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) 2008-2010 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
  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 FileABB = 0x0101010101010101ULL;
  42 const Bitboard FileBBB = 0x0202020202020202ULL;
  43 const Bitboard FileCBB = 0x0404040404040404ULL;
  44 const Bitboard FileDBB = 0x0808080808080808ULL;
  45 const Bitboard FileEBB = 0x1010101010101010ULL;
  46 const Bitboard FileFBB = 0x2020202020202020ULL;
  47 const Bitboard FileGBB = 0x4040404040404040ULL;
  48 const Bitboard FileHBB = 0x8080808080808080ULL;
  49
  50 const Bitboard Rank1BB = 0xFFULL;
  51 const Bitboard Rank2BB = 0xFF00ULL;
  52 const Bitboard Rank3BB = 0xFF0000ULL;
  53 const Bitboard Rank4BB = 0xFF000000ULL;
  54 const Bitboard Rank5BB = 0xFF00000000ULL;
  55 const Bitboard Rank6BB = 0xFF0000000000ULL;
  56 const Bitboard Rank7BB = 0xFF000000000000ULL;
  57 const Bitboard Rank8BB = 0xFF00000000000000ULL;
  58
  59 extern const Bitboard SquaresByColorBB[2];
  60 extern const Bitboard FileBB[8];
  61 extern const Bitboard NeighboringFilesBB[8];
  62 extern const Bitboard ThisAndNeighboringFilesBB[8];
  63 extern const Bitboard RankBB[8];
  64 extern const Bitboard RelativeRankBB[2][8];
  65 extern const Bitboard InFrontBB[2][8];
  66
  67 extern Bitboard SetMaskBB[65];
  68 extern Bitboard ClearMaskBB[65];
  69
  70 extern Bitboard StepAttackBB[16][64];
  71 extern Bitboard RayBB[64][8];
  72 extern Bitboard BetweenBB[64][64];
  73
  74 extern Bitboard SquaresInFrontMask[2][64];
  75 extern Bitboard PassedPawnMask[2][64];
  76 extern Bitboard AttackSpanMask[2][64];
  77
  78 extern const uint64_t RMult[64];
  79 extern const int RShift[64];
  80 extern Bitboard RMask[64];
  81 extern int RAttackIndex[64];
  82 extern Bitboard RAttacks[0x19000];
  83
  84 extern const uint64_t BMult[64];
  85 extern const int BShift[64];
  86 extern Bitboard BMask[64];
  87 extern int BAttackIndex[64];
  88 extern Bitboard BAttacks[0x1480];
  89
  90 extern Bitboard BishopPseudoAttacks[64];
  91 extern Bitboard RookPseudoAttacks[64];
  92 extern Bitboard QueenPseudoAttacks[64];
  93
  94 extern uint8_t BitCount8Bit[256];
  95
  96
  97 ////
  98 //// Inline functions
  99 ////
 100
 101 /// Functions for testing whether a given bit is set in a bitboard, and for
 102 /// setting and clearing bits.
 103
 104 inline Bitboard bit_is_set(Bitboard b, Square s) {
 105   return b & SetMaskBB[s];
 106 }
 107
 108 inline void set_bit(Bitboard *b, Square s) {
 109   *b |= SetMaskBB[s];
 110 }
 111
 112 inline void clear_bit(Bitboard *b, Square s) {
 113   *b &= ClearMaskBB[s];
 114 }
 115
 116
 117 /// Functions used to update a bitboard after a move. This is faster
 118 /// then calling a sequence of clear_bit() + set_bit()
 119
 120 inline Bitboard make_move_bb(Square from, Square to) {
 121   return SetMaskBB[from] | SetMaskBB[to];
 122 }
 123
 124 inline void do_move_bb(Bitboard *b, Bitboard move_bb) {
 125   *b ^= move_bb;
 126 }
 127
 128 /// rank_bb() and file_bb() take a file or a square as input, and return
 129 /// a bitboard representing all squares on the given file or rank.
 130
 131 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
 132   return RankBB[r];
 133 }
 134
 135 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
 136   return rank_bb(square_rank(s));
 137 }
 138
 139 inline Bitboard file_bb(File f) {
 140   return FileBB[f];
 141 }
 142
 143 inline Bitboard file_bb(Square s) {
 144   return file_bb(square_file(s));
 145 }
 146
 147
 148 /// neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and returns a
 149 /// bitboard representing all squares on the neighboring files.
 150
 151 inline Bitboard neighboring_files_bb(File f) {
 152   return NeighboringFilesBB[f];
 153 }
 154
 155 inline Bitboard neighboring_files_bb(Square s) {
 156   return NeighboringFilesBB[square_file(s)];
 157 }
 158
 159
 160 /// this_and_neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and
 161 /// returns a bitboard representing all squares on the given and neighboring
 162 /// files.
 163
 164 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(File f) {
 165   return ThisAndNeighboringFilesBB[f];
 166 }
 167
 168 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(Square s) {
 169   return ThisAndNeighboringFilesBB[square_file(s)];
 170 }
 171
 172
 173 /// relative_rank_bb() takes a color and a rank as input, and returns a bitboard
 174 /// representing all squares on the given rank from the given color's point of
 175 /// view. For instance, relative_rank_bb(WHITE, 7) gives all squares on the
 176 /// 7th rank, while relative_rank_bb(BLACK, 7) gives all squares on the 2nd
 177 /// rank.
