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) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
   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 #include <cassert>
  20
  21 #include "movegen.h"
  22 #include "position.h"
  23
  24 namespace Stockfish {
  25
  26 namespace {
  27
  28   template<GenType Type, Direction D>
  29   ExtMove* make_promotions(ExtMove* moveList, Square to) {
  30
  31     if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
  32         *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, QUEEN);
  33
  34     if (Type == QUIETS || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
  35     {
  36         *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, ROOK);
  37         *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, BISHOP);
  38         *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, KNIGHT);
  39     }
  40
  41     return moveList;
  42   }
  43
  44
  45   template<Color Us, GenType Type>
  46   ExtMove* generate_pawn_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList, Bitboard target) {
  47
  48     constexpr Color     Them     = ~Us;
  49     constexpr Bitboard  TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB    : Rank2BB);
  50     constexpr Bitboard  TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB    : Rank6BB);
  51     constexpr Direction Up       = pawn_push(Us);
  52     constexpr Direction UpRight  = (Us == WHITE ? NORTH_EAST : SOUTH_WEST);
  53     constexpr Direction UpLeft   = (Us == WHITE ? NORTH_WEST : SOUTH_EAST);
  54
  55     const Bitboard emptySquares = ~pos.pieces();
  56     const Bitboard enemies      =  Type == EVASIONS ? pos.checkers()
  57                                                     : pos.pieces(Them);
  58
  59     Bitboard pawnsOn7    = pos.pieces(Us, PAWN) &  TRank7BB;
  60     Bitboard pawnsNotOn7 = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
  61
  62     // Single and double pawn pushes, no promotions
  63     if (Type != CAPTURES)
  64     {
  65         Bitboard b1 = shift<Up>(pawnsNotOn7)   & emptySquares;
  66         Bitboard b2 = shift<Up>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
  67
  68         if (Type == EVASIONS) // Consider only blocking squares
  69         {
  70             b1 &= target;
  71             b2 &= target;
  72         }
  73
  74         if (Type == QUIET_CHECKS)
  75         {
  76             // To make a quiet check, you either make a direct check by pushing a pawn
  77             // or push a blocker pawn that is not on the same file as the enemy king.
  78             // Discovered check promotion has been already generated amongst the captures.
  79             Square ksq = pos.square<KING>(Them);
  80             Bitboard dcCandidatePawns = pos.blockers_for_king(Them) & ~file_bb(ksq);
  81             b1 &= pawn_attacks_bb(Them, ksq) | shift<   Up>(dcCandidatePawns);
  82             b2 &= pawn_attacks_bb(Them, ksq) | shift<Up+Up>(dcCandidatePawns);
  83         }
  84
  85         while (b1)
  86         {
  87             Square to = pop_lsb(b1);
  88             *moveList++ = make_move(to - Up, to);
  89         }
  90
  91         while (b2)
  92         {
  93             Square to = pop_lsb(b2);
  94             *moveList++ = make_move(to - Up - Up, to);
  95         }
  96     }
  97
  98     // Promotions and underpromotions
  99     if (pawnsOn7)
 100     {
 101         Bitboard b1 = shift<UpRight>(pawnsOn7) & enemies;
 102         Bitboard b2 = shift<UpLeft >(pawnsOn7) & enemies;
 103         Bitboard b3 = shift<Up     >(pawnsOn7) & emptySquares;
 104
 105         if (Type == EVASIONS)
 106             b3 &= target;
 107
 108         while (b1)
 109             moveList = make_promotions<Type, UpRight>(moveList, pop_lsb(b1));
 110
 111         while (b2)
 112             moveList = make_promotions<Type, UpLeft >(moveList, pop_lsb(b2));
 113
 114         while (b3)
 115             moveList = make_promotions<Type, Up     >(moveList, pop_lsb(b3));
 116     }
 117
 118     // Standard and en passant captures
 119     if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
 120     {
 121         Bitboard b1 = shift<UpRight>(pawnsNotOn7) & enemies;
 122         Bitboard b2 = shift<UpLeft >(pawnsNotOn7) & enemies;
 123
 124         while (b1)
 125         {
 126             Square to = pop_lsb(b1);
 127             *moveList++ = make_move(to - UpRight, to);
 128         }
 129
 130         while (b2)
 131         {
 132             Square to = pop_lsb(b2);
 133             *moveList++ = make_move(to - UpLeft, to);
 134         }
 135
 136         if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
 137         {
 138             assert(rank_of(pos.ep_square()) == relative_rank(Us, RANK_6));
 139
 140             // An en passant capture cannot resolve a discovered check
 141             if (Type == EVASIONS && (target & (pos.ep_square() + Up)))
 142                 return moveList;
 143
 144             b1 = pawnsNotOn7 & pawn_attacks_bb(Them, pos.ep_square());
 145
 146             assert(b1);
 147
 148             while (b1)
 149                 *moveList++ = make<EN_PASSANT>(pop_lsb(b1), pos.ep_square());
 150         }
 151     }
 152
 153     return moveList;
 154   }
 155
 156
 157   template<Color Us, PieceType Pt, bool Checks>
 158   ExtMove* generate_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList, Bitboard target) {
 159
 160     static_assert(Pt != KING && Pt != PAWN, "Unsupported piece type in generate_moves()");
 161
 162     Bitboard bb = pos.pieces(Us, Pt);
 163
 164     while (bb)
 165     {
 166         Square from = pop_lsb(bb);
 167         Bitboard b = attacks_bb<Pt>(from, pos.pieces()) & target;
 168
 169         // To check, you either move freely a blocker or make a direct check.
