]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/bitboard.cpp
Simplify squares_aligned()
[stockfish] / src / bitboard.cpp
index 03080d15657500ffec995248646bb4816d7fcc83..3683b363c1d90c6c961a09525b2d63a2e2c6fda7 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2012 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2008-2013 Marco Costalba, Joona Kiiski, 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 "bitboard.h"
 #include "bitcount.h"
+#include "misc.h"
 #include "rkiss.h"
 
 CACHE_LINE_ALIGNMENT
 
-Bitboard RMasks[64];
-Bitboard RMagics[64];
-Bitboard* RAttacks[64];
-unsigned RShifts[64];
-
-Bitboard BMasks[64];
-Bitboard BMagics[64];
-Bitboard* BAttacks[64];
-unsigned BShifts[64];
-
-Bitboard SquareBB[64];
-Bitboard FileBB[8];
-Bitboard RankBB[8];
-Bitboard AdjacentFilesBB[8];
-Bitboard ThisAndAdjacentFilesBB[8];
-Bitboard InFrontBB[2][8];
-Bitboard StepAttacksBB[16][64];
-Bitboard BetweenBB[64][64];
-Bitboard DistanceRingsBB[64][8];
-Bitboard ForwardBB[2][64];
-Bitboard PassedPawnMask[2][64];
-Bitboard AttackSpanMask[2][64];
-Bitboard PseudoAttacks[6][64];
-
-int SquareDistance[64][64];
+Bitboard RMasks[SQUARE_NB];
+Bitboard RMagics[SQUARE_NB];
+Bitboard* RAttacks[SQUARE_NB];
+unsigned RShifts[SQUARE_NB];
+
+Bitboard BMasks[SQUARE_NB];
+Bitboard BMagics[SQUARE_NB];
+Bitboard* BAttacks[SQUARE_NB];
+unsigned BShifts[SQUARE_NB];
+
+Bitboard SquareBB[SQUARE_NB];
+Bitboard FileBB[FILE_NB];
+Bitboard RankBB[RANK_NB];
+Bitboard AdjacentFilesBB[FILE_NB];
+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 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;
+
   CACHE_LINE_ALIGNMENT
 
-  int BSFTable[64];
   int MS1BTable[256];
+  Square BSFTable[SQUARE_NB];
   Bitboard RTable[0x19000]; // Storage space for rook attacks
   Bitboard BTable[0x1480];  // Storage space for bishop attacks
-  uint8_t BitCount8Bit[256];
 
   typedef unsigned (Fn)(Square, Bitboard);
 
   void init_magics(Bitboard table[], Bitboard* attacks[], Bitboard magics[],
                    Bitboard masks[], unsigned shifts[], Square deltas[], Fn index);
-}
 
-/// first_1() finds the least significant nonzero bit in a nonzero bitboard.
-/// pop_1st_bit() finds and clears the least significant nonzero bit in a
-/// nonzero bitboard.
+  FORCE_INLINE unsigned bsf_index(Bitboard b) {
 
-#if defined(IS_64BIT) && !defined(USE_BSFQ)
-
-Square first_1(Bitboard b) {
-  return Square(BSFTable[((b & -b) * 0x218A392CD3D5DBFULL) >> 58]);
+    // 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;
+  }
 }
 
-Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
-  Bitboard bb = *b;
-  *b &= (*b - 1);
-  return Square(BSFTable[((bb & -bb) * 0x218A392CD3D5DBFULL) >> 58]);
-}
+/// lsb()/msb() finds the least/most significant bit in a nonzero bitboard.
+/// pop_lsb() finds and clears the least significant bit in a nonzero bitboard.
 
