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 "piece.h"
  30 #include "square.h"
  31 #include "types.h"
  32
  33
  34 ////
  35 //// Constants and variables
  36 ////
  37
  38 const Bitboard EmptyBoardBB = 0;
  39
  40 const Bitboard FileABB = 0x0101010101010101ULL;
  41 const Bitboard FileBBB = FileABB << 1;
  42 const Bitboard FileCBB = FileABB << 2;
  43 const Bitboard FileDBB = FileABB << 3;
  44 const Bitboard FileEBB = FileABB << 4;
  45 const Bitboard FileFBB = FileABB << 5;
  46 const Bitboard FileGBB = FileABB << 6;
  47 const Bitboard FileHBB = FileABB << 7;
  48
  49 const Bitboard Rank1BB = 0xFF;
  50 const Bitboard Rank2BB = Rank1BB << (8 * 1);
  51 const Bitboard Rank3BB = Rank1BB << (8 * 2);
  52 const Bitboard Rank4BB = Rank1BB << (8 * 3);
  53 const Bitboard Rank5BB = Rank1BB << (8 * 4);
  54 const Bitboard Rank6BB = Rank1BB << (8 * 5);
  55 const Bitboard Rank7BB = Rank1BB << (8 * 6);
  56 const Bitboard Rank8BB = Rank1BB << (8 * 7);
  57
  58 extern const Bitboard SquaresByColorBB[2];
  59 extern const Bitboard FileBB[8];
  60 extern const Bitboard NeighboringFilesBB[8];
  61 extern const Bitboard ThisAndNeighboringFilesBB[8];
  62 extern const Bitboard RankBB[8];
  63 extern const Bitboard RelativeRankBB[2][8];
  64 extern const Bitboard InFrontBB[2][8];
  65
  66 extern Bitboard SetMaskBB[65];
  67 extern Bitboard ClearMaskBB[65];
  68
  69 extern Bitboard StepAttackBB[16][64];
  70 extern Bitboard BetweenBB[64][64];
  71
  72 extern Bitboard SquaresInFrontMask[2][64];
  73 extern Bitboard PassedPawnMask[2][64];
  74 extern Bitboard AttackSpanMask[2][64];
  75
  76 extern const uint64_t RMult[64];
  77 extern const int RShift[64];
  78 extern Bitboard RMask[64];
  79 extern int RAttackIndex[64];
  80 extern Bitboard RAttacks[0x19000];
  81
  82 extern const uint64_t BMult[64];
  83 extern const int BShift[64];
  84 extern Bitboard BMask[64];
  85 extern int BAttackIndex[64];
  86 extern Bitboard BAttacks[0x1480];
  87
  88 extern Bitboard BishopPseudoAttacks[64];
  89 extern Bitboard RookPseudoAttacks[64];
  90 extern Bitboard QueenPseudoAttacks[64];
  91
  92 extern uint8_t BitCount8Bit[256];
  93 extern int8_t DirectionTable[64][64];
  94
  95
  96 ////
  97 //// Inline functions
  98 ////
  99
 100 /// Functions for testing whether a given bit is set in a bitboard, and for
 101 /// setting and clearing bits.
 102
 103 inline Bitboard bit_is_set(Bitboard b, Square s) {
 104   return b & SetMaskBB[s];
 105 }
 106
 107 inline void set_bit(Bitboard *b, Square s) {
 108   *b |= SetMaskBB[s];
 109 }
 110
 111 inline void clear_bit(Bitboard *b, Square s) {
 112   *b &= ClearMaskBB[s];
 113 }
 114
 115
 116 /// Functions used to update a bitboard after a move. This is faster
 117 /// then calling a sequence of clear_bit() + set_bit()
 118
 119 inline Bitboard make_move_bb(Square from, Square to) {
 120   return SetMaskBB[from] | SetMaskBB[to];
 121 }
 122
 123 inline void do_move_bb(Bitboard *b, Bitboard move_bb) {
 124   *b ^= move_bb;
 125 }
 126
 127 /// rank_bb() and file_bb() take a file or a square as input, and return
 128 /// a bitboard representing all squares on the given file or rank.
 129
 130 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
 131   return RankBB[r];
 132 }
 133
 134 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
 135   return rank_bb(square_rank(s));
 136 }
 137
 138 inline Bitboard file_bb(File f) {
 139   return FileBB[f];
 140 }
 141
 142 inline Bitboard file_bb(Square s) {
 143   return file_bb(square_file(s));
 144 }
 145
 146
 147 /// neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and returns a
 148 /// bitboard representing all squares on the neighboring files.
 149
 150 inline Bitboard neighboring_files_bb(File f) {
 151   return NeighboringFilesBB[f];
 152 }
 153
 154 inline Bitboard neighboring_files_bb(Square s) {
 155   return NeighboringFilesBB[square_file(s)];
 156 }
 157
 158
 159 /// this_and_neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and
 160 /// returns a bitboard representing all squares on the given and neighboring
 161 /// files.
 162
 163 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(File f) {
 164   return ThisAndNeighboringFilesBB[f];
 165 }
 166
 167 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(Square s) {
 168   return ThisAndNeighboringFilesBB[square_file(s)];
 169 }
 170
 171
 172 /// relative_rank_bb() takes a color and a rank as input, and returns a bitboard
 173 /// representing all squares on the given rank from the given color's point of
 174 /// view. For instance, relative_rank_bb(WHITE, 7) gives all squares on the
 175 /// 7th rank, while relative_rank_bb(BLACK, 7) gives all squares on the 2nd
 176 /// rank.
