Use pointers instead of array indices in MovePicker
[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) while (b) (*mlist++).move = make_move(from, pop_1st_bit(&b))
33
34 // Version used for pawns, where the 'from' square is given as a delta from the 'to' square
35 #define SERIALIZE_MOVES_D(b, d) while (b) { to = pop_1st_bit(&b); (*mlist++).move = make_move(to + (d), to); }
36
37 ////
38 //// Local definitions
39 ////
40
41 namespace {
42
43   enum CastlingSide {
44     KING_SIDE,
45     QUEEN_SIDE
46   };
47
48   enum MoveType {
49     CAPTURE,
50     NON_CAPTURE
51   };
52
53   // Functions
54   bool castling_is_check(const Position&, CastlingSide);
55
56   // Helper templates
57   template<CastlingSide Side>
58   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist);
59
60   template<Color Us>
61   MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions(const Position&, Bitboard, Bitboard, MoveStack*);
62
63   template<Color Us>
64   MoveStack* generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
65
66   template<Color Us, SquareDelta Diagonal>
67   MoveStack* generate_pawn_captures_diagonal(MoveStack* mlist, Bitboard pawns, Bitboard enemyPieces, bool promotion);
68
69   template<Color Us>
70   MoveStack* generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
71
72   template<Color Us>
73   MoveStack* generate_pawn_checks(const Position&, Bitboard, Square, MoveStack*);
74
75   template<Color Us, SquareDelta Direction>
76   inline Bitboard move_pawns(Bitboard p) {
77
78     if (Direction == DELTA_N)
79         return Us == WHITE ? p << 8 : p >> 8;
80     else if (Direction == DELTA_NE)
81         return Us == WHITE ? p << 9 : p >> 7;
82     else if (Direction == DELTA_NW)
83         return Us == WHITE ? p << 7 : p >> 9;
84     else
85         return p;
86   }
87
88   // Template generate_piece_checks() with specializations
89   template<PieceType>
90   MoveStack* generate_piece_checks(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard, Square);
91
92   template<>
93   inline MoveStack* generate_piece_checks<PAWN>(const Position& p, MoveStack* m, Color us, Bitboard dc, Square ksq) {
94
95     return (us == WHITE ? generate_pawn_checks<WHITE>(p, dc, ksq, m)
96                         : generate_pawn_checks<BLACK>(p, dc, ksq, m));
97   }
98
99   // Template generate_piece_moves() with specializations and overloads
100   template<PieceType>
101   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color us, Bitboard);
102
103   template<>
104   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard);
105
106   template<PieceType Piece, MoveType Type>
107   inline MoveStack* generate_piece_moves(const Position& p, MoveStack* m, Color us) {
108
109       assert(Piece == PAWN);
110
111       if (Type == CAPTURE)
112           return (us == WHITE ? generate_pawn_captures<WHITE>(p, m)
113                               : generate_pawn_captures<BLACK>(p, m));
114       else
115           return (us == WHITE ? generate_pawn_noncaptures<WHITE>(p, m)
116                               : generate_pawn_noncaptures<BLACK>(p, m));
117   }
118
119   template<PieceType>
120   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color us, Bitboard, Bitboard);
121
122   template<>
123   inline MoveStack* generate_piece_moves<PAWN>(const Position& p, MoveStack* m,
124                                                Color us, Bitboard t, Bitboard pnd) {
125
126     return (us == WHITE ? generate_pawn_blocking_evasions<WHITE>(p, pnd, t, m)
127                         : generate_pawn_blocking_evasions<BLACK>(p, pnd, t, m));
128   }
129 }
130
131
132 ////
133 //// Functions
134 ////
135
136
137 /// generate_captures generates() all pseudo-legal captures and queen
138 /// promotions. The return value is the number of moves generated.
139
140 MoveStack* generate_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
141
142   assert(pos.is_ok());
143   assert(!pos.is_check());
144
145   Color us = pos.side_to_move();
146   Bitboard target = pos.pieces_of_color(opposite_color(us));
147
148   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
149   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
150   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
151   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
152   mlist = generate_piece_moves<PAWN, CAPTURE>(pos, mlist, us);
153   return  generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
154 }
155
156
157 /// generate_noncaptures() generates all pseudo-legal non-captures and
158 /// underpromotions. The return value is the number of moves generated.
