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) 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 = 1,
  40     QUEEN_SIDE = 2
  41   };
  42
  43   // Functions
  44   MoveStack* generate_castle_moves(const Position&, MoveStack*, unsigned = (KING_SIDE | QUEEN_SIDE));
  45   bool castling_is_check(const Position& pos, CastlingSide side);
  46
  47   // Template generate_pawn_captures() with specializations
  48   template<Color, Color, Bitboard, SquareDelta, SquareDelta, SquareDelta>
  49   MoveStack* do_generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
  50
  51   template<Color>
  52   inline MoveStack* generate_pawn_captures(const Position& p, MoveStack* m) {
  53       return do_generate_pawn_captures<WHITE, BLACK, Rank8BB, DELTA_NE, DELTA_NW, DELTA_N>(p, m);
  54   }
  55   template<>
  56   inline MoveStack* generate_pawn_captures<BLACK>(const Position& p, MoveStack* m) {
  57       return do_generate_pawn_captures<BLACK, WHITE, Rank1BB, DELTA_SE, DELTA_SW, DELTA_S>(p, m);
  58   }
  59
  60   // Template generate_pawn_noncaptures() with specializations
  61   template<Color, Color, Bitboard, Bitboard, SquareDelta, SquareDelta, SquareDelta>
  62   MoveStack* do_generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist);
  63
  64   template<Color>
  65   inline MoveStack* generate_pawn_noncaptures(const Position& p, MoveStack* m) {
  66       return do_generate_pawn_noncaptures<WHITE, BLACK, Rank8BB, Rank3BB, DELTA_NE, DELTA_NW, DELTA_N>(p, m);
  67   }
  68   template<>
  69   inline MoveStack* generate_pawn_noncaptures<BLACK>(const Position& p, MoveStack* m) {
  70       return do_generate_pawn_noncaptures<BLACK, WHITE, Rank1BB, Rank6BB, DELTA_SE, DELTA_SW, DELTA_S>(p, m);
  71   }
  72
  73   // Template generate_pawn_blocking_evasions() with specializations
  74   template<Color Us, Rank, Bitboard, SquareDelta>
  75   MoveStack* do_generate_pawn_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard not_pinned,
  76                                                 Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist);
  77   template<Color>
  78   inline MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions(const Position& p, Bitboard np, Bitboard bs, MoveStack* m) {
  79       return do_generate_pawn_blocking_evasions<WHITE, RANK_8, Rank3BB, DELTA_N>(p, np, bs, m);
  80   }
  81   template<>
  82   inline MoveStack* generate_pawn_blocking_evasions<BLACK>(const Position& p, Bitboard np, Bitboard bs, MoveStack* m) {
  83       return do_generate_pawn_blocking_evasions<BLACK, RANK_1, Rank6BB, DELTA_S>(p, np, bs, m);
  84   }
  85
  86   // Template generate_pawn_checks() with specializations
  87   template<Color, Color, Bitboard, Bitboard, SquareDelta>
  88   MoveStack* do_generate_pawn_checks(const Position&, Bitboard, Square, MoveStack*);
  89
  90   template<Color>
  91   inline MoveStack* generate_pawn_checks(const Position& p, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* m) {
  92       return do_generate_pawn_checks<WHITE, BLACK, Rank8BB, Rank3BB, DELTA_N>(p, dc, ksq, m);
  93   }
  94   template<>
  95   inline MoveStack* generate_pawn_checks<BLACK>(const Position& p, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* m) {
  96       return do_generate_pawn_checks<BLACK, WHITE, Rank1BB, Rank6BB, DELTA_S>(p, dc, ksq, m);
  97   }
  98
  99   // non-pawn templates
 100   template<PieceType>
 101   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color us, Bitboard);
 102   template<>
 103   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target);
 104
 105   template<PieceType>
 106   MoveStack* generate_piece_checks(const Position&, Bitboard, Bitboard, Square, MoveStack*);
 107   MoveStack* generate_piece_checks_king(const Position&, Square, Bitboard, Square, MoveStack*);
 108
 109   template<PieceType>
 110   MoveStack* generate_piece_blocking_evasions(const Position&, Bitboard, Bitboard, MoveStack*);
 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
 136   if (us == WHITE)
 137       mlist = generate_pawn_captures<WHITE>(pos, mlist);
 138   else
 139       mlist = generate_pawn_captures<BLACK>(pos, mlist);
 140
 141   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
 142   return int(mlist - mlist_start);
 143 }
 144
 145
 146 /// generate_noncaptures() generates all pseudo-legal non-captures and
 147 /// underpromotions.  The return value is the number of moves generated.
