git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/movegen.cpp

   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   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20
  21 ////
  22 //// Includes
  23 ////
  24
  25 #include <cassert>
  26
  27 #include "bitcount.h"
  28 #include "movegen.h"
  29
  30 // Simple macro to wrap a very common while loop, no facny, no flexibility,
  31 // hardcoded list name 'mlist' and from square 'from'.
  32 #define SERIALIZE_MOVES(b) while (b) (*mlist++).move = make_move(from, pop_1st_bit(&b))
  33
  34 // Version used for pawns, where the 'from' square is given as a delta from the 'to' square
  35 #define SERIALIZE_MOVES_D(b, d) while (b) { to = pop_1st_bit(&b); (*mlist++).move = make_move(to + (d), to); }
  36
  37 ////
  38 //// Local definitions
  39 ////
  40
  41 namespace {
  42
  43   enum CastlingSide {
  44     KING_SIDE,
  45     QUEEN_SIDE
  46   };
  47
  48   enum MoveType {
  49     CAPTURE,
  50     NON_CAPTURE
  51   };
  52
  53   // Functions
  54   bool castling_is_check(const Position&, CastlingSide);
  55
  56   // Helper templates
  57   template<CastlingSide Side>
  58   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist);
  59
  60   template<Color Us>
  61   MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions(const Position&, Bitboard, Bitboard, MoveStack*);
  62
  63   template<Color Us>
  64   MoveStack* generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
  65
  66   template<Color Us, SquareDelta Diagonal>
  67   MoveStack* generate_pawn_captures_diagonal(MoveStack* mlist, Bitboard pawns, Bitboard enemyPieces, bool promotion);
  68
  69   template<Color Us>
  70   MoveStack* generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
  71
  72   template<Color Us>
  73   MoveStack* generate_pawn_checks(const Position&, Bitboard, Square, MoveStack*);
  74
  75   template<Color Us, SquareDelta Direction>
  76   inline Bitboard move_pawns(Bitboard p) {
  77
  78     if (Direction == DELTA_N)
  79         return Us == WHITE ? p << 8 : p >> 8;
  80     else if (Direction == DELTA_NE)
  81         return Us == WHITE ? p << 9 : p >> 7;
  82     else if (Direction == DELTA_NW)
  83         return Us == WHITE ? p << 7 : p >> 9;
  84     else
  85         return p;
  86   }
  87
  88   // Template generate_piece_checks() with specializations
  89   template<PieceType>
  90   MoveStack* generate_piece_checks(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard, Square);
  91
  92   template<>
  93   inline MoveStack* generate_piece_checks<PAWN>(const Position& p, MoveStack* m, Color us, Bitboard dc, Square ksq) {
  94
  95     return (us == WHITE ? generate_pawn_checks<WHITE>(p, dc, ksq, m)
  96                         : generate_pawn_checks<BLACK>(p, dc, ksq, m));
  97   }
  98
  99   // Template generate_piece_moves() with specializations and overloads
 100   template<PieceType>
 101   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color us, Bitboard);
 102
 103   template<>
 104   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard);
 105
 106   template<PieceType Piece, MoveType Type>
 107   inline MoveStack* generate_piece_moves(const Position& p, MoveStack* m, Color us) {
 108
 109       assert(Piece == PAWN);
 110
 111       if (Type == CAPTURE)
 112           return (us == WHITE ? generate_pawn_captures<WHITE>(p, m)
 113                               : generate_pawn_captures<BLACK>(p, m));
 114       else
 115           return (us == WHITE ? generate_pawn_noncaptures<WHITE>(p, m)
 116                               : generate_pawn_noncaptures<BLACK>(p, m));
 117   }
 118
 119   template<PieceType>
 120   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color us, Bitboard, Bitboard);
 121
 122   template<>
 123   inline MoveStack* generate_piece_moves<PAWN>(const Position& p, MoveStack* m,
 124                                                Color us, Bitboard t, Bitboard pnd) {
 125
 126     return (us == WHITE ? generate_pawn_blocking_evasions<WHITE>(p, pnd, t, m)
 127                         : generate_pawn_blocking_evasions<BLACK>(p, pnd, t, m));
 128   }
 129 }
 130
 131
 132 ////
 133 //// Functions
 134 ////
 135
 136
 137 /// generate_captures generates() all pseudo-legal captures and queen
 138 /// promotions. The return value is the number of moves generated.
