caec09aa4f4b31b6121e15bbfe7691a98fe1a23c
[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) 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   // Function
39   MoveStack* generate_castle_moves(const Position&, MoveStack*);
40
41   // Template generate_pawn_captures() with specializations
42   template<Color, Color, Bitboard, SquareDelta, SquareDelta, SquareDelta>
43   MoveStack* do_generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
44
45   template<Color>
46   inline MoveStack* generate_pawn_captures(const Position& p, MoveStack* m) {
47       return do_generate_pawn_captures<WHITE, BLACK, Rank8BB, DELTA_NE, DELTA_NW, DELTA_N>(p, m);
48   }
49   template<>
50   inline MoveStack* generate_pawn_captures<BLACK>(const Position& p, MoveStack* m) {
51       return do_generate_pawn_captures<BLACK, WHITE, Rank1BB, DELTA_SE, DELTA_SW, DELTA_S>(p, m);
52   }
53
54   // Template generate_pawn_noncaptures() with specializations
55   template<Color, Color, Bitboard, Bitboard, SquareDelta, SquareDelta, SquareDelta>
56   MoveStack* do_generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
57
58   template<Color>
59   inline MoveStack* generate_pawn_noncaptures(const Position& p, MoveStack* m) {
60       return do_generate_pawn_noncaptures<WHITE, BLACK, Rank8BB, Rank3BB, DELTA_NE, DELTA_NW, DELTA_N>(p, m);
61   }
62   template<>
63   inline MoveStack* generate_pawn_noncaptures<BLACK>(const Position& p, MoveStack* m) {
64       return do_generate_pawn_noncaptures<BLACK, WHITE, Rank1BB, Rank6BB, DELTA_SE, DELTA_SW, DELTA_S>(p, m);
65   }
66
67   // Template generate_pawn_blocking_evasions() with specializations
68   template<Color Us, Rank, Bitboard, SquareDelta>
69   MoveStack* do_generate_pawn_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard not_pinned,
70                                                 Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist);
71   template<Color>
72   inline MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions(const Position& p, Bitboard np, Bitboard bs, MoveStack* m) {
73       return do_generate_pawn_blocking_evasions<WHITE, RANK_8, Rank3BB, DELTA_N>(p, np, bs, m);
74   }
75   template<>
76   inline MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions<BLACK>(const Position& p, Bitboard np, Bitboard bs, MoveStack* m) {
77       return do_generate_pawn_blocking_evasions<BLACK, RANK_1, Rank6BB, DELTA_S>(p, np, bs, m);
78   }
79
80   // Template generate_pawn_checks() with specializations
81   template<Color, Color, Bitboard, Bitboard, SquareDelta>
82   MoveStack* do_generate_pawn_checks(const Position&, Bitboard, Square, MoveStack*);
83
84   template<Color>
85   inline MoveStack* generate_pawn_checks(const Position& p, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* m) {
86       return do_generate_pawn_checks<WHITE, BLACK, Rank8BB, Rank3BB, DELTA_N>(p, dc, ksq, m);
87   }
88   template<>
89   inline MoveStack* generate_pawn_checks<BLACK>(const Position& p, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* m) {
90       return do_generate_pawn_checks<BLACK, WHITE, Rank1BB, Rank6BB, DELTA_S>(p, dc, ksq, m);
91   }
92
93   // non-pawn templates
94   template<PieceType>
95   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color us, Bitboard);
96   template<>
97   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target);
98
99   template<PieceType>
100   MoveStack* generate_piece_checks(const Position&, Bitboard, Bitboard, Square, MoveStack*);
101   MoveStack* generate_piece_checks_king(const Position&, Square, Bitboard, Square, MoveStack*);
102
103   template<PieceType>
104   MoveStack* generate_piece_blocking_evasions(const Position&, Bitboard, Bitboard, MoveStack*);
105 }
106
107
108 ////
109 //// Functions
110 ////
111
112
113 /// generate_captures generates() all pseudo-legal captures and queen
114 /// promotions.  The return value is the number of moves generated.
