]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/bitboard.cpp
Avoid spamming the GUI in multipv search
[stockfish] / src / bitboard.cpp
index 84e576c62d1577a3615e4e11f465ae8bb3d82c45..425dc8ad796207cdfa6f79c0b0055abb61259619 100644 (file)
 
 #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 SquaresInFrontMask[2][64];
-Bitboard PassedPawnMask[2][64];
-Bitboard AttackSpanMask[2][64];
-Bitboard PseudoAttacks[6][64];
-
-uint8_t BitCount8Bit[256];
-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 ThisAndAdjacentFilesBB[FILE_NB];
+Bitboard InFrontBB[COLOR_NB][RANK_NB];
+Bitboard StepAttacksBB[PIECE_NB][SQUARE_NB];
+Bitboard BetweenBB[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
+Bitboard DistanceRingsBB[SQUARE_NB][8];
+Bitboard ForwardBB[COLOR_NB][SQUARE_NB];
+Bitboard PassedPawnMask[COLOR_NB][SQUARE_NB];
+Bitboard AttackSpanMask[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
 
@@ -65,89 +71,92 @@ namespace {
 
   void init_magics(Bitboard table[], Bitboard* attacks[], Bitboard magics[],
                    Bitboard masks[], unsigned shifts[], Square deltas[], Fn index);
+
+  FORCE_INLINE unsigned bsf_index(Bitboard b) {
+
+    // 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;
+  }
 }
 
+/// 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.
 
-/// print_bitboard() prints a bitboard in an easily readable format to the
-/// standard output. This is sometimes useful for debugging.
+#if !defined(USE_BSFQ)
+
+Square lsb(Bitboard b) { return BSFTable[bsf_index(b)]; }
 
-void print_bitboard(Bitboard b) {
+Square pop_lsb(Bitboard* b) {
 
-  for (Rank r = RANK_8; r >= RANK_1; r--)
+  Bitboard bb = *b;
+  *b = bb & (bb - 1);
+  return BSFTable[bsf_index(bb)];
+}
+
+Square msb(Bitboard b) {
+
+  unsigned b32;
+  int result = 0;
+
+  if (b > 0xFFFFFFFF)
   {
-      std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << '\n';
-      for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; f++)
-          std::cout << "| " << ((b & make_square(f, r)) ? "X " : "  ");
+      b >>= 32;
+      result = 32;
+  }
 
-      std::cout << "|\n";
+  b32 = unsigned(b);
+
+  if (b32 > 0xFFFF)
+  {
+      b32 >>= 16;
+      result += 16;
   }
-  std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
+
+  if (b32 > 0xFF)
+  {
+      b32 >>= 8;
+      result += 8;
+  }
+
+  return (Square)(result + MS1BTable[b32]);
 }
 
+#endif // !defined(USE_BSFQ)
 
-/// 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.
 
-#if defined(IS_64BIT) && !defined(USE_BSFQ)
+/// Bitboards::print() prints a bitboard in an easily readable format to the
+/// standard output. This is sometimes useful for debugging.
 
-Square first_1(Bitboard b) {
-  return Square(BSFTable[((b & -b) * 0x218A392CD3D5DBFULL) >> 58]);
-}
+void Bitboards::print(Bitboard b) {
 
-Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
-  Bitboard bb = *b;
-  *b &= (*b - 1);
-  return Square(BSFTable[((bb & -bb) * 0x218A392CD3D5DBFULL) >> 58]);
-}
+  sync_cout;
 
-#elif !defined(USE_BSFQ)
+  for (Rank rank = RANK_8; rank >= RANK_1; rank--)
+  {
+      std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << '\n';
 
-Square first_1(Bitboard b) {
-  b ^= (b - 1);
-  uint32_t fold = unsigned(b) ^ unsigned(b >> 32);
-  return Square(BSFTable[(fold * 0x783A9B23) >> 26]);
-}
+      for (File file = FILE_A; file <= FILE_H; file++)
+          std::cout << "| " << (b & (file | rank) ? "X " : "  ");
 
-// Use type-punning
-union b_union {
-
-    Bitboard dummy;
-    struct {
-#if defined (BIGENDIAN)
-        uint32_t h;
-        uint32_t l;
-#else
-        uint32_t l;
-        uint32_t h;
-#endif
-    } b;
-};
-
-Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
-
-   const b_union u = *((b_union*)b);
-
-   if (u.b.l)
-   {
-       ((b_union*)b)->b.l = u.b.l & (u.b.l - 1);
-       return Square(BSFTable[((u.b.l ^ (u.b.l - 1)) * 0x783A9B23) >> 26]);
-   }
-
-   ((b_union*)b)->b.h = u.b.h & (u.b.h - 1);
-   return Square(BSFTable[((~(u.b.h ^ (u.b.h - 1))) * 0x783A9B23) >> 26]);
+      std::cout << "|\n";
+  }
+  std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << sync_endl;
 }
 
-#endif // !defined(USE_BSFQ)
-
 
-/// bitboards_init() initializes various bitboard arrays. It is called during
+/// Bitboards::init() initializes various bitboard arrays. It is called during
 /// program initialization.
 