 139
 140 int generate_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 141
 142   assert(pos.is_ok());
 143   assert(!pos.is_check());
 144
 145   Color us = pos.side_to_move();
 146   Bitboard target = pos.pieces_of_color(opposite_color(us));
 147   MoveStack* mlist_start = mlist;
 148
 149   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
 150   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
 151   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
 152   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
 153   mlist = generate_piece_moves<PAWN, CAPTURE>(pos, mlist, us);
 154   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
 155   return int(mlist - mlist_start);
 156 }
 157
 158
 159 /// generate_noncaptures() generates all pseudo-legal non-captures and
 160 /// underpromotions. The return value is the number of moves generated.
 161
 162 int generate_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 163
 164   assert(pos.is_ok());
 165   assert(!pos.is_check());
 166
 167   Color us = pos.side_to_move();
 168   Bitboard target = pos.empty_squares();
 169   MoveStack* mlist_start = mlist;
 170
 171   mlist = generate_piece_moves<PAWN, NON_CAPTURE>(pos, mlist, us);
 172   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
 173   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
 174   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
 175   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
 176   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
 177   mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
 178   mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
 179   return int(mlist - mlist_start);
 180 }
 181
 182
 183 /// generate_non_capture_checks() generates all pseudo-legal non-capturing,
 184 /// non-promoting checks. It returns the number of generated moves.
 185
 186 int generate_non_capture_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard dc) {
 187
 188   assert(pos.is_ok());
 189   assert(!pos.is_check());
 190
 191   Color us = pos.side_to_move();
 192   Square ksq = pos.king_square(opposite_color(us));
 193   MoveStack* mlist_start = mlist;
 194
 195   assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), KING));
 196
 197   // Pieces moves
 198   mlist = generate_piece_checks<PAWN>(pos, mlist, us, dc, ksq);
 199   mlist = generate_piece_checks<KNIGHT>(pos, mlist, us, dc, ksq);
 200   mlist = generate_piece_checks<BISHOP>(pos, mlist, us, dc, ksq);
 201   mlist = generate_piece_checks<ROOK>(pos, mlist, us, dc, ksq);
 202   mlist = generate_piece_checks<QUEEN>(pos, mlist, us, dc, ksq);
 203   mlist = generate_piece_checks<KING>(pos, mlist, us, dc, ksq);
 204
 205   // Castling moves that give check. Very rare but nice to have!
 206   if (   pos.can_castle_queenside(us)
 207       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_D)
 208       && castling_is_check(pos, QUEEN_SIDE))
 209       mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
 210
 211   if (   pos.can_castle_kingside(us)
 212       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_F)
 213       && castling_is_check(pos, KING_SIDE))
 214       mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
 215
 216   return int(mlist - mlist_start);
 217 }
 218
 219
 220 /// generate_evasions() generates all check evasions when the side to move is
 221 /// in check. Unlike the other move generation functions, this one generates
 222 /// only legal moves. It returns the number of generated moves.
 223
 224 int generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard pinned) {
 225
 226   assert(pos.is_ok());
 227   assert(pos.is_check());
 228
 229   Square from, to;
 230   Color us = pos.side_to_move();
 231   Color them = opposite_color(us);
 232   Square ksq = pos.king_square(us);
 233   MoveStack* mlist_start = mlist;
 234
 235   assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
 236
 237   // The bitboard of occupied pieces without our king
 238   Bitboard b_noKing = pos.occupied_squares();
 239   clear_bit(&b_noKing, ksq);
 240
 241   // Find squares attacked by slider checkers, we will
 242   // remove them from king evasions set so to avoid a couple
 243   // of cycles in the slow king evasions legality check loop
 244   // and to be able to use square_is_attacked().
