Add a bit more pop_1st_bit<HasBSF> conversions
[stockfish] / 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, bsf) while (b) (*mlist++).move = make_move(from, pop_1st_bit<bsf>(&b))
33
34 ////
35 //// Local definitions
36 ////
37
38 namespace {
39
40   enum CastlingSide {
41     KING_SIDE,
42     QUEEN_SIDE
43   };
44
45   enum MoveType {
46     CAPTURE,
47     NON_CAPTURE
48   };
49
50   // Functions
51   bool castling_is_check(const Position&, CastlingSide);
52
53   // Helper templates
54   template<CastlingSide Side>
55   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist);
56
57   template<Color Us>
58   MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions(const Position&, Bitboard, Bitboard, MoveStack*);
59
60   template<Color Us>
61   MoveStack* generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
62
63   template<Color Us, SquareDelta Diagonal>
64   MoveStack* generate_pawn_captures_diagonal(MoveStack* mlist, Bitboard pawns, Bitboard enemyPieces);
65
66   template<Color Us>
67   MoveStack* generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
68
69   template<Color Us>
70   MoveStack* generate_pawn_checks(const Position&, Bitboard, Square, MoveStack*);
71
72   template<Color Us, SquareDelta Direction>
73   inline Bitboard move_pawns(Bitboard p) {
74
75     if (Direction == DELTA_N)
76         return Us == WHITE ? p << 8 : p >> 8;
77     else if (Direction == DELTA_NE)
78         return Us == WHITE ? p << 9 : p >> 7;
79     else if (Direction == DELTA_NW)
80         return Us == WHITE ? p << 7 : p >> 9;
81     else
82         return p;
83   }
84
85   // Template generate_piece_checks() with specializations
86   template<PieceType, bool HasBSF>
87   MoveStack* generate_piece_checks(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard, Square);
88
89   template<>
90   inline MoveStack* generate_piece_checks<PAWN, false>(const Position& p, MoveStack* m, Color us, Bitboard dc, Square ksq) {
91
92     return (us == WHITE ? generate_pawn_checks<WHITE>(p, dc, ksq, m)
93                         : generate_pawn_checks<BLACK>(p, dc, ksq, m));
94   }
95
96   // Template generate_piece_moves() with specializations and overloads
97   template<PieceType, bool HasBSF>
98   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color us, Bitboard);
99
100   template<>
101   MoveStack* generate_piece_moves<KING, false>(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard);
102
103   template<PieceType Piece, MoveType Type>
104   inline MoveStack* generate_piece_moves(const Position& p, MoveStack* m, Color us) {
105
106       assert(Piece == PAWN);
107
108       if (Type == CAPTURE)
109           return (us == WHITE ? generate_pawn_captures<WHITE>(p, m)
110                               : generate_pawn_captures<BLACK>(p, m));
111       else
112           return (us == WHITE ? generate_pawn_noncaptures<WHITE>(p, m)
113                               : generate_pawn_noncaptures<BLACK>(p, m));
114   }
115
116   template<PieceType, bool HasBSF>
117   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color us, Bitboard, Bitboard);
118
119   template<>
120   inline MoveStack* generate_piece_moves<PAWN, false>(const Position& p, MoveStack* m,
121                                                       Color us, Bitboard t, Bitboard pnd) {
122
123     return (us == WHITE ? generate_pawn_blocking_evasions<WHITE>(p, pnd, t, m)
124                         : generate_pawn_blocking_evasions<BLACK>(p, pnd, t, m));
125   }
126 }
127
128
129 ////
130 //// Functions
131 ////
132
133
134 /// generate_captures generates() all pseudo-legal captures and queen
135 /// promotions.  The return value is the number of moves generated.