 177
 178 inline Bitboard relative_rank_bb(Color c, Rank r) {
 179   return RelativeRankBB[c][r];
 180 }
 181
 182
 183 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 184 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 185 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 186 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 187 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 188
 189 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 190   return InFrontBB[c][r];
 191 }
 192
 193 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 194   return InFrontBB[c][square_rank(s)];
 195 }
 196
 197
 198 /// behind_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 199 /// bitboard representing all the squares on all ranks behind of the rank
 200 /// (or square), from the given color's point of view.
 201
 202 inline Bitboard behind_bb(Color c, Rank r) {
 203   return InFrontBB[opposite_color(c)][r];
 204 }
 205
 206 inline Bitboard behind_bb(Color c, Square s) {
 207   return InFrontBB[opposite_color(c)][square_rank(s)];
 208 }
 209
 210
 211 /// Functions for computing sliding attack bitboards. rook_attacks_bb(),
 212 /// bishop_attacks_bb() and queen_attacks_bb() all take a square and a
 213 /// bitboard of occupied squares as input, and return a bitboard representing
 214 /// all squares attacked by a rook, bishop or queen on the given square.
 215
 216 #if defined(IS_64BIT)
 217
 218 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 219   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 220   return RAttacks[RAttackIndex[s] + ((b * RMult[s]) >> RShift[s])];
 221 }
 222
 223 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 224   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 225   return BAttacks[BAttackIndex[s] + ((b * BMult[s]) >> BShift[s])];
 226 }
 227
 228 #else // if !defined(IS_64BIT)
 229
 230 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 231   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 232   return RAttacks[RAttackIndex[s] +
 233                   (unsigned(int(b) * int(RMult[s]) ^
 234                             int(b >> 32) * int(RMult[s] >> 32))
 235                    >> RShift[s])];
 236 }
 237
 238 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 239   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 240   return BAttacks[BAttackIndex[s] +
 241                   (unsigned(int(b) * int(BMult[s]) ^
 242                             int(b >> 32) * int(BMult[s] >> 32))
 243                    >> BShift[s])];
 244 }
 245
 246 #endif
 247
 248 inline Bitboard queen_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 249   return rook_attacks_bb(s, blockers) | bishop_attacks_bb(s, blockers);
 250 }
 251
 252
 253 /// squares_between returns a bitboard representing all squares between
 254 /// two squares.  For instance, squares_between(SQ_C4, SQ_F7) returns a
 255 /// bitboard with the bits for square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not
 256 /// on the same line, file or diagonal, EmptyBoardBB is returned.
 257
 258 inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 259   return BetweenBB[s1][s2];
 260 }
 261
 262
 263 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 264 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
 265 /// from the point of view of the given color. Definition of the table is:
 266 /// SquaresInFrontOf[c][s] = in_front_bb(c, s) & file_bb(s)
 267
 268 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 269   return SquaresInFrontMask[c][s];
 270 }
 271
 272
 273 /// squares_behind is similar to squares_in_front, but returns the squares
 274 /// behind the square instead of in front of the square.
 275
 276 inline Bitboard squares_behind(Color c, Square s) {
 277   return SquaresInFrontMask[opposite_color(c)][s];
 278 }
 279
 280
 281 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 282 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 283 /// the given square is a passed pawn. Definition of the table is:
 284 /// PassedPawnMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & this_and_neighboring_files_bb(s)
 285
 286 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 287   return PassedPawnMask[c][s];
 288 }
 289
 290
 291 /// attack_span_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 292 /// representing all squares that can be attacked by a pawn of the given color
 293 /// when it moves along its file starting from the given square. Definition is:
 294 /// AttackSpanMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & neighboring_files_bb(s);
 295
 296 inline Bitboard attack_span_mask(Color c, Square s) {
 297   return AttackSpanMask[c][s];
 298 }
 299
 300
 301 /// squares_aligned returns true if the squares s1, s2 and s3 are aligned
 302 /// either on a straight or on a diagonal line.
 303
 304 inline bool squares_aligned(Square s1, Square s2, Square s3) {
 305   return   DirectionTable[s1][s2] != DELTA_NONE
 306         && abs(DirectionTable[s1][s2]) ==  abs(DirectionTable[s2][s3]);
 307 }
 308
 309
 310 /// squares_straight_aligned returns true if the squares s1 and s2 are aligned
 311 /// on a straight line, either veritical or horizontal.
 312
 313 inline bool squares_straight_aligned(Square s1, Square s2) {
 314   return   abs(DirectionTable[s1][s2]) == DELTA_N
 315         || abs(DirectionTable[s1][s2]) == DELTA_E;
 316 }
 317
 318
 319 /// first_1() finds the least significant nonzero bit in a nonzero bitboard.
 320 /// pop_1st_bit() finds and clears the least significant nonzero bit in a
 321 /// nonzero bitboard.
 322
 323 #if defined(USE_BSFQ) // Assembly code by Heinz van Saanen
 324
 325 inline Square first_1(Bitboard b) {
 326   Bitboard dummy;
 327   __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
 328   return (Square)(dummy);
 329 }
 330
 331 inline Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
 332   const Square s = first_1(*b);
 333   *b &= ~(1ULL<<s);
 334   return s;
 335 }
 336
 337 #else // if !defined(USE_BSFQ)
 338
 339 extern Square first_1(Bitboard b);
 340 extern Square pop_1st_bit(Bitboard* b);
 341
 342 #endif
 343
 344
 345 ////
 346 //// Prototypes
 347 ////
 348
 349 extern void print_bitboard(Bitboard b);
 350 extern void init_bitboards();
 351
 352
 353 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)