 148
 149 int generate_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 150
 151   assert(pos.is_ok());
 152   assert(!pos.is_check());
 153
 154   Color us = pos.side_to_move();
 155   Bitboard target = pos.empty_squares();
 156   MoveStack* mlist_start = mlist;
 157
 158   if (us == WHITE)
 159       mlist = generate_pawn_noncaptures<WHITE>(pos, mlist);
 160   else
 161       mlist = generate_pawn_noncaptures<BLACK>(pos, mlist);
 162
 163   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
 164   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
 165   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
 166   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
 167   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
 168   mlist = generate_castle_moves(pos, mlist);
 169   return int(mlist - mlist_start);
 170 }
 171
 172
 173 /// generate_checks() generates all pseudo-legal non-capturing, non-promoting
 174 /// checks. It returns the number of generated moves.
 175
 176 int generate_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard dc) {
 177
 178   assert(pos.is_ok());
 179   assert(!pos.is_check());
 180
 181   Color us = pos.side_to_move();
 182   Square ksq = pos.king_square(opposite_color(us));
 183   MoveStack* mlist_start = mlist;
 184
 185   assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(opposite_color(us)));
 186
 187   dc = pos.discovered_check_candidates(us);
 188
 189   // Pawn moves
 190   if (us == WHITE)
 191      mlist = generate_pawn_checks<WHITE>(pos, dc, ksq, mlist);
 192   else
 193      mlist = generate_pawn_checks<BLACK>(pos, dc, ksq, mlist);
 194
 195   // Pieces moves
 196   Bitboard b = pos.knights(us);
 197   if (b)
 198       mlist = generate_piece_checks<KNIGHT>(pos, b, dc, ksq, mlist);
 199
 200   b = pos.bishops(us);
 201   if (b)
 202       mlist = generate_piece_checks<BISHOP>(pos, b, dc, ksq, mlist);
 203
 204   b = pos.rooks(us);
 205   if (b)
 206       mlist = generate_piece_checks<ROOK>(pos, b, dc, ksq, mlist);
 207
 208   b = pos.queens(us);
 209   if (b)
 210       mlist = generate_piece_checks<QUEEN>(pos, b, dc, ksq, mlist);
 211
 212   // Hopefully we always have a king ;-)
 213   mlist = generate_piece_checks_king(pos, pos.king_square(us), dc, ksq, mlist);
 214
 215   // Castling moves that give check. Very rare but nice to have!
 216   if (   pos.can_castle_queenside(us)
 217       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_D)
 218       && castling_is_check(pos, QUEEN_SIDE))
 219       mlist = generate_castle_moves(pos, mlist, QUEEN_SIDE);
 220
 221   if (   pos.can_castle_kingside(us)
 222       && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_F)
 223       && castling_is_check(pos, KING_SIDE))
 224       mlist = generate_castle_moves(pos, mlist, KING_SIDE);
 225
 226   return int(mlist - mlist_start);
 227 }
 228
 229
 230 /// generate_evasions() generates all check evasions when the side to move is
 231 /// in check.  Unlike the other move generation functions, this one generates
 232 /// only legal moves.  It returns the number of generated moves.  This
 233 /// function is very ugly, and needs cleaning up some time later.  FIXME
 234
 235 int generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 236
 237   assert(pos.is_ok());
 238   assert(pos.is_check());
 239
 240   Square from, to;
 241   Color us = pos.side_to_move();
 242   Color them = opposite_color(us);
 243   Square ksq = pos.king_square(us);
 244   MoveStack* mlist_start = mlist;
 245
 246   assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(us));
 247
 248   // Generate evasions for king
 249   Bitboard b1 = pos.piece_attacks<KING>(ksq) & ~pos.pieces_of_color(us);
 250   Bitboard b2 = pos.occupied_squares();
 251   clear_bit(&b2, ksq);
 252
 253   while (b1)
 254   {
 255     to = pop_1st_bit(&b1);
 256
 257     // Make sure 'to' is not attacked by the other side. This is a bit ugly,
 258     // because we can't use Position::square_is_attacked. Instead we use
 259     // the low-level bishop_attacks_bb and rook_attacks_bb with the bitboard
 260     // b2 (the occupied squares with the king removed) in order to test whether
 261     // the king will remain in check on the destination square.