136 template<bool HasBSF>
137 int generate_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
138
139   assert(pos.is_ok());
140   assert(!pos.is_check());
141
142   Color us = pos.side_to_move();
143   Bitboard target = pos.pieces_of_color(opposite_color(us));
144   MoveStack* mlist_start = mlist;
145
146   mlist = generate_piece_moves<QUEEN,  HasBSF>(pos, mlist, us, target);
147   mlist = generate_piece_moves<ROOK,   HasBSF>(pos, mlist, us, target);
148   mlist = generate_piece_moves<BISHOP, HasBSF>(pos, mlist, us, target);
149   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT, HasBSF>(pos, mlist, us, target);
150   mlist = generate_piece_moves<PAWN, CAPTURE>(pos, mlist, us);
151   mlist = generate_piece_moves<KING, false>(pos, mlist, us, target);
152   return int(mlist - mlist_start);
153 }
154
155 int generate_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
156
157     return CpuHasPOPCNT ? generate_captures<true>(pos, mlist)
158                         : generate_captures<false>(pos, mlist);
159 }
160
161
162 /// generate_noncaptures() generates all pseudo-legal non-captures and
163 /// underpromotions. The return value is the number of moves generated.
164 template<bool HasBSF>
165 int generate_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
166
167   assert(pos.is_ok());
168   assert(!pos.is_check());
169
170   Color us = pos.side_to_move();
171   Bitboard target = pos.empty_squares();
172   MoveStack* mlist_start = mlist;
173
174   mlist = generate_piece_moves<PAWN, NON_CAPTURE>(pos, mlist, us);
175   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT, HasBSF>(pos, mlist, us, target);
176   mlist = generate_piece_moves<BISHOP, HasBSF>(pos, mlist, us, target);
177   mlist = generate_piece_moves<ROOK,   HasBSF>(pos, mlist, us, target);
178   mlist = generate_piece_moves<QUEEN,  HasBSF>(pos, mlist, us, target);
179   mlist = generate_piece_moves<KING,   false>(pos, mlist, us, target);
180   mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
181   mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
182   return int(mlist - mlist_start);
183 }
184
185 int generate_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
186
187     return CpuHasPOPCNT ? generate_noncaptures<true>(pos, mlist)
188                         : generate_noncaptures<false>(pos, mlist);
189 }
190
191
192 /// generate_non_capture_checks() generates all pseudo-legal non-capturing,
193 /// non-promoting checks. It returns the number of generated moves.
194 template<bool HasBSF>
195 int generate_non_capture_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard dc) {
196
197   assert(pos.is_ok());
198   assert(!pos.is_check());
199
200   Color us = pos.side_to_move();
201   Square ksq = pos.king_square(opposite_color(us));
202   MoveStack* mlist_start = mlist;
203
204   assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), KING));
205
206   // Pieces moves
207   mlist = generate_piece_checks<PAWN, false>(pos, mlist, us, dc, ksq);
208   mlist = generate_piece_checks<KNIGHT, HasBSF>(pos, mlist, us, dc, ksq);
209   mlist = generate_piece_checks<BISHOP, HasBSF>(pos, mlist, us, dc, ksq);
210   mlist = generate_piece_checks<ROOK,   HasBSF>(pos, mlist, us, dc, ksq);
211   mlist = generate_piece_checks<QUEEN,  HasBSF>(pos, mlist, us, dc, ksq);
212   mlist = generate_piece_checks<KING, false>(pos, mlist, us, dc, ksq);
213
214   // Castling moves that give check. Very rare but nice to have!
215   if (   pos.can_castle_queenside(us)
216       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_D)
217       && castling_is_check(pos, QUEEN_SIDE))
218       mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
219
220   if (   pos.can_castle_kingside(us)
221       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_F)
222       && castling_is_check(pos, KING_SIDE))
223       mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
224
225   return int(mlist - mlist_start);
226 }
227
228 int generate_non_capture_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard dc) {
229
230     return CpuHasPOPCNT ? generate_non_capture_checks<true>(pos, mlist, dc)
231                         : generate_non_capture_checks<false>(pos, mlist, dc);
232 }
233
234
235 /// generate_evasions() generates all check evasions when the side to move is
236 /// in check. Unlike the other move generation functions, this one generates
237 /// only legal moves. It returns the number of generated moves.