159
160 MoveStack* generate_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
161
162   assert(pos.is_ok());
163   assert(!pos.is_check());
164
165   Color us = pos.side_to_move();
166   Bitboard target = pos.empty_squares();
167
168   mlist = generate_piece_moves<PAWN, NON_CAPTURE>(pos, mlist, us);
169   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
170   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
171   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
172   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
173   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
174   mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
175   return  generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
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 MoveStack* 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
190   assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), KING));
191
192   // Pieces moves
193   mlist = generate_piece_checks<PAWN>(pos, mlist, us, dc, ksq);
194   mlist = generate_piece_checks<KNIGHT>(pos, mlist, us, dc, ksq);
195   mlist = generate_piece_checks<BISHOP>(pos, mlist, us, dc, ksq);
196   mlist = generate_piece_checks<ROOK>(pos, mlist, us, dc, ksq);
197   mlist = generate_piece_checks<QUEEN>(pos, mlist, us, dc, ksq);
198   mlist = generate_piece_checks<KING>(pos, mlist, us, dc, ksq);
199
200   // Castling moves that give check. Very rare but nice to have!
201   if (   pos.can_castle_queenside(us)
202       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_D)
203       && castling_is_check(pos, QUEEN_SIDE))
204       mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
205
206   if (   pos.can_castle_kingside(us)
207       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_F)
208       && castling_is_check(pos, KING_SIDE))
209       mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
210
211   return mlist;
212 }
213
214
215 /// generate_evasions() generates all check evasions when the side to move is
216 /// in check. Unlike the other move generation functions, this one generates
217 /// only legal moves. It returns the number of generated moves.
218
219 MoveStack* generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard pinned) {
220
221   assert(pos.is_ok());
222   assert(pos.is_check());
223
224   Square from, to;
225   Color us = pos.side_to_move();
226   Color them = opposite_color(us);
227   Square ksq = pos.king_square(us);
228
229   assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
230
231   // The bitboard of occupied pieces without our king
232   Bitboard b_noKing = pos.occupied_squares();
233   clear_bit(&b_noKing, ksq);
234
235   // Find squares attacked by slider checkers, we will
236   // remove them from king evasions set so to avoid a couple
237   // of cycles in the slow king evasions legality check loop
238   // and to be able to use square_is_attacked().
239   Bitboard checkers = pos.checkers();
240   Bitboard checkersAttacks = EmptyBoardBB;
241   Bitboard b = checkers & (pos.queens() | pos.bishops());
242   while (b)
243   {
244       from = pop_1st_bit(&b);
245       checkersAttacks |= bishop_attacks_bb(from, b_noKing);
246   }
247
248   b = checkers & (pos.queens() | pos.rooks());
249   while (b)
250   {
251       from = pop_1st_bit(&b);
252       checkersAttacks |= rook_attacks_bb(from, b_noKing);
253   }
254
255   // Generate evasions for king
256   Bitboard b1 = pos.piece_attacks<KING>(ksq) & ~pos.pieces_of_color(us) & ~checkersAttacks;
257   while (b1)
258   {
259       to = pop_1st_bit(&b1);
260       // Note that we can use square_is_attacked() only because we
261       // have already removed slider checkers.
262       if (!pos.square_is_attacked(to, them))
263           (*mlist++).move = make_move(ksq, to);
264   }
265
266   // Generate evasions for other pieces only if not double check. We use a
267   // simple bit twiddling hack here rather than calling count_1s in order to
268   // save some time (we know that pos.checkers() has at most two nonzero bits).
269   if (!(checkers & (checkers - 1))) // Only one bit set?
270   {
271       Square checksq = first_1(checkers);
272
273       assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
274
275       // Generate captures of the checking piece
276
277       // Pawn captures
278       b1 = pos.pawn_attacks(them, checksq) & pos.pawns(us) & ~pinned;
279       while (b1)
280       {
281           from = pop_1st_bit(&b1);
282           if (relative_rank(us, checksq) == RANK_8)
283           {
284               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, QUEEN);
285               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, ROOK);
286               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, BISHOP);
287               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, KNIGHT);
288           } else
289               (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
290       }
291
292       // Pieces captures
293       b1 = (  (pos.piece_attacks<KNIGHT>(checksq) & pos.knights(us))
294             | (pos.piece_attacks<BISHOP>(checksq) & pos.bishops_and_queens(us))
295             | (pos.piece_attacks<ROOK>(checksq)   & pos.rooks_and_queens(us)) ) & ~pinned;
296
297       while (b1)
298       {
299           from = pop_1st_bit(&b1);
300           (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
301       }
302
303       // Blocking check evasions are possible only if the checking piece is
304       // a slider.
