]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/bitboard.cpp
Merge remote-tracking branch 'upstream/master' into HEAD
[stockfish] / src / bitboard.cpp
index 994ee17f26fa8b078e636f0378ec6ad44fe43e70..80206b58af93c512c56dc841f0af82ba6f7579d8 100644 (file)
@@ -1,8 +1,6 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
-  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2015 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
-  Copyright (C) 2015-2018 Marco Costalba, Joona Kiiski, Gary Linscott, Tord Romstad
+  Copyright (C) 2004-2020 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
 
   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 <bitset>
 
 #include "bitboard.h"
 #include "misc.h"
 
 uint8_t PopCnt16[1 << 16];
-int SquareDistance[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
+uint8_t SquareDistance[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
 
 Bitboard SquareBB[SQUARE_NB];
-Bitboard FileBB[FILE_NB];
-Bitboard RankBB[RANK_NB];
-Bitboard AdjacentFilesBB[FILE_NB];
-Bitboard ForwardRanksBB[COLOR_NB][RANK_NB];
-Bitboard BetweenBB[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
 Bitboard LineBB[SQUARE_NB][SQUARE_NB];
-Bitboard DistanceRingBB[SQUARE_NB][8];
-Bitboard ForwardFileBB[COLOR_NB][SQUARE_NB];
-Bitboard PassedPawnMask[COLOR_NB][SQUARE_NB];
-Bitboard PawnAttackSpan[COLOR_NB][SQUARE_NB];
 Bitboard PseudoAttacks[PIECE_TYPE_NB][SQUARE_NB];
 Bitboard PawnAttacks[COLOR_NB][SQUARE_NB];
 
@@ -48,16 +38,17 @@ namespace {
   Bitboard RookTable[0x19000];  // To store rook attacks
   Bitboard BishopTable[0x1480]; // To store bishop attacks
 
-  void init_magics(Bitboard table[], Magic magics[], Direction directions[]);
+  void init_magics(PieceType pt, Bitboard table[], Magic magics[]);
 
-  // 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;
-  }
+
+/// safe_destination() returns the bitboard of target square for the given step
+/// from the given square. If the step is off the board, returns empty bitboard.
+
+inline Bitboard safe_destination(Square s, int step) {
+    Square to = Square(s + step);
+    return is_ok(to) && distance(s, to) <= 2 ? square_bb(to) : Bitboard(0);
 }
 
 
@@ -73,8 +64,9 @@ const std::string Bitboards::pretty(Bitboard b) {
       for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
           s += b & make_square(f, r) ? "| X " : "|   ";
 
-      s += "|\n+---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
+      s += "| " + std::to_string(1 + r) + "\n+---+---+---+---+---+---+---+---+\n";
   }
+  s += "  a   b   c   d   e   f   g   h\n";
 
   return s;
 }
@@ -86,108 +78,65 @@ const std::string Bitboards::pretty(Bitboard b) {
 void Bitboards::init() {
 
   for (unsigned i = 0; i < (1 << 16); ++i)
-      PopCnt16[i] = (uint8_t) popcount16(i);
+      PopCnt16[i] = uint8_t(std::bitset<16>(i).count());
 
   for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
-      SquareBB[s] = 1ULL << s;
-
-  for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; ++f)
-      FileBB[f] = f > FILE_A ? FileBB[f - 1] << 1 : FileABB;
-
-  for (Rank r = RANK_1; r <= RANK_8; ++r)
-      RankBB[r] = r > RANK_1 ? RankBB[r - 1] << 8 : Rank1BB;
-
-  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);
-
-  for (Rank r = RANK_1; r < RANK_8; ++r)
-      ForwardRanksBB[WHITE][r] = ~(ForwardRanksBB[BLACK][r + 1] = ForwardRanksBB[BLACK][r] | RankBB[r]);
-
-  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-      for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
-      {
-          ForwardFileBB [c][s] = ForwardRanksBB[c][rank_of(s)] & FileBB[file_of(s)];
-          PawnAttackSpan[c][s] = ForwardRanksBB[c][rank_of(s)] & AdjacentFilesBB[file_of(s)];
-          PassedPawnMask[c][s] = ForwardFileBB [c][s] | PawnAttackSpan[c][s];
-      }
+      SquareBB[s] = (1ULL << s);
 
   for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; ++s1)
       for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; ++s2)
-          if (s1 != s2)
-          {
-              SquareDistance[s1][s2] = std::max(distance<File>(s1, s2), distance<Rank>(s1, s2));
-              DistanceRingBB[s1][SquareDistance[s1][s2] - 1] |= s2;
-          }
-
-  int steps[][5] = { {}, { 7, 9 }, { 6, 10, 15, 17 }, {}, {}, {}, { 1, 7, 8, 9 } };
-
-  for (Color c = WHITE; c <= BLACK; ++c)
-      for (PieceType pt : { PAWN, KNIGHT, KING })
-          for (Square s = SQ_A1; s <= SQ_H8; ++s)
-              for (int i = 0; steps[pt][i]; ++i)
-              {
-                  Square to = s + Direction(c == WHITE ? steps[pt][i] : -steps[pt][i]);
-
-                  if (is_ok(to) && distance(s, to) < 3)
-                  {
-                      if (pt == PAWN)
-                          PawnAttacks[c][s] |= to;
-                      else
-                          PseudoAttacks[pt][s] |= to;
-                  }
-              }
-
-  Direction RookDirections[] = { NORTH,  EAST,  SOUTH,  WEST };
-  Direction BishopDirections[] = { NORTH_EAST, SOUTH_EAST, SOUTH_WEST, NORTH_WEST };
-
-  init_magics(RookTable, RookMagics, RookDirections);
-  init_magics(BishopTable, BishopMagics, BishopDirections);
+          SquareDistance[s1][s2] = std::max(distance<File>(s1, s2), distance<Rank>(s1, s2));
+
+  init_magics(ROOK, RookTable, RookMagics);
+  init_magics(BISHOP, BishopTable, BishopMagics);
 