-#elif !defined(USE_BSFQ)
+#ifndef USE_BSFQ
 
-Square first_1(Bitboard b) {
-  b ^= (b - 1);
-  uint32_t fold = unsigned(b) ^ unsigned(b >> 32);
-  return Square(BSFTable[(fold * 0x783A9B23) >> 26]);
-}
+Square lsb(Bitboard b) { return BSFTable[bsf_index(b)]; }
 
-Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
+Square pop_lsb(Bitboard* b) {
 
   Bitboard bb = *b;
   *b = bb & (bb - 1);
-  bb ^= (bb - 1);
-  uint32_t fold = unsigned(bb) ^ unsigned(bb >> 32);
-  return Square(BSFTable[(fold * 0x783A9B23) >> 26]);
+  return BSFTable[bsf_index(bb)];
 }
 
-Square last_1(Bitboard b) {
+Square msb(Bitboard b) {
 
   unsigned b32;
   int result = 0;
@@ -127,10 +120,10 @@ Square last_1(Bitboard b) {
       result += 8;
   }
 
-  return Square(result + MS1BTable[b32]);
+  return (Square)(result + MS1BTable[b32]);
 }
 
-#endif // !defined(USE_BSFQ)
+#endif // ifndef USE_BSFQ
 
 
 /// Bitboards::print() prints a bitboard in an easily readable format to the
@@ -138,16 +131,18 @@ Square last_1(Bitboard b) {
 
 void Bitboards::print(Bitboard b) {
 
-  for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
+  sync_cout;
+
+  for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; --rank)
   {
       std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << '\n';
 
-      for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
-          std::cout << "| " << (b & make_square(file, rank) ? "X " : "  ");
+      for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; ++file)
+          std::cout << "| " << (b & (file | rank) ? "X " : "  ");
 
       std::cout << "|\n";
   }
-  std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
+  std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << sync_endl;
 }
 
 
@@ -156,70 +151,54 @@ void Bitboards::print(Bitboard b) {
 
 void Bitboards::init() {
 
-  for (int k = 0, i = 0; i < 8; i++)
+  for (int k = 0, i = 0; i < 8; ++i)
       while (k < (2 << i))
           MS1BTable[k++] = i;
 
-  for (Bitboard b = 0; b < 256; b++)
-      BitCount8Bit[b] = (uint8_t)popcount<Max15>(b);
+  for (int i = 0; i < 64; ++i)
+      BSFTable[bsf_index(1ULL << i)] = Square(i);
 
-  for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
+  for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
       SquareBB[s] = 1ULL << s;
 
   FileBB[FILE_A] = FileABB;
   RankBB[RANK_1] = Rank1BB;
 
-  for (int i = 1; i < 8; i++)
+  for (int i = 1; i < 8; ++i)
   {
       FileBB[i] = FileBB[i - 1] << 1;
       RankBB[i] = RankBB[i - 1] << 8;
   }
 
-  for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; f++)
-  {
+  for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
       AdjacentFilesBB[f] = (f > FILE_A ? FileBB[f - 1] : 0) | (f < FILE_H ? FileBB[f + 1] : 0);
-      ThisAndAdjacentFilesBB[f] = FileBB[f] | AdjacentFilesBB[f];
-  }
 
-  for (Rank r = RANK_1; r < RANK_8; r++)
+  for (Rank r = RANK_1; r < RANK_8; ++r)
       InFrontBB[WHITE][r] = ~(InFrontBB[BLACK][r + 1] = InFrontBB[BLACK][r] | RankBB[r]);
 
-  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
-      for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
+  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
+      for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
       {
           ForwardBB[c][s]      = InFrontBB[c][rank_of(s)] & FileBB[file_of(s)];
-          PassedPawnMask[c][s] = InFrontBB[c][rank_of(s)] & ThisAndAdjacentFilesBB[file_of(s)];
-          AttackSpanMask[c][s] = InFrontBB[c][rank_of(s)] & AdjacentFilesBB[file_of(s)];
+          PawnAttackSpan[c][s] = InFrontBB[c][rank_of(s)] & AdjacentFilesBB[file_of(s)];
+          PassedPawnMask[c][s] = ForwardBB[c][s] | PawnAttackSpan[c][s];
       }
 
