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 WhiteSquaresBB = 0x55AA55AA55AA55AAULL;
  42 const Bitboard BlackSquaresBB = 0xAA55AA55AA55AA55ULL;
  43
  44 const Bitboard FileABB = 0x0101010101010101ULL;
  45 const Bitboard FileBBB = 0x0202020202020202ULL;
  46 const Bitboard FileCBB = 0x0404040404040404ULL;
  47 const Bitboard FileDBB = 0x0808080808080808ULL;
  48 const Bitboard FileEBB = 0x1010101010101010ULL;
  49 const Bitboard FileFBB = 0x2020202020202020ULL;
  50 const Bitboard FileGBB = 0x4040404040404040ULL;
  51 const Bitboard FileHBB = 0x8080808080808080ULL;
  52
  53 const Bitboard Rank1BB = 0xFFULL;
  54 const Bitboard Rank2BB = 0xFF00ULL;
  55 const Bitboard Rank3BB = 0xFF0000ULL;
  56 const Bitboard Rank4BB = 0xFF000000ULL;
  57 const Bitboard Rank5BB = 0xFF00000000ULL;
  58 const Bitboard Rank6BB = 0xFF0000000000ULL;
  59 const Bitboard Rank7BB = 0xFF000000000000ULL;
  60 const Bitboard Rank8BB = 0xFF00000000000000ULL;
  61
  62 extern const Bitboard SquaresByColorBB[2];
  63 extern const Bitboard FileBB[8];
  64 extern const Bitboard NeighboringFilesBB[8];
  65 extern const Bitboard ThisAndNeighboringFilesBB[8];
  66 extern const Bitboard RankBB[8];
  67 extern const Bitboard RelativeRankBB[2][8];
  68 extern const Bitboard InFrontBB[2][8];
  69
  70 extern Bitboard SetMaskBB[65];
  71 extern Bitboard ClearMaskBB[65];
  72
  73 extern Bitboard StepAttackBB[16][64];
  74 extern Bitboard RayBB[64][8];
  75 extern Bitboard BetweenBB[64][64];
  76
  77 extern Bitboard SquaresInFrontMask[2][64];
  78 extern Bitboard PassedPawnMask[2][64];
  79 extern Bitboard AttackSpanMask[2][64];
  80
  81 extern const uint64_t RMult[64];
  82 extern const int RShift[64];
  83 extern Bitboard RMask[64];
  84 extern int RAttackIndex[64];
  85 extern Bitboard RAttacks[0x19000];
  86
  87 extern const uint64_t BMult[64];
  88 extern const int BShift[64];
  89 extern Bitboard BMask[64];
  90 extern int BAttackIndex[64];
  91 extern Bitboard BAttacks[0x1480];
  92
  93 extern Bitboard BishopPseudoAttacks[64];
  94 extern Bitboard RookPseudoAttacks[64];
  95 extern Bitboard QueenPseudoAttacks[64];
  96
  97 extern uint8_t BitCount8Bit[256];
  98
  99
 100 ////
 101 //// Inline functions
 102 ////
 103
 104 /// Functions for testing whether a given bit is set in a bitboard, and for
 105 /// setting and clearing bits.
 106
 107 inline Bitboard bit_is_set(Bitboard b, Square s) {
 108   return b & SetMaskBB[s];
 109 }
 110
 111 inline void set_bit(Bitboard *b, Square s) {
 112   *b |= SetMaskBB[s];
 113 }
 114
 115 inline void clear_bit(Bitboard *b, Square s) {
 116   *b &= ClearMaskBB[s];
 117 }
 118
 119
 120 /// Functions used to update a bitboard after a move. This is faster
 121 /// then calling a sequence of clear_bit() + set_bit()
 122
 123 inline Bitboard make_move_bb(Square from, Square to) {
 124   return SetMaskBB[from] | SetMaskBB[to];
 125 }
 126
 127 inline void do_move_bb(Bitboard *b, Bitboard move_bb) {
 128   *b ^= move_bb;
 129 }
 130
 131 /// rank_bb() and file_bb() take a file or a square as input, and return
 132 /// a bitboard representing all squares on the given file or rank.
 133
 134 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
 135   return RankBB[r];
 136 }
 137
 138 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
 139   return rank_bb(square_rank(s));
 140 }
 141
 142 inline Bitboard file_bb(File f) {
 143   return FileBB[f];
 144 }
 145
 146 inline Bitboard file_bb(Square s) {
 147   return file_bb(square_file(s));
 148 }
 149
 150
 151 /// neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and returns a
 152 /// bitboard representing all squares on the neighboring files.
 153
 154 inline Bitboard neighboring_files_bb(File f) {
 155   return NeighboringFilesBB[f];
 156 }
 157
 158 inline Bitboard neighboring_files_bb(Square s) {
 159   return NeighboringFilesBB[square_file(s)];
 160 }
 161
 162
 163 /// this_and_neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and
 164 /// returns a bitboard representing all squares on the given and neighboring
 165 /// files.