115
116 int generate_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
117
118   assert(pos.is_ok());
119   assert(!pos.is_check());
120
121   Color us = pos.side_to_move();
122   Bitboard target = pos.pieces_of_color(opposite_color(us));
123   MoveStack* mlist_start = mlist;
124
125   if (us == WHITE)
126       mlist = generate_pawn_captures<WHITE>(pos, mlist);
127   else
128       mlist = generate_pawn_captures<BLACK>(pos, mlist);
129
130   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
131   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
132   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
133   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
134   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
135   return int(mlist - mlist_start);
136 }
137
138
139 /// generate_noncaptures() generates all pseudo-legal non-captures and
140 /// underpromotions.  The return value is the number of moves generated.
141
142 int generate_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
143
144   assert(pos.is_ok());
145   assert(!pos.is_check());
146
147   Color us = pos.side_to_move();
148   Bitboard target = pos.empty_squares();
149   MoveStack* mlist_start = mlist;
150
151   if (us == WHITE)
152       mlist = generate_pawn_noncaptures<WHITE>(pos, mlist);
153   else
154       mlist = generate_pawn_noncaptures<BLACK>(pos, mlist);
155
156   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
157   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
158   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
159   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
160   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
161   mlist = generate_castle_moves(pos, mlist);
162   return int(mlist - mlist_start);
163 }
164
165
166 /// generate_checks() generates all pseudo-legal non-capturing, non-promoting
167 /// checks, except castling moves (will add this later).  It returns the
168 /// number of generated moves.
169
170 int generate_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard dc) {
171
172   assert(pos.is_ok());
173   assert(!pos.is_check());
174
175   Color us = pos.side_to_move();
176   Square ksq = pos.king_square(opposite_color(us));
177   MoveStack* mlist_start = mlist;
178
179   assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(opposite_color(us)));
180
181   dc = pos.discovered_check_candidates(us);
182
183   // Pawn moves
184   if (us == WHITE)
185      mlist = generate_pawn_checks<WHITE>(pos, dc, ksq, mlist);
186   else
187      mlist = generate_pawn_checks<BLACK>(pos, dc, ksq, mlist);
188
189   // Pieces moves
190   Bitboard b = pos.knights(us);
191   if (b)
192       mlist = generate_piece_checks<KNIGHT>(pos, b, dc, ksq, mlist);
193
194   b = pos.bishops(us);
195   if (b)
196       mlist = generate_piece_checks<BISHOP>(pos, b, dc, ksq, mlist);
197
198   b = pos.rooks(us);
199   if (b)
200       mlist = generate_piece_checks<ROOK>(pos, b, dc, ksq, mlist);
201
202   b = pos.queens(us);
203   if (b)
204       mlist = generate_piece_checks<QUEEN>(pos, b, dc, ksq, mlist);
205
206   // Hopefully we always have a king ;-)
207   mlist = generate_piece_checks_king(pos, pos.king_square(us), dc, ksq, mlist);
208
209   // TODO: Castling moves!
210
211   return int(mlist - mlist_start);
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.  This
218 /// function is very ugly, and needs cleaning up some time later.  FIXME
219
220 int generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
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) == king_of_color(us));
232
233   // Generate evasions for king
234   Bitboard b1 = pos.piece_attacks<KING>(ksq) & ~pos.pieces_of_color(us);
235   Bitboard b2 = pos.occupied_squares();
236   clear_bit(&b2, ksq);
237
238   while (b1)
239   {
240     to = pop_1st_bit(&b1);
241
242     // Make sure 'to' is not attacked by the other side. This is a bit ugly,
243     // because we can't use Position::square_is_attacked. Instead we use
244     // the low-level bishop_attacks_bb and rook_attacks_bb with the bitboard
245     // b2 (the occupied squares with the king removed) in order to test whether
246     // the king will remain in check on the destination square.
247     if (!(   (pos.piece_attacks<KNIGHT>(to) & pos.knights(them))
248           || (pos.pawn_attacks(us, to)      & pos.pawns(them))
249           || (bishop_attacks_bb(to, b2)     & pos.bishops_and_queens(them))
250           || (rook_attacks_bb(to, b2)       & pos.rooks_and_queens(them))
251           || (pos.piece_attacks<KING>(to)   & pos.kings(them))))
252
253         (*mlist++).move = make_move(ksq, to);
254   }
255
256   // Generate evasions for other pieces only if not double check. We use a
257   // simple bit twiddling hack here rather than calling count_1s in order to
258   // save some time (we know that pos.checkers() has at most two nonzero bits).
259   Bitboard checkers = pos.checkers();
260
261   if (!(checkers & (checkers - 1))) // Only one bit set?