 245   Bitboard checkers = pos.checkers();
 246   Bitboard checkersAttacks = EmptyBoardBB;
 247   Bitboard b = checkers & (pos.queens() | pos.bishops());
 248   while (b)
 249   {
 250       from = pop_1st_bit(&b);
 251       checkersAttacks |= bishop_attacks_bb(from, b_noKing);
 252   }
 253
 254   b = checkers & (pos.queens() | pos.rooks());
 255   while (b)
 256   {
 257       from = pop_1st_bit(&b);
 258       checkersAttacks |= rook_attacks_bb(from, b_noKing);
 259   }
 260
 261   // Generate evasions for king
 262   Bitboard b1 = pos.piece_attacks<KING>(ksq) & ~pos.pieces_of_color(us) & ~checkersAttacks;
 263   while (b1)
 264   {
 265       to = pop_1st_bit(&b1);
 266       // Note that we can use square_is_attacked() only because we
 267       // have already removed slider checkers.
 268       if (!pos.square_is_attacked(to, them))
 269           (*mlist++).move = make_move(ksq, to);
 270   }
 271
 272   // Generate evasions for other pieces only if not double check. We use a
 273   // simple bit twiddling hack here rather than calling count_1s in order to
 274   // save some time (we know that pos.checkers() has at most two nonzero bits).
 275   if (!(checkers & (checkers - 1))) // Only one bit set?
 276   {
 277       Square checksq = first_1(checkers);
 278
 279       assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
 280
 281       // Generate captures of the checking piece
 282
 283       // Pawn captures
 284       b1 = pos.pawn_attacks(them, checksq) & pos.pawns(us) & ~pinned;
 285       while (b1)
 286       {
 287           from = pop_1st_bit(&b1);
 288           if (relative_rank(us, checksq) == RANK_8)
 289           {
 290               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, QUEEN);
 291               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, ROOK);
 292               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, BISHOP);
 293               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, KNIGHT);
 294           } else
 295               (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
 296       }
 297
 298       // Pieces captures
 299       b1 = (  (pos.piece_attacks<KNIGHT>(checksq) & pos.knights(us))
 300             | (pos.piece_attacks<BISHOP>(checksq) & pos.bishops_and_queens(us))
 301             | (pos.piece_attacks<ROOK>(checksq)   & pos.rooks_and_queens(us)) ) & ~pinned;
 302
 303       while (b1)
 304       {
 305           from = pop_1st_bit(&b1);
 306           (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
 307       }
 308
 309       // Blocking check evasions are possible only if the checking piece is
 310       // a slider.
 311       if (checkers & pos.sliders())
 312       {
 313           Bitboard blockSquares = squares_between(checksq, ksq);
 314
 315           assert((pos.occupied_squares() & blockSquares) == EmptyBoardBB);
 316
 317           if (blockSquares != EmptyBoardBB)
 318           {
 319               mlist = generate_piece_moves<PAWN>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
 320               mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
 321               mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
 322               mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
 323               mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
 324           }
 325       }
 326
 327       // Finally, the special case of en passant captures. An en passant
 328       // capture can only be a check evasion if the check is not a discovered
 329       // check. If pos.ep_square() is set, the last move made must have been
 330       // a double pawn push. If, furthermore, the checking piece is a pawn,
 331       // an en passant check evasion may be possible.
 332       if (pos.ep_square() != SQ_NONE && (checkers & pos.pawns(them)))
 333       {
 334           to = pos.ep_square();
 335           b1 = pos.pawn_attacks(them, to) & pos.pawns(us);
 336
 337           // The checking pawn cannot be a discovered (bishop) check candidate
 338           // otherwise we were in check also before last double push move.
 339           assert(!bit_is_set(pos.discovered_check_candidates(them), checksq));
 340           assert(count_1s(b1) == 1 || count_1s(b1) == 2);
 341
 342           b1 &= ~pinned;
 343           while (b1)
 344           {
 345               from = pop_1st_bit(&b1);
 346               // Move is always legal because checking pawn is not a discovered
 347               // check candidate and our capturing pawn has been already tested
 348               // against pinned pieces.
