(pc)] += PieceValue[MG][pc];
+          st->nonPawnMaterial[color_of(pc)] += PieceValue[MG][pc];
   }
 
-  if (si->epSquare != SQ_NONE)
-      si->key ^= Zobrist::enpassant[file_of(si->epSquare)];
+  if (st->epSquare != SQ_NONE)
+      st->key ^= Zobrist::enpassant[file_of(st->epSquare)];
 
   if (sideToMove == BLACK)
-      si->key ^= Zobrist::side;
+      st->key ^= Zobrist::side;
 
-  si->key ^= Zobrist::castling[si->castlingRights];
+  st->key ^= Zobrist::castling[st->castlingRights];
 
   for (Piece pc : Pieces)
       for (int cnt = 0; cnt < pieceCount[pc]; ++cnt)
-          si->materialKey ^= Zobrist::psq[pc][cnt];
+          st->materialKey ^= Zobrist::psq[pc][cnt];
 }
 
 
@@ -393,7 +394,7 @@ Position& Position::set(const string& code, Color c, StateInfo* si) {
 /// Position::fen() returns a FEN representation of the position. In case of
 /// Chess960 the Shredder-FEN notation is used. This is mainly a debugging function.
 
-const string Position::fen() const {
+string Position::fen() const {
 
   int emptyCnt;
   std::ostringstream ss;
@@ -459,7 +460,7 @@ Bitboard Position::slider_blockers(Bitboard sliders, Square s, Bitboard& pinners
 
   while (snipers)
   {
-    Square sniperSq = pop_lsb(&snipers);
+    Square sniperSq = pop_lsb(snipers);
     Bitboard b = between_bb(s, sniperSq) & occupancy;
 
     if (b && !more_than_one(b))
@@ -503,7 +504,7 @@ bool Position::legal(Move m) const {
   // 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)
+  if (type_of(m) == EN_PASSANT)
   {
       Square ksq = square<KING>(us);
       Square capsq = to - pawn_push(us);
@@ -531,22 +532,20 @@ bool Position::legal(Move m) const {
           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.
+      // In case of Chess960, verify if the Rook blocks some checks
       // 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));
+      return !chess960 || !(blockers_for_king(us) & to_sq(m));
   }
 
   // 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 !(attackers_to(to) & pieces(~us));
+      return !(attackers_to(to, pieces() ^ from) & 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   !(blockers_for_king(us) & from)
-        ||  aligned(from, to, square<KING>(us));
+  return !(blockers_for_king(us) & from)
+      || aligned(from, to, square<KING>(us));
 }
 
 
@@ -562,12 +561,13 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
   Piece pc = moved_piece(m);
 
   // Use a slower but simpler function for uncommon cases
+  // yet we skip the legality check of MoveList<LEGAL>().
   if (type_of(m) != NORMAL)
-      return MoveList<LEGAL>(*this).contains(m);
+      return checkers() ? MoveList<    EVASIONS>(*this).contains(m)
+                        : MoveList<NON_EVASIONS>(*this).contains(m);
 
   // Is not a promotion, so promotion piece must be empty
-  if (promotion_type(m) - KNIGHT != NO_PIECE_TYPE)
-      return false;
+  assert(promotion_type(m) - KNIGHT == NO_PIECE_TYPE);
 
   // If the 'from' square is not occupied by a piece belonging to the side to
   // move, the move is obviously not legal.
@@ -608,8 +608,8 @@ bool Position::pseudo_legal(const Move m) const {
           if (more_than_one(checkers()))
               return false;
 
-          // Our move must be a blocking evasion or a capture of the checking piece
-          if (!((between_bb(lsb(checkers()), square<KING>(us)) | checkers()) & to))
+          // Our move must be a blocking interposition or a capture of the checking piece
+          if (!(between_bb(square<KING>(us), lsb(checkers())) & to))
               return false;
       }
       // In case of king moves under check we have to remove king so as to catch
@@ -653,7 +653,7 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
   // of direct checks and ordinary discovered check, so the only case we
   // need to handle is the unusual case of a discovered check through
   // the captured pawn.
-  case ENPASSANT:
+  case EN_PASSANT:
   {
       Square capsq = make_square(file_of(to), rank_of(from));
       Bitboard b = (pieces() ^ from ^ capsq) | to;
@@ -661,19 +661,15 @@ bool Position::gives_check(Move m) const {
       return  (attacks_bb<  ROOK>(square<KING>(~sideToMove), b) & pieces(sideToMove, QUEEN, ROOK))
             | (attacks_bb<BISHOP>(square<KING>(~sideToMove), b) & pieces(sideToMove, QUEEN, BISHOP));
   }
-  case CASTLING:
+  default: //CASTLING
   {
-      Square kfrom = from;
-      Square rfrom = to; // Castling is encoded as 'king captures the rook'
-      Square kto = relative_square(sideToMove, rfrom > kfrom ? SQ_G1 : SQ_C1);
-      Square rto = relative_square(sideToMove, rfrom > kfrom ? SQ_F1 : SQ_D1);
+      // Castling is encoded as 'king captures the rook'
+      Square ksq = square<KING>(~sideToMove);
+      Square rto = relative_square(sideToMove, to > from ? SQ_F1 : SQ_D1);
 
