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 #if !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)
  22 #define BITBOARD_H_INCLUDED
  23
  24 #include "types.h"
  25
  26 const Bitboard EmptyBoardBB = 0;
  27
  28 const Bitboard FileABB = 0x0101010101010101ULL;
  29 const Bitboard FileBBB = FileABB << 1;
  30 const Bitboard FileCBB = FileABB << 2;
  31 const Bitboard FileDBB = FileABB << 3;
  32 const Bitboard FileEBB = FileABB << 4;
  33 const Bitboard FileFBB = FileABB << 5;
  34 const Bitboard FileGBB = FileABB << 6;
  35 const Bitboard FileHBB = FileABB << 7;
  36
  37 const Bitboard Rank1BB = 0xFF;
  38 const Bitboard Rank2BB = Rank1BB << (8 * 1);
  39 const Bitboard Rank3BB = Rank1BB << (8 * 2);
  40 const Bitboard Rank4BB = Rank1BB << (8 * 3);
  41 const Bitboard Rank5BB = Rank1BB << (8 * 4);
  42 const Bitboard Rank6BB = Rank1BB << (8 * 5);
  43 const Bitboard Rank7BB = Rank1BB << (8 * 6);
  44 const Bitboard Rank8BB = Rank1BB << (8 * 7);
  45
  46 extern Bitboard SquaresByColorBB[2];
  47 extern Bitboard FileBB[8];
  48 extern Bitboard NeighboringFilesBB[8];
  49 extern Bitboard ThisAndNeighboringFilesBB[8];
  50 extern Bitboard RankBB[8];
  51 extern Bitboard InFrontBB[2][8];
  52
  53 extern Bitboard SetMaskBB[65];
  54 extern Bitboard ClearMaskBB[65];
  55
  56 extern Bitboard StepAttacksBB[16][64];
  57 extern Bitboard BetweenBB[64][64];
  58
  59 extern Bitboard SquaresInFrontMask[2][64];
  60 extern Bitboard PassedPawnMask[2][64];
  61 extern Bitboard AttackSpanMask[2][64];
  62
  63 extern Bitboard BishopPseudoAttacks[64];
  64 extern Bitboard RookPseudoAttacks[64];
  65 extern Bitboard QueenPseudoAttacks[64];
  66
  67 extern uint8_t BitCount8Bit[256];
  68
  69 struct Magics {
  70   Bitboard mask;
  71   uint64_t mult;
  72   uint32_t index;
  73   uint32_t shift;
  74 };
  75
  76 extern Magics RMagics[64];
  77 extern Magics BMagics[64];
  78
  79 extern Bitboard RAttacks[0x19000];
  80 extern Bitboard BAttacks[0x1480];
  81
  82
  83 /// Functions for testing whether a given bit is set in a bitboard, and for
  84 /// setting and clearing bits.
  85
  86 inline Bitboard bit_is_set(Bitboard b, Square s) {
  87   return b & SetMaskBB[s];
  88 }
  89
  90 inline void set_bit(Bitboard *b, Square s) {
  91   *b |= SetMaskBB[s];
  92 }
  93
  94 inline void clear_bit(Bitboard *b, Square s) {
  95   *b &= ClearMaskBB[s];
  96 }
  97
  98
  99 /// Functions used to update a bitboard after a move. This is faster
 100 /// then calling a sequence of clear_bit() + set_bit()
 101
 102 inline Bitboard make_move_bb(Square from, Square to) {
 103   return SetMaskBB[from] | SetMaskBB[to];
 104 }
 105
 106 inline void do_move_bb(Bitboard *b, Bitboard move_bb) {
 107   *b ^= move_bb;
 108 }
 109
 110
 111 /// rank_bb() and file_bb() take a file or a square as input and return
 112 /// a bitboard representing all squares on the given file or rank.
 113
 114 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
 115   return RankBB[r];
 116 }
 117
 118 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
 119   return RankBB[square_rank(s)];
 120 }
 121
 122 inline Bitboard file_bb(File f) {
 123   return FileBB[f];
 124 }
 125
 126 inline Bitboard file_bb(Square s) {
 127   return FileBB[square_file(s)];
 128 }
 129
 130
 131 /// neighboring_files_bb takes a file or a square as input and returns a
 132 /// bitboard representing all squares on the neighboring files.
 133
 134 inline Bitboard neighboring_files_bb(File f) {
 135   return NeighboringFilesBB[f];
 136 }
 137
 138 inline Bitboard neighboring_files_bb(Square s) {
 139   return NeighboringFilesBB[square_file(s)];
 140 }
 141
 142
 143 /// this_and_neighboring_files_bb takes a file or a square as input and returns
 144 /// a bitboard representing all squares on the given and neighboring files.