 166
 167 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(File f) {
 168   return ThisAndNeighboringFilesBB[f];
 169 }
 170
 171 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(Square s) {
 172   return ThisAndNeighboringFilesBB[square_file(s)];
 173 }
 174
 175
 176 /// relative_rank_bb() takes a color and a rank as input, and returns a bitboard
 177 /// representing all squares on the given rank from the given color's point of
 178 /// view. For instance, relative_rank_bb(WHITE, 7) gives all squares on the
 179 /// 7th rank, while relative_rank_bb(BLACK, 7) gives all squares on the 2nd
 180 /// rank.
 181
 182 inline Bitboard relative_rank_bb(Color c, Rank r) {
 183   return RelativeRankBB[c][r];
 184 }
 185
 186
 187 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 188 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 189 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 190 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 191 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 192
 193 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 194   return InFrontBB[c][r];
 195 }
 196
 197 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 198   return InFrontBB[c][square_rank(s)];
 199 }
 200
 201
 202 /// behind_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 203 /// bitboard representing all the squares on all ranks behind of the rank
 204 /// (or square), from the given color's point of view.
 205
 206 inline Bitboard behind_bb(Color c, Rank r) {
 207   return InFrontBB[opposite_color(c)][r];
 208 }
 209
 210 inline Bitboard behind_bb(Color c, Square s) {
 211   return InFrontBB[opposite_color(c)][square_rank(s)];
 212 }
 213
 214
 215 /// ray_bb() gives a bitboard representing all squares along the ray in a
 216 /// given direction from a given square.
 217
 218 inline Bitboard ray_bb(Square s, SignedDirection d) {
 219   return RayBB[s][d];
 220 }
 221
 222
 223 /// Functions for computing sliding attack bitboards. rook_attacks_bb(),
 224 /// bishop_attacks_bb() and queen_attacks_bb() all take a square and a
 225 /// bitboard of occupied squares as input, and return a bitboard representing
 226 /// all squares attacked by a rook, bishop or queen on the given square.
 227
 228 #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] + ((b * RMult[s]) >> RShift[s])];
 233 }
 234
 235 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 236   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 237   return BAttacks[BAttackIndex[s] + ((b * BMult[s]) >> BShift[s])];
 238 }
 239
 240 #else // if !defined(IS_64BIT)
 241
 242 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 243   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 244   return RAttacks[RAttackIndex[s] +
 245                   (unsigned(int(b) * int(RMult[s]) ^
 246                             int(b >> 32) * int(RMult[s] >> 32))
 247                    >> RShift[s])];
 248 }
 249
 250 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 251   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 252   return BAttacks[BAttackIndex[s] +
 253                   (unsigned(int(b) * int(BMult[s]) ^
 254                             int(b >> 32) * int(BMult[s] >> 32))
 255                    >> BShift[s])];
 256 }
 257
 258 #endif
 259
 260 inline Bitboard queen_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 261   return rook_attacks_bb(s, blockers) | bishop_attacks_bb(s, blockers);
 262 }
 263
 264
 265 /// squares_between returns a bitboard representing all squares between
 266 /// two squares.  For instance, squares_between(SQ_C4, SQ_F7) returns a
 267 /// bitboard with the bits for square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not
 268 /// on the same line, file or diagonal, EmptyBoardBB is returned.
 269
 270 inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 271   return BetweenBB[s1][s2];
 272 }
 273
 274
 275 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 276 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
 277 /// from the point of view of the given color. Definition of the table is:
 278 /// SquaresInFrontOf[c][s] = in_front_bb(c, s) & file_bb(s)
 279
 280 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 281   return SquaresInFrontMask[c][s];
 282 }
 283
 284
 285 /// squares_behind is similar to squares_in_front, but returns the squares
 286 /// behind the square instead of in front of the square.
 287
 288 inline Bitboard squares_behind(Color c, Square s) {
 289   return SquaresInFrontMask[opposite_color(c)][s];
 290 }
 291
 292
 293 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 294 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 295 /// the given square is a passed pawn. Definition of the table is:
 296 /// PassedPawnMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & this_and_neighboring_files_bb(s)
 297
 298 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 299   return PassedPawnMask[c][s];
 300 }
 301
 302
 303 /// attack_span_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 304 /// representing all squares that can be attacked by a pawn of the given color
 305 /// when it moves along its file starting from the given square. Definition is:
 306 /// AttackSpanMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & neighboring_files_bb(s);
 307
 308 inline Bitboard attack_span_mask(Color c, Square s) {
 309   return AttackSpanMask[c][s];
 310 }
 311
 312
 313 /// first_1() finds the least significant nonzero bit in a nonzero bitboard.
 314 /// pop_1st_bit() finds and clears the least significant nonzero bit in a
 315 /// nonzero bitboard.
 316
 317 #if defined(USE_BSFQ) // Assembly code by Heinz van Saanen
 318
 319 inline Square first_1(Bitboard b) {
 320   Bitboard dummy;
 321   __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
 322   return (Square)(dummy);
 323 }
 324
 325 inline Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
 326   const Square s = first_1(*b);
 327   *b &= ~(1ULL<<s);
 328   return s;
 329 }
 330
 331 #else // if !defined(USE_BSFQ)
 332
 333 extern Square first_1(Bitboard b);
 334 extern Square pop_1st_bit(Bitboard* b);
 335
 336 #endif
 337
 338
 339 ////
 340 //// Prototypes
 341 ////
 342
 343 extern void print_bitboard(Bitboard b);
 344 extern void init_bitboards();
 345
 346
 347 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)