 262     if (!(   (pos.piece_attacks<KNIGHT>(to) & pos.knights(them))
 263           || (pos.pawn_attacks(us, to)      & pos.pawns(them))
 264           || (bishop_attacks_bb(to, b2)     & pos.bishops_and_queens(them))
 265           || (rook_attacks_bb(to, b2)       & pos.rooks_and_queens(them))
 266           || (pos.piece_attacks<KING>(to)   & pos.kings(them))))
 267
 268         (*mlist++).move = make_move(ksq, to);
 269   }
 270
 271   // Generate evasions for other pieces only if not double check. We use a
 272   // simple bit twiddling hack here rather than calling count_1s in order to
 273   // save some time (we know that pos.checkers() has at most two nonzero bits).
 274   Bitboard checkers = pos.checkers();
 275
 276   if (!(checkers & (checkers - 1))) // Only one bit set?
 277   {
 278       Square checksq = first_1(checkers);
 279
 280       assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
 281
 282       // Find pinned pieces
 283       Bitboard not_pinned = ~pos.pinned_pieces(us);
 284
 285       // Generate captures of the checking piece
 286
 287       // Pawn captures
 288       b1 = pos.pawn_attacks(them, checksq) & pos.pawns(us) & not_pinned;
 289       while (b1)
 290       {
 291           from = pop_1st_bit(&b1);
 292           if (relative_rank(us, checksq) == RANK_8)
 293           {
 294               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, QUEEN);
 295               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, ROOK);
 296               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, BISHOP);
 297               (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, KNIGHT);
 298           } else
 299               (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
 300       }
 301
 302       // Pieces captures
 303       b1 = (  (pos.piece_attacks<KNIGHT>(checksq) & pos.knights(us))
 304             | (pos.piece_attacks<BISHOP>(checksq) & pos.bishops_and_queens(us))
 305             | (pos.piece_attacks<ROOK>(checksq)   & pos.rooks_and_queens(us)) ) & not_pinned;
 306
 307       while (b1)
 308       {
 309           from = pop_1st_bit(&b1);
 310           (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
 311       }
 312
 313       // Blocking check evasions are possible only if the checking piece is
 314       // a slider
 315       if (checkers & pos.sliders())
 316       {
 317           Bitboard blockSquares = squares_between(checksq, ksq);
 318
 319           assert((pos.occupied_squares() & blockSquares) == EmptyBoardBB);
 320
 321           // Pawn moves. Because a blocking evasion can never be a capture, we
 322           // only generate pawn pushes.
 323           if (us == WHITE)
 324               mlist = generate_pawn_blocking_evasions<WHITE>(pos, not_pinned, blockSquares, mlist);
 325           else
 326               mlist = generate_pawn_blocking_evasions<BLACK>(pos, not_pinned, blockSquares, mlist);
 327
 328           // Pieces moves
 329           b1 = pos.knights(us) & not_pinned;
 330           if (b1)
 331               mlist = generate_piece_blocking_evasions<KNIGHT>(pos, b1, blockSquares, mlist);
 332
 333           b1 = pos.bishops(us) & not_pinned;
 334           if (b1)
 335               mlist = generate_piece_blocking_evasions<BISHOP>(pos, b1, blockSquares, mlist);
 336
 337           b1 = pos.rooks(us) & not_pinned;
 338           if (b1)
 339               mlist = generate_piece_blocking_evasions<ROOK>(pos, b1, blockSquares, mlist);
 340
 341           b1 = pos.queens(us) & not_pinned;
 342           if (b1)
 343               mlist = generate_piece_blocking_evasions<QUEEN>(pos, b1, blockSquares, mlist);
 344     }
 345
 346     // Finally, the ugly special case of en passant captures. An en passant
 347     // capture can only be a check evasion if the check is not a discovered
 348     // check. If pos.ep_square() is set, the last move made must have been
 349     // a double pawn push. If, furthermore, the checking piece is a pawn,
 350     // an en passant check evasion may be possible.