 349               (*mlist++).move = make_ep_move(from, to);
 350           }
 351       }
 352   }
 353   return int(mlist - mlist_start);
 354 }
 355
 356
 357 /// generate_legal_moves() computes a complete list of legal moves in the
 358 /// current position. This function is not very fast, and should be used
 359 /// only in situations where performance is unimportant. It wouldn't be
 360 /// very hard to write an efficient legal move generator, but for the moment
 361 /// we don't need it.
 362
 363 int generate_legal_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 364
 365   assert(pos.is_ok());
 366
 367   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
 368
 369   if (pos.is_check())
 370       return generate_evasions(pos, mlist, pinned);
 371
 372   // Generate pseudo-legal moves
 373   int n = generate_captures(pos, mlist);
 374   n += generate_noncaptures(pos, mlist + n);
 375
 376   // Remove illegal moves from the list
 377   for (int i = 0; i < n; i++)
 378       if (!pos.pl_move_is_legal(mlist[i].move, pinned))
 379           mlist[i--].move = mlist[--n].move;
 380
 381   return n;
 382 }
 383
 384
 385 /// move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
 386 /// move and a pinned pieces bitboard as input, and tests whether
 387 /// the move is legal.  If the move is legal, the move itself is
 388 /// returned. If not, the function returns false.  This function must
 389 /// only be used when the side to move is not in check.
 390
 391 bool move_is_legal(const Position& pos, const Move m, Bitboard pinned) {
 392
 393   assert(pos.is_ok());
 394   assert(!pos.is_check());
 395   assert(move_is_ok(m));
 396   assert(pinned == pos.pinned_pieces(pos.side_to_move()));
 397
 398   Color us = pos.side_to_move();
 399   Square from = move_from(m);
 400   Piece pc = pos.piece_on(from);
 401
 402   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
 403   // move, the move is obviously not legal.
 404   if (color_of_piece(pc) != us)
 405       return false;
 406
 407   Color them = opposite_color(us);
 408   Square to = move_to(m);
 409
 410   // En passant moves
 411   if (move_is_ep(m))
 412   {
 413       // The piece must be a pawn and destination square must be the
 414       // en passant square.
 415       if (   type_of_piece(pc) != PAWN
 416           || to != pos.ep_square())
 417           return false;
 418
 419       assert(pos.square_is_empty(to));
 420       assert(pos.piece_on(to - pawn_push(us)) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
 421
 422       // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
 423       return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
 424   }
 425
 426   // Castling moves
 427   if (move_is_short_castle(m))
 428   {
 429       // The piece must be a king and side to move must still have
 430       // the right to castle kingside.
 431       if (   type_of_piece(pc) != KING
 432           ||!pos.can_castle_kingside(us))
 433           return false;
 434
 435       assert(from == pos.king_square(us));
 436       assert(to == pos.initial_kr_square(us));
 437       assert(pos.piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
 438
 439       Square g1 = relative_square(us, SQ_G1);
 440       Square f1 = relative_square(us, SQ_F1);
 441       Square s;
 442       bool illegal = false;
 443
 444       // Check if any of the squares between king and rook
 445       // is occupied or under attack.
 446       for (s = Min(from, g1); s <= Max(from, g1); s++)
 447           if (  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 448               || pos.square_is_attacked(s, them))
 449               illegal = true;
 450
 451       // Check if any of the squares between king and rook
 452       // is occupied.
 453       for (s = Min(to, f1); s <= Max(to, f1); s++)
 454           if (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 455               illegal = true;
 456
 457       return !illegal;
 458   }
 459
 460   if (move_is_long_castle(m))
 461   {
 462       // The piece must be a king and side to move must still have
 463       // the right to castle kingside.
