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) 2008-2013 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 namespace Bitboards {
  27
  28 void init();
  29 void print(Bitboard b);
  30
  31 }
  32
  33 namespace Bitbases {
  34
  35 void init_kpk();
  36 bool probe_kpk(Square wksq, Square wpsq, Square bksq, Color us);
  37
  38 }
  39
  40 CACHE_LINE_ALIGNMENT
  41
  42 extern Bitboard RMasks[SQUARE_NB];
  43 extern Bitboard RMagics[SQUARE_NB];
  44 extern Bitboard* RAttacks[SQUARE_NB];
  45 extern unsigned RShifts[SQUARE_NB];
  46
  47 extern Bitboard BMasks[SQUARE_NB];
  48 extern Bitboard BMagics[SQUARE_NB];
  49 extern Bitboard* BAttacks[SQUARE_NB];
  50 extern unsigned BShifts[SQUARE_NB];
  51
  52 extern Bitboard SquareBB[SQUARE_NB];
  53 extern Bitboard FileBB[FILE_NB];
  54 extern Bitboard RankBB[RANK_NB];
  55 extern Bitboard AdjacentFilesBB[FILE_NB];
  56 extern Bitboard ThisAndAdjacentFilesBB[FILE_NB];
  57 extern Bitboard InFrontBB[COLOR_NB][RANK_NB];
  58 extern Bitboard StepAttacksBB[PIECE_NB][SQUARE_NB];
  59 extern Bitboard BetweenBB[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
  60 extern Bitboard DistanceRingsBB[SQUARE_NB][8];
  61 extern Bitboard ForwardBB[COLOR_NB][SQUARE_NB];
  62 extern Bitboard PassedPawnMask[COLOR_NB][SQUARE_NB];
  63 extern Bitboard AttackSpanMask[COLOR_NB][SQUARE_NB];
  64 extern Bitboard PseudoAttacks[PIECE_TYPE_NB][SQUARE_NB];
  65
  66 const Bitboard WhiteSquares = 0x55AA55AA55AA55AAULL;
  67 const Bitboard BlackSquares = 0xAA55AA55AA55AA55ULL;
  68
  69 /// Overloads of bitwise operators between a Bitboard and a Square for testing
  70 /// whether a given bit is set in a bitboard, and for setting and clearing bits.
  71
  72 inline Bitboard operator&(Bitboard b, Square s) {
  73   return b & SquareBB[s];
  74 }
  75
  76 inline Bitboard& operator|=(Bitboard& b, Square s) {
  77   return b |= SquareBB[s];
  78 }
  79
  80 inline Bitboard& operator^=(Bitboard& b, Square s) {
  81   return b ^= SquareBB[s];
  82 }
  83
  84 inline Bitboard operator|(Bitboard b, Square s) {
  85   return b | SquareBB[s];
  86 }
  87
  88 inline Bitboard operator^(Bitboard b, Square s) {
  89   return b ^ SquareBB[s];
  90 }
  91
  92
  93 /// more_than_one() returns true if in 'b' there is more than one bit set
  94
  95 inline bool more_than_one(Bitboard b) {
  96   return b & (b - 1);
  97 }
  98
  99
 100 /// rank_bb() and file_bb() take a file or a square as input and return
 101 /// a bitboard representing all squares on the given file or rank.
 102
 103 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
 104   return RankBB[r];
 105 }
 106
 107 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
 108   return RankBB[rank_of(s)];
 109 }
 110
 111 inline Bitboard file_bb(File f) {
 112   return FileBB[f];
 113 }
 114
 115 inline Bitboard file_bb(Square s) {
 116   return FileBB[file_of(s)];
 117 }
 118
 119
 120 /// adjacent_files_bb takes a file as input and returns a bitboard representing
 121 /// all squares on the adjacent files.
 122
 123 inline Bitboard adjacent_files_bb(File f) {
 124   return AdjacentFilesBB[f];
 125 }
 126
 127
 128 /// this_and_adjacent_files_bb takes a file as input and returns a bitboard
 129 /// representing all squares on the given and adjacent files.
 130
 131 inline Bitboard this_and_adjacent_files_bb(File f) {
 132   return ThisAndAdjacentFilesBB[f];
 133 }
 134
 135
 136 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 137 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 138 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 139 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 140 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 141
 142 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 143   return InFrontBB[c][r];
 144 }
 145
 146 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 147   return InFrontBB[c][rank_of(s)];
 148 }
 149
 150
 151 /// between_bb returns a bitboard representing all squares between two squares.
 152 /// For instance, between_bb(SQ_C4, SQ_F7) returns a bitboard with the bits for
 153 /// square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not on the same line, file or diagonal,
 154 /// 0 is returned.
