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) Copyright (C) 2008 Marco Costalba
   4
   5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8   (at your option) any later version.
   9
  10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13   GNU General Public License for more details.
  14
  15   You should have received a copy of the GNU General Public License
  16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17 */
  18
  19
  20 ////
  21 //// Includes
  22 ////
  23
  24 #include <cassert>
  25
  26 #include "movegen.h"
  27
  28 // Simple macro to wrap a very common while loop, no facny, no flexibility,
  29 // hardcoded list name 'mlist' and from square 'from'.
  30 #define SERIALIZE_MOVES(b) while (b) (*mlist++).move = make_move(from, pop_1st_bit(&b))
  31
  32 ////
  33 //// Local definitions
  34 ////
  35
  36 namespace {
  37
  38   enum CastlingSide {
  39     KING_SIDE,
  40     QUEEN_SIDE
  41   };
  42
  43   // Function
  44   bool castling_is_check(const Position&, CastlingSide);
  45
  46   // Template
  47   template<CastlingSide Side>
  48   MoveStack* generate_castle_moves(const Position&, MoveStack*);
  49
  50   // Template generate_pawn_captures() with specializations
  51   template<Color, Color, Bitboard, SquareDelta, SquareDelta, SquareDelta>
  52   MoveStack* do_generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
  53
  54   template<Color>
  55   inline MoveStack* generate_pawn_captures(const Position& p, MoveStack* m) {
  56       return do_generate_pawn_captures<WHITE, BLACK, Rank8BB, DELTA_NE, DELTA_NW, DELTA_N>(p, m);
  57   }
  58   template<>
  59   inline MoveStack* generate_pawn_captures<BLACK>(const Position& p, MoveStack* m) {
  60       return do_generate_pawn_captures<BLACK, WHITE, Rank1BB, DELTA_SE, DELTA_SW, DELTA_S>(p, m);
  61   }
  62
  63   // Template generate_pawn_noncaptures() with specializations
  64   template<Color, Color, Bitboard, Bitboard, SquareDelta, SquareDelta, SquareDelta>
  65   MoveStack* do_generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
  66
  67   template<Color>
  68   inline MoveStack* generate_pawn_noncaptures(const Position& p, MoveStack* m) {
  69       return do_generate_pawn_noncaptures<WHITE, BLACK, Rank8BB, Rank3BB, DELTA_NE, DELTA_NW, DELTA_N>(p, m);
  70   }
  71   template<>
  72   inline MoveStack* generate_pawn_noncaptures<BLACK>(const Position& p, MoveStack* m) {
  73       return do_generate_pawn_noncaptures<BLACK, WHITE, Rank1BB, Rank6BB, DELTA_SE, DELTA_SW, DELTA_S>(p, m);
  74   }
  75
  76   // Template generate_pawn_blocking_evasions() with specializations
  77   template<Color Us, Rank, Bitboard, SquareDelta>
  78   MoveStack* do_generate_pawn_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard not_pinned,
  79                                                 Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist);
  80   template<Color>
  81   inline MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions(const Position& p, Bitboard np, Bitboard bs, MoveStack* m) {
  82       return do_generate_pawn_blocking_evasions<WHITE, RANK_8, Rank3BB, DELTA_N>(p, np, bs, m);
  83   }
  84   template<>
  85   inline MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions<BLACK>(const Position& p, Bitboard np, Bitboard bs, MoveStack* m) {
  86       return do_generate_pawn_blocking_evasions<BLACK, RANK_1, Rank6BB, DELTA_S>(p, np, bs, m);
  87   }
  88
  89   // Template generate_pawn_checks() with specializations
  90   template<Color, Color, Bitboard, Bitboard, SquareDelta>
  91   MoveStack* do_generate_pawn_checks(const Position&, Bitboard, Square, MoveStack*);
  92
  93   template<Color>
  94   inline MoveStack* generate_pawn_checks(const Position& p, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* m) {
  95       return do_generate_pawn_checks<WHITE, BLACK, Rank8BB, Rank3BB, DELTA_N>(p, dc, ksq, m);
  96   }
  97   template<>
  98   inline MoveStack* generate_pawn_checks<BLACK>(const Position& p, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* m) {
  99       return do_generate_pawn_checks<BLACK, WHITE, Rank1BB, Rank6BB, DELTA_S>(p, dc, ksq, m);
 100   }
 101
 102   // non-pawn templates
 103   template<PieceType>
 104   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color us, Bitboard);
 105   template<>
 106   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target);
 107
 108   template<PieceType>
 109   MoveStack* generate_piece_checks(const Position&, Bitboard, Bitboard, Square, MoveStack*);
 110   MoveStack* generate_piece_checks_king(const Position&, Square, Bitboard, Square, MoveStack*);
 111
 112   template<PieceType>
 113   MoveStack* generate_piece_blocking_evasions(const Position&, Bitboard, Bitboard, MoveStack*);
 114 }
 115
 116
 117 ////
 118 //// Functions
 119 ////
 120
 121
 122 /// generate_captures generates() all pseudo-legal captures and queen
 123 /// promotions.  The return value is the number of moves generated.
