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