238 template<bool HasBSF>
239 int generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard pinned) {
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) == piece_of_color_and_type(us, KING));
251
252   // The bitboard of occupied pieces without our king
253   Bitboard b_noKing = pos.occupied_squares();
254   clear_bit(&b_noKing, 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   // and to be able to use square_is_attacked().
260   Bitboard checkers = pos.checkers();
261   Bitboard checkersAttacks = EmptyBoardBB;
262   Bitboard b = checkers & (pos.queens() | pos.bishops());
263   while (b)
264   {
265       from = pop_1st_bit<HasBSF>(&b);
266       checkersAttacks |= bishop_attacks_bb(from, b_noKing);
267   }
268
269   b = checkers & (pos.queens() | pos.rooks());
270   while (b)
271   {
272       from = pop_1st_bit<HasBSF>(&b);
273       checkersAttacks |= rook_attacks_bb(from, b_noKing);
274   }
275
276   // Generate evasions for king
277   Bitboard b1 = pos.piece_attacks<KING>(ksq) & ~pos.pieces_of_color(us) & ~checkersAttacks;
278   while (b1)
279   {
280       to = pop_1st_bit<HasBSF>(&b1);
281       // Note that we can use square_is_attacked() only because we
282       // have already removed slider checkers.
283       if (!pos.square_is_attacked(to, them))
284           (*mlist++).move = make_move(ksq, to);
285   }
286
287   // Generate evasions for other pieces only if not double check. We use a
288   // simple bit twiddling hack here rather than calling count_1s in order to
289   // save some time (we know that pos.checkers() has at most two nonzero bits).
290   if (!(checkers & (checkers - 1))) // Only one bit set?
291   {
292       Square checksq = first_1(checkers);
293
294       assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
295
296       // Generate captures of the checking piece
297
298       // Pawn captures
299       b1 = pos.pawn_attacks(them, checksq) & pos.pawns(us) & ~pinned;
300       while (b1)
301       {
302           from = pop_1st_bit<HasBSF>(&b1);
303           if (relative_rank(us, checksq) == RANK_8)
304           {
305               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, QUEEN);
306               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, ROOK);
307               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, BISHOP);
308               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, KNIGHT);
309           } else
310               (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
311       }
312
313       // Pieces captures
314       b1 = (  (pos.piece_attacks<KNIGHT>(checksq) & pos.knights(us))
315             | (pos.piece_attacks<BISHOP>(checksq) & pos.bishops_and_queens(us))
316             | (pos.piece_attacks<ROOK>(checksq)   & pos.rooks_and_queens(us)) ) & ~pinned;
317
318       while (b1)
319       {
320           from = pop_1st_bit<HasBSF>(&b1);
321           (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
322       }
323
324       // Blocking check evasions are possible only if the checking piece is
325       // a slider.
326       if (checkers & pos.sliders())
327       {
328           Bitboard blockSquares = squares_between(checksq, ksq);
329
330           assert((pos.occupied_squares() & blockSquares) == EmptyBoardBB);
331
332           if (blockSquares != EmptyBoardBB)
333           {
334               mlist = generate_piece_moves<PAWN, false>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
335               mlist = generate_piece_moves<KNIGHT, HasBSF>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
336               mlist = generate_piece_moves<BISHOP, HasBSF>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
337               mlist = generate_piece_moves<ROOK,   HasBSF>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
338               mlist = generate_piece_moves<QUEEN,  HasBSF>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
339           }
340       }
341
342       // Finally, the special case of en passant captures. An en passant
343       // capture can only be a check evasion if the check is not a discovered
344       // check. If pos.ep_square() is set, the last move made must have been
345       // a double pawn push. If, furthermore, the checking piece is a pawn,
346       // an en passant check evasion may be possible.