-      return   (attacks_bb<ROOK>(rto) & square<KING>(~sideToMove))
-            && (attacks_bb<ROOK>(rto, (pieces() ^ kfrom ^ rfrom) | rto | kto) & square<KING>(~sideToMove));
+      return   (attacks_bb<ROOK>(rto) & ksq)
+            && (attacks_bb<ROOK>(rto, pieces() ^ from ^ to) & ksq);
   }
-  default:
-      assert(false);
-      return false;
   }
 }
 
@@ -704,8 +700,8 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   ++st->pliesFromNull;
 
   // Used by NNUE
-  st->accumulator.state[WHITE] = Eval::NNUE::EMPTY;
-  st->accumulator.state[BLACK] = Eval::NNUE::EMPTY;
+  st->accumulator.computed[WHITE] = false;
+  st->accumulator.computed[BLACK] = false;
   auto& dp = st->dirtyPiece;
   dp.dirty_num = 1;
 
@@ -714,7 +710,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   Square from = from_sq(m);
   Square to = to_sq(m);
   Piece pc = piece_on(from);
-  Piece captured = type_of(m) == ENPASSANT ? make_piece(them, PAWN) : piece_on(to);
+  Piece captured = type_of(m) == EN_PASSANT ? make_piece(them, PAWN) : piece_on(to);
 
   assert(color_of(pc) == us);
   assert(captured == NO_PIECE || color_of(captured) == (type_of(m) != CASTLING ? them : us));
@@ -740,7 +736,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
       // update non-pawn material.
       if (type_of(captured) == PAWN)
       {
-          if (type_of(m) == ENPASSANT)
+          if (type_of(m) == EN_PASSANT)
           {
               capsq -= pawn_push(us);
 
@@ -767,9 +763,6 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
       // Update board and piece lists
       remove_piece(capsq);
 
-      if (type_of(m) == ENPASSANT)
-          board[capsq] = NO_PIECE;
-
       // Update material hash key and prefetch access to materialTable
       k ^= Zobrist::psq[captured][capsq];
       st->materialKey ^= Zobrist::psq[captured][pieceCount[captured]];
@@ -813,7 +806,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   // If the moving piece is a pawn do some special extra work
   if (type_of(pc) == PAWN)
   {
-      // Set en-passant square if the moved pawn can be captured
+      // Set en passant square if the moved pawn can be captured
       if (   (int(to) ^ int(from)) == 16
           && (pawn_attacks_bb(us, to - pawn_push(us)) & pieces(them, PAWN)))
       {
@@ -870,7 +863,7 @@ void Position::do_move(Move m, StateInfo& newSt, bool givesCheck) {
   sideToMove = ~sideToMove;
 
   // Update king attacks used for fast check detection
-  set_check_info(st);
+  set_check_info();
 
   // 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
@@ -936,7 +929,7 @@ void Position::undo_move(Move m) {
       {
           Square capsq = to;
 
-          if (type_of(m) == ENPASSANT)
+          if (type_of(m) == EN_PASSANT)
           {
               capsq -= pawn_push(us);
 
@@ -990,7 +983,7 @@ void Position::do_castling(Color us, Square from, Square& to, Square& rfrom, Squ
 }
 
 
-/// Position::do(undo)_null_move() is used to do(undo) a "null move": it flips
+/// Position::do_null_move() is used to do a "null move": it flips
 /// the side to move without executing any move on the board.
 
 void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
@@ -1005,8 +998,8 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
 
   st->dirtyPiece.dirty_num = 0;
   st->dirtyPiece.piece[0] = NO_PIECE; // Avoid checks in UpdateAccumulator()
-  st->accumulator.state[WHITE] = Eval::NNUE::EMPTY;
-  st->accumulator.state[BLACK] = Eval::NNUE::EMPTY;
+  st->accumulator.computed[WHITE] = false;
+  st->accumulator.computed[BLACK] = false;
 
   if (st->epSquare != SQ_NONE)
   {
@@ -1015,20 +1008,23 @@ void Position::do_null_move(StateInfo& newSt) {
   }
 
   st->key ^= Zobrist::side;
-  prefetch(TT.first_entry(st->key));
-
   ++st->rule50;
+  prefetch(TT.first_entry(key()));
+
   st->pliesFromNull = 0;
 
   sideToMove = ~sideToMove;
 
-  set_check_info(st);
+  set_check_info();
 
   st->repetition = 0;
 
   assert(pos_is_ok());
 }
 
+
+/// Position::undo_null_move() must be used to undo a "null move"
+
 void Position::undo_null_move() {
 
   assert(!checkers());
@@ -1040,7 +1036,7 @@ void Position::undo_null_move() {
 
 /// Position::key_after() computes the new hash key after the given move. Needed
 /// for speculative prefetch. It doesn't recognize special moves like castling,
-/// en-passant and promotions.
+/// en passant and promotions.
 
