git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/bitboard.h

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11
  12   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15   GNU General Public License for more details.
  16
  17   You should have received a copy of the GNU General Public License
  18   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19 */
  20
  21
  22 #if !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)
  23 #define BITBOARD_H_INCLUDED
  24
  25 ////
  26 //// Includes
  27 ////
  28
  29 #include "direction.h"
  30 #include "piece.h"
  31 #include "square.h"
  32 #include "types.h"
  33
  34
  35 ////
  36 //// Constants and variables
  37 ////
  38
  39 const Bitboard EmptyBoardBB = 0ULL;
  40
  41 const Bitboard WhiteSquaresBB = 0x55AA55AA55AA55AAULL;
  42 const Bitboard BlackSquaresBB = 0xAA55AA55AA55AA55ULL;
  43 const Bitboard SquaresByColorBB[2] = { BlackSquaresBB, WhiteSquaresBB };
  44
  45 const Bitboard FileABB = 0x0101010101010101ULL;
  46 const Bitboard FileBBB = 0x0202020202020202ULL;
  47 const Bitboard FileCBB = 0x0404040404040404ULL;
  48 const Bitboard FileDBB = 0x0808080808080808ULL;
  49 const Bitboard FileEBB = 0x1010101010101010ULL;
  50 const Bitboard FileFBB = 0x2020202020202020ULL;
  51 const Bitboard FileGBB = 0x4040404040404040ULL;
  52 const Bitboard FileHBB = 0x8080808080808080ULL;
  53
  54 const Bitboard FileBB[8] = {
  55   FileABB, FileBBB, FileCBB, FileDBB, FileEBB, FileFBB, FileGBB, FileHBB
  56 };
  57
  58 const Bitboard NeighboringFilesBB[8] = {
  59   FileBBB, FileABB|FileCBB, FileBBB|FileDBB, FileCBB|FileEBB,
  60   FileDBB|FileFBB, FileEBB|FileGBB, FileFBB|FileHBB, FileGBB
  61 };
  62
  63 const Bitboard ThisAndNeighboringFilesBB[8] = {
  64   FileABB|FileBBB, FileABB|FileBBB|FileCBB,
  65   FileBBB|FileCBB|FileDBB, FileCBB|FileDBB|FileEBB,
  66   FileDBB|FileEBB|FileFBB, FileEBB|FileFBB|FileGBB,
  67   FileFBB|FileGBB|FileHBB, FileGBB|FileHBB
  68 };
  69
  70 const Bitboard Rank1BB = 0xFFULL;
  71 const Bitboard Rank2BB = 0xFF00ULL;
  72 const Bitboard Rank3BB = 0xFF0000ULL;
  73 const Bitboard Rank4BB = 0xFF000000ULL;
  74 const Bitboard Rank5BB = 0xFF00000000ULL;
  75 const Bitboard Rank6BB = 0xFF0000000000ULL;
  76 const Bitboard Rank7BB = 0xFF000000000000ULL;
  77 const Bitboard Rank8BB = 0xFF00000000000000ULL;
  78
  79 const Bitboard RankBB[8] = {
  80   Rank1BB, Rank2BB, Rank3BB, Rank4BB, Rank5BB, Rank6BB, Rank7BB, Rank8BB
  81 };
  82
  83 const Bitboard RelativeRankBB[2][8] = {
  84   { Rank1BB, Rank2BB, Rank3BB, Rank4BB, Rank5BB, Rank6BB, Rank7BB, Rank8BB },
  85   { Rank8BB, Rank7BB, Rank6BB, Rank5BB, Rank4BB, Rank3BB, Rank2BB, Rank1BB }
  86 };
  87
  88 const Bitboard InFrontBB[2][8] = {
  89   { Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
  90     Rank3BB | Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
  91     Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
  92     Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
  93     Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
  94     Rank7BB | Rank8BB,
  95     Rank8BB,
  96     EmptyBoardBB
  97   },
  98   { EmptyBoardBB,
  99     Rank1BB,
 100     Rank2BB | Rank1BB,
 101     Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
 102     Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
 103     Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
 104     Rank6BB | Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
 105     Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB
 106   }
 107 };
 108
 109 extern Bitboard SetMaskBB[65];
 110 extern Bitboard ClearMaskBB[65];
 111
 112 extern Bitboard StepAttackBB[16][64];
 113 extern Bitboard RayBB[64][8];
 114 extern Bitboard BetweenBB[64][64];
 115
 116 extern Bitboard PassedPawnMask[2][64];
 117 extern Bitboard OutpostMask[2][64];
 118
 119 extern const uint64_t RMult[64];
 120 extern const int RShift[64];
 121 extern Bitboard RMask[64];
 122 extern int RAttackIndex[64];
 123 extern Bitboard RAttacks[0x19000];
 124
 125 extern const uint64_t BMult[64];
 126 extern const int BShift[64];
 127 extern Bitboard BMask[64];
 128 extern int BAttackIndex[64];
 129 extern Bitboard BAttacks[0x1480];
 130
 131 extern Bitboard BishopPseudoAttacks[64];
 132 extern Bitboard RookPseudoAttacks[64];
 133 extern Bitboard QueenPseudoAttacks[64];
 134
 135
 136 ////
 137 //// Inline functions
 138 ////
 139
 140 /// Functions for testing whether a given bit is set in a bitboard, and for
 141 /// setting and clearing bits.