347       if (pos.ep_square() != SQ_NONE && (checkers & pos.pawns(them)))
348       {
349           to = pos.ep_square();
350           b1 = pos.pawn_attacks(them, to) & pos.pawns(us);
351
352           // The checking pawn cannot be a discovered (bishop) check candidate
353           // otherwise we were in check also before last double push move.
354           assert(!bit_is_set(pos.discovered_check_candidates(them), checksq));
355           assert(count_1s(b1) == 1 || count_1s(b1) == 2);
356
357           b1 &= ~pinned;
358           while (b1)
359           {
360               from = pop_1st_bit<HasBSF>(&b1);
361               // Move is always legal because checking pawn is not a discovered
362               // check candidate and our capturing pawn has been already tested
363               // against pinned pieces.
364               (*mlist++).move = make_ep_move(from, to);
365           }
366       }
367   }
368   return int(mlist - mlist_start);
369 }
370
371 int generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard pinned) {
372
373     return CpuHasPOPCNT ? generate_evasions<true>(pos, mlist, pinned)
374                         : generate_evasions<false>(pos, mlist, pinned);
375 }
376
377
378 /// generate_legal_moves() computes a complete list of legal moves in the
379 /// current position. This function is not very fast, and should be used
380 /// only in situations where performance is unimportant. It wouldn't be
381 /// very hard to write an efficient legal move generator, but for the moment
382 /// we don't need it.
383
384 int generate_legal_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
385
386   assert(pos.is_ok());
387
388   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
389
390   if (pos.is_check())
391       return generate_evasions(pos, mlist, pinned);
392
393   // Generate pseudo-legal moves
394   int n = generate_captures(pos, mlist);
395   n += generate_noncaptures(pos, mlist + n);
396
397   // Remove illegal moves from the list
398   for (int i = 0; i < n; i++)
399       if (!pos.pl_move_is_legal(mlist[i].move, pinned))
400           mlist[i--].move = mlist[--n].move;
401
402   return n;
403 }
404
405
406 /// move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
407 /// move and a pinned pieces bitboard as input, and tests whether
408 /// the move is legal.  If the move is legal, the move itself is
409 /// returned. If not, the function returns false.  This function must
410 /// only be used when the side to move is not in check.
411
412 bool move_is_legal(const Position& pos, const Move m, Bitboard pinned) {
413
414   assert(pos.is_ok());
415   assert(!pos.is_check());
416   assert(move_is_ok(m));
417   assert(pinned == pos.pinned_pieces(pos.side_to_move()));
418
419   Color us = pos.side_to_move();
420   Color them = opposite_color(us);
421   Square from = move_from(m);
422   Piece pc = pos.piece_on(from);
423
424   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
425   // move, the move is obviously not legal.
426   if (color_of_piece(pc) != us)
427       return false;
428
429   Square to = move_to(m);
430
431   // En passant moves
432   if (move_is_ep(m))
433   {
434       // The piece must be a pawn and destination square must be the
435       // en passant square.
436       if (   type_of_piece(pc) != PAWN
437           || to != pos.ep_square())
438           return false;
439
440       assert(pos.square_is_empty(to));
441       assert(pos.piece_on(to - pawn_push(us)) == piece_of_color_and_type(them, PAWN));
442
443       // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
444       return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
445   }
446
447   // Castling moves
448   if (move_is_short_castle(m))
449   {
450       // The piece must be a king and side to move must still have
451       // the right to castle kingside.
452       if (   type_of_piece(pc) != KING
453           ||!pos.can_castle_kingside(us))
454           return false;
455
456       assert(from == pos.king_square(us));
457       assert(to == pos.initial_kr_square(us));
458       assert(pos.piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
459
460       Square g1 = relative_square(us, SQ_G1);
461       Square f1 = relative_square(us, SQ_F1);
462       Square s;
463       bool illegal = false;
464
465       // Check if any of the squares between king and rook
466       // is occupied or under attack.