305       if (checkers & pos.sliders())
306       {
307           Bitboard blockSquares = squares_between(checksq, ksq);
308
309           assert((pos.occupied_squares() & blockSquares) == EmptyBoardBB);
310
311           if (blockSquares != EmptyBoardBB)
312           {
313               mlist = generate_piece_moves<PAWN>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
314               mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
315               mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
316               mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
317               mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
318           }
319       }
320
321       // Finally, the special case of en passant captures. An en passant
322       // capture can only be a check evasion if the check is not a discovered
323       // check. If pos.ep_square() is set, the last move made must have been
324       // a double pawn push. If, furthermore, the checking piece is a pawn,
325       // an en passant check evasion may be possible.
326       if (pos.ep_square() != SQ_NONE && (checkers & pos.pawns(them)))
327       {
328           to = pos.ep_square();
329           b1 = pos.pawn_attacks(them, to) & pos.pawns(us);
330
331           // The checking pawn cannot be a discovered (bishop) check candidate
332           // otherwise we were in check also before last double push move.
333           assert(!bit_is_set(pos.discovered_check_candidates(them), checksq));
334           assert(count_1s(b1) == 1 || count_1s(b1) == 2);
335
336           b1 &= ~pinned;
337           while (b1)
338           {
339               from = pop_1st_bit(&b1);
340               // Move is always legal because checking pawn is not a discovered
341               // check candidate and our capturing pawn has been already tested
342               // against pinned pieces.
343               (*mlist++).move = make_ep_move(from, to);
344           }
345       }
346   }
347   return mlist;
348 }
349
350
351 /// generate_legal_moves() computes a complete list of legal moves in the
352 /// current position. This function is not very fast, and should be used
353 /// only in situations where performance is unimportant. It wouldn't be
354 /// very hard to write an efficient legal move generator, but for the moment
355 /// we don't need it.
356
357 MoveStack* generate_legal_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
358
359   assert(pos.is_ok());
360
361   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
362
363   if (pos.is_check())
364       return generate_evasions(pos, mlist, pinned);
365
366   // Generate pseudo-legal moves
367   MoveStack* last = generate_captures(pos, mlist);
368   last = generate_noncaptures(pos, last);
369
370   // Remove illegal moves from the list
371   for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
372       if (!pos.pl_move_is_legal(cur->move, pinned))
373       {
374           cur->move = (--last)->move;
375           cur--;
376       }
377   return last;
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   Square from = move_from(m);
396   Piece pc = pos.piece_on(from);
397
398   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
399   // move, the move is obviously not legal.
400   if (color_of_piece(pc) != us)
401       return false;
402
403   Color them = opposite_color(us);
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       // Move direction must be compatible with pawn color
500       int direction = to - from;
501       if ((us == WHITE) != (direction > 0))
502           return false;
503
504       // If the destination square is on the 8/1th rank, the move must
505       // be a promotion.
506       if (   (  (square_rank(to) == RANK_8 && us == WHITE)
507               ||(square_rank(to) == RANK_1 && us != WHITE))
508            && !move_is_promotion(m))
509           return false;
510
511       // Proceed according to the square delta between the source and
512       // destionation squares.
513       switch (direction)
514       {
515       case DELTA_NW:
516       case DELTA_NE:
517       case DELTA_SW:
518       case DELTA_SE:
519       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
520       // piece (en passant captures was handled earlier).
521           if (pos.color_of_piece_on(to) != them)
522               return false;
523           break;
524
525       case DELTA_N:
526       case DELTA_S:
527       // Pawn push. The destination square must be empty.
528           if (!pos.square_is_empty(to))
529               return false;
530           break;
531
532       case DELTA_NN:
533       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
534       // rank, and both the destination square and the square between the
535       // source and destination squares must be empty.
536       if (   square_rank(to) != RANK_4
537           || !pos.square_is_empty(to)
538           || !pos.square_is_empty(from + DELTA_N))
539           return false;
540           break;
541
542       case DELTA_SS:
543       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
544       // rank, and both the destination square and the square between the
545       // source and destination squares must be empty.