 170         if (Checks && (Pt == QUEEN || !(pos.blockers_for_king(~Us) & from)))
 171             b &= pos.check_squares(Pt);
 172
 173         while (b)
 174             *moveList++ = make_move(from, pop_lsb(b));
 175     }
 176
 177     return moveList;
 178   }
 179
 180
 181   template<Color Us, GenType Type>
 182   ExtMove* generate_all(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 183
 184     static_assert(Type != LEGAL, "Unsupported type in generate_all()");
 185
 186     constexpr bool Checks = Type == QUIET_CHECKS; // Reduce template instantiations
 187     const Square ksq = pos.square<KING>(Us);
 188     Bitboard target;
 189
 190     // Skip generating non-king moves when in double check
 191     if (Type != EVASIONS || !more_than_one(pos.checkers()))
 192     {
 193         target = Type == EVASIONS     ?  between_bb(ksq, lsb(pos.checkers()))
 194                : Type == NON_EVASIONS ? ~pos.pieces( Us)
 195                : Type == CAPTURES     ?  pos.pieces(~Us)
 196                                       : ~pos.pieces(   ); // QUIETS || QUIET_CHECKS
 197
 198         moveList = generate_pawn_moves<Us, Type>(pos, moveList, target);
 199         moveList = generate_moves<Us, KNIGHT, Checks>(pos, moveList, target);
 200         moveList = generate_moves<Us, BISHOP, Checks>(pos, moveList, target);
 201         moveList = generate_moves<Us,   ROOK, Checks>(pos, moveList, target);
 202         moveList = generate_moves<Us,  QUEEN, Checks>(pos, moveList, target);
 203     }
 204
 205     if (!Checks || pos.blockers_for_king(~Us) & ksq)
 206     {
 207         Bitboard b = attacks_bb<KING>(ksq) & (Type == EVASIONS ? ~pos.pieces(Us) : target);
 208         if (Checks)
 209             b &= ~attacks_bb<QUEEN>(pos.square<KING>(~Us));
 210
 211         while (b)
 212             *moveList++ = make_move(ksq, pop_lsb(b));
 213
 214         if ((Type == QUIETS || Type == NON_EVASIONS) && pos.can_castle(Us & ANY_CASTLING))
 215             for (CastlingRights cr : { Us & KING_SIDE, Us & QUEEN_SIDE } )
 216                 if (!pos.castling_impeded(cr) && pos.can_castle(cr))
 217                     *moveList++ = make<CASTLING>(ksq, pos.castling_rook_square(cr));
 218     }
 219
 220     return moveList;
 221   }
 222
 223 } // namespace
 224
 225
 226 /// <CAPTURES>     Generates all pseudo-legal captures plus queen promotions
 227 /// <QUIETS>       Generates all pseudo-legal non-captures and underpromotions
 228 /// <EVASIONS>     Generates all pseudo-legal check evasions when the side to move is in check
 229 /// <QUIET_CHECKS> Generates all pseudo-legal non-captures giving check, except castling and promotions
 230 /// <NON_EVASIONS> Generates all pseudo-legal captures and non-captures
 231 ///
 232 /// Returns a pointer to the end of the move list.
 233
 234 template<GenType Type>
 235 ExtMove* generate(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 236
 237   static_assert(Type != LEGAL, "Unsupported type in generate()");
 238   assert((Type == EVASIONS) == (bool)pos.checkers());
 239
 240   Color us = pos.side_to_move();
 241
 242   return us == WHITE ? generate_all<WHITE, Type>(pos, moveList)
 243                      : generate_all<BLACK, Type>(pos, moveList);
 244 }
 245
 246 // Explicit template instantiations
 247 template ExtMove* generate<CAPTURES>(const Position&, ExtMove*);
 248 template ExtMove* generate<QUIETS>(const Position&, ExtMove*);
 249 template ExtMove* generate<EVASIONS>(const Position&, ExtMove*);
 250 template ExtMove* generate<QUIET_CHECKS>(const Position&, ExtMove*);
 251 template ExtMove* generate<NON_EVASIONS>(const Position&, ExtMove*);
 252
 253
 254 /// generate<LEGAL> generates all the legal moves in the given position
 255
 256 template<>
 257 ExtMove* generate<LEGAL>(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 258
 259   Color us = pos.side_to_move();
 260   Bitboard pinned = pos.blockers_for_king(us) & pos.pieces(us);
 261   Square ksq = pos.square<KING>(us);
 262   ExtMove* cur = moveList;
 263
 264   moveList = pos.checkers() ? generate<EVASIONS    >(pos, moveList)
 265                             : generate<NON_EVASIONS>(pos, moveList);
 266   while (cur != moveList)
 267       if (  ((pinned && pinned & from_sq(*cur)) || from_sq(*cur) == ksq || type_of(*cur) == EN_PASSANT)
 268           && !pos.legal(*cur))
 269           *cur = (--moveList)->move;
 270       else
 271           ++cur;
 272
 273   return moveList;
 274 }
 275
 276 } // namespace Stockfish