 464       if (   type_of_piece(pc) != KING
 465           ||!pos.can_castle_queenside(us))
 466           return false;
 467
 468       assert(from == pos.king_square(us));
 469       assert(to == pos.initial_qr_square(us));
 470       assert(pos.piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
 471
 472       Square c1 = relative_square(us, SQ_C1);
 473       Square d1 = relative_square(us, SQ_D1);
 474       Square s;
 475       bool illegal = false;
 476
 477       for (s = Min(from, c1); s <= Max(from, c1); s++)
 478           if(  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 479              || pos.square_is_attacked(s, them))
 480               illegal = true;
 481
 482       for (s = Min(to, d1); s <= Max(to, d1); s++)
 483           if(s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 484               illegal = true;
 485
 486       if (   square_file(to) == FILE_B
 487           && (   pos.piece_on(to + DELTA_W) == piece_of_color_and_type(them, ROOK)
 488               || pos.piece_on(to + DELTA_W) == piece_of_color_and_type(them, QUEEN)))
 489           illegal = true;
 490
 491       return !illegal;
 492   }
 493
 494   // Normal moves
 495
 496   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
 497   if (pos.color_of_piece_on(to) == us)
 498       return false;
 499
 500   // Proceed according to the type of the moving piece.
 501   if (type_of_piece(pc) == PAWN)
 502   {
 503       // Move direction must be compatible with pawn color
 504       int direction = to - from;
 505       if ((us == WHITE) != (direction > 0))
 506           return false;
 507
 508       // If the destination square is on the 8/1th rank, the move must
 509       // be a promotion.
 510       if (   (  (square_rank(to) == RANK_8 && us == WHITE)
 511               ||(square_rank(to) == RANK_1 && us != WHITE))
 512            && !move_is_promotion(m))
 513           return false;
 514
 515       // Proceed according to the square delta between the source and
 516       // destionation squares.
 517       switch (direction)
 518       {
 519       case DELTA_NW:
 520       case DELTA_NE:
 521       case DELTA_SW:
 522       case DELTA_SE:
 523       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
 524       // piece (en passant captures was handled earlier).
 525           if (pos.color_of_piece_on(to) != them)
 526               return false;
 527           break;
 528
 529       case DELTA_N:
 530       case DELTA_S:
 531       // Pawn push. The destination square must be empty.
 532           if (!pos.square_is_empty(to))
 533               return false;
 534           break;
 535
 536       case DELTA_NN:
 537       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
 538       // rank, and both the destination square and the square between the
 539       // source and destination squares must be empty.
 540       if (   square_rank(to) != RANK_4
 541           || !pos.square_is_empty(to)
 542           || !pos.square_is_empty(from + DELTA_N))
 543           return false;
 544           break;
 545
 546       case DELTA_SS:
 547       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
 548       // rank, and both the destination square and the square between the
 549       // source and destination squares must be empty.
 550           if (   square_rank(to) != RANK_5
 551               || !pos.square_is_empty(to)
 552               || !pos.square_is_empty(from + DELTA_S))
 553               return false;
 554           break;
 555
 556       default:
 557           return false;
 558       }
 559       // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
 560       return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
 561   }
 562
 563   // Luckly we can handle all the other pieces in one go
 564   return (   pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(from), from, to)
 565           && pos.pl_move_is_legal(m, pinned)
 566           && !move_is_promotion(m));
 567 }
 568
 569
 570 namespace {
 571
 572   template<PieceType Piece>
 573   MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
 574
 575     Square from;
 576     Bitboard b;
 577
 578     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
 579     {
 580         from = pos.piece_list(us, Piece, i);
 581         b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
 582         SERIALIZE_MOVES(b);
 583     }
 584     return mlist;
 585   }
 586
 587   template<PieceType Piece>
 588   MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist,
 589                                   Color us, Bitboard target, Bitboard pinned) {
 590     Square from;
 591     Bitboard b;
 592
 593     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
 594     {
