]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/bitboard.cpp
Tweak check extension condition
[stockfish] / src / bitboard.cpp
index bfacc4121a0312b2d2461239008344c940c3857f..318ce049954f7d03316c532c5dba1db3703554e5 100644 (file)
@@ -1,7 +1,8 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2014 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2015-2016 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 */
 
 #include <algorithm>
-#include <cstring> // For memset
 
 #include "bitboard.h"
-#include "bitcount.h"
-#include "rkiss.h"
+#include "misc.h"
 
-CACHE_LINE_ALIGNMENT
+uint8_t PopCnt16[1 << 16];
+int SquareDistance[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
 
-Bitboard RMasks[SQUARE_NB];
-Bitboard RMagics[SQUARE_NB];
-Bitboard* RAttacks[SQUARE_NB];
-unsigned RShifts[SQUARE_NB];
+Bitboard  RookMasks  [SQUARE_NB];
+Bitboard  RookMagics [SQUARE_NB];
+Bitboard* RookAttacks[SQUARE_NB];
+unsigned  RookShifts [SQUARE_NB];
 
-Bitboard BMasks[SQUARE_NB];
-Bitboard BMagics[SQUARE_NB];
-Bitboard* BAttacks[SQUARE_NB];
-unsigned BShifts[SQUARE_NB];
+Bitboard  BishopMasks  [SQUARE_NB];
+Bitboard  BishopMagics [SQUARE_NB];
+Bitboard* BishopAttacks[SQUARE_NB];
+unsigned  BishopShifts [SQUARE_NB];
 
 Bitboard SquareBB[SQUARE_NB];
 Bitboard FileBB[FILE_NB];
@@ -44,57 +44,60 @@ Bitboard InFrontBB[COLOR_NB][RANK_NB];
 Bitboard StepAttacksBB[PIECE_NB][SQUARE_NB];
 Bitboard BetweenBB[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
 Bitboard LineBB[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
-Bitboard DistanceRingsBB[SQUARE_NB][8];
+Bitboard DistanceRingBB[SQUARE_NB][8];
 Bitboard ForwardBB[COLOR_NB][SQUARE_NB];
 Bitboard PassedPawnMask[COLOR_NB][SQUARE_NB];
 Bitboard PawnAttackSpan[COLOR_NB][SQUARE_NB];
 Bitboard PseudoAttacks[PIECE_TYPE_NB][SQUARE_NB];
 
-int SquareDistance[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
-
 namespace {
 
   // De Bruijn sequences. See chessprogramming.wikispaces.com/BitScan
-  const uint64_t DeBruijn_64 = 0x3F79D71B4CB0A89ULL;
-  const uint32_t DeBruijn_32 = 0x783A9B23;
+  const uint64_t DeBruijn64 = 0x3F79D71B4CB0A89ULL;
+  const uint32_t DeBruijn32 = 0x783A9B23;
 
-  CACHE_LINE_ALIGNMENT
-
-  int MS1BTable[256];
-  Square BSFTable[SQUARE_NB];
-  Bitboard RTable[0x19000]; // Storage space for rook attacks
-  Bitboard BTable[0x1480];  // Storage space for bishop attacks
+  int MSBTable[256];            // To implement software msb()
+  Square BSFTable[SQUARE_NB];   // To implement software bitscan
+  Bitboard RookTable[0x19000];  // To store rook attacks
+  Bitboard BishopTable[0x1480]; // To store bishop attacks
 
   typedef unsigned (Fn)(Square, Bitboard);
 
   void init_magics(Bitboard table[], Bitboard* attacks[], Bitboard magics[],
                    Bitboard masks[], unsigned shifts[], Square deltas[], Fn index);
 
-  FORCE_INLINE unsigned bsf_index(Bitboard b) {
+  // bsf_index() returns the index into BSFTable[] to look up the bitscan. Uses
+  // Matt Taylor's folding for 32 bit case, extended to 64 bit by Kim Walisch.
 
-    // Matt Taylor's folding for 32 bit systems, extended to 64 bits by Kim Walisch
-    b ^= (b - 1);
-    return Is64Bit ? (b * DeBruijn_64) >> 58
-                   : ((unsigned(b) ^ unsigned(b >> 32)) * DeBruijn_32) >> 26;
+  unsigned bsf_index(Bitboard b) {
+    b ^= b - 1;
+    return Is64Bit ? (b * DeBruijn64) >> 58
+                   : ((unsigned(b) ^ unsigned(b >> 32)) * DeBruijn32) >> 26;
   }
-}
 
-/// lsb()/msb() finds the least/most significant bit in a non-zero bitboard.
-/// pop_lsb() finds and clears the least significant bit in a non-zero bitboard.
 