 351     if (pos.ep_square() != SQ_NONE && (checkers & pos.pawns(them)))
 352     {
 353         to = pos.ep_square();
 354         b1 = pos.pawn_attacks(them, to) & pos.pawns(us);
 355
 356         assert(b1 != EmptyBoardBB);
 357
 358         b1 &= not_pinned;
 359         while (b1)
 360         {
 361             from = pop_1st_bit(&b1);
 362
 363             // Before generating the move, we have to make sure it is legal.
 364             // This is somewhat tricky, because the two disappearing pawns may
 365             // cause new "discovered checks".  We test this by removing the
 366             // two relevant bits from the occupied squares bitboard, and using
 367             // the low-level bitboard functions for bishop and rook attacks.
 368             b2 = pos.occupied_squares();
 369             clear_bit(&b2, from);
 370             clear_bit(&b2, checksq);
 371             if (!(  (bishop_attacks_bb(ksq, b2) & pos.bishops_and_queens(them))
 372                   ||(rook_attacks_bb(ksq, b2)   & pos.rooks_and_queens(them))))
 373
 374                  (*mlist++).move = make_ep_move(from, to);
 375         }
 376     }
 377   }
 378   return int(mlist - mlist_start);
 379 }
 380
 381
 382 /// generate_legal_moves() computes a complete list of legal moves in the
 383 /// current position.  This function is not very fast, and should be used
 384 /// only in situations where performance is unimportant.  It wouldn't be
 385 /// very hard to write an efficient legal move generator, but for the moment
 386 /// we don't need it.
 387
 388 int generate_legal_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 389
 390   assert(pos.is_ok());
 391
 392   if (pos.is_check())
 393       return generate_evasions(pos, mlist);
 394
 395   // Generate pseudo-legal moves
 396   int n = generate_captures(pos, mlist);
 397   n += generate_noncaptures(pos, mlist + n);
 398
 399   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
 400
 401   // Remove illegal moves from the list
 402   for (int i = 0; i < n; i++)
 403       if (!pos.pl_move_is_legal(mlist[i].move, pinned))
 404           mlist[i--].move = mlist[--n].move;
 405
 406   return n;
 407 }
 408
 409
 410 /// move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
 411 /// move and a pinned pieces bitboard as input, and tests whether
 412 /// the move is legal.  If the move is legal, the move itself is
 413 /// returned. If not, the function returns false.  This function must
 414 /// only be used when the side to move is not in check.
 415
 416 bool move_is_legal(const Position& pos, const Move m, Bitboard pinned) {
 417
 418   assert(pos.is_ok());
 419   assert(!pos.is_check());
 420   assert(move_is_ok(m));
 421   assert(pinned == pos.pinned_pieces(pos.side_to_move()));
 422
 423   Color us = pos.side_to_move();
 424   Color them = opposite_color(us);
 425   Square from = move_from(m);
 426   Piece pc = pos.piece_on(from);
 427
 428   // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
 429   // move, the move is obviously not legal.
 430   if (color_of_piece(pc) != us)
 431       return false;
 432
 433   Square to = move_to(m);
 434
 435   // En passant moves
 436   if (move_is_ep(m))
 437   {
 438       // The piece must be a pawn and destination square must be the
 439       // en passant square.
 440       if (   type_of_piece(pc) != PAWN
 441           || to != pos.ep_square())
 442           return false;
 443
 444       assert(pos.square_is_empty(to));
 445       assert(pos.piece_on(to - pawn_push(us)) == pawn_of_color(them));
 446
 447       // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
 448       return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
 449   }
 450
 451   // Castling moves
 452   if (move_is_short_castle(m))
 453   {
 454       // The piece must be a king and side to move must still have
 455       // the right to castle kingside.
 456       if (   type_of_piece(pc) != KING
 457           ||!pos.can_castle_kingside(us))
 458           return false;
 459
 460       assert(from == pos.king_square(us));
 461       assert(to == pos.initial_kr_square(us));
 462       assert(pos.piece_on(to) == rook_of_color(us));
 463
 464       Square g1 = relative_square(us, SQ_G1);
 465       Square f1 = relative_square(us, SQ_F1);
 466       Square s;
 467       bool illegal = false;
 468
 469       // Check if any of the squares between king and rook
 470       // is occupied or under attack.