262   {
263       Square checksq = first_1(checkers);
264
265       assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
266
267       // Find pinned pieces
268       Bitboard not_pinned = ~pos.pinned_pieces(us);
269
270       // Generate captures of the checking piece
271
272       // Pawn captures
273       b1 = pos.pawn_attacks(them, checksq) & pos.pawns(us) & not_pinned;
274       while (b1)
275       {
276           from = pop_1st_bit(&b1);
277           if (relative_rank(us, checksq) == RANK_8)
278           {
279               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, QUEEN);
280               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, ROOK);
281               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, BISHOP);
282               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, KNIGHT);
283           } else
284               (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
285       }
286
287       // Pieces captures
288       b1 = (  (pos.piece_attacks<KNIGHT>(checksq) & pos.knights(us))
289             | (pos.piece_attacks<BISHOP>(checksq) & pos.bishops_and_queens(us))
290             | (pos.piece_attacks<ROOK>(checksq)   & pos.rooks_and_queens(us)) ) & not_pinned;
291
292       while (b1)
293       {
294           from = pop_1st_bit(&b1);
295           (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
296       }
297
298       // Blocking check evasions are possible only if the checking piece is
299       // a slider
300       if (checkers & pos.sliders())
301       {
302           Bitboard blockSquares = squares_between(checksq, ksq);
303
304           assert((pos.occupied_squares() & blockSquares) == EmptyBoardBB);
305
306           // Pawn moves. Because a blocking evasion can never be a capture, we
307           // only generate pawn pushes.
308           if (us == WHITE)
309               generate_pawn_blocking_evasions<WHITE>(pos, not_pinned, blockSquares, mlist);
310           else
311               generate_pawn_blocking_evasions<BLACK>(pos, not_pinned, blockSquares, mlist);
312
313           // Pieces moves
314           b1 = pos.knights(us) & not_pinned;
315           if (b1)
316               generate_piece_blocking_evasions<KNIGHT>(pos, b1, blockSquares, mlist);
317
318           b1 = pos.bishops(us) & not_pinned;
319           if (b1)
320               generate_piece_blocking_evasions<BISHOP>(pos, b1, blockSquares, mlist);
321
322           b1 = pos.rooks(us) & not_pinned;
323           if (b1)
324               generate_piece_blocking_evasions<ROOK>(pos, b1, blockSquares, mlist);
325
326           b1 = pos.queens(us) & not_pinned;
327           if (b1)
328               generate_piece_blocking_evasions<QUEEN>(pos, b1, blockSquares, mlist);
329     }
330
331     // Finally, the ugly special case of en passant captures. An en passant
332     // capture can only be a check evasion if the check is not a discovered
333     // check. If pos.ep_square() is set, the last move made must have been
334     // a double pawn push. If, furthermore, the checking piece is a pawn,
335     // an en passant check evasion may be possible.
336     if (pos.ep_square() != SQ_NONE && (checkers & pos.pawns(them)))
337     {
338         to = pos.ep_square();
339         b1 = pos.pawn_attacks(them, to) & pos.pawns(us);
340
341         assert(b1 != EmptyBoardBB);
342
343         b1 &= not_pinned;
344         while (b1)
345         {
346             from = pop_1st_bit(&b1);
347
348             // Before generating the move, we have to make sure it is legal.
349             // This is somewhat tricky, because the two disappearing pawns may
350             // cause new "discovered checks".  We test this by removing the
351             // two relevant bits from the occupied squares bitboard, and using
352             // the low-level bitboard functions for bishop and rook attacks.
353             b2 = pos.occupied_squares();
354             clear_bit(&b2, from);
355             clear_bit(&b2, checksq);
356             if (!(  (bishop_attacks_bb(ksq, b2) & pos.bishops_and_queens(them))
357                   ||(rook_attacks_bb(ksq, b2)   & pos.rooks_and_queens(them))))
358
359                  (*mlist++).move = make_ep_move(from, to);
360         }
361     }
362   }
363   return int(mlist - mlist_start);
364 }
365
366
367 /// generate_legal_moves() computes a complete list of legal moves in the
368 /// current position.  This function is not very fast, and should be used
369 /// only in situations where performance is unimportant.  It wouldn't be
370 /// very hard to write an efficient legal move generator, but for the moment
371 /// we don't need it.
