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