git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/movegen.cpp

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2014 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   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 #include <cassert>
  21
  22 #include "movegen.h"
  23 #include "position.h"
  24
  25 namespace {
  26
  27   template<CastlingRight Cr, bool Checks, bool Chess960>
  28   ExtMove* generate_castling(const Position& pos, ExtMove* mlist, Color us, const CheckInfo* ci) {
  29
  30     static const bool KingSide = (Cr == WHITE_OO || Cr == BLACK_OO);
  31
  32     if (pos.castling_impeded(Cr) || !pos.can_castle(Cr))
  33         return mlist;
  34
  35     // After castling, the rook and king final positions are the same in Chess960
  36     // as they would be in standard chess.
  37     Square kfrom = pos.king_square(us);
  38     Square rfrom = pos.castling_rook_square(Cr);
  39     Square kto = relative_square(us, KingSide ? SQ_G1 : SQ_C1);
  40     Bitboard enemies = pos.pieces(~us);
  41
  42     assert(!pos.checkers());
  43
  44     const Square K = Chess960 ? kto > kfrom ? DELTA_W : DELTA_E
  45                               : KingSide    ? DELTA_W : DELTA_E;
  46
  47     for (Square s = kto; s != kfrom; s += K)
  48         if (pos.attackers_to(s) & enemies)
  49             return mlist;
  50
  51     // Because we generate only legal castling moves we need to verify that
  52     // when moving the castling rook we do not discover some hidden checker.
  53     // For instance an enemy queen in SQ_A1 when castling rook is in SQ_B1.
  54     if (Chess960 && (attacks_bb<ROOK>(kto, pos.pieces() ^ rfrom) & pos.pieces(~us, ROOK, QUEEN)))
  55         return mlist;
  56
  57     Move m = make<CASTLING>(kfrom, rfrom);
  58
  59     if (Checks && !pos.gives_check(m, *ci))
  60         return mlist;
  61
  62     (mlist++)->move = m;
  63
  64     return mlist;
  65   }
  66
  67
  68   template<GenType Type, Square Delta>
  69   inline ExtMove* generate_promotions(ExtMove* mlist, Bitboard pawnsOn7,
  70                                       Bitboard target, const CheckInfo* ci) {
  71
  72     Bitboard b = shift_bb<Delta>(pawnsOn7) & target;
  73
  74     while (b)
  75     {
  76         Square to = pop_lsb(&b);
  77
  78         if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
  79             (mlist++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, QUEEN);
  80
  81         if (Type == QUIETS || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
  82         {
  83             (mlist++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, ROOK);
  84             (mlist++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, BISHOP);
  85             (mlist++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, KNIGHT);
  86         }
  87
  88         // Knight promotion is the only promotion that can give a direct check
  89         // that's not already included in the queen promotion.
  90         if (Type == QUIET_CHECKS && (StepAttacksBB[W_KNIGHT][to] & ci->ksq))
  91             (mlist++)->move = make<PROMOTION>(to - Delta, to, KNIGHT);
  92         else
  93             (void)ci; // Silence a warning under MSVC
  94     }
  95
  96     return mlist;
  97   }
  98
  99
 100   template<Color Us, GenType Type>
 101   ExtMove* generate_pawn_moves(const Position& pos, ExtMove* mlist,
 102                                Bitboard target, const CheckInfo* ci) {
 103
 104     // Compute our parametrized parameters at compile time, named according to
 105     // the point of view of white side.