 471       for (s = Min(from, g1); s <= Max(from, g1); s++)
 472           if (  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 473               || pos.square_is_attacked(s, them))
 474               illegal = true;
 475
 476       // Check if any of the squares between king and rook
 477       // is occupied.
 478       for (s = Min(to, f1); s <= Max(to, f1); s++)
 479           if (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 480               illegal = true;
 481
 482       return !illegal;
 483   }
 484
 485   if (move_is_long_castle(m))
 486   {
 487       // The piece must be a king and side to move must still have
 488       // the right to castle kingside.
 489       if (   type_of_piece(pc) != KING
 490           ||!pos.can_castle_queenside(us))
 491           return false;
 492
 493       assert(from == pos.king_square(us));
 494       assert(to == pos.initial_qr_square(us));
 495       assert(pos.piece_on(to) == rook_of_color(us));
 496
 497       Square c1 = relative_square(us, SQ_C1);
 498       Square d1 = relative_square(us, SQ_D1);
 499       Square s;
 500       bool illegal = false;
 501
 502       for (s = Min(from, c1); s <= Max(from, c1); s++)
 503           if(  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 504              || pos.square_is_attacked(s, them))
 505               illegal = true;
 506
 507       for (s = Min(to, d1); s <= Max(to, d1); s++)
 508           if(s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
 509               illegal = true;
 510
 511       if (   square_file(to) == FILE_B
 512           && (   pos.piece_on(to + DELTA_W) == rook_of_color(them)
 513               || pos.piece_on(to + DELTA_W) == queen_of_color(them)))
 514           illegal = true;
 515
 516       return !illegal;
 517   }
 518
 519   // Normal moves
 520
 521   // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
 522   if (pos.color_of_piece_on(to) == us)
 523       return false;
 524
 525   // Proceed according to the type of the moving piece.
 526   if (type_of_piece(pc) == PAWN)
 527   {
 528       // If the destination square is on the 8/1th rank, the move must
 529       // be a promotion.
 530       if (   (  (square_rank(to) == RANK_8 && us == WHITE)
 531               ||(square_rank(to) == RANK_1 && us != WHITE))
 532            && !move_promotion(m))
 533           return false;
 534
 535       // Proceed according to the square delta between the source and
 536       // destionation squares.
 537       switch (to - from)
 538       {
 539       case DELTA_NW:
 540       case DELTA_NE:
 541       case DELTA_SW:
 542       case DELTA_SE:
 543       // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
 544       // piece (en passant captures was handled earlier).
 545           if (pos.color_of_piece_on(to) != them)
 546               return false;
 547           break;
 548
 549       case DELTA_N:
 550       case DELTA_S:
 551       // Pawn push. The destination square must be empty.
 552           if (!pos.square_is_empty(to))
 553               return false;
 554           break;
 555
 556       case DELTA_NN:
 557       // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
 558       // rank, and both the destination square and the square between the
 559       // source and destination squares must be empty.
 560       if (   square_rank(to) != RANK_4
 561           || !pos.square_is_empty(to)
 562           || !pos.square_is_empty(from + DELTA_N))
 563           return false;
 564           break;
 565
 566       case DELTA_SS:
 567       // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
 568       // rank, and both the destination square and the square between the
 569       // source and destination squares must be empty.