372
373 int generate_legal_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
374
375   assert(pos.is_ok());
376
377   if (pos.is_check())
378       return generate_evasions(pos, mlist);
379
380   // Generate pseudo-legal moves
381   int n = generate_captures(pos, mlist);
382   n += generate_noncaptures(pos, mlist + n);
383
384   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
385
386   // Remove illegal moves from the list
387   for (int i = 0; i < n; i++)
388       if (!pos.move_is_legal(mlist[i].move, pinned))
389           mlist[i--].move = mlist[--n].move;
390
391   return n;
392 }
393
394
395 /// generate_move_if_legal() takes a position and a (not necessarily
396 /// pseudo-legal) move and a pinned pieces bitboard as input, and tests
397 /// whether the move is legal.  If the move is legal, the move itself is
398 /// returned.  If not, the function returns MOVE_NONE.  This function must
399 /// only be used when the side to move is not in check.
400
401 Move generate_move_if_legal(const Position& pos, Move m, Bitboard pinned) {
402
403   assert(pos.is_ok());
404   assert(!pos.is_check());
405   assert(move_is_ok(m));
406
407   Color us = pos.side_to_move();
408   Color them = opposite_color(us);
409   Square from = move_from(m);
410   Piece pc = pos.piece_on(from);
411
412   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
413   // move, the move is obviously not legal.
414   if (color_of_piece(pc) != us)
415       return MOVE_NONE;
416
417   Square to = move_to(m);
418
419   // En passant moves
420   if (move_is_ep(m))
421   {
422       // The piece must be a pawn and destination square must be the
423       // en passant square.
424       if (   type_of_piece(pc) != PAWN
425           || to != pos.ep_square())
426           return MOVE_NONE;
427
428       assert(pos.square_is_empty(to));
429       assert(pos.piece_on(to - pawn_push(us)) == pawn_of_color(them));
430
431       // The move is pseudo-legal.  If it is legal, return it.
432       return (pos.move_is_legal(m, pinned) ? m : MOVE_NONE);
433   }
434
435   // Castling moves
436   if (move_is_short_castle(m))
437   {
438       // The piece must be a king and side to move must still have
439       // the right to castle kingside.
440       if (   type_of_piece(pc) != KING
441           ||!pos.can_castle_kingside(us))
442           return MOVE_NONE;
443
444       assert(from == pos.king_square(us));
445       assert(to == pos.initial_kr_square(us));
446       assert(pos.piece_on(to) == rook_of_color(us));
447
448       Square g1 = relative_square(us, SQ_G1);
449       Square f1 = relative_square(us, SQ_F1);
450       Square s;
451       bool illegal = false;
452
453       // Check if any of the squares between king and rook
454       // is occupied or under attack.
455       for (s = Min(from, g1); s <= Max(from, g1); s++)
456           if (  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
457               || pos.square_is_attacked(s, them))
458               illegal = true;
459
460       // Check if any of the squares between king and rook
461       // is occupied.
462       for (s = Min(to, f1); s <= Max(to, f1); s++)
463           if (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
464               illegal = true;
465
466       return (!illegal ? m : MOVE_NONE);
467   }
468
469   if (move_is_long_castle(m))
470   {
471       // The piece must be a king and side to move must still have
472       // the right to castle kingside.
473       if (   type_of_piece(pc) != KING
474           ||!pos.can_castle_queenside(us))
475           return MOVE_NONE;
476
477       assert(from == pos.king_square(us));
478       assert(to == pos.initial_qr_square(us));
479       assert(pos.piece_on(to) == rook_of_color(us));
480
481       Square c1 = relative_square(us, SQ_C1);
482       Square d1 = relative_square(us, SQ_D1);
483       Square s;
484       bool illegal = false;
485
486       for (s = Min(from, c1); s <= Max(from, c1); s++)
487           if(  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
488              || pos.square_is_attacked(s, them))
489               illegal = true;
490
491       for (s = Min(to, d1); s <= Max(to, d1); s++)
492           if(s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
493               illegal = true;
494
495       if (   square_file(to) == FILE_B
496           && (   pos.piece_on(to + DELTA_W) == rook_of_color(them)
497               || pos.piece_on(to + DELTA_W) == queen_of_color(them)))
498           illegal = true;
499
500       return (!illegal ? m : MOVE_NONE);
501   }
502
503   // Normal moves
504
505   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
506   if (pos.color_of_piece_on(to) == us)
507       return MOVE_NONE;
508
509   // Proceed according to the type of the moving piece.