 142
 143 inline Bitboard bit_is_set(Bitboard b, Square s) {
 144   return b & SetMaskBB[s];
 145 }
 146
 147 inline void set_bit(Bitboard *b, Square s) {
 148   *b |= SetMaskBB[s];
 149 }
 150
 151 inline void clear_bit(Bitboard *b, Square s) {
 152   *b &= ClearMaskBB[s];
 153 }
 154
 155
 156 /// Functions used to update a bitboard after a move. This is faster
 157 /// then calling a sequence of clear_bit() + set_bit()
 158
 159 inline Bitboard make_move_bb(Square from, Square to) {
 160   return SetMaskBB[from] | SetMaskBB[to];
 161 }
 162
 163 inline void do_move_bb(Bitboard *b, Bitboard move_bb) {
 164   *b ^= move_bb;
 165 }
 166
 167 /// rank_bb() and file_bb() gives a bitboard containing all squares on a given
 168 /// file or rank.  It is also possible to pass a square as input to these
 169 /// functions.
 170
 171 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
 172   return RankBB[r];
 173 }
 174
 175 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
 176   return rank_bb(square_rank(s));
 177 }
 178
 179 inline Bitboard file_bb(File f) {
 180   return FileBB[f];
 181 }
 182
 183 inline Bitboard file_bb(Square s) {
 184   return file_bb(square_file(s));
 185 }
 186
 187
 188 /// neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and returns a
 189 /// bitboard representing all squares on the neighboring files.
 190
 191 inline Bitboard neighboring_files_bb(File f) {
 192   return NeighboringFilesBB[f];
 193 }
 194
 195 inline Bitboard neighboring_files_bb(Square s) {
 196   return neighboring_files_bb(square_file(s));
 197 }
 198
 199
 200 /// this_and_neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and
 201 /// returns a bitboard representing all squares on the given and neighboring
 202 /// files.
 203
 204 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(File f) {
 205   return ThisAndNeighboringFilesBB[f];
 206 }
 207
 208 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(Square s) {
 209   return this_and_neighboring_files_bb(square_file(s));
 210 }
 211
 212
 213 /// relative_rank_bb() takes a color and a rank as input, and returns a bitboard
 214 /// representing all squares on the given rank from the given color's point of
 215 /// view. For instance, relative_rank_bb(WHITE, 7) gives all squares on the
 216 /// 7th rank, while relative_rank_bb(BLACK, 7) gives all squares on the 2nd
 217 /// rank.
 218
 219 inline Bitboard relative_rank_bb(Color c, Rank r) {
 220   return RelativeRankBB[c][r];
 221 }
 222
 223
 224 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 225 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 226 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 227 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 228 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 229
 230 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 231   return InFrontBB[c][r];
 232 }
 233
 234 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 235   return in_front_bb(c, square_rank(s));
 236 }
 237
 238
 239 /// behind_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 240 /// bitboard representing all the squares on all ranks behind of the rank
 241 /// (or square), from the given color's point of view.
 242
 243 inline Bitboard behind_bb(Color c, Rank r) {
 244   return InFrontBB[opposite_color(c)][r];
 245 }
 246
 247 inline Bitboard behind_bb(Color c, Square s) {
 248   return in_front_bb(opposite_color(c), square_rank(s));
 249 }
 250
 251
 252 /// ray_bb() gives a bitboard representing all squares along the ray in a
 253 /// given direction from a given square.