 Key Position::key_after(Move m) const {
 
@@ -1053,7 +1049,10 @@ Key Position::key_after(Move m) const {
   if (captured)
       k ^= Zobrist::psq[captured][to];
 
-  return k ^ Zobrist::psq[pc][to] ^ Zobrist::psq[pc][from];
+  k ^= Zobrist::psq[pc][to] ^ Zobrist::psq[pc][from];
+
+  return (captured || type_of(pc) == PAWN)
+      ? k : adjust_key50<true>(k);
 }
 
 
@@ -1061,11 +1060,11 @@ Key Position::key_after(Move m) const {
 /// 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 threshold) const {
+bool Position::see_ge(Move m, Bitboard& occupied, Value threshold) const {
 
   assert(is_ok(m));
 
-  // Only deal with normal moves, assume others pass a simple see
+  // Only deal with normal moves, assume others pass a simple SEE
   if (type_of(m) != NORMAL)
       return VALUE_ZERO >= threshold;
 
@@ -1079,8 +1078,9 @@ bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
   if (swap <= 0)
       return true;
 
-  Bitboard occupied = pieces() ^ from ^ to;
-  Color stm = color_of(piece_on(from));
+  assert(color_of(piece_on(from)) == sideToMove);
+  occupied = pieces() ^ from ^ to; // xoring to is important for pinned piece logic
+  Color stm = sideToMove;
   Bitboard attackers = attackers_to(to, occupied);
   Bitboard stmAttackers, bb;
   int res = 1;
@@ -1094,13 +1094,15 @@ bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
       if (!(stmAttackers = attackers & pieces(stm)))
           break;
 
-      // Don't allow pinned pieces to attack (except the king) as long as
-      // there are pinners on their original square.
+      // Don't allow pinned pieces to attack as long as there are
+      // pinners on their original square.
       if (pinners(~stm) & occupied)
+      {
           stmAttackers &= ~blockers_for_king(stm);
 
-      if (!stmAttackers)
-          break;
+          if (!stmAttackers)
+              break;
+      }
 
       res ^= 1;
 
@@ -1108,45 +1110,44 @@ bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
       // the bitboard 'attackers' any X-ray attackers behind it.
       if ((bb = stmAttackers & pieces(PAWN)))
       {
+          occupied ^= least_significant_square_bb(bb);
           if ((swap = PawnValueMg - swap) < res)
               break;
 
-          occupied ^= lsb(bb);
           attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN);
       }
 
       else if ((bb = stmAttackers & pieces(KNIGHT)))
       {
+          occupied ^= least_significant_square_bb(bb);
           if ((swap = KnightValueMg - swap) < res)
               break;
-
-          occupied ^= lsb(bb);
       }
 
       else if ((bb = stmAttackers & pieces(BISHOP)))
       {
+          occupied ^= least_significant_square_bb(bb);
           if ((swap = BishopValueMg - swap) < res)
               break;
 
-          occupied ^= lsb(bb);
           attackers |= attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN);
       }
 
       else if ((bb = stmAttackers & pieces(ROOK)))
       {
+          occupied ^= least_significant_square_bb(bb);
           if ((swap = RookValueMg - swap) < res)
               break;
 
-          occupied ^= lsb(bb);
           attackers |= attacks_bb<ROOK>(to, occupied) & pieces(ROOK, QUEEN);
       }
 
       else if ((bb = stmAttackers & pieces(QUEEN)))
       {
+          occupied ^= least_significant_square_bb(bb);
           if ((swap = QueenValueMg - swap) < res)
               break;
 
-          occupied ^= lsb(bb);
           attackers |=  (attacks_bb<BISHOP>(to, occupied) & pieces(BISHOP, QUEEN))
                       | (attacks_bb<ROOK  >(to, occupied) & pieces(ROOK  , QUEEN));
       }
@@ -1160,6 +1161,11 @@ bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
   return bool(res);
 }
 
+bool Position::see_ge(Move m, Value threshold) const {
+    Bitboard occupied;
+    return see_ge(m, occupied, threshold);
+}
+
 
 /// Position::is_draw() tests whether the position is drawn by 50-move rule
 /// or by repetition. It does not detect stalemates.
@@ -1220,7 +1226,7 @@ bool Position::has_game_cycle(int ply) const {
           Square s1 = from_sq(move);
           Square s2 = to_sq(move);
 
-          if (!(between_bb(s1, s2) & pieces()))
+          if (!((between_bb(s1, s2) ^ s2) & pieces()))
           {
               if (ply > i)
                   return true;
@@ -1316,12 +1322,6 @@ bool Position::pos_is_ok() const {
           if (p1 != p2 && (pieces(p1) & pieces(p2)))
               assert(0 && "pos_is_ok: Bitboards");
 
-  StateInfo si = *st;
-  ASSERT_ALIGNED(&si, Eval::NNUE::kCacheLineSize);
-
-  set_state(&si);
-  if (std::memcmp(&si, st, sizeof(StateInfo)))
-      assert(0 && "pos_is_ok: State");
 
   for (Piece pc : Pieces)
       if (   pieceCount[pc] != popcount(pieces(color_of(pc), type_of(pc)))
@@ -1342,3 +1342,5 @@ bool Position::pos_is_ok() const {
 
   return true;
 }
+
+} // namespace Stockfish