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 //// Defines
  27 ////
  28
  29 // Comment following define if you prefer manually adjust
  30 // platform macros defined below
  31 #define AUTO_CONFIGURATION
  32
  33 // Quiet a warning on Intel compiler
  34 #if !defined(__SIZEOF_INT__ )
  35 #define __SIZEOF_INT__ 0
  36 #endif
  37
  38 // Check for 64 bits for different compilers: Intel, MSVC and gcc
  39 #if defined(__x86_64) || defined(_WIN64) || (__SIZEOF_INT__ > 4)
  40 #define IS_64BIT
  41 #endif
  42
  43 #if !defined(AUTO_CONFIGURATION) || defined(IS_64BIT)
  44
  45 //#define USE_COMPACT_ROOK_ATTACKS
  46 //#define USE_32BIT_ATTACKS
  47 #define USE_FOLDED_BITSCAN
  48
  49 #else
  50
  51 #define USE_32BIT_ATTACKS
  52 #define USE_FOLDED_BITSCAN
  53
  54 #endif
  55
  56 ////
  57 //// Includes
  58 ////
  59
  60 #include "direction.h"
  61 #include "piece.h"
  62 #include "square.h"
  63 #include "types.h"
  64
  65
  66 ////
  67 //// Types
  68 ////
  69
  70 typedef uint64_t Bitboard;
  71
  72
  73 ////
  74 //// Constants and variables
  75 ////
  76
  77 const Bitboard EmptyBoardBB = 0ULL;
  78
  79 const Bitboard WhiteSquaresBB = 0x55AA55AA55AA55AAULL;
  80 const Bitboard BlackSquaresBB = 0xAA55AA55AA55AA55ULL;
  81 const Bitboard SquaresByColorBB[2] = { BlackSquaresBB, WhiteSquaresBB };
  82
  83 const Bitboard FileABB = 0x0101010101010101ULL;
  84 const Bitboard FileBBB = 0x0202020202020202ULL;
  85 const Bitboard FileCBB = 0x0404040404040404ULL;
  86 const Bitboard FileDBB = 0x0808080808080808ULL;
  87 const Bitboard FileEBB = 0x1010101010101010ULL;
  88 const Bitboard FileFBB = 0x2020202020202020ULL;
  89 const Bitboard FileGBB = 0x4040404040404040ULL;
  90 const Bitboard FileHBB = 0x8080808080808080ULL;
  91
  92 const Bitboard FileBB[8] = {
  93   FileABB, FileBBB, FileCBB, FileDBB, FileEBB, FileFBB, FileGBB, FileHBB
  94 };
  95
  96 const Bitboard NeighboringFilesBB[8] = {
  97   FileBBB, FileABB|FileCBB, FileBBB|FileDBB, FileCBB|FileEBB,
  98   FileDBB|FileFBB, FileEBB|FileGBB, FileFBB|FileHBB, FileGBB
  99 };
 100
 101 const Bitboard ThisAndNeighboringFilesBB[8] = {
 102   FileABB|FileBBB, FileABB|FileBBB|FileCBB,
 103   FileBBB|FileCBB|FileDBB, FileCBB|FileDBB|FileEBB,
 104   FileDBB|FileEBB|FileFBB, FileEBB|FileFBB|FileGBB,
 105   FileFBB|FileGBB|FileHBB, FileGBB|FileHBB
 106 };
 107
 108 const Bitboard Rank1BB = 0xFFULL;
 109 const Bitboard Rank2BB = 0xFF00ULL;
 110 const Bitboard Rank3BB = 0xFF0000ULL;
 111 const Bitboard Rank4BB = 0xFF000000ULL;
 112 const Bitboard Rank5BB = 0xFF00000000ULL;
 113 const Bitboard Rank6BB = 0xFF0000000000ULL;
 114 const Bitboard Rank7BB = 0xFF000000000000ULL;
 115 const Bitboard Rank8BB = 0xFF00000000000000ULL;
 116
 117 const Bitboard RankBB[8] = {
 118   Rank1BB, Rank2BB, Rank3BB, Rank4BB, Rank5BB, Rank6BB, Rank7BB, Rank8BB
 119 };
 120
 121 const Bitboard RelativeRankBB[2][8] = {
 122   { Rank1BB, Rank2BB, Rank3BB, Rank4BB, Rank5BB, Rank6BB, Rank7BB, Rank8BB },
 123   { Rank8BB, Rank7BB, Rank6BB, Rank5BB, Rank4BB, Rank3BB, Rank2BB, Rank1BB }
 124 };
 125
 126 const Bitboard InFrontBB[2][8] = {
 127   { Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
 128     Rank3BB | Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
 129     Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
 130     Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
 131     Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
 132     Rank7BB | Rank8BB,
 133     Rank8BB,
 134     EmptyBoardBB
 135   },
 136   { EmptyBoardBB,
 137     Rank1BB,
 138     Rank2BB | Rank1BB,
 139     Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
 140     Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
 141     Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
 142     Rank6BB | Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
 143     Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB
 144   }
 145 };
 146
 147 extern Bitboard SetMaskBB[65];
 148 extern Bitboard ClearMaskBB[65];
 149
 150 extern Bitboard StepAttackBB[16][64];
 151 extern Bitboard RayBB[64][8];
 152 extern Bitboard BetweenBB[64][64];
 153