 124
 125 int generate_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 126
 127   assert(pos.is_ok());
 128   assert(!pos.is_check());
 129
 130   Color us = pos.side_to_move();
 131   Bitboard target = pos.pieces_of_color(opposite_color(us));
 132   MoveStack* mlist_start = mlist;
 133
 134   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
 135   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
 136   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
 137   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
 138
 139   if (us == WHITE)
 140       mlist = generate_pawn_captures<WHITE>(pos, mlist);
 141   else
 142       mlist = generate_pawn_captures<BLACK>(pos, mlist);
 143
 144   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
 145   return int(mlist - mlist_start);
 146 }
 147
 148
 149 /// generate_noncaptures() generates all pseudo-legal non-captures and
 150 /// underpromotions.  The return value is the number of moves generated.
 151
 152 int generate_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 153
 154   assert(pos.is_ok());
 155   assert(!pos.is_check());
 156
 157   Color us = pos.side_to_move();
 158   Bitboard target = pos.empty_squares();
 159   MoveStack* mlist_start = mlist;
 160
 161   if (us == WHITE)
 162       mlist = generate_pawn_noncaptures<WHITE>(pos, mlist);
 163   else
 164       mlist = generate_pawn_noncaptures<BLACK>(pos, mlist);
 165
 166   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
 167   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
 168   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
 169   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
 170   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
 171   mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
 172   mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
 173   return int(mlist - mlist_start);
 174 }
 175
 176
 177 /// generate_checks() generates all pseudo-legal non-capturing, non-promoting
 178 /// checks. It returns the number of generated moves.
 179
 180 int generate_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard dc) {
 181
 182   assert(pos.is_ok());
 183   assert(!pos.is_check());
 184
 185   Color us = pos.side_to_move();
 186   Square ksq = pos.king_square(opposite_color(us));
 187   MoveStack* mlist_start = mlist;
 188
 189   assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(opposite_color(us)));
 190
 191   dc = pos.discovered_check_candidates(us);
 192
 193   // Pawn moves
 194   if (us == WHITE)
 195      mlist = generate_pawn_checks<WHITE>(pos, dc, ksq, mlist);
 196   else
 197      mlist = generate_pawn_checks<BLACK>(pos, dc, ksq, mlist);
 198
 199   // Pieces moves
 200   Bitboard b = pos.knights(us);
 201   if (b)
 202       mlist = generate_piece_checks<KNIGHT>(pos, b, dc, ksq, mlist);
 203
 204   b = pos.bishops(us);
 205   if (b)
 206       mlist = generate_piece_checks<BISHOP>(pos, b, dc, ksq, mlist);
 207
 208   b = pos.rooks(us);
 209   if (b)
 210       mlist = generate_piece_checks<ROOK>(pos, b, dc, ksq, mlist);
 211
 212   b = pos.queens(us);
 213   if (b)
 214       mlist = generate_piece_checks<QUEEN>(pos, b, dc, ksq, mlist);
 215
 216   // Hopefully we always have a king ;-)
 217   mlist = generate_piece_checks_king(pos, pos.king_square(us), dc, ksq, mlist);
 218
 219   // Castling moves that give check. Very rare but nice to have!