 570           if (   square_rank(to) != RANK_5
 571               || !pos.square_is_empty(to)
 572               || !pos.square_is_empty(from + DELTA_S))
 573               return false;
 574           break;
 575
 576       default:
 577           return false;
 578       }
 579       // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
 580       return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
 581   }
 582
 583   // Luckly we can handle all the other pieces in one go
 584   return (   pos.piece_attacks_square(from, to)
 585           && pos.pl_move_is_legal(m, pinned)
 586           && !move_promotion(m));
 587 }
 588
 589
 590 namespace {
 591
 592   template<PieceType Piece>
 593   MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
 594
 595     Square from;
 596     Bitboard b;
 597
 598     for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
 599     {
 600         from = pos.piece_list(us, Piece, i);
 601         b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
 602         SERIALIZE_MOVES(b);
 603     }
 604     return mlist;
 605   }
 606
 607   template<>
 608   MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
 609
 610     Bitboard b;
 611     Square from = pos.king_square(us);
 612
 613     b = pos.piece_attacks<KING>(from) & target;
 614     SERIALIZE_MOVES(b);
 615     return mlist;
 616   }
 617
 618   template<PieceType Piece>
 619   MoveStack* generate_piece_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard b,
 620                                               Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist) {
 621     while (b)
 622     {
 623         Square from = pop_1st_bit(&b);
 624         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & blockSquares;
 625         SERIALIZE_MOVES(bb);
 626     }
 627     return mlist;
 628   }
 629
 630
 631   template<Color Us, Color Them, Bitboard TRank8BB, SquareDelta TDELTA_NE,
 632            SquareDelta TDELTA_NW, SquareDelta TDELTA_N
 633           >
 634   MoveStack* do_generate_pawn_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 635
 636     Square to;
 637     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
 638     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(Them);
 639
 640     // Captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
 641     Bitboard b1 = (Us == WHITE ? pawns << 9 : pawns >> 7) & ~FileABB & enemyPieces;
 642
 643     // Capturing promotions
 644     Bitboard b2 = b1 & TRank8BB;
 645     while (b2)
 646     {
 647         to = pop_1st_bit(&b2);
 648         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, QUEEN);
 649     }
 650
 651     // Capturing non-promotions
 652     b2 = b1 & ~TRank8BB;
 653     while (b2)
 654     {
 655         to = pop_1st_bit(&b2);
 656         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_NE, to);
 657     }
 658
 659     // Captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
 660     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 7 : pawns >> 9) & ~FileHBB & enemyPieces;
 661
 662     // Capturing promotions
 663     b2 = b1 & TRank8BB;
 664     while (b2)
 665     {
 666         to = pop_1st_bit(&b2);
 667         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, QUEEN);
 668     }
 669
 670     // Capturing non-promotions
 671     b2 = b1 & ~TRank8BB;
 672     while (b2)
 673     {
 674         to = pop_1st_bit(&b2);
 675         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_NW, to);
 676     }
 677
 678     // Non-capturing promotions
 679     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 8 : pawns >> 8) & pos.empty_squares() & TRank8BB;
 680     while (b1)
 681     {
 682         to = pop_1st_bit(&b1);
 683         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
 684     }
 685
 686     // En passant captures
 687     if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
 688     {
 689         assert(Us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
 690         assert(Us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
 691
 692         b1 = pawns & pos.pawn_attacks(Them, pos.ep_square());
 693         assert(b1 != EmptyBoardBB);
 694
 695         while (b1)
 696         {
 697             to = pop_1st_bit(&b1);
 698             (*mlist++).move = make_ep_move(to, pos.ep_square());
 699         }
 700     }
 701     return mlist;
 702   }
 703
 704   template<Color Us, Color Them, Bitboard TRank8BB, Bitboard TRank3BB,
 705            SquareDelta TDELTA_NE, SquareDelta TDELTA_NW, SquareDelta TDELTA_N
 706           >
 707   MoveStack* do_generate_pawn_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 708
 709     Bitboard pawns = pos.pawns(Us);
 710     Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(Them);
 711     Bitboard emptySquares = pos.empty_squares();
 712     Bitboard b1, b2;
 713     Square to;
 714
 715     // Underpromotion captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
 716     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 9 : pawns >> 7) & ~FileABB & enemyPieces & TRank8BB;
 717     while (b1)
 718     {
 719         to = pop_1st_bit(&b1);
 720         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, ROOK);
 721         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, BISHOP);
 722         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, KNIGHT);
 723     }
 724
 725     // Underpromotion captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
 726     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 7 : pawns >> 9) & ~FileHBB & enemyPieces & TRank8BB;
 727     while (b1)
 728     {
 729         to = pop_1st_bit(&b1);
 730         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, ROOK);
 731         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, BISHOP);
 732         (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, KNIGHT);
 733     }
 734
 735     // Single pawn pushes
 736     b1 = (Us == WHITE ? pawns << 8 : pawns >> 8) & emptySquares;
 737     b2 = b1 & TRank8BB;
 738     while (b2)
 739     {
 740       to = pop_1st_bit(&b2);
 741       (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
 742       (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
 743       (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
 744     }
 745     b2 = b1 & ~TRank8BB;
 746     while (b2)
 747     {
 748         to = pop_1st_bit(&b2);
 749         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
 750     }
 751
 752     // Double pawn pushes
 753     b2 = (Us == WHITE ? (b1 & TRank3BB) << 8 : (b1 & TRank3BB) >> 8) & emptySquares;
 754     while (b2)
 755     {
 756       to = pop_1st_bit(&b2);
 757       (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
 758     }
 759     return mlist;
 760   }
 761
 762
 763   template<Color Us, Color Them, Bitboard TRank8BB, Bitboard TRank3BB, SquareDelta TDELTA_N>
 764   MoveStack* do_generate_pawn_checks(const Position& pos, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* mlist)
 765   {
 766     // Pawn moves which give discovered check. This is possible only if the
 767     // pawn is not on the same file as the enemy king, because we don't
 768     // generate captures.