   for (Square s1 = SQ_A1; s1 <= SQ_H8; ++s1)
   {
+      PawnAttacks[WHITE][s1] = pawn_attacks_bb<WHITE>(square_bb(s1));
+      PawnAttacks[BLACK][s1] = pawn_attacks_bb<BLACK>(square_bb(s1));
+
+      for (int step : {-9, -8, -7, -1, 1, 7, 8, 9} )
+         PseudoAttacks[KING][s1] |= safe_destination(s1, step);
+
+      for (int step : {-17, -15, -10, -6, 6, 10, 15, 17} )
+         PseudoAttacks[KNIGHT][s1] |= safe_destination(s1, step);
+
       PseudoAttacks[QUEEN][s1]  = PseudoAttacks[BISHOP][s1] = attacks_bb<BISHOP>(s1, 0);
       PseudoAttacks[QUEEN][s1] |= PseudoAttacks[  ROOK][s1] = attacks_bb<  ROOK>(s1, 0);
 
       for (PieceType pt : { BISHOP, ROOK })
           for (Square s2 = SQ_A1; s2 <= SQ_H8; ++s2)
-          {
-              if (!(PseudoAttacks[pt][s1] & s2))
-                  continue;
-
-              LineBB[s1][s2] = (attacks_bb(pt, s1, 0) & attacks_bb(pt, s2, 0)) | s1 | s2;
-              BetweenBB[s1][s2] = attacks_bb(pt, s1, SquareBB[s2]) & attacks_bb(pt, s2, SquareBB[s1]);
-          }
+              if (PseudoAttacks[pt][s1] & s2)
+                  LineBB[s1][s2] = (attacks_bb(pt, s1, 0) & attacks_bb(pt, s2, 0)) | s1 | s2;
   }
 }
 
 
 namespace {
 
-  Bitboard sliding_attack(Direction directions[], Square sq, Bitboard occupied) {
+  Bitboard sliding_attack(PieceType pt, Square sq, Bitboard occupied) {
 
-    Bitboard attack = 0;
+    Bitboard attacks = 0;
+    Direction   RookDirections[4] = {NORTH, SOUTH, EAST, WEST};
+    Direction BishopDirections[4] = {NORTH_EAST, SOUTH_EAST, SOUTH_WEST, NORTH_WEST};
 
-    for (int i = 0; i < 4; ++i)
-        for (Square s = sq + directions[i];
-             is_ok(s) && distance(s, s - directions[i]) == 1;
-             s += directions[i])
-        {
-            attack |= s;
-
-            if (occupied & s)
-                break;
-        }
+    for (Direction d : (pt == ROOK ? RookDirections : BishopDirections))
+    {
+        Square s = sq;
+        while(safe_destination(s, d) && !(occupied & s))
+            attacks |= (s += d);
+    }
 
-    return attack;
+    return attacks;
   }
 
 
   // init_magics() computes all rook and bishop attacks at startup. Magic
   // bitboards are used to look up attacks of sliding pieces. As a reference see
-  // chessprogramming.wikispaces.com/Magic+Bitboards. In particular, here we
-  // use the so called "fancy" approach.
+  // www.chessprogramming.org/Magic_Bitboards. In particular, here we use the so
+  // called "fancy" approach.
 
-  void init_magics(Bitboard table[], Magic magics[], Direction directions[]) {
+  void init_magics(PieceType pt, Bitboard table[], Magic magics[]) {
 
     // Optimal PRNG seeds to pick the correct magics in the shortest time
     int seeds[][RANK_NB] = { { 8977, 44560, 54343, 38998,  5731, 95205, 104912, 17020 },
@@ -207,7 +156,7 @@ 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.
         Magic& m = magics[s];
-        m.mask  = sliding_attack(directions, s, 0) & ~edges;
+        m.mask  = sliding_attack(pt, s, 0) & ~edges;
         m.shift = (Is64Bit ? 64 : 32) - popcount(m.mask);
 
         // Set the offset for the attacks table of the square. We have individual
@@ -219,7 +168,7 @@ namespace {
         b = size = 0;
         do {
             occupancy[size] = b;
-            reference[size] = sliding_attack(directions, s, b);
+            reference[size] = sliding_attack(pt, s, b);
 
             if (HasPext)
                 m.attacks[pext(b, m.mask)] = reference[size];