 220   if (   pos.can_castle_queenside(us)
 221       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_D)
 222       && castling_is_check(pos, QUEEN_SIDE))
 223       mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
 224
 225   if (   pos.can_castle_kingside(us)
 226       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_F)
 227       && castling_is_check(pos, KING_SIDE))
 228       mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
 229
 230   return int(mlist - mlist_start);
 231 }
 232
 233
 234 /// generate_evasions() generates all check evasions when the side to move is
 235 /// in check.  Unlike the other move generation functions, this one generates
 236 /// only legal moves.  It returns the number of generated moves. This
 237 /// function is very ugly, and needs cleaning up some time later.  FIXME
 238
 239 int generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 240
 241   assert(pos.is_ok());
 242   assert(pos.is_check());
 243
 244   Square from, to;
 245   Color us = pos.side_to_move();
 246   Color them = opposite_color(us);
 247   Square ksq = pos.king_square(us);
 248   MoveStack* mlist_start = mlist;
 249
 250   assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(us));
 251
 252   // The bitboard of occupied pieces without our king
 253   Bitboard b2 = pos.occupied_squares();
 254   clear_bit(&b2, ksq);
 255
 256   // Find squares attacked by slider checkers, we will
 257   // remove them from king evasions set so to avoid a couple
 258   // of cycles in the slow king evasions legality check loop.
 259   Bitboard checkers = pos.checkers();
 260   Bitboard checkersAttacks = EmptyBoardBB;
 261   Bitboard b = checkers & (pos.queens() | pos.bishops());
 262   while (b)
 263   {
 264       from = pop_1st_bit(&b);
 265       checkersAttacks |= bishop_attacks_bb(from, b2);
 266   }
 267
 268   b = checkers & (pos.queens() | pos.rooks());
 269   while (b)
 270   {
 271       from = pop_1st_bit(&b);
 272       checkersAttacks |= rook_attacks_bb(from, b2);
 273   }
 274
 275   // Generate evasions for king
 276   Bitboard b1 = pos.piece_attacks<KING>(ksq) & ~pos.pieces_of_color(us) & ~checkersAttacks;
 277   while (b1)
 278   {
 279       to = pop_1st_bit(&b1);
 280
 281       // Make sure 'to' is not attacked by the other side. This is a bit ugly,
 282       // because we can't use Position::square_is_attacked. Instead we use
 283       // the low-level bishop_attacks_bb and rook_attacks_bb with the bitboard
 284       // b2 (the occupied squares with the king removed) in order to test whether
 285       // the king will remain in check on the destination square.
 286       if (!(   (pos.piece_attacks<KNIGHT>(to) & pos.knights(them))
 287             || (pos.pawn_attacks(us, to)      & pos.pawns(them))
 288             || (bishop_attacks_bb(to, b2)     & pos.bishops_and_queens(them))
 289             || (rook_attacks_bb(to, b2)       & pos.rooks_and_queens(them))
 290             || (pos.piece_attacks<KING>(to)   & pos.kings(them))))
 291           (*mlist++).move = make_move(ksq, to);
 292   }
 293
 294   // Generate evasions for other pieces only if not double check. We use a
 295   // simple bit twiddling hack here rather than calling count_1s in order to
 296   // save some time (we know that pos.checkers() has at most two nonzero bits).
 297   if (!(checkers & (checkers - 1))) // Only one bit set?
 298   {
 299       Square checksq = first_1(checkers);
 300
 301       assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
 302
 303       // Find pinned pieces
 304       Bitboard not_pinned = ~pos.pinned_pieces(us);
 305
 306       // Generate captures of the checking piece
 307
 308       // Pawn captures
 309       b1 = pos.pawn_attacks(them, checksq) & pos.pawns(us) & not_pinned;
 310       while (b1)
 311       {
 312           from = pop_1st_bit(&b1);
 313           if (relative_rank(us, checksq) == RANK_8)
 314           {
 315               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, QUEEN);
 316               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, ROOK);
 317               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, BISHOP);
 318               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, KNIGHT);
 319           } else
 320               (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
 321       }
 322
 323       // Pieces captures
 324       b1 = (  (pos.piece_attacks<KNIGHT>(checksq) & pos.knights(us))
 325             | (pos.piece_attacks<BISHOP>(checksq) & pos.bishops_and_queens(us))
 326             | (pos.piece_attacks<ROOK>(checksq)   & pos.rooks_and_queens(us)) ) & not_pinned;
 327
 328       while (b1)
 329       {
 330           from = pop_1st_bit(&b1);
 331           (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
 332       }
 333
 334       // Blocking check evasions are possible only if the checking piece is
 335       // a slider
 336       if (checkers & pos.sliders())
 337       {
 338           Bitboard blockSquares = squares_between(checksq, ksq);
 339
 340           assert((pos.occupied_squares() & blockSquares) == EmptyBoardBB);
 341
 342           // Pawn moves. Because a blocking evasion can never be a capture, we
 343           // only generate pawn pushes.