 595         from = pos.piece_list(us, Piece, i);
 596         if (pinned && bit_is_set(pinned, from))
 597             continue;
 598
 599         b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
 600         SERIALIZE_MOVES(b);
 601     }
 602     return mlist;
 603   }
 604
 605   template<>
 606   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
 607
 608     Bitboard b;
 609     Square from = pos.king_square(us);
 610
 611     b = pos.piece_attacks<KING>(from) & target;
 612     SERIALIZE_MOVES(b);
 613     return mlist;
 614   }
 615
 616   template<Color Us, SquareDelta Diagonal>
 617   MoveStack* generate_pawn_captures_diagonal(MoveStack* mlist, Bitboard pawns, Bitboard enemyPieces, bool promotion) {
 618
 619     // Calculate our parametrized parameters at compile time
 620     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
 621     const Bitboard TFileABB = (Diagonal == DELTA_NE ? FileABB : FileHBB);
 622     const SquareDelta TDELTA_NE = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SE);
 623     const SquareDelta TDELTA_NW = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SW);
 624     const SquareDelta TTDELTA_NE = (Diagonal == DELTA_NE ? TDELTA_NE : TDELTA_NW);
 625
 626     Square to;
 627
 628     // Captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) diagonal or in the h1-a8 (h8-a1 for black)
 629     Bitboard b1 = move_pawns<Us, Diagonal>(pawns) & ~TFileABB & enemyPieces;
 630
 631     // Capturing promotions
 632     if (promotion)
 633     {
 634         Bitboard b2 = b1 & TRank8BB;
 635         b1 &= ~TRank8BB;
 636         while (b2)
 637         {
 638             to = pop_1st_bit(&b2);
 639             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TTDELTA_NE, to, QUEEN);
 640         }
 641     }
 642
 643     // Capturing non-promotions
 644     SERIALIZE_MOVES_D(b1, -TTDELTA_NE);
 645     return mlist;
 646   }
 647
 648   template<Color Us>
 649   MoveStack* generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 650
 651     // Calculate our parametrized parameters at compile time
 652     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 653     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
 654     const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB : Rank2BB);
 655     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
 656
 657     Square to;
 658     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
 659     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(opposite_color(Us));
 660     bool possiblePromotion = (pawns & TRank7BB);
 661
 662     // Standard captures and capturing promotions in both directions
 663     mlist = generate_pawn_captures_diagonal<Us, DELTA_NE>(mlist, pawns, enemyPieces, possiblePromotion);
 664     mlist = generate_pawn_captures_diagonal<Us, DELTA_NW>(mlist, pawns, enemyPieces, possiblePromotion);
 665
 666     // Non-capturing promotions
 667     if (possiblePromotion)
 668     {
 669         Bitboard b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns) & pos.empty_squares() & TRank8BB;
 670         while (b1)
 671         {
 672             to = pop_1st_bit(&b1);
 673             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
 674         }
 675     }
 676
 677     // En passant captures
 678     if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
 679     {
 680         assert(Us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
 681         assert(Us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
 682
 683         Bitboard b1 = pawns & pos.pawn_attacks(Them, pos.ep_square());
 684         assert(b1 != EmptyBoardBB);
 685
 686         while (b1)
 687         {
 688             to = pop_1st_bit(&b1);
 689             (*mlist++).move = make_ep_move(to, pos.ep_square());
 690         }
 691     }
 692     return mlist;
 693   }
 694
 695   template<Color Us>
 696   MoveStack* generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 697
 698     // Calculate our parametrized parameters at compile time
 699     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
 700     const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB : Rank2BB);
 701     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
 702     const SquareDelta TDELTA_NE = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SE);
 703     const SquareDelta TDELTA_NW = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SW);
 704     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
 705
 706     Bitboard b1, b2;
 707     Square to;
 708     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
 709     Bitboard emptySquares = pos.empty_squares();
 710
 711     if (pawns & TRank7BB) // There is some promotion candidate ?