 154 extern Bitboard PassedPawnMask[2][64];
 155 extern Bitboard OutpostMask[2][64];
 156
 157 #if defined(USE_COMPACT_ROOK_ATTACKS)
 158
 159 extern Bitboard RankAttacks[8][64], FileAttacks[8][64];
 160
 161 #else
 162
 163 extern const uint64_t RMult[64];
 164 extern const int RShift[64];
 165 extern Bitboard RMask[64];
 166 extern int RAttackIndex[64];
 167 extern Bitboard RAttacks[0x19000];
 168
 169 #endif // defined(USE_COMPACT_ROOK_ATTACKS)
 170
 171 extern const uint64_t BMult[64];
 172 extern const int BShift[64];
 173 extern Bitboard BMask[64];
 174 extern int BAttackIndex[64];
 175 extern Bitboard BAttacks[0x1480];
 176
 177 extern Bitboard BishopPseudoAttacks[64];
 178 extern Bitboard RookPseudoAttacks[64];
 179 extern Bitboard QueenPseudoAttacks[64];
 180
 181
 182 ////
 183 //// Inline functions
 184 ////
 185
 186 /// Functions for testing whether a given bit is set in a bitboard, and for
 187 /// setting and clearing bits.
 188
 189 inline Bitboard bit_is_set(Bitboard b, Square s) {
 190   return b & SetMaskBB[s];
 191 }
 192
 193 inline void set_bit(Bitboard *b, Square s) {
 194   *b |= SetMaskBB[s];
 195 }
 196
 197 inline void clear_bit(Bitboard *b, Square s) {
 198   *b &= ClearMaskBB[s];
 199 }
 200
 201
 202 /// Functions used to update a bitboard after a move. This is faster
 203 /// then calling a sequence of clear_bit() + set_bit()
 204
 205 inline Bitboard make_move_bb(Square from, Square to) {
 206   return SetMaskBB[from] | SetMaskBB[to];
 207 }
 208
 209 inline void do_move_bb(Bitboard *b, Bitboard move_bb) {
 210   *b ^= move_bb;
 211 }
 212
 213 /// rank_bb() and file_bb() gives a bitboard containing all squares on a given
 214 /// file or rank.  It is also possible to pass a square as input to these
 215 /// functions.
 216
 217 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
 218   return RankBB[r];
 219 }
 220
 221 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
 222   return rank_bb(square_rank(s));
 223 }
 224
 225 inline Bitboard file_bb(File f) {
 226   return FileBB[f];
 227 }
 228
 229 inline Bitboard file_bb(Square s) {
 230   return file_bb(square_file(s));
 231 }
 232
 233
 234 /// neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and returns a
 235 /// bitboard representing all squares on the neighboring files.
 236
 237 inline Bitboard neighboring_files_bb(File f) {
 238   return NeighboringFilesBB[f];
 239 }
 240
 241 inline Bitboard neighboring_files_bb(Square s) {
 242   return neighboring_files_bb(square_file(s));
 243 }
 244
 245
 246 /// this_and_neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and
 247 /// returns a bitboard representing all squares on the given and neighboring
 248 /// files.
 249
 250 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(File f) {
 251   return ThisAndNeighboringFilesBB[f];
 252 }
 253
 254 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(Square s) {
 255   return this_and_neighboring_files_bb(square_file(s));
 256 }
 257
 258
 259 /// relative_rank_bb() takes a color and a rank as input, and returns a bitboard
 260 /// representing all squares on the given rank from the given color's point of
 261 /// view. For instance, relative_rank_bb(WHITE, 7) gives all squares on the
 262 /// 7th rank, while relative_rank_bb(BLACK, 7) gives all squares on the 2nd
 263 /// rank.
 264
 265 inline Bitboard relative_rank_bb(Color c, Rank r) {
 266   return RelativeRankBB[c][r];
 267 }
 268
 269
 270 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 271 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 272 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 273 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 274 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 275
 276 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 277   return InFrontBB[c][r];
 278 }
 279
 280 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 281   return in_front_bb(c, square_rank(s));
 282 }
 283
 284
 285 /// behind_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 286 /// bitboard representing all the squares on all ranks behind of the rank
 287 /// (or square), from the given color's point of view.