 344           if (us == WHITE)
 345               mlist = generate_pawn_blocking_evasions<WHITE>(pos, not_pinned, blockSquares, mlist);
 346           else
 347               mlist = generate_pawn_blocking_evasions<BLACK>(pos, not_pinned, blockSquares, mlist);
 348
 349           // Pieces moves
 350           b1 = pos.knights(us) & not_pinned;
 351           if (b1)
 352               mlist = generate_piece_blocking_evasions<KNIGHT>(pos, b1, blockSquares, mlist);
 353
 354           b1 = pos.bishops(us) & not_pinned;
 355           if (b1)
 356               mlist = generate_piece_blocking_evasions<BISHOP>(pos, b1, blockSquares, mlist);
 357
 358           b1 = pos.rooks(us) & not_pinned;
 359           if (b1)
 360               mlist = generate_piece_blocking_evasions<ROOK>(pos, b1, blockSquares, mlist);
 361
 362           b1 = pos.queens(us) & not_pinned;
 363           if (b1)
 364               mlist = generate_piece_blocking_evasions<QUEEN>(pos, b1, blockSquares, mlist);
 365     }
 366
 367     // Finally, the ugly special case of en passant captures. An en passant
 368     // capture can only be a check evasion if the check is not a discovered
 369     // check. If pos.ep_square() is set, the last move made must have been
 370     // a double pawn push. If, furthermore, the checking piece is a pawn,
 371     // an en passant check evasion may be possible.
 372     if (pos.ep_square() != SQ_NONE && (checkers & pos.pawns(them)))
 373     {
 374         to = pos.ep_square();
 375         b1 = pos.pawn_attacks(them, to) & pos.pawns(us);
 376
 377         assert(b1 != EmptyBoardBB);
 378
 379         b1 &= not_pinned;
 380         while (b1)
 381         {
 382             from = pop_1st_bit(&b1);
 383
 384             // Before generating the move, we have to make sure it is legal.
 385             // This is somewhat tricky, because the two disappearing pawns may
 386             // cause new "discovered checks".  We test this by removing the
 387             // two relevant bits from the occupied squares bitboard, and using
 388             // the low-level bitboard functions for bishop and rook attacks.
 389             b2 = pos.occupied_squares();
 390             clear_bit(&b2, from);
 391             clear_bit(&b2, checksq);
 392             if (!(  (bishop_attacks_bb(ksq, b2) & pos.bishops_and_queens(them))
 393                   ||(rook_attacks_bb(ksq, b2)   & pos.rooks_and_queens(them))))
 394
 395                  (*mlist++).move = make_ep_move(from, to);
 396         }
 397     }
 398   }
 399   return int(mlist - mlist_start);
 400 }
 401
 402
 403 /// generate_legal_moves() computes a complete list of legal moves in the
 404 /// current position. This function is not very fast, and should be used
 405 /// only in situations where performance is unimportant. It wouldn't be
 406 /// very hard to write an efficient legal move generator, but for the moment
 407 /// we don't need it.
 408
 409 int generate_legal_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 410
 411   assert(pos.is_ok());
 412
 413   if (pos.is_check())
 414       return generate_evasions(pos, mlist);
 415
 416   // Generate pseudo-legal moves
 417   int n = generate_captures(pos, mlist);
 418   n += generate_noncaptures(pos, mlist + n);
 419
 420   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
 421
 422   // Remove illegal moves from the list
 423   for (int i = 0; i < n; i++)
 424       if (!pos.pl_move_is_legal(mlist[i].move, pinned))
 425           mlist[i--].move = mlist[--n].move;
 426
 427   return n;
 428 }
 429
 430
 431 /// move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
 432 /// move and a pinned pieces bitboard as input, and tests whether
 433 /// the move is legal.  If the move is legal, the move itself is
 434 /// returned. If not, the function returns false.  This function must
 435 /// only be used when the side to move is not in check.
