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) 2008-2012 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   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 #if !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)
  22 #define BITBOARD_H_INCLUDED
  23
  24 #include "types.h"
  25
  26 namespace Bitboards {
  27
  28 extern void init();
  29 extern void print(Bitboard b);
  30
  31 }
  32
  33 CACHE_LINE_ALIGNMENT
  34
  35 extern Bitboard RMasks[64];
  36 extern Bitboard RMagics[64];
  37 extern Bitboard* RAttacks[64];
  38 extern unsigned RShifts[64];
  39
  40 extern Bitboard BMasks[64];
  41 extern Bitboard BMagics[64];
  42 extern Bitboard* BAttacks[64];
  43 extern unsigned BShifts[64];
  44
  45 extern Bitboard SquareBB[64];
  46 extern Bitboard FileBB[8];
  47 extern Bitboard RankBB[8];
  48 extern Bitboard AdjacentFilesBB[8];
  49 extern Bitboard ThisAndAdjacentFilesBB[8];
  50 extern Bitboard InFrontBB[2][8];
  51 extern Bitboard StepAttacksBB[16][64];
  52 extern Bitboard BetweenBB[64][64];
  53 extern Bitboard SquaresInFrontMask[2][64];
  54 extern Bitboard PassedPawnMask[2][64];
  55 extern Bitboard AttackSpanMask[2][64];
  56 extern Bitboard PseudoAttacks[6][64];
  57
  58
  59 /// Overloads of bitwise operators between a Bitboard and a Square for testing
  60 /// whether a given bit is set in a bitboard, and for setting and clearing bits.
  61
  62 inline Bitboard operator&(Bitboard b, Square s) {
  63   return b & SquareBB[s];
  64 }
  65
  66 inline Bitboard& operator|=(Bitboard& b, Square s) {
  67   return b |= SquareBB[s];
  68 }
  69
  70 inline Bitboard& operator^=(Bitboard& b, Square s) {
  71   return b ^= SquareBB[s];
  72 }
  73
  74 inline Bitboard operator|(Bitboard b, Square s) {
  75   return b | SquareBB[s];
  76 }
  77
  78 inline Bitboard operator^(Bitboard b, Square s) {
  79   return b ^ SquareBB[s];
  80 }
  81
  82
  83 /// rank_bb() and file_bb() take a file or a square as input and return
  84 /// a bitboard representing all squares on the given file or rank.
  85
  86 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
  87   return RankBB[r];
  88 }
  89
  90 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
  91   return RankBB[rank_of(s)];
  92 }
  93
  94 inline Bitboard file_bb(File f) {
  95   return FileBB[f];
  96 }
  97
  98 inline Bitboard file_bb(Square s) {
  99   return FileBB[file_of(s)];
 100 }
 101
 102
 103 /// adjacent_files_bb takes a file as input and returns a bitboard representing
 104 /// all squares on the adjacent files.
 105
 106 inline Bitboard adjacent_files_bb(File f) {
 107   return AdjacentFilesBB[f];
 108 }
 109
 110
 111 /// this_and_adjacent_files_bb takes a file as input and returns a bitboard
 112 /// representing all squares on the given and adjacent files.
 113
 114 inline Bitboard this_and_adjacent_files_bb(File f) {
 115   return ThisAndAdjacentFilesBB[f];
 116 }
 117
 118
 119 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 120 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 121 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 122 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 123 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 124
 125 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 126   return InFrontBB[c][r];
 127 }
 128
 129 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 130   return InFrontBB[c][rank_of(s)];
 131 }
 132
 133
 134 /// Functions for computing sliding attack bitboards. Function attacks_bb() takes
 135 /// a square and a bitboard of occupied squares as input, and returns a bitboard
 136 /// representing all squares attacked by Pt (bishop or rook) on the given square.