-  for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; s1++)
-      for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; s2++)
-          SquareDistance[s1][s2] = std::max(file_distance(s1, s2), rank_distance(s1, s2));
-
-  for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; s1++)
-      for (int d = 1; d < 8; d++)
-          for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; s2++)
-              if (SquareDistance[s1][s2] == d)
-                  DistanceRingsBB[s1][d - 1] |= s2;
-
-  for (int i = 0; i < 64; i++)
-      if (!Is64Bit) // Matt Taylor's folding trick for 32 bit systems
+  for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; ++s1)
+      for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; ++s2)
       {
-          Bitboard b = 1ULL << i;
-          b ^= b - 1;
-          b ^= b >> 32;
-          BSFTable[(uint32_t)(b * 0x783A9B23) >> 26] = i;
+          SquareDistance[s1][s2] = std::max(file_distance(s1, s2), rank_distance(s1, s2));
+          if (s1 != s2)
+             DistanceRingsBB[s1][SquareDistance[s1][s2] - 1] |= s2;
       }
-      else
-          BSFTable[((1ULL << i) * 0x218A392CD3D5DBFULL) >> 58] = i;
 
   int steps[][9] = { {}, { 7, 9 }, { 17, 15, 10, 6, -6, -10, -15, -17 },
                      {}, {}, {}, { 9, 7, -7, -9, 8, 1, -1, -8 } };
 
-  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; c++)
-      for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; pt++)
-          for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
-              for (int k = 0; steps[pt][k]; k++)
+  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
+      for (PieceType pt = PAWN; pt <= KING; ++pt)
+          for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
+              for (int k = 0; steps[pt][k]; ++k)
               {
                   Square to = s + Square(c == WHITE ? steps[pt][k] : -steps[pt][k]);
 
@@ -233,20 +212,23 @@ void Bitboards::init() {
   init_magics(RTable, RAttacks, RMagics, RMasks, RShifts, RDeltas, magic_index<ROOK>);
   init_magics(BTable, BAttacks, BMagics, BMasks, BShifts, BDeltas, magic_index<BISHOP>);
 
-  for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
+  for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
   {
       PseudoAttacks[QUEEN][s]  = PseudoAttacks[BISHOP][s] = attacks_bb<BISHOP>(s, 0);
       PseudoAttacks[QUEEN][s] |= PseudoAttacks[  ROOK][s] = attacks_bb<  ROOK>(s, 0);
   }
 
-  for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; s1++)
-      for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; s2++)
+  for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; ++s1)
+      for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; ++s2)
           if (PseudoAttacks[QUEEN][s1] & s2)
           {
               Square delta = (s2 - s1) / square_distance(s1, s2);
 
               for (Square s = s1 + delta; s != s2; s += delta)
                   BetweenBB[s1][s2] |= s;
+
+              PieceType pt = (PseudoAttacks[BISHOP][s1] & s2) ? BISHOP : ROOK;
+              LineBB[s1][s2] = (PseudoAttacks[pt][s1] & PseudoAttacks[pt][s2]) | s1 | s2;
           }
 }
 
@@ -257,7 +239,7 @@ namespace {
 
     Bitboard attack = 0;
 
-    for (int i = 0; i < 4; i++)
+    for (int i = 0; i < 4; ++i)
         for (Square s = sq + deltas[i];
              is_ok(s) && square_distance(s, s - deltas[i]) == 1;
              s += deltas[i])
@@ -303,7 +285,7 @@ namespace {
     // attacks[s] is a pointer to the beginning of the attacks table for square 's'
     attacks[SQ_A1] = table;
 
-    for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
+    for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
     {
         // Board edges are not considered in the relevant occupancies
         edges = ((Rank1BB | Rank8BB) & ~rank_bb(s)) | ((FileABB | FileHBB) & ~file_bb(s));
@@ -336,15 +318,15 @@ namespace {
         // until we find the one that passes the verification test.
         do {
             do magics[s] = pick_random(rk, booster);
-            while (BitCount8Bit[(magics[s] * masks[s]) >> 56] < 6);
+            while (popcount<Max15>((magics[s] * masks[s]) >> 56) < 6);
 
-            memset(attacks[s], 0, size * sizeof(Bitboard));
+            std::memset(attacks[s], 0, size * sizeof(Bitboard));
 
             // 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 (i = 0; i < size; ++i)
             {
                 Bitboard& attack = attacks[s][index(s, occupancy[i])];