 436
 437 bool move_is_legal(const Position& pos, const Move m, Bitboard pinned) {
 438
 439   assert(pos.is_ok());
 440   assert(!pos.is_check());
 441   assert(move_is_ok(m));
 442   assert(pinned == pos.pinned_pieces(pos.side_to_move()));
 443
 444   Color us = pos.side_to_move();
 445   Color them = opposite_color(us);
 446   Square from = move_from(m);
 447   Piece pc = pos.piece_on(from);
 448
 449   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
 450   // move, the move is obviously not legal.
 451   if (color_of_piece(pc) != us)
 452       return false;
 453
 454   Square to = move_to(m);
 455
 456   // En passant moves
 457   if (move_is_ep(m))
 458   {
 459       // The piece must be a pawn and destination square must be the
 460       // en passant square.
 461       if (   type_of_piece(pc) != PAWN
 462           || to != pos.ep_square())
 463           return false;
 464
 465       assert(pos.square_is_empty(to));
 466       assert(pos.piece_on(to - pawn_push(us)) == pawn_of_color(them));
 467
 468       // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
 469       return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
 470   }
 471
 472   // Castling moves
 473   if (move_is_short_castle(m))
 474   {
 475       // The piece must be a king and side to move must still have
 476       // the right to castle kingside.
 477       if (   type_of_piece(pc) != KING
 478           ||!pos.can_castle_kingside(us))
 479           return false;
 480
 481       assert(from == pos.king_square(us));
 482       assert(to == pos.initial_kr_square(us));
 483       assert(pos.piece_on(to) == rook_of_color(us));
 484
 485       Square g1 = relative_square(us, SQ_G1);
 486       Square f1 = relative_square(us, SQ_F1);
 487       Square s;
 488       bool illegal = false;
 489
 490       // Check if any of the squares between king and rook
 491       // is occupied or under attack.
 492       for (s = Min(from, g1); s <= Max(from, g1); s++)
 493           if (  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 494               || pos.square_is_attacked(s, them))
 495               illegal = true;
 496
 497       // Check if any of the squares between king and rook
 498       // is occupied.
 499       for (s = Min(to, f1); s <= Max(to, f1); s++)
 500           if (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 501               illegal = true;
 502
 503       return !illegal;
 504   }
 505
 506   if (move_is_long_castle(m))
 507   {
 508       // The piece must be a king and side to move must still have
 509       // the right to castle kingside.
 510       if (   type_of_piece(pc) != KING
 511           ||!pos.can_castle_queenside(us))
 512           return false;
 513
 514       assert(from == pos.king_square(us));
 515       assert(to == pos.initial_qr_square(us));
 516       assert(pos.piece_on(to) == rook_of_color(us));
 517
 518       Square c1 = relative_square(us, SQ_C1);
 519       Square d1 = relative_square(us, SQ_D1);
 520       Square s;
 521       bool illegal = false;
 522
 523       for (s = Min(from, c1); s <= Max(from, c1); s++)
 524           if(  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 525              || pos.square_is_attacked(s, them))
 526               illegal = true;
 527
 528       for (s = Min(to, d1); s <= Max(to, d1); s++)
 529           if(s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 530               illegal = true;
 531
 532       if (   square_file(to) == FILE_B
 533           && (   pos.piece_on(to + DELTA_W) == rook_of_color(them)
 534               || pos.piece_on(to + DELTA_W) == queen_of_color(them)))
 535           illegal = true;
 536
 537       return !illegal;
 538   }
 539
 540   // Normal moves
 541
 542   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
 543   if (pos.color_of_piece_on(to) == us)
 544       return false;
 545
 546   // Proceed according to the type of the moving piece.
 547   if (type_of_piece(pc) == PAWN)
 548   {
 549       // If the destination square is on the 8/1th rank, the move must
 550       // be a promotion.
 551       if (   (  (square_rank(to) == RANK_8 && us == WHITE)
 552               ||(square_rank(to) == RANK_1 && us != WHITE))
 553            && !move_promotion(m))
 554           return false;
 555
 556       // Proceed according to the square delta between the source and
 557       // destionation squares.
 558       switch (to - from)
 559       {
 560       case DELTA_NW:
 561       case DELTA_NE:
 562       case DELTA_SW:
 563       case DELTA_SE:
 564       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
 565       // piece (en passant captures was handled earlier).
 566           if (pos.color_of_piece_on(to) != them)
 567               return false;
 568           break;
 569
 570       case DELTA_N:
 571       case DELTA_S:
 572       // Pawn push. The destination square must be empty.