 254
 255 inline Bitboard ray_bb(Square s, SignedDirection d) {
 256   return RayBB[s][d];
 257 }
 258
 259
 260 /// Functions for computing sliding attack bitboards. rook_attacks_bb(),
 261 /// bishop_attacks_bb() and queen_attacks_bb() all take a square and a
 262 /// bitboard of occupied squares as input, and return a bitboard representing
 263 /// all squares attacked by a rook, bishop or queen on the given square.
 264
 265 #if defined(IS_64BIT)
 266
 267 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 268   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 269   return RAttacks[RAttackIndex[s] + ((b * RMult[s]) >> RShift[s])];
 270 }
 271
 272 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 273   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 274   return BAttacks[BAttackIndex[s] + ((b * BMult[s]) >> BShift[s])];
 275 }
 276
 277 #else // if !defined(IS_64BIT)
 278
 279 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 280   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 281   return RAttacks[RAttackIndex[s] +
 282                   (unsigned(int(b) * int(RMult[s]) ^
 283                             int(b >> 32) * int(RMult[s] >> 32))
 284                    >> RShift[s])];
 285 }
 286
 287 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 288   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 289   return BAttacks[BAttackIndex[s] +
 290                   (unsigned(int(b) * int(BMult[s]) ^
 291                             int(b >> 32) * int(BMult[s] >> 32))
 292                    >> BShift[s])];
 293 }
 294
 295 #endif
 296
 297 inline Bitboard queen_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 298   return rook_attacks_bb(s, blockers) | bishop_attacks_bb(s, blockers);
 299 }
 300
 301
 302 /// squares_between returns a bitboard representing all squares between
 303 /// two squares.  For instance, squares_between(SQ_C4, SQ_F7) returns a
 304 /// bitboard with the bits for square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not
 305 /// on the same line, file or diagonal, EmptyBoardBB is returned.
 306
 307 inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 308   return BetweenBB[s1][s2];
 309 }
 310
 311
 312 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 313 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
 314 /// from the point of view of the given color.  For instance,
 315 /// squares_in_front_of(BLACK, SQ_E4) returns a bitboard with the squares
 316 /// e3, e2 and e1 set.
 317
 318 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 319   return in_front_bb(c, s) & file_bb(s);
 320 }
 321
 322
 323 /// squares_behind is similar to squares_in_front, but returns the squares
 324 /// behind the square instead of in front of the square.
 325
 326 inline Bitboard squares_behind(Color c, Square s) {
 327   return in_front_bb(opposite_color(c), s) & file_bb(s);
 328 }
 329
 330
 331 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 332 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 333 /// the given square is a passed pawn.
 334
 335 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 336   return PassedPawnMask[c][s];
 337 }
 338
 339
 340 /// outpost_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 341 /// mask which can be used to test whether a piece on the square can possibly
 342 /// be driven away by an enemy pawn.
 343
 344 inline Bitboard outpost_mask(Color c, Square s) {
 345   return OutpostMask[c][s];
 346 }
 347
 348
 349 /// isolated_pawn_mask takes a square as input, and returns a bitboard mask
 350 /// which can be used to test whether a pawn on the given square is isolated.
 351
 352 inline Bitboard isolated_pawn_mask(Square s) {
 353   return neighboring_files_bb(s);
 354 }
 355
 356
 357 /// first_1() finds the least significant nonzero bit in a nonzero bitboard.
 358 /// pop_1st_bit() finds and clears the least significant nonzero bit in a
 359 /// nonzero bitboard.
 360
 361 #if defined(USE_BSFQ) // Assembly code by Heinz van Saanen
 362
 363 inline Square __attribute__((always_inline)) first_1(Bitboard b) {
 364   Bitboard dummy;
 365   __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
 366   return (Square)(dummy);
 367 }
 368
 369 inline Square __attribute__((always_inline)) pop_1st_bit(Bitboard* b) {
 370   const Square s = first_1(*b);
 371   *b &= ~(1ULL<<s);
 372   return s;
 373 }
 374
 375 #else // if !defined(USE_BSFQ)
 376
 377 extern Square first_1(Bitboard b);
 378 extern Square pop_1st_bit(Bitboard* b);
 379
 380 #endif
 381
 382
 383 ////
 384 //// Prototypes
 385 ////
 386
 387 extern void print_bitboard(Bitboard b);
 388 extern void init_bitboards();
 389
 390
 391 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)