510   if (type_of_piece(pc) == PAWN)
511   {
512       // If the destination square is on the 8/1th rank, the move must
513       // be a promotion.
514       if (   (  (square_rank(to) == RANK_8 && us == WHITE)
515               ||(square_rank(to) == RANK_1 && us != WHITE))
516            && !move_promotion(m))
517           return MOVE_NONE;
518
519       // Proceed according to the square delta between the source and
520       // destionation squares.
521       switch (to - from)
522       {
523       case DELTA_NW:
524       case DELTA_NE:
525       case DELTA_SW:
526       case DELTA_SE:
527       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
528       // piece (en passant captures was handled earlier).
529           if (pos.color_of_piece_on(to) != them)
530               return MOVE_NONE;
531           break;
532
533       case DELTA_N:
534       case DELTA_S:
535       // Pawn push. The destination square must be empty.
536           if (!pos.square_is_empty(to))
537               return MOVE_NONE;
538           break;
539
540       case DELTA_NN:
541       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
542       // rank, and both the destination square and the square between the
543       // source and destination squares must be empty.
544       if (   square_rank(to) != RANK_4
545           || !pos.square_is_empty(to)
546           || !pos.square_is_empty(from + DELTA_N))
547           return MOVE_NONE;
548           break;
549
550       case DELTA_SS:
551       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
552       // rank, and both the destination square and the square between the
553       // source and destination squares must be empty.
554           if (   square_rank(to) != RANK_5
555               || !pos.square_is_empty(to)
556               || !pos.square_is_empty(from + DELTA_S))
557               return MOVE_NONE;
558           break;
559
560       default:
561           return MOVE_NONE;
562       }
563       // The move is pseudo-legal.  Return it if it is legal.
564       return (pos.move_is_legal(m, pinned) ? m : MOVE_NONE);
565   }
566
567   // Luckly we can handle all the other pieces in one go
568   return (   pos.piece_attacks_square(from, to)
569           && pos.move_is_legal(m, pinned)
570           && !move_promotion(m) ? m : MOVE_NONE);
571 }
572
573
574 namespace {
575
576   template<PieceType Piece>
577   MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
578
579     Square from;
580     Bitboard b;
581
582     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
583     {
584         from = pos.piece_list(us, Piece, i);
585         b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
586         SERIALIZE_MOVES(b);
587     }
588     return mlist;
589   }
590
591   template<>
592   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
593
594     Bitboard b;
595     Square from = pos.king_square(us);
596
597     b = pos.piece_attacks<KING>(from) & target;
598     SERIALIZE_MOVES(b);
599     return mlist;
600   }
601
602   template<PieceType Piece>
603   MoveStack* generate_piece_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard b,
604                                               Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist) {
605     while (b)
606     {
607         Square from = pop_1st_bit(&b);
608         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & blockSquares;
609         SERIALIZE_MOVES(bb);
610     }
611     return mlist;
612   }
613
614
615   template<Color Us, Color Them, Bitboard TRank8BB, SquareDelta TDELTA_NE,
616            SquareDelta TDELTA_NW, SquareDelta TDELTA_N
617           >
618   MoveStack* do_generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {    
619
620     Square to;
621     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
622     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(Them);
623
624     // Captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
625     Bitboard b1 = (Us == WHITE ? pawns << 9 : pawns >> 7) & ~FileABB & enemyPieces;
626
627     // Capturing promotions
628     Bitboard b2 = b1 & TRank8BB;
629     while (b2)
630     {
631         to = pop_1st_bit(&b2);
632         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, QUEEN);
633     }
634
635     // Capturing non-promotions
636     b2 = b1 & ~TRank8BB;
637     while (b2)
638     {
639         to = pop_1st_bit(&b2);
640         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_NE, to);
641     }
642
643     // Captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
644     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 7 : pawns >> 9) & ~FileHBB & enemyPieces;
645
646     // Capturing promotions
647     b2 = b1 & TRank8BB;
648     while (b2)
649     {
650         to = pop_1st_bit(&b2);
651         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, QUEEN);