 288
 289 inline Bitboard behind_bb(Color c, Rank r) {
 290   return InFrontBB[opposite_color(c)][r];
 291 }
 292
 293 inline Bitboard behind_bb(Color c, Square s) {
 294   return in_front_bb(opposite_color(c), square_rank(s));
 295 }
 296
 297
 298 /// ray_bb() gives a bitboard representing all squares along the ray in a
 299 /// given direction from a given square.
 300
 301 inline Bitboard ray_bb(Square s, SignedDirection d) {
 302   return RayBB[s][d];
 303 }
 304
 305
 306 /// Functions for computing sliding attack bitboards.  rook_attacks_bb(),
 307 /// bishop_attacks_bb() and queen_attacks_bb() all take a square and a
 308 /// bitboard of occupied squares as input, and return a bitboard representing
 309 /// all squares attacked by a rook, bishop or queen on the given square.
 310
 311 #if defined(USE_COMPACT_ROOK_ATTACKS)
 312
 313 inline Bitboard file_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 314   Bitboard b = (blockers >> square_file(s)) & 0x01010101010100ULL;
 315   return
 316     FileAttacks[square_rank(s)][(b*0xd6e8802041d0c441ULL)>>58] & file_bb(s);
 317 }
 318
 319 inline Bitboard rank_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 320   Bitboard b = (blockers >> ((s & 56) + 1)) & 63;
 321   return RankAttacks[square_file(s)][b] & rank_bb(s);
 322 }
 323
 324 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 325   return file_attacks_bb(s, blockers) | rank_attacks_bb(s, blockers);
 326 }
 327
 328 #elif defined(USE_32BIT_ATTACKS)
 329
 330 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 331   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 332   return RAttacks[RAttackIndex[s] +
 333                   (unsigned(int(b) * int(RMult[s]) ^
 334                             int(b >> 32) * int(RMult[s] >> 32))
 335                    >> RShift[s])];
 336 }
 337
 338 #else
 339
 340 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 341   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 342   return RAttacks[RAttackIndex[s] + ((b * RMult[s]) >> RShift[s])];
 343 }
 344
 345 #endif
 346
 347 #if defined(USE_32BIT_ATTACKS)
 348
 349 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 350   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 351   return BAttacks[BAttackIndex[s] +
 352                   (unsigned(int(b) * int(BMult[s]) ^
 353                             int(b >> 32) * int(BMult[s] >> 32))
 354                    >> BShift[s])];
 355 }
 356
 357 #else // defined(USE_32BIT_ATTACKS)
 358
 359 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 360   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 361   return BAttacks[BAttackIndex[s] + ((b * BMult[s]) >> BShift[s])];
 362 }
 363
 364 #endif // defined(USE_32BIT_ATTACKS)
 365
 366 inline Bitboard queen_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 367   return rook_attacks_bb(s, blockers) | bishop_attacks_bb(s, blockers);
 368 }
 369
 370
 371 /// squares_between returns a bitboard representing all squares between
 372 /// two squares.  For instance, squares_between(SQ_C4, SQ_F7) returns a
 373 /// bitboard with the bits for square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not
 374 /// on the same line, file or diagonal, EmptyBoardBB is returned.
 375
 376 inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 377   return BetweenBB[s1][s2];
 378 }
 379
 380
 381 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 382 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
 383 /// from the point of view of the given color.  For instance,
 384 /// squares_in_front_of(BLACK, SQ_E4) returns a bitboard with the squares
 385 /// e3, e2 and e1 set.
 386
 387 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 388   return in_front_bb(c, s) & file_bb(s);
 389 }
 390
 391
 392 /// squares_behind is similar to squares_in_front, but returns the squares
 393 /// behind the square instead of in front of the square.
 394
 395 inline Bitboard squares_behind(Color c, Square s) {
 396   return in_front_bb(opposite_color(c), s) & file_bb(s);
 397 }
 398
 399
 400 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 401 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 402 /// the given square is a passed pawn.
 403
 404 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 405   return PassedPawnMask[c][s];
 406 }
 407
 408
 409 /// outpost_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 410 /// mask which can be used to test whether a piece on the square can possibly
 411 /// be driven away by an enemy pawn.
 412
 413 inline Bitboard outpost_mask(Color c, Square s) {
 414   return OutpostMask[c][s];
 415 }
 416
 417
 418 /// isolated_pawn_mask takes a square as input, and returns a bitboard mask
 419 /// which can be used to test whether a pawn on the given square is isolated.
 420
 421 inline Bitboard isolated_pawn_mask(Square s) {
 422   return neighboring_files_bb(s);
 423 }
 424
 425
 426 ////
 427 //// Prototypes
 428 ////
 429
 430 extern void print_bitboard(Bitboard b);
 431 extern void init_bitboards();
 432 extern Square first_1(Bitboard b);
 433 extern Square pop_1st_bit(Bitboard *b);
 434
 435
 436 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)