467       for (s = Min(from, g1); s <= Max(from, g1); s++)
468           if (  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
469               || pos.square_is_attacked(s, them))
470               illegal = true;
471
472       // Check if any of the squares between king and rook
473       // is occupied.
474       for (s = Min(to, f1); s <= Max(to, f1); s++)
475           if (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
476               illegal = true;
477
478       return !illegal;
479   }
480
481   if (move_is_long_castle(m))
482   {
483       // The piece must be a king and side to move must still have
484       // the right to castle kingside.
485       if (   type_of_piece(pc) != KING
486           ||!pos.can_castle_queenside(us))
487           return false;
488
489       assert(from == pos.king_square(us));
490       assert(to == pos.initial_qr_square(us));
491       assert(pos.piece_on(to) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
492
493       Square c1 = relative_square(us, SQ_C1);
494       Square d1 = relative_square(us, SQ_D1);
495       Square s;
496       bool illegal = false;
497
498       for (s = Min(from, c1); s <= Max(from, c1); s++)
499           if(  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
500              || pos.square_is_attacked(s, them))
501               illegal = true;
502
503       for (s = Min(to, d1); s <= Max(to, d1); s++)
504           if(s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
505               illegal = true;
506
507       if (   square_file(to) == FILE_B
508           && (   pos.piece_on(to + DELTA_W) == piece_of_color_and_type(them, ROOK)
509               || pos.piece_on(to + DELTA_W) == piece_of_color_and_type(them, QUEEN)))
510           illegal = true;
511
512       return !illegal;
513   }
514
515   // Normal moves
516
517   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
518   if (pos.color_of_piece_on(to) == us)
519       return false;
520
521   // Proceed according to the type of the moving piece.
522   if (type_of_piece(pc) == PAWN)
523   {
524       // Move direction must be compatible with pawn color
525       int direction = to - from;
526       if ((us == WHITE) != (direction > 0))
527           return false;
528
529       // If the destination square is on the 8/1th rank, the move must
530       // be a promotion.
531       if (   (  (square_rank(to) == RANK_8 && us == WHITE)
532               ||(square_rank(to) == RANK_1 && us != WHITE))
533            && !move_promotion(m))
534           return false;
535
536       // Proceed according to the square delta between the source and
537       // destionation squares.
538       switch (direction)
539       {
540       case DELTA_NW:
541       case DELTA_NE:
542       case DELTA_SW:
543       case DELTA_SE:
544       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
545       // piece (en passant captures was handled earlier).
546           if (pos.color_of_piece_on(to) != them)
547               return false;
548           break;
549
550       case DELTA_N:
551       case DELTA_S:
552       // Pawn push. The destination square must be empty.
553           if (!pos.square_is_empty(to))
554               return false;
555           break;
556
557       case DELTA_NN:
558       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
559       // rank, and both the destination square and the square between the
560       // source and destination squares must be empty.
561       if (   square_rank(to) != RANK_4
562           || !pos.square_is_empty(to)
563           || !pos.square_is_empty(from + DELTA_N))
564           return false;
565           break;
566
567       case DELTA_SS:
568       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
569       // rank, and both the destination square and the square between the
570       // source and destination squares must be empty.
