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 //// 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 PassedPawnMask[2][64];
  78 extern Bitboard OutpostMask[2][64];
  79
  80 extern const uint64_t RMult[64];
  81 extern const int RShift[64];
  82 extern Bitboard RMask[64];
  83 extern int RAttackIndex[64];
  84 extern Bitboard RAttacks[0x19000];
  85
  86 extern const uint64_t BMult[64];
  87 extern const int BShift[64];
  88 extern Bitboard BMask[64];
  89 extern int BAttackIndex[64];
  90 extern Bitboard BAttacks[0x1480];
  91
  92 extern Bitboard BishopPseudoAttacks[64];
  93 extern Bitboard RookPseudoAttacks[64];
  94 extern Bitboard QueenPseudoAttacks[64];
  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() gives a bitboard containing all squares on a given
 129 /// file or rank.  It is also possible to pass a square as input to these
 130 /// functions.
 131
 132 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
 133   return RankBB[r];
 134 }
 135
 136 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
 137   return rank_bb(square_rank(s));
 138 }
 139
 140 inline Bitboard file_bb(File f) {
 141   return FileBB[f];
 142 }
 143
 144 inline Bitboard file_bb(Square s) {
 145   return file_bb(square_file(s));
 146 }
 147
 148
 149 /// neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and returns a
 150 /// bitboard representing all squares on the neighboring files.
 151
 152 inline Bitboard neighboring_files_bb(File f) {
 153   return NeighboringFilesBB[f];
 154 }
 155
 156 inline Bitboard neighboring_files_bb(Square s) {
 157   return neighboring_files_bb(square_file(s));
 158 }
 159
 160
 161 /// this_and_neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and
 162 /// returns a bitboard representing all squares on the given and neighboring
 163 /// files.
 164
 165 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(File f) {
 166   return ThisAndNeighboringFilesBB[f];
 167 }
 168
 169 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(Square s) {
 170   return this_and_neighboring_files_bb(square_file(s));
 171 }
 172
 173
 174 /// relative_rank_bb() takes a color and a rank as input, and returns a bitboard
 175 /// representing all squares on the given rank from the given color's point of
 176 /// view. For instance, relative_rank_bb(WHITE, 7) gives all squares on the
 177 /// 7th rank, while relative_rank_bb(BLACK, 7) gives all squares on the 2nd
 178 /// rank.
 179
 180 inline Bitboard relative_rank_bb(Color c, Rank r) {
 181   return RelativeRankBB[c][r];
 182 }
 183
 184
 185 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 186 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 187 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 188 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 189 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 190
 191 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 192   return InFrontBB[c][r];
 193 }
 194
 195 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 196   return in_front_bb(c, square_rank(s));
 197 }
 198
 199
 200 /// behind_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 201 /// bitboard representing all the squares on all ranks behind of the rank
 202 /// (or square), from the given color's point of view.
 203
 204 inline Bitboard behind_bb(Color c, Rank r) {
 205   return InFrontBB[opposite_color(c)][r];
 206 }
 207
 208 inline Bitboard behind_bb(Color c, Square s) {
 209   return in_front_bb(opposite_color(c), square_rank(s));
 210 }
 211
 212
 213 /// ray_bb() gives a bitboard representing all squares along the ray in a
 214 /// given direction from a given square.
 215
 216 inline Bitboard ray_bb(Square s, SignedDirection d) {
 217   return RayBB[s][d];
 218 }
 219
 220
 221 /// Functions for computing sliding attack bitboards. rook_attacks_bb(),
 222 /// bishop_attacks_bb() and queen_attacks_bb() all take a square and a
 223 /// bitboard of occupied squares as input, and return a bitboard representing
 224 /// all squares attacked by a rook, bishop or queen on the given square.
 225
 226 #if defined(IS_64BIT)
 227
 228 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 229   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 230   return RAttacks[RAttackIndex[s] + ((b * RMult[s]) >> RShift[s])];
 231 }
 232
 233 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 234   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 235   return BAttacks[BAttackIndex[s] + ((b * BMult[s]) >> BShift[s])];
 236 }
 237
 238 #else // if !defined(IS_64BIT)
 239
 240 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 241   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 242   return RAttacks[RAttackIndex[s] +
 243                   (unsigned(int(b) * int(RMult[s]) ^
 244                             int(b >> 32) * int(RMult[s] >> 32))
 245                    >> RShift[s])];
 246 }
 247
 248 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 249   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 250   return BAttacks[BAttackIndex[s] +
 251                   (unsigned(int(b) * int(BMult[s]) ^
 252                             int(b >> 32) * int(BMult[s] >> 32))
 253                    >> BShift[s])];
 254 }
 255
 256 #endif
 257
 258 inline Bitboard queen_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 259   return rook_attacks_bb(s, blockers) | bishop_attacks_bb(s, blockers);
 260 }
 261
 262
 263 /// squares_between returns a bitboard representing all squares between
 264 /// two squares.  For instance, squares_between(SQ_C4, SQ_F7) returns a
 265 /// bitboard with the bits for square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not
 266 /// on the same line, file or diagonal, EmptyBoardBB is returned.
 267
 268 inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 269   return BetweenBB[s1][s2];
 270 }
 271
 272
 273 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 274 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
 275 /// from the point of view of the given color.  For instance,
 276 /// squares_in_front_of(BLACK, SQ_E4) returns a bitboard with the squares
 277 /// e3, e2 and e1 set.
 278
 279 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 280   return in_front_bb(c, s) & file_bb(s);
 281 }
 282
 283
 284 /// squares_behind is similar to squares_in_front, but returns the squares
 285 /// behind the square instead of in front of the square.
 286
 287 inline Bitboard squares_behind(Color c, Square s) {
 288   return in_front_bb(opposite_color(c), s) & file_bb(s);
 289 }
 290
 291
 292 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 293 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 294 /// the given square is a passed pawn.
 295
 296 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 297   return PassedPawnMask[c][s];
 298 }
 299
 300
 301 /// outpost_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 302 /// mask which can be used to test whether a piece on the square can possibly
 303 /// be driven away by an enemy pawn.
 304
 305 inline Bitboard outpost_mask(Color c, Square s) {
 306   return OutpostMask[c][s];
 307 }
 308
 309
 310 /// isolated_pawn_mask takes a square as input, and returns a bitboard mask
 311 /// which can be used to test whether a pawn on the given square is isolated.
 312
 313 inline Bitboard isolated_pawn_mask(Square s) {
 314   return neighboring_files_bb(s);
 315 }
 316
 317
 318 /// first_1() finds the least significant nonzero bit in a nonzero bitboard.
 319 /// pop_1st_bit() finds and clears the least significant nonzero bit in a
 320 /// nonzero bitboard.
 321
 322 #if defined(USE_BSFQ) // Assembly code by Heinz van Saanen
 323
 324 inline Square __attribute__((always_inline)) first_1(Bitboard b) {
 325   Bitboard dummy;
 326   __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
 327   return (Square)(dummy);
 328 }
 329
 330 inline Square __attribute__((always_inline)) pop_1st_bit(Bitboard* b) {
 331   const Square s = first_1(*b);
 332   *b &= ~(1ULL<<s);
 333   return s;
 334 }
 335
 336 #else // if !defined(USE_BSFQ)
 337
 338 extern Square first_1(Bitboard b);
 339 extern Square pop_1st_bit(Bitboard* b);
 340
 341 #endif
 342
 343
 344 ////
 345 //// Prototypes
 346 ////
 347
 348 extern void print_bitboard(Bitboard b);
 349 extern void init_bitboards();
 350
 351
 352 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)