 145
 146 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(File f) {
 147   return ThisAndNeighboringFilesBB[f];
 148 }
 149
 150 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(Square s) {
 151   return ThisAndNeighboringFilesBB[square_file(s)];
 152 }
 153
 154
 155 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 156 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 157 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 158 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 159 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 160
 161 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 162   return InFrontBB[c][r];
 163 }
 164
 165 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 166   return InFrontBB[c][square_rank(s)];
 167 }
 168
 169
 170 /// Functions for computing sliding attack bitboards. rook_attacks_bb(),
 171 /// bishop_attacks_bb() and queen_attacks_bb() all take a square and a
 172 /// bitboard of occupied squares as input, and return a bitboard representing
 173 /// all squares attacked by a rook, bishop or queen on the given square.
 174
 175 #if defined(IS_64BIT)
 176
 177 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard occ) {
 178   const Magics& m = RMagics[s];
 179   return RAttacks[m.index + (((occ & m.mask) * m.mult) >> m.shift)];
 180 }
 181
 182 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard occ) {
 183   const Magics& m = BMagics[s];
 184   return BAttacks[m.index + (((occ & m.mask) * m.mult) >> m.shift)];
 185 }
 186
 187 #else // if !defined(IS_64BIT)
 188
 189 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard occ) {
 190   const Magics& m = RMagics[s];
 191   Bitboard b = occ & m.mask;
 192   return RAttacks[m.index +
 193         ((unsigned(b) * unsigned(m.mult) ^ unsigned(b >> 32) * unsigned(m.mult >> 32)) >> m.shift)];
 194 }
 195
 196 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard occ) {
 197   const Magics& m = BMagics[s];
 198   Bitboard b = occ & m.mask;
 199   return BAttacks[m.index +
 200         ((unsigned(b) * unsigned(m.mult) ^ unsigned(b >> 32) * unsigned(m.mult >> 32)) >> m.shift)];
 201 }
 202
 203 #endif
 204
 205 inline Bitboard queen_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 206   return rook_attacks_bb(s, blockers) | bishop_attacks_bb(s, blockers);
 207 }
 208
 209
 210 /// squares_between returns a bitboard representing all squares between
 211 /// two squares.  For instance, squares_between(SQ_C4, SQ_F7) returns a
 212 /// bitboard with the bits for square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not
 213 /// on the same line, file or diagonal, EmptyBoardBB is returned.
 214
 215 inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 216   return BetweenBB[s1][s2];
 217 }
 218
 219
 220 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 221 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
 222 /// from the point of view of the given color. Definition of the table is:
 223 /// SquaresInFrontOf[c][s] = in_front_bb(c, s) & file_bb(s)
 224
 225 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 226   return SquaresInFrontMask[c][s];
 227 }
 228
 229
 230 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 231 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 232 /// the given square is a passed pawn. Definition of the table is:
 233 /// PassedPawnMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & this_and_neighboring_files_bb(s)
 234
 235 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 236   return PassedPawnMask[c][s];
 237 }
 238
 239
 240 /// attack_span_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 241 /// representing all squares that can be attacked by a pawn of the given color
 242 /// when it moves along its file starting from the given square. Definition is:
 243 /// AttackSpanMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & neighboring_files_bb(s);
 244
 245 inline Bitboard attack_span_mask(Color c, Square s) {
 246   return AttackSpanMask[c][s];
 247 }
 248
 249
 250 /// squares_aligned returns true if the squares s1, s2 and s3 are aligned
 251 /// either on a straight or on a diagonal line.
 252
 253 inline bool squares_aligned(Square s1, Square s2, Square s3) {
 254   return  (BetweenBB[s1][s2] | BetweenBB[s1][s3] | BetweenBB[s2][s3])
 255         & ((1ULL << s1) | (1ULL << s2) | (1ULL << s3));
 256 }
 257
 258
 259 /// first_1() finds the least significant nonzero bit in a nonzero bitboard.
 260 /// pop_1st_bit() finds and clears the least significant nonzero bit in a
 261 /// nonzero bitboard.
 262
 263 #if defined(USE_BSFQ)
 264
 265 #if defined(_MSC_VER) && !defined(__INTEL_COMPILER)
 266
 267 FORCE_INLINE Square first_1(Bitboard b) {
 268    unsigned long index;
 269    _BitScanForward64(&index, b);
 270    return (Square) index;
 271 }
 272 #else
 273
 274 FORCE_INLINE Square first_1(Bitboard b) { // Assembly code by Heinz van Saanen
 275   Bitboard dummy;
 276   __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
 277   return (Square) dummy;
 278 }
 279 #endif
 280
 281 FORCE_INLINE Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
 282   const Square s = first_1(*b);
 283   *b &= ~(1ULL<<s);
 284   return s;
 285 }
 286
 287 #else // if !defined(USE_BSFQ)
 288
 289 extern Square first_1(Bitboard b);
 290 extern Square pop_1st_bit(Bitboard* b);
 291
 292 #endif
 293
 294
 295 extern void print_bitboard(Bitboard b);
 296 extern void init_bitboards();
 297
 298 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)