652     }
653
654     // Capturing non-promotions
655     b2 = b1 & ~TRank8BB;
656     while (b2)
657     {
658         to = pop_1st_bit(&b2);
659         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_NW, to);
660     }
661
662     // Non-capturing promotions
663     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 8 : pawns >> 8) & pos.empty_squares() & TRank8BB;
664     while (b1)
665     {
666         to = pop_1st_bit(&b1);
667         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
668     }
669
670     // En passant captures
671     if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
672     {
673         assert(Us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
674         assert(Us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
675
676         b1 = pawns & pos.pawn_attacks(Them, pos.ep_square());
677         assert(b1 != EmptyBoardBB);
678
679         while (b1)
680         {
681             to = pop_1st_bit(&b1);
682             (*mlist++).move = make_ep_move(to, pos.ep_square());
683         }
684     }
685     return mlist;
686   }
687
688   template<Color Us, Color Them, Bitboard TRank8BB, Bitboard TRank3BB,
689            SquareDelta TDELTA_NE, SquareDelta TDELTA_NW, SquareDelta TDELTA_N
690           >
691   MoveStack* do_generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {   
692
693     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
694     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(Them);
695     Bitboard emptySquares = pos.empty_squares();
696     Bitboard b1, b2;
697     Square to;
698
699     // Underpromotion captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
700     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 9 : pawns >> 7) & ~FileABB & enemyPieces & TRank8BB;
701     while (b1)
702     {
703         to = pop_1st_bit(&b1);
704         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, ROOK);
705         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, BISHOP);
706         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, KNIGHT);
707     }
708
709     // Underpromotion captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
710     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 7 : pawns >> 9) & ~FileHBB & enemyPieces & TRank8BB;
711     while (b1)
712     {
713         to = pop_1st_bit(&b1);
714         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, ROOK);
715         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, BISHOP);
716         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, KNIGHT);
717     }
718
719     // Single pawn pushes
720     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 8 : pawns >> 8) & emptySquares;
721     b2 = b1 & TRank8BB;
722     while (b2)
723     {
724       to = pop_1st_bit(&b2);
725       (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
726       (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
727       (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
728     }
729     b2 = b1 & ~TRank8BB;
730     while (b2)
731     {
732         to = pop_1st_bit(&b2);
733         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
734     }
735
736     // Double pawn pushes
737     b2 = (Us == WHITE ? (b1 & TRank3BB) << 8 : (b1 & TRank3BB) >> 8) & emptySquares;
738     while (b2)
739     {
740       to = pop_1st_bit(&b2);
741       (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
742     }
743     return mlist;
744   }
745
746
747   template<Color Us, Color Them, Bitboard TRank8BB, Bitboard TRank3BB, SquareDelta TDELTA_N>
748   MoveStack* do_generate_pawn_checks(const Position& pos, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* mlist)
749   {
750     // Pawn moves which give discovered check. This is possible only if the
751     // pawn is not on the same file as the enemy king, because we don't
752     // generate captures.
753     Bitboard empty = pos.empty_squares();
754
755     // Find all friendly pawns not on the enemy king's file
756     Bitboard b1 = pos.pawns(Us) & ~file_bb(ksq), b2, b3;
757
758     // Discovered checks, single pawn pushes
759     b2 = b3 = (Us == WHITE ? (b1 & dc) << 8 : (b1 & dc) >> 8) & ~TRank8BB & empty;
760     while (b3)
761     {
762         Square to = pop_1st_bit(&b3);
763         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
764     }
765
766     // Discovered checks, double pawn pushes
767     b3 = (Us == WHITE ? (b2 & TRank3BB) << 8 : (b2 & TRank3BB) >> 8) & empty;
768     while (b3)
769     {
770         Square to = pop_1st_bit(&b3);
771         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
772     }
773
774     // Direct checks. These are possible only for pawns on neighboring files
775     // of the enemy king
776
777     b1 &= (~dc & neighboring_files_bb(ksq)); // FIXME why ~dc ??