 573           if (!pos.square_is_empty(to))
 574               return false;
 575           break;
 576
 577       case DELTA_NN:
 578       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
 579       // rank, and both the destination square and the square between the
 580       // source and destination squares must be empty.
 581       if (   square_rank(to) != RANK_4
 582           || !pos.square_is_empty(to)
 583           || !pos.square_is_empty(from + DELTA_N))
 584           return false;
 585           break;
 586
 587       case DELTA_SS:
 588       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
 589       // rank, and both the destination square and the square between the
 590       // source and destination squares must be empty.
 591           if (   square_rank(to) != RANK_5
 592               || !pos.square_is_empty(to)
 593               || !pos.square_is_empty(from + DELTA_S))
 594               return false;
 595           break;
 596
 597       default:
 598           return false;
 599       }
 600       // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
 601       return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
 602   }
 603
 604   // Luckly we can handle all the other pieces in one go
 605   return (   pos.piece_attacks_square(from, to)
 606           && pos.pl_move_is_legal(m, pinned)
 607           && !move_promotion(m));
 608 }
 609
 610
 611 namespace {
 612
 613   template<PieceType Piece>
 614   MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
 615
 616     Square from;
 617     Bitboard b;
 618
 619     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
 620     {
 621         from = pos.piece_list(us, Piece, i);
 622         b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
 623         SERIALIZE_MOVES(b);
 624     }
 625     return mlist;
 626   }
 627
 628   template<>
 629   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
 630
 631     Bitboard b;
 632     Square from = pos.king_square(us);
 633
 634     b = pos.piece_attacks<KING>(from) & target;
 635     SERIALIZE_MOVES(b);
 636     return mlist;
 637   }
 638
 639   template<PieceType Piece>
 640   MoveStack* generate_piece_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard b,
 641                                               Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist) {
 642     while (b)
 643     {
 644         Square from = pop_1st_bit(&b);
 645         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & blockSquares;
 646         SERIALIZE_MOVES(bb);
 647     }
 648     return mlist;
 649   }
 650
 651
 652   template<Color Us, Color Them, Bitboard TRank8BB, SquareDelta TDELTA_NE,
 653            SquareDelta TDELTA_NW, SquareDelta TDELTA_N
 654           >
 655   MoveStack* do_generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 656
 657     Square to;
 658     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
 659     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(Them);
 660
 661     // Captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
 662     Bitboard b1 = (Us == WHITE ? pawns << 9 : pawns >> 7) & ~FileABB & enemyPieces;
 663
 664     // Capturing promotions
 665     Bitboard b2 = b1 & TRank8BB;
 666     while (b2)
 667     {
 668         to = pop_1st_bit(&b2);
 669         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, QUEEN);
 670     }
 671
 672     // Capturing non-promotions
 673     b2 = b1 & ~TRank8BB;
 674     while (b2)
 675     {
 676         to = pop_1st_bit(&b2);
 677         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_NE, to);
 678     }
 679
 680     // Captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
 681     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 7 : pawns >> 9) & ~FileHBB & enemyPieces;
 682
 683     // Capturing promotions
 684     b2 = b1 & TRank8BB;
 685     while (b2)
 686     {
 687         to = pop_1st_bit(&b2);
 688         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, QUEEN);
 689     }
 690
 691     // Capturing non-promotions
 692     b2 = b1 & ~TRank8BB;
 693     while (b2)
 694     {
 695         to = pop_1st_bit(&b2);
 696         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_NW, to);
 697     }
 698
 699     // Non-capturing promotions
 700     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 8 : pawns >> 8) & pos.empty_squares() & TRank8BB;
 701     while (b1)
 702     {
 703         to = pop_1st_bit(&b1);
 704         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
 705     }
 706
 707     // En passant captures
 708     if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
 709     {
 710         assert(Us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
 711         assert(Us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
 712
 713         b1 = pawns & pos.pawn_attacks(Them, pos.ep_square());
 714         assert(b1 != EmptyBoardBB);
 715
 716         while (b1)
 717         {
 718             to = pop_1st_bit(&b1);
 719             (*mlist++).move = make_ep_move(to, pos.ep_square());
 720         }
 721     }
 722     return mlist;
 723   }
 724
 725   template<Color Us, Color Them, Bitboard TRank8BB, Bitboard TRank3BB,
 726            SquareDelta TDELTA_NE, SquareDelta TDELTA_NW, SquareDelta TDELTA_N
 727           >
 728   MoveStack* do_generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 729
 730     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
 731     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(Them);
 732     Bitboard emptySquares = pos.empty_squares();
 733     Bitboard b1, b2;
 734     Square to;
 735
 736     // Underpromotion captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