 137 template<PieceType Pt>
 138 FORCE_INLINE unsigned magic_index(Square s, Bitboard occ) {
 139
 140   Bitboard* const Masks  = Pt == ROOK ? RMasks  : BMasks;
 141   Bitboard* const Magics = Pt == ROOK ? RMagics : BMagics;
 142   unsigned* const Shifts = Pt == ROOK ? RShifts : BShifts;
 143
 144   if (Is64Bit)
 145       return unsigned(((occ & Masks[s]) * Magics[s]) >> Shifts[s]);
 146
 147   unsigned lo = unsigned(occ) & unsigned(Masks[s]);
 148   unsigned hi = unsigned(occ >> 32) & unsigned(Masks[s] >> 32);
 149   return (lo * unsigned(Magics[s]) ^ hi * unsigned(Magics[s] >> 32)) >> Shifts[s];
 150 }
 151
 152 template<PieceType Pt>
 153 inline Bitboard attacks_bb(Square s, Bitboard occ) {
 154   Bitboard** const Attacks = Pt == ROOK ? RAttacks : BAttacks;
 155   return Attacks[s][magic_index<Pt>(s, occ)];
 156 }
 157
 158
 159 /// squares_between returns a bitboard representing all squares between
 160 /// two squares.  For instance, squares_between(SQ_C4, SQ_F7) returns a
 161 /// bitboard with the bits for square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not
 162 /// on the same line, file or diagonal, EmptyBoardBB is returned.
 163
 164 inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 165   return BetweenBB[s1][s2];
 166 }
 167
 168
 169 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 170 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
 171 /// from the point of view of the given color. Definition of the table is:
 172 /// SquaresInFrontOf[c][s] = in_front_bb(c, s) & file_bb(s)
 173
 174 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 175   return SquaresInFrontMask[c][s];
 176 }
 177
 178
 179 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 180 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 181 /// the given square is a passed pawn. Definition of the table is:
 182 /// PassedPawnMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & this_and_adjacent_files_bb(s)
 183
 184 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 185   return PassedPawnMask[c][s];
 186 }
 187
 188
 189 /// attack_span_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 190 /// representing all squares that can be attacked by a pawn of the given color
 191 /// when it moves along its file starting from the given square. Definition is:
 192 /// AttackSpanMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & adjacent_files_bb(s);
 193
 194 inline Bitboard attack_span_mask(Color c, Square s) {
 195   return AttackSpanMask[c][s];
 196 }
 197
 198
 199 /// squares_aligned returns true if the squares s1, s2 and s3 are aligned
 200 /// either on a straight or on a diagonal line.
 201
 202 inline bool squares_aligned(Square s1, Square s2, Square s3) {
 203   return  (BetweenBB[s1][s2] | BetweenBB[s1][s3] | BetweenBB[s2][s3])
 204         & (     SquareBB[s1] |      SquareBB[s2] |      SquareBB[s3]);
 205 }
 206
 207
 208 /// same_color_squares() returns a bitboard representing all squares with
 209 /// the same color of the given square.
 210
 211 inline Bitboard same_color_squares(Square s) {
 212   return Bitboard(0xAA55AA55AA55AA55ULL) & s ?  0xAA55AA55AA55AA55ULL
 213                                              : ~0xAA55AA55AA55AA55ULL;
 214 }
 215
 216
 217 /// single_bit() returns true if in the 'b' bitboard is set a single bit (or if
 218 /// b == 0).
 219
 220 inline bool single_bit(Bitboard b) {
 221   return !(b & (b - 1));
 222 }
 223
 224
 225 /// first_1() finds the least significant nonzero bit in a nonzero bitboard.
 226 /// pop_1st_bit() finds and clears the least significant nonzero bit in a
 227 /// nonzero bitboard.
 228
 229 #if defined(USE_BSFQ)
 230
 231 #if defined(_MSC_VER) && !defined(__INTEL_COMPILER)
 232
 233 FORCE_INLINE Square first_1(Bitboard b) {
 234   unsigned long index;
 235   _BitScanForward64(&index, b);
 236   return (Square) index;
 237 }
 238
 239 FORCE_INLINE Square last_1(Bitboard b) {
 240   unsigned long index;
 241   _BitScanReverse64(&index, b);
 242   return (Square) index;
 243 }
 244 #else
 245
 246 FORCE_INLINE Square first_1(Bitboard b) { // Assembly code by Heinz van Saanen
 247   Bitboard dummy;
 248   __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
 249   return (Square) dummy;
 250 }
 251
 252 FORCE_INLINE Square last_1(Bitboard b) {
 253   Bitboard dummy;
 254   __asm__("bsrq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
 255   return (Square) dummy;
 256 }
 257 #endif
 258
 259 FORCE_INLINE Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
 260   const Square s = first_1(*b);
 261   *b &= ~(1ULL<<s);
 262   return s;
 263 }
 264
 265 #else // if !defined(USE_BSFQ)
 266
 267 extern Square first_1(Bitboard b);
 268 extern Square last_1(Bitboard b);
 269 extern Square pop_1st_bit(Bitboard* b);
 270
 271 #endif
 272
 273 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)