571           if (   square_rank(to) != RANK_5
572               || !pos.square_is_empty(to)
573               || !pos.square_is_empty(from + DELTA_S))
574               return false;
575           break;
576
577       default:
578           return false;
579       }
580       // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
581       return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
582   }
583
584   // Luckly we can handle all the other pieces in one go
585   return (   pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(from), from, to)
586           && pos.pl_move_is_legal(m, pinned)
587           && !move_promotion(m));
588 }
589
590
591 namespace {
592
593   template<PieceType Piece, bool HasBSF>
594   MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
595
596     Square from;
597     Bitboard b;
598
599     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
600     {
601         from = pos.piece_list(us, Piece, i);
602         b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
603         SERIALIZE_MOVES(b, HasBSF);
604     }
605     return mlist;
606   }
607
608   template<PieceType Piece, bool HasBSF>
609   MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist,
610                                   Color us, Bitboard target, Bitboard pinned) {
611     Square from;
612     Bitboard b;
613
614     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
615     {
616         from = pos.piece_list(us, Piece, i);
617         if (pinned && bit_is_set(pinned, from))
618             continue;
619
620         b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
621         SERIALIZE_MOVES(b, HasBSF);
622     }
623     return mlist;
624   }
625
626   template<>
627   MoveStack* generate_piece_moves<KING, false>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
628
629     Bitboard b;
630     Square from = pos.king_square(us);
631
632     b = pos.piece_attacks<KING>(from) & target;
633     SERIALIZE_MOVES(b, false);
634     return mlist;
635   }
636
637   template<Color Us, SquareDelta Diagonal>
638   MoveStack* generate_pawn_captures_diagonal(MoveStack* mlist, Bitboard pawns, Bitboard enemyPieces) {
639
640     // Calculate our parametrized parameters at compile time
641     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
642     const Bitboard TFileABB = (Diagonal == DELTA_NE ? FileABB : FileHBB);
643     const SquareDelta TDELTA_NE = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SE);
644     const SquareDelta TDELTA_NW = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SW);
645     const SquareDelta TTDELTA_NE = (Diagonal == DELTA_NE ? TDELTA_NE : TDELTA_NW);
646
647     Square to;
648
649     // Captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) diagonal or in the h1-a8 (h8-a1 for black)
650     Bitboard b1 = move_pawns<Us, Diagonal>(pawns) & ~TFileABB & enemyPieces;
651
652     // Capturing promotions
653     Bitboard b2 = b1 & TRank8BB;
654     while (b2)
655     {
656         to = pop_1st_bit(&b2);
657         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TTDELTA_NE, to, QUEEN);
658     }
659
660     // Capturing non-promotions
661     b2 = b1 & ~TRank8BB;
662     while (b2)
663     {
664         to = pop_1st_bit(&b2);
665         (*mlist++).move = make_move(to - TTDELTA_NE, to);
666     }
667     return mlist;
668   }
669
670   template<Color Us>
671   MoveStack* generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
672
673     // Calculate our parametrized parameters at compile time
674     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
675     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
676     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
677
678     Square to;
679     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
680     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(opposite_color(Us));
681
682     // Standard captures and capturing promotions in both directions
683     mlist = generate_pawn_captures_diagonal<Us, DELTA_NE>(mlist, pawns, enemyPieces);
684     mlist = generate_pawn_captures_diagonal<Us, DELTA_NW>(mlist, pawns, enemyPieces);
685
686     // Non-capturing promotions
687     Bitboard b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns) & pos.empty_squares() & TRank8BB;
688     while (b1)
689     {
690         to = pop_1st_bit(&b1);
691         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
692     }
693
694     // En passant captures
695     if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
696     {
697         assert(Us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
698         assert(Us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
699
700         b1 = pawns & pos.pawn_attacks(Them, pos.ep_square());
701         assert(b1 != EmptyBoardBB);
702
703         while (b1)
704         {
705             to = pop_1st_bit(&b1);
706             (*mlist++).move = make_ep_move(to, pos.ep_square());
707         }
708     }
709     return mlist;
710   }
711
712   template<Color Us>
713   MoveStack* generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
714
715     // Calculate our parametrized parameters at compile time
716     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
717     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
718     const SquareDelta TDELTA_NE = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SE);
719     const SquareDelta TDELTA_NW = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SW);
720     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
721
722     Bitboard b1, b2;
723     Square to;
724     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
725     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(opposite_color(Us));
726     Bitboard emptySquares = pos.empty_squares();
727
728     // Underpromotion captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
729     b1 = move_pawns<Us, DELTA_NE>(pawns) & ~FileABB & enemyPieces & TRank8BB;
730     while (b1)
731     {
732         to = pop_1st_bit(&b1);
733         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, ROOK);
734         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, BISHOP);
735         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, KNIGHT);
736     }
737