 155
 156 inline Bitboard between_bb(Square s1, Square s2) {
 157   return BetweenBB[s1][s2];
 158 }
 159
 160
 161 /// forward_bb takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 162 /// representing all squares along the line in front of the square, from the
 163 /// point of view of the given color. Definition of the table is:
 164 /// ForwardBB[c][s] = in_front_bb(c, s) & file_bb(s)
 165
 166 inline Bitboard forward_bb(Color c, Square s) {
 167   return ForwardBB[c][s];
 168 }
 169
 170
 171 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 172 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 173 /// the given square is a passed pawn. Definition of the table is:
 174 /// PassedPawnMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & this_and_adjacent_files_bb(s)
 175
 176 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 177   return PassedPawnMask[c][s];
 178 }
 179
 180
 181 /// attack_span_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 182 /// representing all squares that can be attacked by a pawn of the given color
 183 /// when it moves along its file starting from the given square. Definition is:
 184 /// AttackSpanMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & adjacent_files_bb(s);
 185
 186 inline Bitboard attack_span_mask(Color c, Square s) {
 187   return AttackSpanMask[c][s];
 188 }
 189
 190
 191 /// squares_aligned returns true if the squares s1, s2 and s3 are aligned
 192 /// either on a straight or on a diagonal line.
 193
 194 inline bool squares_aligned(Square s1, Square s2, Square s3) {
 195   return  (BetweenBB[s1][s2] | BetweenBB[s1][s3] | BetweenBB[s2][s3])
 196         & (     SquareBB[s1] |      SquareBB[s2] |      SquareBB[s3]);
 197 }
 198
 199
 200 /// same_color_squares() returns a bitboard representing all squares with
 201 /// the same color of the given square.
 202
 203 inline Bitboard same_color_squares(Square s) {
 204   return Bitboard(0xAA55AA55AA55AA55ULL) & s ?  0xAA55AA55AA55AA55ULL
 205                                              : ~0xAA55AA55AA55AA55ULL;
 206 }
 207
 208
 209 /// Functions for computing sliding attack bitboards. Function attacks_bb() takes
 210 /// a square and a bitboard of occupied squares as input, and returns a bitboard
 211 /// representing all squares attacked by Pt (bishop or rook) on the given square.
 212 template<PieceType Pt>
 213 FORCE_INLINE unsigned magic_index(Square s, Bitboard occ) {
 214
 215   Bitboard* const Masks  = Pt == ROOK ? RMasks  : BMasks;
 216   Bitboard* const Magics = Pt == ROOK ? RMagics : BMagics;
 217   unsigned* const Shifts = Pt == ROOK ? RShifts : BShifts;
 218
 219   if (Is64Bit)
 220       return unsigned(((occ & Masks[s]) * Magics[s]) >> Shifts[s]);
 221
 222   unsigned lo = unsigned(occ) & unsigned(Masks[s]);
 223   unsigned hi = unsigned(occ >> 32) & unsigned(Masks[s] >> 32);
 224   return (lo * unsigned(Magics[s]) ^ hi * unsigned(Magics[s] >> 32)) >> Shifts[s];
 225 }
 226
 227 template<PieceType Pt>
 228 inline Bitboard attacks_bb(Square s, Bitboard occ) {
 229   return (Pt == ROOK ? RAttacks : BAttacks)[s][magic_index<Pt>(s, occ)];
 230 }
 231
 232
 233 /// lsb()/msb() finds the least/most significant bit in a nonzero bitboard.
 234 /// pop_lsb() finds and clears the least significant bit in a nonzero bitboard.
 235
 236 #if defined(USE_BSFQ)
 237
 238 #  if defined(_MSC_VER) && !defined(__INTEL_COMPILER)
 239
 240 FORCE_INLINE Square lsb(Bitboard b) {
 241   unsigned long index;
 242   _BitScanForward64(&index, b);
 243   return (Square) index;
 244 }
 245
 246 FORCE_INLINE Square msb(Bitboard b) {
 247   unsigned long index;
 248   _BitScanReverse64(&index, b);
 249   return (Square) index;
 250 }
 251
 252 #  elif defined(__arm__)
 253
 254 FORCE_INLINE int lsb32(uint32_t v) {
 255   __asm__("rbit %0, %1" : "=r"(v) : "r"(v));
 256   return __builtin_clz(v);
 257 }
 258
 259 FORCE_INLINE Square msb(Bitboard b) {
 260   return (Square) (63 - __builtin_clzll(b));
 261 }
 262
 263 FORCE_INLINE Square lsb(Bitboard b) {
 264   return (Square) (uint32_t(b) ? lsb32(uint32_t(b)) : 32 + lsb32(uint32_t(b >> 32)));
 265 }
 266
 267 #  else
 268
 269 FORCE_INLINE Square lsb(Bitboard b) { // Assembly code by Heinz van Saanen
 270   Bitboard index;
 271   __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(index): "rm"(b) );
 272   return (Square) index;
 273 }
 274
 275 FORCE_INLINE Square msb(Bitboard b) {
 276   Bitboard index;
 277   __asm__("bsrq %1, %0": "=r"(index): "rm"(b) );
 278   return (Square) index;
 279 }
 280
 281 #  endif
 282
 283 FORCE_INLINE Square pop_lsb(Bitboard* b) {
 284   const Square s = lsb(*b);
 285   *b &= *b - 1;
 286   return s;
 287 }
 288
 289 #else // if !defined(USE_BSFQ)
 290
 291 extern Square msb(Bitboard b);
 292 extern Square lsb(Bitboard b);
 293 extern Square pop_lsb(Bitboard* b);
 294
 295 #endif
 296
 297 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)