 737     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 9 : pawns >> 7) & ~FileABB & enemyPieces & TRank8BB;
 738     while (b1)
 739     {
 740         to = pop_1st_bit(&b1);
 741         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, ROOK);
 742         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, BISHOP);
 743         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, KNIGHT);
 744     }
 745
 746     // Underpromotion captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
 747     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 7 : pawns >> 9) & ~FileHBB & enemyPieces & TRank8BB;
 748     while (b1)
 749     {
 750         to = pop_1st_bit(&b1);
 751         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, ROOK);
 752         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, BISHOP);
 753         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, KNIGHT);
 754     }
 755
 756     // Single pawn pushes
 757     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 8 : pawns >> 8) & emptySquares;
 758     b2 = b1 & TRank8BB;
 759     while (b2)
 760     {
 761         to = pop_1st_bit(&b2);
 762         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
 763         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
 764         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
 765     }
 766     b2 = b1 & ~TRank8BB;
 767     while (b2)
 768     {
 769         to = pop_1st_bit(&b2);
 770         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
 771     }
 772
 773     // Double pawn pushes
 774     b2 = (Us == WHITE ? (b1 & TRank3BB) << 8 : (b1 & TRank3BB) >> 8) & emptySquares;
 775     while (b2)
 776     {
 777         to = pop_1st_bit(&b2);
 778         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
 779     }
 780     return mlist;
 781   }
 782
 783
 784   template<Color Us, Color Them, Bitboard TRank8BB, Bitboard TRank3BB, SquareDelta TDELTA_N>
 785   MoveStack* do_generate_pawn_checks(const Position& pos, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* mlist)
 786   {
 787     // Pawn moves which give discovered check. This is possible only if the
 788     // pawn is not on the same file as the enemy king, because we don't
 789     // generate captures.
 790     Bitboard empty = pos.empty_squares();
 791
 792     // Find all friendly pawns not on the enemy king's file
 793     Bitboard b1 = pos.pawns(Us) & ~file_bb(ksq), b2, b3;
 794
 795     // Discovered checks, single pawn pushes, no promotions
 796     b2 = b3 = (Us == WHITE ? (b1 & dc) << 8 : (b1 & dc) >> 8) & empty & ~TRank8BB;
 797     while (b3)
 798     {
 799         Square to = pop_1st_bit(&b3);
 800         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
 801     }
 802
 803     // Discovered checks, double pawn pushes
 804     b3 = (Us == WHITE ? (b2 & TRank3BB) << 8 : (b2 & TRank3BB) >> 8) & empty;
 805     while (b3)
 806     {
 807         Square to = pop_1st_bit(&b3);
 808         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
 809     }
 810
 811     // Direct checks. These are possible only for pawns on neighboring files
 812     // of the enemy king
 813     b1 &= (~dc & neighboring_files_bb(ksq));
 814
 815     // Direct checks, single pawn pushes
 816     b2 = (Us == WHITE ? b1 << 8 : b1 >> 8) & empty;
 817     b3 = b2 & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
 818     while (b3)
 819     {
 820         Square to = pop_1st_bit(&b3);
 821         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
 822     }
 823
 824     // Direct checks, double pawn pushes
 825     b3 =  (Us == WHITE ? (b2 & TRank3BB) << 8 : (b2 & TRank3BB) >> 8)
 826         & empty
 827         & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
 828
 829     while (b3)
 830     {
 831         Square to = pop_1st_bit(&b3);
 832         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
 833     }
 834     return mlist;
 835   }
 836
 837   template<PieceType Piece>
 838   MoveStack* generate_piece_checks(const Position& pos, Bitboard target, Bitboard dc,
 839                                    Square ksq, MoveStack* mlist) {
 840     // Discovered checks
 841     Bitboard b = target & dc;
 842     while (b)
 843     {
 844         Square from = pop_1st_bit(&b);
 845         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & pos.empty_squares();
 846         SERIALIZE_MOVES(bb);
 847     }
 848     // Direct checks
 849     b = target & ~dc;
 850     Bitboard checkSqs = pos.piece_attacks<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
 851     while (b)
 852     {
 853         Square from = pop_1st_bit(&b);
 854         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & checkSqs;
 855         SERIALIZE_MOVES(bb);
 856     }
 857     return mlist;
 858   }
 859
 860   MoveStack* generate_piece_checks_king(const Position& pos, Square from, Bitboard dc,
 861                                         Square ksq, MoveStack* mlist) {
 862     if (bit_is_set(dc, from))
 863     {
 864         Bitboard b =   pos.piece_attacks<KING>(from)
 865                      & pos.empty_squares()
 866                      & ~QueenPseudoAttacks[ksq];
 867         SERIALIZE_MOVES(b);
 868     }
 869     return mlist;
 870   }
 871
 872
 873   template<Color Us, Rank TRANK_8, Bitboard TRank3BB, SquareDelta TDELTA_N>
 874   MoveStack* do_generate_pawn_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard not_pinned,
 875                                                 Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist) {
 876     Square to;
 877
 878     // Find non-pinned pawns
 879     Bitboard b1 = pos.pawns(Us) & not_pinned;
 880
 881     // Single pawn pushes. We don't have to AND with empty squares here,
 882     // because the blocking squares will always be empty.