546           if (   square_rank(to) != RANK_5
547               || !pos.square_is_empty(to)
548               || !pos.square_is_empty(from + DELTA_S))
549               return false;
550           break;
551
552       default:
553           return false;
554       }
555       // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
556       return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
557   }
558
559   // Luckly we can handle all the other pieces in one go
560   return (   pos.piece_attacks_square(pos.piece_on(from), from, to)
561           && pos.pl_move_is_legal(m, pinned)
562           && !move_is_promotion(m));
563 }
564
565
566 /// Another version of move_is_legal(), which takes only a position and a move
567 /// as input. This function does not require that the side to move is not in
568 /// check. It is not optimized for speed, and is only used for verifying move
569 /// legality when building a PV from the transposition table.
570
571 bool move_is_legal(const Position& pos, const Move m) {
572
573   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
574   if (!pos.is_check())
575       return move_is_legal(pos, m, pinned);
576   else
577   {
578       Position p(pos);
579       MoveStack mlist[64];
580       MoveStack* last = generate_evasions(p, mlist, pinned);
581       for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
582           if (cur->move == m)
583               return true;
584
585       return false;
586   }
587 }
588
589
590 namespace {
591
592   template<PieceType Piece>
593   MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
594
595     Square from;
596     Bitboard b;
597
598     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
599     {
600         from = pos.piece_list(us, Piece, i);
601         b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
602         SERIALIZE_MOVES(b);
603     }
604     return mlist;
605   }
606
607   template<PieceType Piece>
608   MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist,
609                                   Color us, Bitboard target, Bitboard pinned) {
610     Square from;
611     Bitboard b;
612
613     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
614     {
615         from = pos.piece_list(us, Piece, i);
616         if (pinned && bit_is_set(pinned, from))
617             continue;
618
619         b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
620         SERIALIZE_MOVES(b);
621     }
622     return mlist;
623   }
624
625   template<>
626   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
627
628     Bitboard b;
629     Square from = pos.king_square(us);
630
631     b = pos.piece_attacks<KING>(from) & target;
632     SERIALIZE_MOVES(b);
633     return mlist;
634   }
635
636   template<Color Us, SquareDelta Diagonal>
637   MoveStack* generate_pawn_captures_diagonal(MoveStack* mlist, Bitboard pawns, Bitboard enemyPieces, bool promotion) {
638
639     // Calculate our parametrized parameters at compile time
640     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
641     const Bitboard TFileABB = (Diagonal == DELTA_NE ? FileABB : FileHBB);
642     const SquareDelta TDELTA_NE = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SE);
643     const SquareDelta TDELTA_NW = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SW);
644     const SquareDelta TTDELTA_NE = (Diagonal == DELTA_NE ? TDELTA_NE : TDELTA_NW);
645
646     Square to;
647
648     // Captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) diagonal or in the h1-a8 (h8-a1 for black)
649     Bitboard b1 = move_pawns<Us, Diagonal>(pawns) & ~TFileABB & enemyPieces;
650
651     // Capturing promotions
652     if (promotion)
653     {
654         Bitboard b2 = b1 & TRank8BB;
655         b1 &= ~TRank8BB;
656         while (b2)
657         {
658             to = pop_1st_bit(&b2);
659             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TTDELTA_NE, to, QUEEN);
660         }
661     }
662
663     // Capturing non-promotions
664     SERIALIZE_MOVES_D(b1, -TTDELTA_NE);
665     return mlist;
666   }
667
668   template<Color Us>
669   MoveStack* generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
670
671     // Calculate our parametrized parameters at compile time
672     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
673     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
674     const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB : Rank2BB);
675     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
676
677     Square to;
678     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
679     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(opposite_color(Us));
680     bool possiblePromotion = (pawns & TRank7BB);
681
682     // Standard captures and capturing promotions in both directions
683     mlist = generate_pawn_captures_diagonal<Us, DELTA_NE>(mlist, pawns, enemyPieces, possiblePromotion);
684     mlist = generate_pawn_captures_diagonal<Us, DELTA_NW>(mlist, pawns, enemyPieces, possiblePromotion);
685
686     // Non-capturing promotions
687     if (possiblePromotion)
688     {
689         Bitboard b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns) & pos.empty_squares() & TRank8BB;
690         while (b1)
691         {
692             to = pop_1st_bit(&b1);
693             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
694         }
695     }
696
697     // En passant captures
698     if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
699     {
700         assert(Us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
701         assert(Us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
702
703         Bitboard b1 = pawns & pos.pawn_attacks(Them, pos.ep_square());
704         assert(b1 != EmptyBoardBB);
705
706         while (b1)
707         {
708             to = pop_1st_bit(&b1);
709             (*mlist++).move = make_ep_move(to, pos.ep_square());
710         }
711     }
712     return mlist;
713   }
714
715   template<Color Us>
716   MoveStack* generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
717
718     // Calculate our parametrized parameters at compile time
719     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
720     const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB : Rank2BB);
721     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
722     const SquareDelta TDELTA_NE = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SE);
723     const SquareDelta TDELTA_NW = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SW);
724     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
725
726     Bitboard b1, b2;
727     Square to;
728     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
729     Bitboard emptySquares = pos.empty_squares();
730
731     if (pawns & TRank7BB) // There is some promotion candidate ?