-#ifndef USE_BSFQ
+  // popcount16() counts the non-zero bits using SWAR-Popcount algorithm
+
+  unsigned popcount16(unsigned u) {
+    u -= (u >> 1) & 0x5555U;
+    u = ((u >> 2) & 0x3333U) + (u & 0x3333U);
+    u = ((u >> 4) + u) & 0x0F0FU;
+    return (u * 0x0101U) >> 8;
+  }
+}
 
-Square lsb(Bitboard b) { return BSFTable[bsf_index(b)]; }
+#ifdef NO_BSF
 
-Square pop_lsb(Bitboard* b) {
+/// Software fall-back of lsb() and msb() for CPU lacking hardware support
 
-  Bitboard bb = *b;
-  *b = bb & (bb - 1);
-  return BSFTable[bsf_index(bb)];
+Square lsb(Bitboard b) {
+  assert(b);
+  return BSFTable[bsf_index(b)];
 }
 
 Square msb(Bitboard b) {
 
+  assert(b);
   unsigned b32;
   int result = 0;
 
@@ -118,14 +121,14 @@ Square msb(Bitboard b) {
       result += 8;
   }
 
-  return Square(result + MS1BTable[b32]);
+  return Square(result + MSBTable[b32]);
 }
 
-#endif // ifndef USE_BSFQ
+#endif // ifdef NO_BSF
 
 
-/// Bitboards::pretty() returns an ASCII representation of a bitboard to be
-/// printed to standard output. This is sometimes useful for debugging.
+/// Bitboards::pretty() returns an ASCII representation of a bitboard suitable
+/// to be printed to standard output. Useful for debugging.
 
 const std::string Bitboards::pretty(Bitboard b) {
 
@@ -134,9 +137,9 @@ const std::string Bitboards::pretty(Bitboard b) {
   for (Rank r = RANK_8; r >= RANK_1; --r)
   {
       for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
-          s.append(b & make_square(f, r) ? "| X " : "|   ");
+          s += b & make_square(f, r) ? "| X " : "|   ";
 
-      s.append("|\n+---+---+---+---+---+---+---+---+\n");
+      s += "|\n+---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
   }
 
   return s;
@@ -148,11 +151,17 @@ const std::string Bitboards::pretty(Bitboard b) {
 
 void Bitboards::init() {
 
+  for (unsigned i = 0; i < (1 << 16); ++i)
+      PopCnt16[i] = (uint8_t) popcount16(i);
+
   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
-      BSFTable[bsf_index(SquareBB[s] = 1ULL << s)] = s;
+  {
+      SquareBB[s] = 1ULL << s;
+      BSFTable[bsf_index(SquareBB[s])] = s;
+  }
 
-  for (Bitboard b = 1; b < 256; ++b)
-      MS1BTable[b] = more_than_one(b) ? MS1BTable[b - 1] : lsb(b);
+  for (Bitboard b = 2; b < 256; ++b)
+      MSBTable[b] = MSBTable[b - 1] + !more_than_one(b);
 
   for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
       FileBB[f] = f > FILE_A ? FileBB[f - 1] << 1 : FileABB;
@@ -178,8 +187,8 @@ void Bitboards::init() {
       for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; ++s2)
           if (s1 != s2)
           {
-              SquareDistance[s1][s2] = std::max(file_distance(s1, s2), rank_distance(s1, s2));
-              DistanceRingsBB[s1][SquareDistance[s1][s2] - 1] |= s2;
+              SquareDistance[s1][s2] = std::max(distance<File>(s1, s2), distance<Rank>(s1, s2));
+              DistanceRingBB[s1][SquareDistance[s1][s2] - 1] |= s2;
           }
 
   int steps[][9] = { {}, { 7, 9 }, { 17, 15, 10, 6, -6, -10, -15, -17 },
@@ -192,32 +201,30 @@ void Bitboards::init() {
               {
                   Square to = s + Square(c == WHITE ? steps[pt][i] : -steps[pt][i]);
 
-                  if (is_ok(to) && square_distance(s, to) < 3)
+                  if (is_ok(to) && distance(s, to) < 3)
                       StepAttacksBB[make_piece(c, pt)][s] |= to;
               }
 
-  Square RDeltas[] = { DELTA_N,  DELTA_E,  DELTA_S,  DELTA_W  };
-  Square BDeltas[] = { DELTA_NE, DELTA_SE, DELTA_SW, DELTA_NW };
+  Square RookDeltas[] = { DELTA_N,  DELTA_E,  DELTA_S,  DELTA_W  };
+  Square BishopDeltas[] = { DELTA_NE, DELTA_SE, DELTA_SW, DELTA_NW };
 
-  init_magics(RTable, RAttacks, RMagics, RMasks, RShifts, RDeltas, magic_index<ROOK>);
-  init_magics(BTable, BAttacks, BMagics, BMasks, BShifts, BDeltas, magic_index<BISHOP>);
+  init_magics(RookTable, RookAttacks, RookMagics, RookMasks, RookShifts, RookDeltas, magic_index<ROOK>);
+  init_magics(BishopTable, BishopAttacks, BishopMagics, BishopMasks, BishopShifts, BishopDeltas, magic_index<BISHOP>);
 
   for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; ++s1)
   {
       PseudoAttacks[QUEEN][s1]  = PseudoAttacks[BISHOP][s1] = attacks_bb<BISHOP>(s1, 0);
       PseudoAttacks[QUEEN][s1] |= PseudoAttacks[  ROOK][s1] = attacks_bb<  ROOK>(s1, 0);
 