 883     Bitboard b2 = (Us == WHITE ? b1 << 8 : b1 >> 8) & blockSquares;
 884     while (b2)
 885     {
 886         to = pop_1st_bit(&b2);
 887
 888         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
 889
 890         if (square_rank(to) == TRANK_8)
 891         {
 892             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
 893             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
 894             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
 895             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
 896         } else
 897             (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
 898     }
 899
 900     // Double pawn pushes
 901     b2 = (Us == WHITE ? b1 << 8 : b1 >> 8) & pos.empty_squares() & TRank3BB;
 902     b2 = (Us == WHITE ? b2 << 8 : b2 >> 8) & blockSquares;;
 903     while (b2)
 904     {
 905         to = pop_1st_bit(&b2);
 906
 907         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
 908         assert(Us != WHITE || square_rank(to) == RANK_4);
 909         assert(Us != BLACK || square_rank(to) == RANK_5);
 910
 911         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
 912     }
 913     return mlist;
 914   }
 915
 916   template<CastlingSide Side>
 917   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 918
 919     Color us = pos.side_to_move();
 920
 921     if (  (Side == KING_SIDE && pos.can_castle_kingside(us))
 922         ||(Side == QUEEN_SIDE && pos.can_castle_queenside(us)))
 923     {
 924         Color them = opposite_color(us);
 925         Square ksq = pos.king_square(us);
 926
 927         assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(us));
 928
 929         Square rsq = (Side == KING_SIDE ? pos.initial_kr_square(us) : pos.initial_qr_square(us));
 930         Square s1 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
 931         Square s2 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
 932         Square s;
 933         bool illegal = false;
 934
 935         assert(pos.piece_on(rsq) == rook_of_color(us));
 936
 937         // It is a bit complicated to correctly handle Chess960
 938         for (s = Min(ksq, s1); s <= Max(ksq, s1); s++)
 939             if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
 940                 || pos.square_is_attacked(s, them))
 941                 illegal = true;
 942
 943         for (s = Min(rsq, s2); s <= Max(rsq, s2); s++)
 944             if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
 945                 illegal = true;
 946
 947         if (   Side == QUEEN_SIDE
 948             && square_file(rsq) == FILE_B
 949             && (   pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == rook_of_color(them)
 950                 || pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == queen_of_color(them)))
 951             illegal = true;
 952
 953         if (!illegal)
 954             (*mlist++).move = make_castle_move(ksq, rsq);
 955     }
 956     return mlist;
 957   }
 958
 959   bool castling_is_check(const Position& pos, CastlingSide side) {
 960
 961     // After castling opponent king is attacked by the castled rook?
 962     File rookFile = (side == QUEEN_SIDE ? FILE_D : FILE_F);
 963     Color us = pos.side_to_move();
 964     Square ksq = pos.king_square(us);
 965     Bitboard occ = pos.occupied_squares();
 966
 967     clear_bit(&occ, ksq); // Remove our king from the board
 968     Square rsq = make_square(rookFile, square_rank(ksq));
 969     return bit_is_set(rook_attacks_bb(rsq, occ), pos.king_square(opposite_color(us)));
 970   }
 971 }