 106     const Color    Them     = (Us == WHITE ? BLACK    : WHITE);
 107     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB  : Rank1BB);
 108     const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB  : Rank2BB);
 109     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB  : Rank6BB);
 110     const Square   Up       = (Us == WHITE ? DELTA_N  : DELTA_S);
 111     const Square   Right    = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SW);
 112     const Square   Left     = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SE);
 113
 114     Bitboard b1, b2, dc1, dc2, emptySquares;
 115
 116     Bitboard pawnsOn7    = pos.pieces(Us, PAWN) &  TRank7BB;
 117     Bitboard pawnsNotOn7 = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
 118
 119     Bitboard enemies = (Type == EVASIONS ? pos.pieces(Them) & target:
 120                         Type == CAPTURES ? target : pos.pieces(Them));
 121
 122     // Single and double pawn pushes, no promotions
 123     if (Type != CAPTURES)
 124     {
 125         emptySquares = (Type == QUIETS || Type == QUIET_CHECKS ? target : ~pos.pieces());
 126
 127         b1 = shift_bb<Up>(pawnsNotOn7)   & emptySquares;
 128         b2 = shift_bb<Up>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
 129
 130         if (Type == EVASIONS) // Consider only blocking squares
 131         {
 132             b1 &= target;
 133             b2 &= target;
 134         }
 135
 136         if (Type == QUIET_CHECKS)
 137         {
 138             b1 &= pos.attacks_from<PAWN>(ci->ksq, Them);
 139             b2 &= pos.attacks_from<PAWN>(ci->ksq, Them);
 140
 141             // Add pawn pushes which give discovered check. This is possible only
 142             // if the pawn is not on the same file as the enemy king, because we
 143             // don't generate captures. Note that a possible discovery check
 144             // promotion has been already generated amongst the captures.
 145             if (pawnsNotOn7 & ci->dcCandidates)
 146             {
 147                 dc1 = shift_bb<Up>(pawnsNotOn7 & ci->dcCandidates) & emptySquares & ~file_bb(ci->ksq);
 148                 dc2 = shift_bb<Up>(dc1 & TRank3BB) & emptySquares;
 149
 150                 b1 |= dc1;
 151                 b2 |= dc2;
 152             }
 153         }
 154
 155         while (b1)
 156         {
 157             Square to = pop_lsb(&b1);
 158             (mlist++)->move = make_move(to - Up, to);
 159         }
 160
 161         while (b2)
 162         {
 163             Square to = pop_lsb(&b2);
 164             (mlist++)->move = make_move(to - Up - Up, to);
 165         }
 166     }
 167
 168     // Promotions and underpromotions
 169     if (pawnsOn7 && (Type != EVASIONS || (target & TRank8BB)))
 170     {
 171         if (Type == CAPTURES)
 172             emptySquares = ~pos.pieces();
 173
 174         if (Type == EVASIONS)
 175             emptySquares &= target;
 176
 177         mlist = generate_promotions<Type, Right>(mlist, pawnsOn7, enemies, ci);
 178         mlist = generate_promotions<Type, Left >(mlist, pawnsOn7, enemies, ci);
 179         mlist = generate_promotions<Type, Up>(mlist, pawnsOn7, emptySquares, ci);
 180     }
 181
 182     // Standard and en-passant captures
 183     if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
 184     {
 185         b1 = shift_bb<Right>(pawnsNotOn7) & enemies;
 186         b2 = shift_bb<Left >(pawnsNotOn7) & enemies;
 187
 188         while (b1)
 189         {
 190             Square to = pop_lsb(&b1);
 191             (mlist++)->move = make_move(to - Right, to);
 192         }
 193
 194         while (b2)
 195         {
 196             Square to = pop_lsb(&b2);
 197             (mlist++)->move = make_move(to - Left, to);
 198         }
 199
 200         if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
 201         {
 202             assert(rank_of(pos.ep_square()) == relative_rank(Us, RANK_6));
 203
 204             // An en passant capture can be an evasion only if the checking piece
 205             // is the double pushed pawn and so is in the target. Otherwise this
 206             // is a discovery check and we are forced to do otherwise.