 769     Bitboard empty = pos.empty_squares();
 770
 771     // Find all friendly pawns not on the enemy king's file
 772     Bitboard b1 = pos.pawns(Us) & ~file_bb(ksq), b2, b3;
 773
 774     // Discovered checks, single pawn pushes
 775     b2 = b3 = (Us == WHITE ? (b1 & dc) << 8 : (b1 & dc) >> 8) & ~TRank8BB & empty;
 776     while (b3)
 777     {
 778         Square to = pop_1st_bit(&b3);
 779         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
 780     }
 781
 782     // Discovered checks, double pawn pushes
 783     b3 = (Us == WHITE ? (b2 & TRank3BB) << 8 : (b2 & TRank3BB) >> 8) & empty;
 784     while (b3)
 785     {
 786         Square to = pop_1st_bit(&b3);
 787         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
 788     }
 789
 790     // Direct checks. These are possible only for pawns on neighboring files
 791     // of the enemy king
 792
 793     b1 &= (~dc & neighboring_files_bb(ksq)); // FIXME why ~dc ??
 794
 795     // Direct checks, single pawn pushes
 796     b2 = (Us == WHITE ? b1 << 8 : b1 >> 8) & empty;
 797     b3 = b2 & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
 798     while (b3)
 799     {
 800         Square to = pop_1st_bit(&b3);
 801         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
 802     }
 803
 804     // Direct checks, double pawn pushes
 805     b3 =  (Us == WHITE ? (b2 & TRank3BB) << 8 : (b2 & TRank3BB) >> 8)
 806         & empty
 807         & pos.pawn_attacks(Them, ksq);
 808
 809     while (b3)
 810     {
 811         Square to = pop_1st_bit(&b3);
 812         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
 813     }
 814     return mlist;
 815   }
 816
 817   template<PieceType Piece>
 818   MoveStack* generate_piece_checks(const Position& pos, Bitboard target, Bitboard dc,
 819                                    Square ksq, MoveStack* mlist) {
 820     // Discovered checks
 821     Bitboard b = target & dc;
 822     while (b)
 823     {
 824         Square from = pop_1st_bit(&b);
 825         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & pos.empty_squares();
 826         SERIALIZE_MOVES(bb);
 827     }
 828     // Direct checks
 829     b = target & ~dc;
 830     Bitboard checkSqs = pos.piece_attacks<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
 831     while (b)
 832     {
 833         Square from = pop_1st_bit(&b);
 834         Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & checkSqs;
 835         SERIALIZE_MOVES(bb);
 836     }
 837     return mlist;
 838   }
 839
 840   MoveStack* generate_piece_checks_king(const Position& pos, Square from, Bitboard dc,
 841                                         Square ksq, MoveStack* mlist) {
 842     if (bit_is_set(dc, from))
 843     {
 844         Bitboard b =   pos.piece_attacks<KING>(from)
 845                      & pos.empty_squares()
 846                      & ~QueenPseudoAttacks[ksq];
 847         SERIALIZE_MOVES(b);
 848     }
 849     return mlist;
 850   }
 851
 852
 853   template<Color Us, Rank TRANK_8, Bitboard TRank3BB, SquareDelta TDELTA_N>
 854   MoveStack* do_generate_pawn_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard not_pinned,
 855                                                 Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist) {
 856     Square to;
 857
 858     // Find non-pinned pawns
 859     Bitboard b1 = pos.pawns(Us) & not_pinned;
 860
 861     // Single pawn pushes. We don't have to AND with empty squares here,
 862     // because the blocking squares will always be empty.
