]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/bitboard.cpp
Reformat pick_random() in magics calculation
[stockfish] / src / bitboard.cpp
index a5b80b0b5e9bf44dc4d4a6c851b7419f2264e085..8be7cea4b6ae6b098dfa2537904d0885ed2daa8f 100644 (file)
@@ -30,12 +30,12 @@ CACHE_LINE_ALIGNMENT
 Bitboard RMasks[64];
 Bitboard RMagics[64];
 Bitboard* RAttacks[64];
-int RShifts[64];
+unsigned RShifts[64];
 
 Bitboard BMasks[64];
 Bitboard BMagics[64];
 Bitboard* BAttacks[64];
-int BShifts[64];
+unsigned BShifts[64];
 
 Bitboard SquareBB[64];
 Bitboard FileBB[8];
@@ -45,12 +45,11 @@ Bitboard ThisAndAdjacentFilesBB[8];
 Bitboard InFrontBB[2][8];
 Bitboard StepAttacksBB[16][64];
 Bitboard BetweenBB[64][64];
-Bitboard SquaresInFrontMask[2][64];
+Bitboard ForwardBB[2][64];
 Bitboard PassedPawnMask[2][64];
 Bitboard AttackSpanMask[2][64];
 Bitboard PseudoAttacks[6][64];
 
-uint8_t BitCount8Bit[256];
 int SquareDistance[64][64];
 
 namespace {
@@ -58,33 +57,17 @@ namespace {
   CACHE_LINE_ALIGNMENT
 
   int BSFTable[64];
+  int MS1BTable[256];
   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[], int shifts[], Square deltas[], Fn get_index);
+                   Bitboard masks[], unsigned shifts[], Square deltas[], Fn index);
 }
 
-
-/// print_bitboard() prints a bitboard in an easily readable format to the
-/// standard output. This is sometimes useful for debugging.
-
-void print_bitboard(Bitboard b) {
-
-  for (Rank r = RANK_8; r >= RANK_1; r--)
-  {
-      std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << '\n';
-      for (File f = FILE_A; f <= FILE_H; f++)
-          std::cout << "| " << ((b & make_square(f, r)) ? "X " : "  ");
-
-      std::cout << "|\n";
-  }
-  std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
-}
-
-
 /// 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.
@@ -109,48 +92,72 @@ Square first_1(Bitboard b) {
   return Square(BSFTable[(fold * 0x783A9B23) >> 26]);
 }
 
-// Use type-punning
-union b_union {
-
-    Bitboard b;
-    struct {
-#if defined (BIGENDIAN)
-        uint32_t h;
-        uint32_t l;
-#else
-        uint32_t l;
-        uint32_t h;
-#endif
-    } dw;
-};
-
-Square pop_1st_bit(Bitboard* bb) {
-
-   b_union u;
-   Square ret;
-
-   u.b = *bb;
-
-   if (u.dw.l)
-   {
-       ret = Square(BSFTable[((u.dw.l ^ (u.dw.l - 1)) * 0x783A9B23) >> 26]);
-       u.dw.l &= (u.dw.l - 1);
-       *bb = u.b;
-       return ret;
-   }
-   ret = Square(BSFTable[((~(u.dw.h ^ (u.dw.h - 1))) * 0x783A9B23) >> 26]);
-   u.dw.h &= (u.dw.h - 1);
-   *bb = u.b;
-   return ret;
+Square pop_1st_bit(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]);
+}
+
+Square last_1(Bitboard b) {
+
+  unsigned b32;
+  int result = 0;
+
+  if (b > 0xFFFFFFFF)
+  {
+      b >>= 32;
+      result = 32;
+  }
+
+  b32 = unsigned(b);
+
+  if (b32 > 0xFFFF)
+  {
+      b32 >>= 16;
+      result += 16;
+  }
+
+  if (b32 > 0xFF)
+  {
+      b32 >>= 8;
+      result += 8;
+  }
+
+  return Square(result + MS1BTable[b32]);
 }
 
 #endif // !defined(USE_BSFQ)
 
 
-/// bitboards_init() initializes various bitboard arrays. It is called during
+/// Bitboards::print() prints a bitboard in an easily readable format to the
+/// standard output. This is sometimes useful for debugging.
+
+void Bitboards::print(Bitboard b) {
+
+  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 " : "  ");
+
+      std::cout << "|\n";
+  }
+  std::cout << "+---+---+---+---+---+---+---+---+" << std::endl;
+}
+
+
+/// Bitboards::init() initializes various bitboard arrays. It is called during
 /// program initialization.
 
-void bitboards_init() {
+void Bitboards::init() {
+
+  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);
@@ -161,30 +168,27 @@ 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++)
@@ -212,21 +216,20 @@ 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;
               }
 
   Square RDeltas[] = { DELTA_N,  DELTA_E,  DELTA_S,  DELTA_W  };
   Square BDeltas[] = { DELTA_NE, DELTA_SE, DELTA_SW, DELTA_NW };
 
-  init_magics(RTable, RAttacks, RMagics, RMasks, RShifts, RDeltas, r_index);
-  init_magics(BTable, BAttacks, BMagics, BMasks, BShifts, BDeltas, b_index);
+  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++)
   {
-      PseudoAttacks[BISHOP][s] = bishop_attacks_bb(s, 0);
-      PseudoAttacks[ROOK][s]   = rook_attacks_bb(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++)
@@ -249,7 +252,7 @@ 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;
@@ -262,25 +265,17 @@ 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>();
   }
 
 
@@ -290,7 +285,7 @@ namespace {
   // use the so called "fancy" approach.
 
   void init_magics(Bitboard table[], Bitboard* attacks[], Bitboard magics[],
-                   Bitboard masks[], int shifts[], Square deltas[], Fn get_index) {
+                   Bitboard masks[], unsigned shifts[], Square deltas[], Fn index) {
 
     int MagicBoosters[][8] = { { 3191, 2184, 1310, 3618, 2091, 1308, 2452, 3996 },
                                { 1059, 3608,  605, 3234, 3326,   38, 2029, 3043 } };
@@ -333,7 +328,9 @@ 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 (BitCount8Bit[(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
@@ -342,11 +339,13 @@ namespace {
             // effect of verifying the magic.
             for (i = 0; i < size; i++)
             {
-                Bitboard& attack = attacks[s][get_index(s, occupancy[i])];
+                Bitboard& attack = attacks[s][index(s, occupancy[i])];
 
                 if (attack && attack != reference[i])
                     break;
 
+                assert(reference[i] != 0);
+
                 attack = reference[i];
             }
         } while (i != size);