 712     {
 713          Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(opposite_color(Us));
 714
 715         // Underpromotion captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
 716         b1 = move_pawns<Us, DELTA_NE>(pawns) & ~FileABB & enemyPieces & TRank8BB;
 717         while (b1)
 718         {
 719             to = pop_1st_bit(&b1);
 720             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, ROOK);
 721             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, BISHOP);
 722             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, KNIGHT);
 723         }
 724
 725         // Underpromotion captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
 726         b1 = move_pawns<Us, DELTA_NW>(pawns) & ~FileHBB & enemyPieces & TRank8BB;
 727         while (b1)
 728         {
 729             to = pop_1st_bit(&b1);
 730             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, ROOK);
 731             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, BISHOP);
 732             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, KNIGHT);
 733         }
 734
 735         // Underpromotion pawn pushes
 736         b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns) & emptySquares & TRank8BB;
 737         while (b1)
 738         {
 739             to = pop_1st_bit(&b1);
 740             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
 741             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
 742             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
 743         }
 744     }
 745
 746     // Single pawn pushes
 747     b2 = b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns) & emptySquares & ~TRank8BB;
 748     SERIALIZE_MOVES_D(b2, -TDELTA_N);
 749
 750     // Double pawn pushes
 751     b2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
 752     SERIALIZE_MOVES_D(b2, -TDELTA_N -TDELTA_N);
 753     return mlist;
 754   }
 755
 756
 757   template<Color Us>
 758   MoveStack* generate_pawn_checks(const Position& pos, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* mlist)
 759   {
 760     // Calculate our parametrized parameters at compile time
 761     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
 762     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
 763     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
 764     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
 765     const SquareDelta TDELTA_S = (Us == WHITE ? DELTA_S : DELTA_N);
 766
 767     Square to;
 768     Bitboard b1, b2, b3;
 769     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
 770
 771     if (dc & pawns)
 772     {
 773          Bitboard empty = pos.empty_squares();
 774
 775         // Pawn moves which gives discovered check. This is possible only if the
 776         // pawn is not on the same file as the enemy king, because we don't
 777         // generate captures.
 778         b1 = pawns & ~file_bb(ksq);
 779
 780         // Discovered checks, single pawn pushes, no promotions
 781         b2 = b3 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1 & dc) & empty & ~TRank8BB;
 782         SERIALIZE_MOVES_D(b3, -TDELTA_N);
 783
 784         // Discovered checks, double pawn pushes
 785         b3 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b2 & TRank3BB) & empty;
 786         SERIALIZE_MOVES_D(b3, -TDELTA_N -TDELTA_N);
 787     }
 788
 789     // Direct checks. These are possible only for pawns on neighboring files
 790     // and in the two ranks that, after the push, are in front of the enemy king.
 791     b1 = pawns & neighboring_files_bb(ksq) & ~dc;
 792
 793     // We can get false positives if (ksq + x) is not in [0,63] range but
 794     // is not a problem, they will be filtered out later.
 795     b2 = b1 & (rank_bb(ksq + 2 * TDELTA_S) | rank_bb(ksq + 3 * TDELTA_S));
 796     if (!b2)
 797         return mlist;
 798
 799     // Direct checks, single pawn pushes
 800     Bitboard empty = pos.empty_squares();
 801     b2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1) & empty;
 802     b3 = b2 & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
 803     SERIALIZE_MOVES_D(b3, -TDELTA_N);
 804
 805     // Direct checks, double pawn pushes
 806     b3 =  move_pawns<Us, DELTA_N>(b2 & TRank3BB) & empty & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
 807     SERIALIZE_MOVES_D(b3, -TDELTA_N -TDELTA_N);
 808     return mlist;
 809   }
 810
 811   template<PieceType Piece>
 812   MoveStack* generate_piece_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us,
 813                                    Bitboard dc, Square ksq) {
 814
 815     Bitboard target = pos.pieces_of_color_and_type(us, Piece);
 816
 817     // Discovered checks
 818     Bitboard b = target & dc;
 819     while (b)
 820     {
 821         Square from = pop_1st_bit(&b);
 822         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & pos.empty_squares();
 823         if (Piece == KING)
 824             bb &= ~QueenPseudoAttacks[ksq];
 825
 826         SERIALIZE_MOVES(bb);
 827     }
 828
 829     // Direct checks
 830     b = target & ~dc;
 831     if (Piece != KING || b)
 832     {
 833         Bitboard checkSqs = pos.piece_attacks<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
 834         if (!checkSqs)
 835             return mlist;
 836
 837         while (b)
 838         {
 839             Square from = pop_1st_bit(&b);
 840             if (   (Piece == QUEEN  && !(QueenPseudoAttacks[from]  & checkSqs))
 841                 || (Piece == ROOK   && !(RookPseudoAttacks[from]   & checkSqs))
 842                 || (Piece == BISHOP && !(BishopPseudoAttacks[from] & checkSqs)))
 843                 continue;
 844
 845             Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & checkSqs;
 846             SERIALIZE_MOVES(bb);
 847         }
 848     }
 849     return mlist;
 850   }
 851
 852   template<Color Us>
 853   MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard pinned,
 854                                              Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist) {
 855
 856     // Calculate our parametrized parameters at compile time
 857     const Rank TRANK_8 = (Us == WHITE ? RANK_8 : RANK_1);
 858     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
 859     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
 860
 861     Square to;
 862
 863     // Find non-pinned pawns and push them one square
 864     Bitboard b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pos.pawns(Us) & ~pinned);
 865
 866     // We don't have to AND with empty squares here,
 867     // because the blocking squares will always be empty.