 863     Bitboard b2 = (Us == WHITE ? b1 << 8 : b1 >> 8) & blockSquares;
 864     while (b2)
 865     {
 866         to = pop_1st_bit(&b2);
 867
 868         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
 869
 870         if (square_rank(to) == TRANK_8)
 871         {
 872             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
 873             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
 874             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
 875             (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
 876         } else
 877             (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N, to);
 878     }
 879
 880     // Double pawn pushes
 881     b2 = (Us == WHITE ? b1 << 8 : b1 >> 8) & pos.empty_squares() & TRank3BB;
 882     b2 = (Us == WHITE ? b2 << 8 : b2 >> 8) & blockSquares;;
 883     while (b2)
 884     {
 885         to = pop_1st_bit(&b2);
 886
 887         assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
 888         assert(Us != WHITE || square_rank(to) == RANK_4);
 889         assert(Us != BLACK || square_rank(to) == RANK_5);
 890
 891         (*mlist++).move = make_move(to - TDELTA_N - TDELTA_N, to);
 892     }
 893     return mlist;
 894   }
 895
 896   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, unsigned side) {
 897
 898     Color us = pos.side_to_move();
 899
 900     if (pos.can_castle_kingside(us) && (side & KING_SIDE))
 901     {
 902         Color them = opposite_color(us);
 903         Square ksq = pos.king_square(us);
 904
 905         assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(us));
 906
 907         Square rsq = pos.initial_kr_square(us);
 908         Square g1 = relative_square(us, SQ_G1);
 909         Square f1 = relative_square(us, SQ_F1);
 910         Square s;
 911         bool illegal = false;
 912
 913         assert(pos.piece_on(rsq) == rook_of_color(us));
 914
 915         for (s = Min(ksq, g1); s <= Max(ksq, g1); s++)
 916             if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
 917                 || pos.square_is_attacked(s, them))
 918                 illegal = true;
 919
 920         for (s = Min(rsq, f1); s <= Max(rsq, f1); s++)
 921             if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
 922                 illegal = true;
 923
 924         if (!illegal)
 925             (*mlist++).move = make_castle_move(ksq, rsq);
 926     }
 927
 928     if (pos.can_castle_queenside(us) && (side & QUEEN_SIDE))
 929     {
 930         Color them = opposite_color(us);
 931         Square ksq = pos.king_square(us);
 932
 933         assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(us));
 934
 935         Square rsq = pos.initial_qr_square(us);
 936         Square c1 = relative_square(us, SQ_C1);
 937         Square d1 = relative_square(us, SQ_D1);
 938         Square s;
 939         bool illegal = false;
 940
 941         assert(pos.piece_on(rsq) == rook_of_color(us));
 942
 943         for (s = Min(ksq, c1); s <= Max(ksq, c1); s++)
 944             if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
 945                 || pos.square_is_attacked(s, them))
 946                 illegal = true;
 947
 948         for (s = Min(rsq, d1); s <= Max(rsq, d1); s++)
 949             if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
 950                 illegal = true;
 951
 952       if (   square_file(rsq) == FILE_B
 953           && (   pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == rook_of_color(them)
 954               || pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == queen_of_color(them)))
 955           illegal = true;
 956
 957       if (!illegal)
 958           (*mlist++).move = make_castle_move(ksq, rsq);
 959     }
 960     return mlist;
 961   }
 962
 963   bool castling_is_check(const Position& pos, CastlingSide side) {
 964
 965     // After castling opponent king is attacked by the castled rook?
 966     File rookFile = (side == QUEEN_SIDE ? FILE_D : FILE_F);
 967     Color us = pos.side_to_move();
 968     Square ksq = pos.king_square(us);
 969     Bitboard occ = pos.occupied_squares(), oppKingBB = EmptyBoardBB;
 970
 971     set_bit(&oppKingBB, pos.king_square(opposite_color(us)));
 972     clear_bit(&occ, ksq); // Remove our king from the board
 973     Square rsq = make_square(rookFile, square_rank(ksq));
 974     return (rook_attacks_bb(rsq, occ) & oppKingBB);
 975   }
 976 }