778
779     // Direct checks, single pawn pushes
780     b2 = (Us == WHITE ? b1 << 8 : b1 >> 8) & empty;
781     b3 = b2 & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
782     while (b3)
783     {
784         Square to = pop_1st_bit(&b3);
785         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
786     }
787
788     // Direct checks, double pawn pushes
789     b3 =  (Us == WHITE ? (b2 & TRank3BB) << 8 : (b2 & TRank3BB) >> 8)
790         & empty
791         & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
792
793     while (b3)
794     {
795         Square to = pop_1st_bit(&b3);
796         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
797     }
798     return mlist;
799   }
800
801   template<PieceType Piece>
802   MoveStack* generate_piece_checks(const Position& pos, Bitboard target, Bitboard dc,
803                                    Square ksq, MoveStack* mlist) {
804     // Discovered checks
805     Bitboard b = target & dc;
806     while (b)
807     {
808         Square from = pop_1st_bit(&b);
809         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & pos.empty_squares();
810         SERIALIZE_MOVES(bb);
811     }
812     // Direct checks
813     b = target & ~dc;
814     Bitboard checkSqs = pos.piece_attacks<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
815     while (b)
816     {
817         Square from = pop_1st_bit(&b);
818         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & checkSqs;
819         SERIALIZE_MOVES(bb);
820     }
821     return mlist;
822   }
823
824   MoveStack* generate_piece_checks_king(const Position& pos, Square from, Bitboard dc,
825                                         Square ksq, MoveStack* mlist) {
826     if (bit_is_set(dc, from))
827     {
828         Bitboard b =   pos.piece_attacks<KING>(from)
829                      & pos.empty_squares()
830                      & ~QueenPseudoAttacks[ksq];
831         SERIALIZE_MOVES(b);
832     }
833     return mlist;
834   }
835
836
837   template<Color Us, Rank TRANK_8, Bitboard TRank3BB, SquareDelta TDELTA_N>
838   MoveStack* do_generate_pawn_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard not_pinned,
839                                                 Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist) {
840     Square to;
841
842     // Find non-pinned pawns
843     Bitboard b1 = pos.pawns(Us) & not_pinned;
844
845     // Single pawn pushes. We don't have to AND with empty squares here,
846     // because the blocking squares will always be empty.
847     Bitboard b2 = (Us == WHITE ? b1 << 8 : b1 >> 8) & blockSquares;
848     while (b2)
849     {
850         to = pop_1st_bit(&b2);
851
852         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
853
854         if (square_rank(to) == TRANK_8)
855         {
856             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
857             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
858             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
859             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
860         } else
861             (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
862     }
863
864     // Double pawn pushes
865     b2 = (Us == WHITE ? b1 << 8 : b1 >> 8) & pos.empty_squares() & TRank3BB;
866     b2 = (Us == WHITE ? b2 << 8 : b2 >> 8) & blockSquares;;
867     while (b2)
868     {
869         to = pop_1st_bit(&b2);
870
871         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
872         assert(Us != WHITE || square_rank(to) == RANK_4);
873         assert(Us != BLACK || square_rank(to) == RANK_5);
874
875         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
876     }
877     return mlist;
878   }
879
880
881   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
882
883     Color us = pos.side_to_move();
884
885     if (pos.can_castle(us))
886     {
887         Color them = opposite_color(us);
888         Square ksq = pos.king_square(us);
889
890         assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(us));
891
892         if (pos.can_castle_kingside(us))
893         {
894             Square rsq = pos.initial_kr_square(us);
895             Square g1 = relative_square(us, SQ_G1);
896             Square f1 = relative_square(us, SQ_F1);
897             Square s;
898             bool illegal = false;
899
900             assert(pos.piece_on(rsq) == rook_of_color(us));
901
902             for (s = Min(ksq, g1); s <= Max(ksq, g1); s++)
903                 if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
904                     || pos.square_is_attacked(s, them))
905                     illegal = true;
906
907             for (s = Min(rsq, f1); s <= Max(rsq, f1); s++)
908                 if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
909                     illegal = true;
910
911             if (!illegal)
912                 (*mlist++).move = make_castle_move(ksq, rsq);
913       }
914
915       if (pos.can_castle_queenside(us))
916       {
917           Square rsq = pos.initial_qr_square(us);
918           Square c1 = relative_square(us, SQ_C1);
919           Square d1 = relative_square(us, SQ_D1);
920           Square s;
921           bool illegal = false;
922
923           assert(pos.piece_on(rsq) == rook_of_color(us));
924
925           for (s = Min(ksq, c1); s <= Max(ksq, c1); s++)
926               if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
927                   || pos.square_is_attacked(s, them))
928                   illegal = true;
929
930           for (s = Min(rsq, d1); s <= Max(rsq, d1); s++)
931               if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
932                   illegal = true;
933
934         if (   square_file(rsq) == FILE_B
935             && (   pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == rook_of_color(them)
936                 || pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == queen_of_color(them)))
937             illegal = true;
938
939         if (!illegal)
940             (*mlist++).move = make_castle_move(ksq, rsq);
941       }
942     }
943     return mlist;
944   }
945
946 }