732     {
733          Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(opposite_color(Us));
734
735         // Underpromotion captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
736         b1 = move_pawns<Us, DELTA_NE>(pawns) & ~FileABB & enemyPieces & TRank8BB;
737         while (b1)
738         {
739             to = pop_1st_bit(&b1);
740             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, ROOK);
741             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, BISHOP);
742             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, KNIGHT);
743         }
744
745         // Underpromotion captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
746         b1 = move_pawns<Us, DELTA_NW>(pawns) & ~FileHBB & enemyPieces & TRank8BB;
747         while (b1)
748         {
749             to = pop_1st_bit(&b1);
750             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, ROOK);
751             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, BISHOP);
752             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, KNIGHT);
753         }
754
755         // Underpromotion pawn pushes
756         b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns) & emptySquares & TRank8BB;
757         while (b1)
758         {
759             to = pop_1st_bit(&b1);
760             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
761             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
762             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
763         }
764     }
765
766     // Single pawn pushes
767     b2 = b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns) & emptySquares & ~TRank8BB;
768     SERIALIZE_MOVES_D(b2, -TDELTA_N);
769
770     // Double pawn pushes
771     b2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
772     SERIALIZE_MOVES_D(b2, -TDELTA_N -TDELTA_N);
773     return mlist;
774   }
775
776
777   template<Color Us>
778   MoveStack* generate_pawn_checks(const Position& pos, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* mlist)
779   {
780     // Calculate our parametrized parameters at compile time
781     const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
782     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
783     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
784     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
785     const SquareDelta TDELTA_S = (Us == WHITE ? DELTA_S : DELTA_N);
786
787     Square to;
788     Bitboard b1, b2, b3;
789     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
790
791     if (dc & pawns)
792     {
793          Bitboard empty = pos.empty_squares();
794
795         // Pawn moves which gives discovered check. This is possible only if the
796         // pawn is not on the same file as the enemy king, because we don't
797         // generate captures.
798         b1 = pawns & ~file_bb(ksq);
799
800         // Discovered checks, single pawn pushes, no promotions
801         b2 = b3 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1 & dc) & empty & ~TRank8BB;
802         SERIALIZE_MOVES_D(b3, -TDELTA_N);
803
804         // Discovered checks, double pawn pushes
805         b3 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b2 & TRank3BB) & empty;
806         SERIALIZE_MOVES_D(b3, -TDELTA_N -TDELTA_N);
807     }
808
809     // Direct checks. These are possible only for pawns on neighboring files
810     // and in the two ranks that, after the push, are in front of the enemy king.
811     b1 = pawns & neighboring_files_bb(ksq) & ~dc;
812
813     // We can get false positives if (ksq + x) is not in [0,63] range but
814     // is not a problem, they will be filtered out later.