738     // Underpromotion captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
739     b1 = move_pawns<Us, DELTA_NW>(pawns) & ~FileHBB & enemyPieces & TRank8BB;
740     while (b1)
741     {
742         to = pop_1st_bit(&b1);
743         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, ROOK);
744         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, BISHOP);
745         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, KNIGHT);
746     }
747
748     // Single pawn pushes
749     b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns) & emptySquares;
750     b2 = b1 & TRank8BB;
751     while (b2)
752     {
753         to = pop_1st_bit(&b2);
754         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
755         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
756         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
757     }
758     b2 = b1 & ~TRank8BB;
759     while (b2)
760     {
761         to = pop_1st_bit(&b2);
762         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
763     }
764
765     // Double pawn pushes
766     b2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
767     while (b2)
768     {
769         to = pop_1st_bit(&b2);
770         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
771     }
772     return mlist;
773   }
774
775
776   template<Color Us>
777   MoveStack* generate_pawn_checks(const Position& pos, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* mlist)
778   {
779     // Calculate our parametrized parameters at compile time
780     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
781     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
782     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
783     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
784     const SquareDelta TDELTA_S = (Us == WHITE ? DELTA_S : DELTA_N);
785
786     Bitboard b1, b2, b3;
787     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
788
789     if (dc & pawns)
790     {
791          Bitboard empty = pos.empty_squares();
792
793         // Pawn moves which gives discovered check. This is possible only if the
794         // pawn is not on the same file as the enemy king, because we don't
795         // generate captures.
796         b1 = pawns & ~file_bb(ksq);
797
798         // Discovered checks, single pawn pushes, no promotions
799         b2 = b3 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1 & dc) & empty & ~TRank8BB;
800         while (b3)
801         {
802             Square to = pop_1st_bit(&b3);
803             (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
804         }
805
806         // Discovered checks, double pawn pushes
807         b3 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b2 & TRank3BB) & empty;
808         while (b3)
809         {
810             Square to = pop_1st_bit(&b3);
811             (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
812         }
813     }
814
815     // Direct checks. These are possible only for pawns on neighboring files
816     // and in the two ranks that, after the push, are in front of the enemy king.
817     b1 = pawns & neighboring_files_bb(ksq) & ~dc;
818     b2 = rank_bb(ksq + 2 * TDELTA_S) | rank_bb(ksq + 3 * TDELTA_S);
819     b1 &= b2;
820     if (!b1)
821         return mlist;
822
823     // Direct checks, single pawn pushes
824     Bitboard empty = pos.empty_squares();
825     b2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1) & empty;
826     b3 = b2 & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
827     while (b3)
828     {
829         Square to = pop_1st_bit(&b3);
830         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
831     }
832
833     // Direct checks, double pawn pushes
834     b3 =  move_pawns<Us, DELTA_N>(b2 & TRank3BB) & empty & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
835     while (b3)
836     {
837         Square to = pop_1st_bit(&b3);
838         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
839     }
840     return mlist;
841   }
842
843   template<PieceType Piece, bool HasBSF>
844   MoveStack* generate_piece_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us,
845                                    Bitboard dc, Square ksq) {
846
847     Bitboard target = pos.pieces_of_color_and_type(us, Piece);
848
849     // Discovered checks
850     Bitboard b = target & dc;
851     while (b)
852     {
853         Square from = pop_1st_bit<HasBSF>(&b);
854         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & pos.empty_squares();
855         if (Piece == KING)
856             bb &= ~QueenPseudoAttacks[ksq];
857
858         SERIALIZE_MOVES(bb, HasBSF);
859     }
860
861     // Direct checks
862     b = target & ~dc;
863     if (Piece != KING || b)
864     {
865         Bitboard checkSqs = pos.piece_attacks<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
866         if (!checkSqs)
867             return mlist;
868
869         while (b)
870         {
871             Square from = pop_1st_bit<HasBSF>(&b);
872             if (   (Piece == QUEEN  && !(QueenPseudoAttacks[from]  & checkSqs))
873                 || (Piece == ROOK   && !(RookPseudoAttacks[from]   & checkSqs))
874                 || (Piece == BISHOP && !(BishopPseudoAttacks[from] & checkSqs)))
875                 continue;
876
877             Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & checkSqs;
878             SERIALIZE_MOVES(bb, HasBSF);
879         }
880     }
881     return mlist;
882   }
883
884   template<Color Us>
885   MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard pinned,
886                                              Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist) {
887
888     // Calculate our parametrized parameters at compile time
889     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
890     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
891     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
892
893     Square to;
894
895     // Find non-pinned pawns and push them one square
896     Bitboard b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pos.pawns(Us) & ~pinned);
897
898     // We don't have to AND with empty squares here,
899     // because the blocking squares will always be empty.