-      for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; ++s2)
-      {
-          Piece pc = (PseudoAttacks[BISHOP][s1] & s2) ? W_BISHOP :
-                     (PseudoAttacks[ROOK][s1]   & s2) ? W_ROOK   : NO_PIECE;
-
-          if (pc == NO_PIECE)
-              continue;
+      for (Piece pc = W_BISHOP; pc <= W_ROOK; ++pc)
+          for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; ++s2)
+          {
+              if (!(PseudoAttacks[pc][s1] & s2))
+                  continue;
 
-          LineBB[s1][s2] = (attacks_bb(pc, s1, 0) & attacks_bb(pc, s2, 0)) | s1 | s2;
-          BetweenBB[s1][s2] = attacks_bb(pc, s1, SquareBB[s2]) & attacks_bb(pc, s2, SquareBB[s1]);
-      }
+              LineBB[s1][s2] = (attacks_bb(pc, s1, 0) & attacks_bb(pc, s2, 0)) | s1 | s2;
+              BetweenBB[s1][s2] = attacks_bb(pc, s1, SquareBB[s2]) & attacks_bb(pc, s2, SquareBB[s1]);
+          }
   }
 }
 
@@ -230,7 +237,7 @@ namespace {
 
     for (int i = 0; i < 4; ++i)
         for (Square s = sq + deltas[i];
-             is_ok(s) && square_distance(s, s - deltas[i]) == 1;
+             is_ok(s) && distance(s, s - deltas[i]) == 1;
              s += deltas[i])
         {
             attack |= s;
@@ -251,12 +258,11 @@ namespace {
   void init_magics(Bitboard table[], Bitboard* attacks[], Bitboard magics[],
                    Bitboard masks[], unsigned shifts[], Square deltas[], Fn index) {
 
-    int MagicBoosters[][8] = { {  969, 1976, 2850,  542, 2069, 2852, 1708,  164 },
-                               { 3101,  552, 3555,  926,  834,   26, 2131, 1117 } };
+    int seeds[][RANK_NB] = { { 8977, 44560, 54343, 38998,  5731, 95205, 104912, 17020 },
+                             {  728, 10316, 55013, 32803, 12281, 15100,  16645,   255 } };
 
-    RKISS rk;
     Bitboard occupancy[4096], reference[4096], edges, b;
-    int i, size, booster;
+    int age[4096] = {0}, current = 0, i, size;
 
     // attacks[s] is a pointer to the beginning of the attacks table for square 's'
     attacks[SQ_A1] = table;
@@ -272,14 +278,19 @@ namespace {
         // the number of 1s of the mask. Hence we deduce the size of the shift to
         // apply to the 64 or 32 bits word to get the index.
         masks[s]  = sliding_attack(deltas, s, 0) & ~edges;
-        shifts[s] = (Is64Bit ? 64 : 32) - popcount<Max15>(masks[s]);
+        shifts[s] = (Is64Bit ? 64 : 32) - popcount(masks[s]);
 
         // Use Carry-Rippler trick to enumerate all subsets of masks[s] and
         // store the corresponding sliding attack bitboard in reference[].
         b = size = 0;
         do {
             occupancy[size] = b;
-            reference[size++] = sliding_attack(deltas, s, b);
+            reference[size] = sliding_attack(deltas, s, b);
+
+            if (HasPext)
+                attacks[s][pext(b, masks[s])] = reference[size];
+
+            size++;
             b = (b - masks[s]) & masks[s];
         } while (b);
 
@@ -288,30 +299,33 @@ namespace {
         if (s < SQ_H8)
             attacks[s + 1] = attacks[s] + size;
 
-        booster = MagicBoosters[Is64Bit][rank_of(s)];
+        if (HasPext)
+            continue;
+
+        PRNG rng(seeds[Is64Bit][rank_of(s)]);
 
         // Find a magic for square 's' picking up an (almost) random number
         // until we find the one that passes the verification test.
         do {
-            do magics[s] = rk.magic_rand<Bitboard>(booster);
-            while (popcount<Max15>((magics[s] * masks[s]) >> 56) < 6);
-
-            std::memset(attacks[s], 0, size * sizeof(Bitboard));
+            do
+                magics[s] = rng.sparse_rand<Bitboard>();
+            while (popcount((magics[s] * masks[s]) >> 56) < 6);
 
             // A good magic must map every possible occupancy to an index that
             // looks up the correct sliding attack in the attacks[s] database.
             // Note that we build up the database for square 's' as a side
             // effect of verifying the magic.
-            for (i = 0; i < size; ++i)
+            for (++current, i = 0; i < size; ++i)
             {
-                Bitboard& attack = attacks[s][index(s, occupancy[i])];
-
-                if (attack && attack != reference[i])
+                unsigned idx = index(s, occupancy[i]);
+
+                if (age[idx] < current)
+                {
+                    age[idx] = current;
+                    attacks[s][idx] = reference[i];
+                }
+                else if (attacks[s][idx] != reference[i])
                     break;
-
-                assert(reference[i]);
-
-                attack = reference[i];
             }
         } while (i < size);
     }