815     b2 = b1 & (rank_bb(ksq + 2 * TDELTA_S) | rank_bb(ksq + 3 * TDELTA_S));
816     if (!b2)
817         return mlist;
818
819     // Direct checks, single pawn pushes
820     Bitboard empty = pos.empty_squares();
821     b2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1) & empty;
822     b3 = b2 & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
823     SERIALIZE_MOVES_D(b3, -TDELTA_N);
824
825     // Direct checks, double pawn pushes
826     b3 =  move_pawns<Us, DELTA_N>(b2 & TRank3BB) & empty & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
827     SERIALIZE_MOVES_D(b3, -TDELTA_N -TDELTA_N);
828     return mlist;
829   }
830
831   template<PieceType Piece>
832   MoveStack* generate_piece_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us,
833                                    Bitboard dc, Square ksq) {
834
835     Bitboard target = pos.pieces_of_color_and_type(us, Piece);
836
837     // Discovered checks
838     Bitboard b = target & dc;
839     while (b)
840     {
841         Square from = pop_1st_bit(&b);
842         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & pos.empty_squares();
843         if (Piece == KING)
844             bb &= ~QueenPseudoAttacks[ksq];
845
846         SERIALIZE_MOVES(bb);
847     }
848
849     // Direct checks
850     b = target & ~dc;
851     if (Piece != KING || b)
852     {
853         Bitboard checkSqs = pos.piece_attacks<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
854         if (!checkSqs)
855             return mlist;
856
857         while (b)
858         {
859             Square from = pop_1st_bit(&b);
860             if (   (Piece == QUEEN  && !(QueenPseudoAttacks[from]  & checkSqs))
861                 || (Piece == ROOK   && !(RookPseudoAttacks[from]   & checkSqs))
862                 || (Piece == BISHOP && !(BishopPseudoAttacks[from] & checkSqs)))
863                 continue;
864
865             Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & checkSqs;
866             SERIALIZE_MOVES(bb);
867         }
868     }
869     return mlist;
870   }
871
872   template<Color Us>
873   MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard pinned,
874                                              Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist) {
875
876     // Calculate our parametrized parameters at compile time
877     const Rank TRANK_8 = (Us == WHITE ? RANK_8 : RANK_1);
878     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
879     const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
880
881     Square to;
882
883     // Find non-pinned pawns and push them one square
884     Bitboard b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pos.pawns(Us) & ~pinned);
885
886     // We don't have to AND with empty squares here,
887     // because the blocking squares will always be empty.
888     Bitboard b2 = b1 & blockSquares;
889     while (b2)
890     {
891         to = pop_1st_bit(&b2);
892
893         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
894
895         if (square_rank(to) == TRANK_8)
896         {
897             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
898             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
899             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
900             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
901         } else
902             (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
903     }
904
905     // Double pawn pushes
906     b2 = b1 & pos.empty_squares() & TRank3BB;
907     b2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b2) & blockSquares;
908     while (b2)
909     {
910         to = pop_1st_bit(&b2);
911
912         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
913         assert(Us != WHITE || square_rank(to) == RANK_4);
914         assert(Us != BLACK || square_rank(to) == RANK_5);
915
916         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
917     }
918     return mlist;
919   }
920
921   template<CastlingSide Side>
922   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
923
924     Color us = pos.side_to_move();
925
926     if (  (Side == KING_SIDE && pos.can_castle_kingside(us))
927         ||(Side == QUEEN_SIDE && pos.can_castle_queenside(us)))
928     {
929         Color them = opposite_color(us);
930         Square ksq = pos.king_square(us);
931
932         assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
933
934         Square rsq = (Side == KING_SIDE ? pos.initial_kr_square(us) : pos.initial_qr_square(us));
935         Square s1 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
936         Square s2 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
937         Square s;
938         bool illegal = false;
939
940         assert(pos.piece_on(rsq) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
941
942         // It is a bit complicated to correctly handle Chess960
943         for (s = Min(ksq, s1); s <= Max(ksq, s1); s++)
944             if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
945                 || pos.square_is_attacked(s, them))
946                 illegal = true;
947
948         for (s = Min(rsq, s2); s <= Max(rsq, s2); s++)
949             if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
950                 illegal = true;
951
952         if (   Side == QUEEN_SIDE
953             && square_file(rsq) == FILE_B
954             && (   pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == piece_of_color_and_type(them, ROOK)
955                 || pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == piece_of_color_and_type(them, QUEEN)))
956             illegal = true;
957
958         if (!illegal)
959             (*mlist++).move = make_castle_move(ksq, rsq);
960     }
961     return mlist;
962   }
963
964   bool castling_is_check(const Position& pos, CastlingSide side) {
965
966     // After castling opponent king is attacked by the castled rook?
967     File rookFile = (side == QUEEN_SIDE ? FILE_D : FILE_F);
968     Color us = pos.side_to_move();
969     Square ksq = pos.king_square(us);
970     Bitboard occ = pos.occupied_squares();
971
972     clear_bit(&occ, ksq); // Remove our king from the board
973     Square rsq = make_square(rookFile, square_rank(ksq));
974     return bit_is_set(rook_attacks_bb(rsq, occ), pos.king_square(opposite_color(us)));
975   }
976 }