-void bitboards_init() {
+void Bitboards::init() {
 
-  for (Bitboard b = 0; b < 256; b++)
-      BitCount8Bit[b] = (uint8_t)popcount<Max15>(b);
+  for (int k = 0, i = 0; i < 8; i++)
+      while (k < (2 << i))
+          MS1BTable[k++] = i;
+
+  for (int i = 0; i < 64; i++)
+      BSFTable[bsf_index(1ULL << i)] = Square(i);
 
   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
       SquareBB[s] = 1ULL << s;
@@ -155,46 +164,38 @@ void bitboards_init() {
   FileBB[FILE_A] = FileABB;
   RankBB[RANK_1] = Rank1BB;
 
-  for (int f = FILE_B; f <= FILE_H; f++)
+  for (int i = 1; i < 8; i++)
   {
-      FileBB[f] = FileBB[f - 1] << 1;
-      RankBB[f] = RankBB[f - 1] << 8;
+      FileBB[i] = FileBB[i - 1] << 1;
+      RankBB[i] = RankBB[i - 1] << 8;
   }
 
-  for (int 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 (int rw = RANK_7, rb = RANK_2; rw >= RANK_1; rw--, rb++)
-  {
-      InFrontBB[WHITE][rw] = InFrontBB[WHITE][rw + 1] | RankBB[rw + 1];
-      InFrontBB[BLACK][rb] = InFrontBB[BLACK][rb - 1] | RankBB[rb - 1];
-  }
+  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++)
       {
-          SquaresInFrontMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & file_bb(s);
-          PassedPawnMask[c][s]     = in_front_bb(c, s) & this_and_adjacent_files_bb(file_of(s));
-          AttackSpanMask[c][s]     = in_front_bb(c, s) & adjacent_files_bb(file_of(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)];
       }
 
   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 (int i = 0; i < 64; i++)
-      if (!Is64Bit) // Matt Taylor's folding trick for 32 bit systems
-      {
-          Bitboard b = 1ULL << i;
-          b ^= b - 1;
-          b ^= b >> 32;
-          BSFTable[(uint32_t)(b * 0x783A9B23) >> 26] = i;
-      }
-      else
-          BSFTable[((1ULL << i) * 0x218A392CD3D5DBFULL) >> 58] = i;
+  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;
 
   int steps[][9] = { {}, { 7, 9 }, { 17, 15, 10, 6, -6, -10, -15, -17 },
                      {}, {}, {}, { 9, 7, -7, -9, 8, 1, -1, -8 } };
@@ -206,7 +207,7 @@ void bitboards_init() {
               {
                   Square to = s + Square(c == WHITE ? steps[pt][k] : -steps[pt][k]);
 
-                  if (square_is_ok(to) && square_distance(s, to) < 3)
+                  if (is_ok(to) && square_distance(s, to) < 3)
                       StepAttacksBB[make_piece(c, pt)][s] |= to;
               }
 
@@ -218,9 +219,8 @@ void bitboards_init() {
 
   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; s++)
   {
-      PseudoAttacks[BISHOP][s] = attacks_bb<BISHOP>(s, 0);
-      PseudoAttacks[ROOK][s]   = attacks_bb<ROOK>(s, 0);
-      PseudoAttacks[QUEEN][s]  = PseudoAttacks[BISHOP][s] | PseudoAttacks[ROOK][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++)
@@ -243,7 +243,7 @@ namespace {
 
     for (int i = 0; i < 4; i++)
         for (Square s = sq + deltas[i];
-             square_is_ok(s) && square_distance(s, s - deltas[i]) == 1;
+             is_ok(s) && square_distance(s, s - deltas[i]) == 1;
              s += deltas[i])
         {
             attack |= s;
@@ -256,25 +256,17 @@ namespace {
   }
 
 
-  Bitboard pick_random(Bitboard mask, RKISS& rk, int booster) {
-
-    Bitboard magic;
+  Bitboard pick_random(RKISS& rk, int booster) {
 
     // Values s1 and s2 are used to rotate the candidate magic of a
     // quantity known to be the optimal to quickly find the magics.
     int s1 = booster & 63, s2 = (booster >> 6) & 63;
 
-    while (true)
-    {
-        magic = rk.rand<Bitboard>();
-        magic = (magic >> s1) | (magic << (64 - s1));
-        magic &= rk.rand<Bitboard>();
-        magic = (magic >> s2) | (magic << (64 - s2));
-        magic &= rk.rand<Bitboard>();
-
-        if (BitCount8Bit[(mask * magic) >> 56] >= 6)
-            return magic;
-    }
+    Bitboard m = rk.rand<Bitboard>();
+    m = (m >> s1) | (m << (64 - s1));
+    m &= rk.rand<Bitboard>();
+    m = (m >> s2) | (m << (64 - s2));
+    return m & rk.rand<Bitboard>();
   }
 
 
@@ -327,7 +319,9 @@ namespace {
         // Find a magic for square 's' picking up an (almost) random number
         // until we find the one that passes the verification test.
         do {
-            magics[s] = pick_random(masks[s], rk, booster);
+            do magics[s] = pick_random(rk, booster);
+            while (popcount<Max15>((magics[s] * masks[s]) >> 56) < 6);
+
             memset(attacks[s], 0, size * sizeof(Bitboard));
 
             // A good magic must map every possible occupancy to an index that
@@ -341,6 +335,8 @@ namespace {
                 if (attack && attack != reference[i])
                     break;
 
+                assert(reference[i] != 0);
+
                 attack = reference[i];
             }
         } while (i != size);