 207             if (Type == EVASIONS && !(target & (pos.ep_square() - Up)))
 208                 return mlist;
 209
 210             b1 = pawnsNotOn7 & pos.attacks_from<PAWN>(pos.ep_square(), Them);
 211
 212             assert(b1);
 213
 214             while (b1)
 215                 (mlist++)->move = make<ENPASSANT>(pop_lsb(&b1), pos.ep_square());
 216         }
 217     }
 218
 219     return mlist;
 220   }
 221
 222
 223   template<PieceType Pt, bool Checks> FORCE_INLINE
 224   ExtMove* generate_moves(const Position& pos, ExtMove* mlist, Color us,
 225                           Bitboard target, const CheckInfo* ci) {
 226
 227     assert(Pt != KING && Pt != PAWN);
 228
 229     const Square* pl = pos.list<Pt>(us);
 230
 231     for (Square from = *pl; from != SQ_NONE; from = *++pl)
 232     {
 233         if (Checks)
 234         {
 235             if (    (Pt == BISHOP || Pt == ROOK || Pt == QUEEN)
 236                 && !(PseudoAttacks[Pt][from] & target & ci->checkSq[Pt]))
 237                 continue;
 238
 239             if (unlikely(ci->dcCandidates) && (ci->dcCandidates & from))
 240                 continue;
 241         }
 242
 243         Bitboard b = pos.attacks_from<Pt>(from) & target;
 244
 245         if (Checks)
 246             b &= ci->checkSq[Pt];
 247
 248         while (b)
 249             (mlist++)->move = make_move(from, pop_lsb(&b));
 250     }
 251
 252     return mlist;
 253   }
 254
 255
 256   template<Color Us, GenType Type> FORCE_INLINE
 257   ExtMove* generate_all(const Position& pos, ExtMove* mlist, Bitboard target,
 258                         const CheckInfo* ci = NULL) {
 259
 260     const bool Checks = Type == QUIET_CHECKS;
 261
 262     mlist = generate_pawn_moves<Us, Type>(pos, mlist, target, ci);
 263     mlist = generate_moves<KNIGHT, Checks>(pos, mlist, Us, target, ci);
 264     mlist = generate_moves<BISHOP, Checks>(pos, mlist, Us, target, ci);
 265     mlist = generate_moves<  ROOK, Checks>(pos, mlist, Us, target, ci);
 266     mlist = generate_moves< QUEEN, Checks>(pos, mlist, Us, target, ci);
 267
 268     if (Type != QUIET_CHECKS && Type != EVASIONS)
 269     {
 270         Square ksq = pos.king_square(Us);
 271         Bitboard b = pos.attacks_from<KING>(ksq) & target;
 272         while (b)
 273             (mlist++)->move = make_move(ksq, pop_lsb(&b));
 274     }
 275
 276     if (Type != CAPTURES && Type != EVASIONS && pos.can_castle(Us))
 277     {
 278         if (pos.is_chess960())
 279         {
 280             mlist = generate_castling<MakeCastling<Us,  KING_SIDE>::right, Checks, true>(pos, mlist, Us, ci);
 281             mlist = generate_castling<MakeCastling<Us, QUEEN_SIDE>::right, Checks, true>(pos, mlist, Us, ci);
 282         }
 283         else
 284         {
 285             mlist = generate_castling<MakeCastling<Us,  KING_SIDE>::right, Checks, false>(pos, mlist, Us, ci);
 286             mlist = generate_castling<MakeCastling<Us, QUEEN_SIDE>::right, Checks, false>(pos, mlist, Us, ci);
 287         }
 288     }
 289
 290     return mlist;
 291   }
 292
 293
 294 } // namespace
 295
 296
 297 /// generate<CAPTURES> generates all pseudo-legal captures and queen
 298 /// promotions. Returns a pointer to the end of the move list.
 299 ///
 300 /// generate<QUIETS> generates all pseudo-legal non-captures and
 301 /// underpromotions. Returns a pointer to the end of the move list.
 302 ///
 303 /// generate<NON_EVASIONS> generates all pseudo-legal captures and
 304 /// non-captures. Returns a pointer to the end of the move list.
 305
 306 template<GenType Type>
 307 ExtMove* generate(const Position& pos, ExtMove* mlist) {
 308
 309   assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == NON_EVASIONS);
 310   assert(!pos.checkers());
 311
 312   Color us = pos.side_to_move();
 313
 314   Bitboard target = Type == CAPTURES     ?  pos.pieces(~us)
 315                   : Type == QUIETS       ? ~pos.pieces()
 316                   : Type == NON_EVASIONS ? ~pos.pieces(us) : 0;
 317
 318   return us == WHITE ? generate_all<WHITE, Type>(pos, mlist, target)
 319                      : generate_all<BLACK, Type>(pos, mlist, target);
 320 }
 321
 322 // Explicit template instantiations
 323 template ExtMove* generate<CAPTURES>(const Position&, ExtMove*);
 324 template ExtMove* generate<QUIETS>(const Position&, ExtMove*);
 325 template ExtMove* generate<NON_EVASIONS>(const Position&, ExtMove*);
 326
 327
 328 /// generate<QUIET_CHECKS> generates all pseudo-legal non-captures and knight
 329 /// underpromotions that give check. Returns a pointer to the end of the move list.
