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