 178
 179 inline Bitboard relative_rank_bb(Color c, Rank r) {
 180   return RelativeRankBB[c][r];
 181 }
 182
 183
 184 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 185 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 186 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 187 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 188 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 189
 190 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 191   return InFrontBB[c][r];
 192 }
 193
 194 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 195   return InFrontBB[c][square_rank(s)];
 196 }
 197
 198
 199 /// behind_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 200 /// bitboard representing all the squares on all ranks behind of the rank
 201 /// (or square), from the given color's point of view.
 202
 203 inline Bitboard behind_bb(Color c, Rank r) {
 204   return InFrontBB[opposite_color(c)][r];
 205 }
 206
 207 inline Bitboard behind_bb(Color c, Square s) {
 208   return InFrontBB[opposite_color(c)][square_rank(s)];
 209 }
 210
 211
 212 /// ray_bb() gives a bitboard representing all squares along the ray in a
 213 /// given direction from a given square.
 214
 215 inline Bitboard ray_bb(Square s, SignedDirection d) {
 216   return RayBB[s][d];
 217 }
 218
 219
 220 /// Functions for computing sliding attack bitboards. rook_attacks_bb(),
 221 /// bishop_attacks_bb() and queen_attacks_bb() all take a square and a
 222 /// bitboard of occupied squares as input, and return a bitboard representing
 223 /// all squares attacked by a rook, bishop or queen on the given square.
 224
 225 #if defined(IS_64BIT)
 226
 227 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 228   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 229   return RAttacks[RAttackIndex[s] + ((b * RMult[s]) >> RShift[s])];
 230 }
 231
 232 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 233   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 234   return BAttacks[BAttackIndex[s] + ((b * BMult[s]) >> BShift[s])];
 235 }
 236
 237 #else // if !defined(IS_64BIT)
 238
 239 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 240   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 241   return RAttacks[RAttackIndex[s] +
 242                   (unsigned(int(b) * int(RMult[s]) ^
 243                             int(b >> 32) * int(RMult[s] >> 32))
 244                    >> RShift[s])];
 245 }
 246
 247 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 248   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 249   return BAttacks[BAttackIndex[s] +
 250                   (unsigned(int(b) * int(BMult[s]) ^
 251                             int(b >> 32) * int(BMult[s] >> 32))
 252                    >> BShift[s])];
 253 }
 254
 255 #endif
 256
 257 inline Bitboard queen_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 258   return rook_attacks_bb(s, blockers) | bishop_attacks_bb(s, blockers);
 259 }
 260
 261
 262 /// squares_between returns a bitboard representing all squares between
 263 /// two squares.  For instance, squares_between(SQ_C4, SQ_F7) returns a
 264 /// bitboard with the bits for square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not
 265 /// on the same line, file or diagonal, EmptyBoardBB is returned.
 266
 267 inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 268   return BetweenBB[s1][s2];
 269 }
 270
 271
 272 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 273 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
 274 /// from the point of view of the given color. Definition of the table is:
 275 /// SquaresInFrontOf[c][s] = in_front_bb(c, s) & file_bb(s)
 276
 277 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 278   return SquaresInFrontMask[c][s];
 279 }
 280
 281
 282 /// squares_behind is similar to squares_in_front, but returns the squares
 283 /// behind the square instead of in front of the square.
 284
 285 inline Bitboard squares_behind(Color c, Square s) {
 286   return SquaresInFrontMask[opposite_color(c)][s];
 287 }
 288
 289
 290 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 291 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 292 /// the given square is a passed pawn. Definition of the table is:
 293 /// PassedPawnMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & this_and_neighboring_files_bb(s)
 294
 295 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 296   return PassedPawnMask[c][s];
 297 }
 298
 299
 300 /// attack_span_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 301 /// representing all squares that can be attacked by a pawn of the given color
 302 /// when it moves along its file starting from the given square. Definition is:
 303 /// AttackSpanMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & neighboring_files_bb(s);
 304
 305 inline Bitboard attack_span_mask(Color c, Square s) {
 306   return AttackSpanMask[c][s];
 307 }
 308
 309
 310 /// first_1() finds the least significant nonzero bit in a nonzero bitboard.
 311 /// pop_1st_bit() finds and clears the least significant nonzero bit in a
 312 /// nonzero bitboard.
 313
 314 #if defined(USE_BSFQ) // Assembly code by Heinz van Saanen
 315
 316 inline Square first_1(Bitboard b) {
 317   Bitboard dummy;
 318   __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
 319   return (Square)(dummy);
 320 }
 321
 322 inline Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
 323   const Square s = first_1(*b);
 324   *b &= ~(1ULL<<s);
 325   return s;
 326 }
 327
 328 #else // if !defined(USE_BSFQ)
 329
 330 extern Square first_1(Bitboard b);
 331 extern Square pop_1st_bit(Bitboard* b);
 332
 333 #endif
 334
 335
 336 ////
 337 //// Prototypes
 338 ////
 339
 340 extern void print_bitboard(Bitboard b);
 341 extern void init_bitboards();
 342
 343
 344 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)