 330 template<>
 331 ExtMove* generate<QUIET_CHECKS>(const Position& pos, ExtMove* mlist) {
 332
 333   assert(!pos.checkers());
 334
 335   Color us = pos.side_to_move();
 336   CheckInfo ci(pos);
 337   Bitboard dc = ci.dcCandidates;
 338
 339   while (dc)
 340   {
 341      Square from = pop_lsb(&dc);
 342      PieceType pt = type_of(pos.piece_on(from));
 343
 344      if (pt == PAWN)
 345          continue; // Will be generated together with direct checks
 346
 347      Bitboard b = pos.attacks_from(Piece(pt), from) & ~pos.pieces();
 348
 349      if (pt == KING)
 350          b &= ~PseudoAttacks[QUEEN][ci.ksq];
 351
 352      while (b)
 353          (mlist++)->move = make_move(from, pop_lsb(&b));
 354   }
 355
 356   return us == WHITE ? generate_all<WHITE, QUIET_CHECKS>(pos, mlist, ~pos.pieces(), &ci)
 357                      : generate_all<BLACK, QUIET_CHECKS>(pos, mlist, ~pos.pieces(), &ci);
 358 }
 359
 360
 361 /// generate<EVASIONS> generates all pseudo-legal check evasions when the side
 362 /// to move is in check. Returns a pointer to the end of the move list.
 363 template<>
 364 ExtMove* generate<EVASIONS>(const Position& pos, ExtMove* mlist) {
 365
 366   assert(pos.checkers());
 367
 368   Color us = pos.side_to_move();
 369   Square ksq = pos.king_square(us);
 370   Bitboard sliderAttacks = 0;
 371   Bitboard sliders = pos.checkers() & ~pos.pieces(KNIGHT, PAWN);
 372
 373   // Find all the squares attacked by slider checkers. We will remove them from
 374   // the king evasions in order to skip known illegal moves, which avoids any
 375   // useless legality checks later on.
 376   while (sliders)
 377   {
 378       Square checksq = pop_lsb(&sliders);
 379       sliderAttacks |= LineBB[checksq][ksq] ^ checksq;
 380   }
 381
 382   // Generate evasions for king, capture and non capture moves
 383   Bitboard b = pos.attacks_from<KING>(ksq) & ~pos.pieces(us) & ~sliderAttacks;
 384   while (b)
 385       (mlist++)->move = make_move(ksq, pop_lsb(&b));
 386
 387   if (more_than_one(pos.checkers()))
 388       return mlist; // Double check, only a king move can save the day
 389
 390   // Generate blocking evasions or captures of the checking piece
 391   Square checksq = lsb(pos.checkers());
 392   Bitboard target = between_bb(checksq, ksq) | checksq;
 393
 394   return us == WHITE ? generate_all<WHITE, EVASIONS>(pos, mlist, target)
 395                      : generate_all<BLACK, EVASIONS>(pos, mlist, target);
 396 }
 397
 398
 399 /// generate<LEGAL> generates all the legal moves in the given position
 400
 401 template<>
 402 ExtMove* generate<LEGAL>(const Position& pos, ExtMove* mlist) {
 403
 404   ExtMove *end, *cur = mlist;
 405   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
 406   Square ksq = pos.king_square(pos.side_to_move());
 407
 408   end = pos.checkers() ? generate<EVASIONS>(pos, mlist)
 409                        : generate<NON_EVASIONS>(pos, mlist);
 410   while (cur != end)
 411       if (   (pinned || from_sq(cur->move) == ksq || type_of(cur->move) == ENPASSANT)
 412           && !pos.legal(cur->move, pinned))
 413           cur->move = (--end)->move;
 414       else
 415           ++cur;
 416
 417   return end;
 418 }