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