 868     Bitboard b2 = b1 & blockSquares;
 869     while (b2)
 870     {
 871         to = pop_1st_bit(&b2);
 872
 873         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
 874
 875         if (square_rank(to) == TRANK_8)
 876         {
 877             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
 878             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
 879             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
 880             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
 881         } else
 882             (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
 883     }
 884
 885     // Double pawn pushes
 886     b2 = b1 & pos.empty_squares() & TRank3BB;
 887     b2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b2) & blockSquares;
 888     while (b2)
 889     {
 890         to = pop_1st_bit(&b2);
 891
 892         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
 893         assert(Us != WHITE || square_rank(to) == RANK_4);
 894         assert(Us != BLACK || square_rank(to) == RANK_5);
 895
 896         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
 897     }
 898     return mlist;
 899   }
 900
 901   template<CastlingSide Side>
 902   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 903
 904     Color us = pos.side_to_move();
 905
 906     if (  (Side == KING_SIDE && pos.can_castle_kingside(us))
 907         ||(Side == QUEEN_SIDE && pos.can_castle_queenside(us)))
 908     {
 909         Color them = opposite_color(us);
 910         Square ksq = pos.king_square(us);
 911
 912         assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
 913
 914         Square rsq = (Side == KING_SIDE ? pos.initial_kr_square(us) : pos.initial_qr_square(us));
 915         Square s1 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
 916         Square s2 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
 917         Square s;
 918         bool illegal = false;
 919
 920         assert(pos.piece_on(rsq) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
 921
 922         // It is a bit complicated to correctly handle Chess960
 923         for (s = Min(ksq, s1); s <= Max(ksq, s1); s++)
 924             if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
 925                 || pos.square_is_attacked(s, them))
 926                 illegal = true;
 927
 928         for (s = Min(rsq, s2); s <= Max(rsq, s2); s++)
 929             if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
 930                 illegal = true;
 931
 932         if (   Side == QUEEN_SIDE
 933             && square_file(rsq) == FILE_B
 934             && (   pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == piece_of_color_and_type(them, ROOK)
 935                 || pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == piece_of_color_and_type(them, QUEEN)))
 936             illegal = true;
 937
 938         if (!illegal)
 939             (*mlist++).move = make_castle_move(ksq, rsq);
 940     }
 941     return mlist;
 942   }
 943
 944   bool castling_is_check(const Position& pos, CastlingSide side) {
 945
 946     // After castling opponent king is attacked by the castled rook?
 947     File rookFile = (side == QUEEN_SIDE ? FILE_D : FILE_F);
 948     Color us = pos.side_to_move();
 949     Square ksq = pos.king_square(us);
 950     Bitboard occ = pos.occupied_squares();
 951
 952     clear_bit(&occ, ksq); // Remove our king from the board
 953     Square rsq = make_square(rookFile, square_rank(ksq));
 954     return bit_is_set(rook_attacks_bb(rsq, occ), pos.king_square(opposite_color(us)));
 955   }
 956 }