900     Bitboard b2 = b1 & blockSquares;
901     while (b2)
902     {
903         to = pop_1st_bit(&b2);
904
905         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
906
907         if (square_rank(to) == TRank8BB)
908         {
909             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
910             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
911             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
912             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
913         } else
914             (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
915     }
916
917     // Double pawn pushes
918     b2 = b1 & pos.empty_squares() & TRank3BB;
919     b2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b2) & blockSquares;
920     while (b2)
921     {
922         to = pop_1st_bit(&b2);
923
924         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
925         assert(Us != WHITE || square_rank(to) == RANK_4);
926         assert(Us != BLACK || square_rank(to) == RANK_5);
927
928         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
929     }
930     return mlist;
931   }
932
933   template<CastlingSide Side>
934   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
935
936     Color us = pos.side_to_move();
937
938     if (  (Side == KING_SIDE && pos.can_castle_kingside(us))
939         ||(Side == QUEEN_SIDE && pos.can_castle_queenside(us)))
940     {
941         Color them = opposite_color(us);
942         Square ksq = pos.king_square(us);
943
944         assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
945
946         Square rsq = (Side == KING_SIDE ? pos.initial_kr_square(us) : pos.initial_qr_square(us));
947         Square s1 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
948         Square s2 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
949         Square s;
950         bool illegal = false;
951
952         assert(pos.piece_on(rsq) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
953
954         // It is a bit complicated to correctly handle Chess960
955         for (s = Min(ksq, s1); s <= Max(ksq, s1); s++)
956             if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
957                 || pos.square_is_attacked(s, them))
958                 illegal = true;
959
960         for (s = Min(rsq, s2); s <= Max(rsq, s2); s++)
961             if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
962                 illegal = true;
963
964         if (   Side == QUEEN_SIDE
965             && square_file(rsq) == FILE_B
966             && (   pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == piece_of_color_and_type(them, ROOK)
967                 || pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == piece_of_color_and_type(them, QUEEN)))
968             illegal = true;
969
970         if (!illegal)
971             (*mlist++).move = make_castle_move(ksq, rsq);
972     }
973     return mlist;
974   }
975
976   bool castling_is_check(const Position& pos, CastlingSide side) {
977
978     // After castling opponent king is attacked by the castled rook?
979     File rookFile = (side == QUEEN_SIDE ? FILE_D : FILE_F);
980     Color us = pos.side_to_move();
981     Square ksq = pos.king_square(us);
982     Bitboard occ = pos.occupied_squares();
983
984     clear_bit(&occ, ksq); // Remove our king from the board
985     Square rsq = make_square(rookFile, square_rank(ksq));
986     return bit_is_set(rook_attacks_bb(rsq, occ), pos.king_square(opposite_color(us)));
987   }
988 }