]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/bitboard.h
Retire direction.cpp
[stockfish] / src / bitboard.h
index a7b7717e71b4700b5d9d7c4bd3b408698b38c41f..599d0120da852fb4b379d27430a3b174e8055537 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) 2008-2009 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2010 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
 #if !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)
 #define BITBOARD_H_INCLUDED
 
-
-////
-//// Defines
-////
-
-// Comment following define if you prefer manually adjust
-// platform macros defined below
-#define AUTO_CONFIGURATION
-
-// Quiet a warning on Intel compiler
-#if !defined(__SIZEOF_INT__ )
-#define __SIZEOF_INT__ 0
-#endif
-
-// Check for 64 bits for different compilers: Intel, MSVC and gcc
-#if defined(__x86_64) || defined(_WIN64) || (__SIZEOF_INT__ > 4)
-#define IS_64BIT
-#endif
-
-#if !defined(AUTO_CONFIGURATION) || defined(IS_64BIT)
-
-//#define USE_COMPACT_ROOK_ATTACKS
-//#define USE_32BIT_ATTACKS
-#define USE_FOLDED_BITSCAN
-
-#define BITCOUNT_SWAR_64
-//#define BITCOUNT_SWAR_32
-//#define BITCOUNT_LOOP
-
-#else
-
-#define USE_32BIT_ATTACKS
-#define USE_FOLDED_BITSCAN
-#define BITCOUNT_SWAR_32
-
-#endif
-
 ////
 //// Includes
 ////
 
-#include "direction.h"
 #include "piece.h"
 #include "square.h"
 #include "types.h"
 
 
-////
-//// Types
-////
-
-typedef uint64_t Bitboard;
-
-
 ////
 //// Constants and variables
 ////
 
-const Bitboard EmptyBoardBB = 0ULL;
-
-const Bitboard WhiteSquaresBB = 0x55AA55AA55AA55AAULL;
-const Bitboard BlackSquaresBB = 0xAA55AA55AA55AA55ULL;
-const Bitboard SquaresByColorBB[2] = { BlackSquaresBB, WhiteSquaresBB };
+const Bitboard EmptyBoardBB = 0;
 
 const Bitboard FileABB = 0x0101010101010101ULL;
-const Bitboard FileBBB = 0x0202020202020202ULL;
-const Bitboard FileCBB = 0x0404040404040404ULL;
-const Bitboard FileDBB = 0x0808080808080808ULL;
-const Bitboard FileEBB = 0x1010101010101010ULL;
-const Bitboard FileFBB = 0x2020202020202020ULL;
-const Bitboard FileGBB = 0x4040404040404040ULL;
-const Bitboard FileHBB = 0x8080808080808080ULL;
-
-const Bitboard FileBB[8] = {
-  FileABB, FileBBB, FileCBB, FileDBB, FileEBB, FileFBB, FileGBB, FileHBB
-};
-
-const Bitboard NeighboringFilesBB[8] = {
-  FileBBB, FileABB|FileCBB, FileBBB|FileDBB, FileCBB|FileEBB,
-  FileDBB|FileFBB, FileEBB|FileGBB, FileFBB|FileHBB, FileGBB
-};
-
-const Bitboard ThisAndNeighboringFilesBB[8] = {
-  FileABB|FileBBB, FileABB|FileBBB|FileCBB,
-  FileBBB|FileCBB|FileDBB, FileCBB|FileDBB|FileEBB,
-  FileDBB|FileEBB|FileFBB, FileEBB|FileFBB|FileGBB,
-  FileFBB|FileGBB|FileHBB, FileGBB|FileHBB
-};
-
-const Bitboard Rank1BB = 0xFFULL;
-const Bitboard Rank2BB = 0xFF00ULL;
-const Bitboard Rank3BB = 0xFF0000ULL;
-const Bitboard Rank4BB = 0xFF000000ULL;
-const Bitboard Rank5BB = 0xFF00000000ULL;
-const Bitboard Rank6BB = 0xFF0000000000ULL;
-const Bitboard Rank7BB = 0xFF000000000000ULL;
-const Bitboard Rank8BB = 0xFF00000000000000ULL;
-
-const Bitboard RankBB[8] = {
-  Rank1BB, Rank2BB, Rank3BB, Rank4BB, Rank5BB, Rank6BB, Rank7BB, Rank8BB
-};
-
-const Bitboard RelativeRankBB[2][8] = {
-  { Rank1BB, Rank2BB, Rank3BB, Rank4BB, Rank5BB, Rank6BB, Rank7BB, Rank8BB },
-  { Rank8BB, Rank7BB, Rank6BB, Rank5BB, Rank4BB, Rank3BB, Rank2BB, Rank1BB }
-};
-
-const Bitboard InFrontBB[2][8] = {
-  { Rank2BB | Rank3BB | Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
-    Rank3BB | Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
-    Rank4BB | Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
-    Rank5BB | Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
-    Rank6BB | Rank7BB | Rank8BB,
-    Rank7BB | Rank8BB,
-    Rank8BB,
-    EmptyBoardBB
-  },
-  { EmptyBoardBB,
-    Rank1BB,
-    Rank2BB | Rank1BB,
-    Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
-    Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
-    Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
-    Rank6BB | Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB,
-    Rank7BB | Rank6BB | Rank5BB | Rank4BB | Rank3BB | Rank2BB | Rank1BB
-  }
-};
+const Bitboard FileBBB = FileABB << 1;
+const Bitboard FileCBB = FileABB << 2;
+const Bitboard FileDBB = FileABB << 3;
+const Bitboard FileEBB = FileABB << 4;
+const Bitboard FileFBB = FileABB << 5;
+const Bitboard FileGBB = FileABB << 6;
+const Bitboard FileHBB = FileABB << 7;
+
+const Bitboard Rank1BB = 0xFF;
+const Bitboard Rank2BB = Rank1BB << (8 * 1);
+const Bitboard Rank3BB = Rank1BB << (8 * 2);
+const Bitboard Rank4BB = Rank1BB << (8 * 3);
+const Bitboard Rank5BB = Rank1BB << (8 * 4);
+const Bitboard Rank6BB = Rank1BB << (8 * 5);
+const Bitboard Rank7BB = Rank1BB << (8 * 6);
+const Bitboard Rank8BB = Rank1BB << (8 * 7);
+
+extern const Bitboard SquaresByColorBB[2];
+extern const Bitboard FileBB[8];
+extern const Bitboard NeighboringFilesBB[8];
+extern const Bitboard ThisAndNeighboringFilesBB[8];
+extern const Bitboard RankBB[8];
+extern const Bitboard RelativeRankBB[2][8];
+extern const Bitboard InFrontBB[2][8];
 
 extern Bitboard SetMaskBB[65];
 extern Bitboard ClearMaskBB[65];
 
 extern Bitboard StepAttackBB[16][64];
-extern Bitboard RayBB[64][8];
 extern Bitboard BetweenBB[64][64];
 
+extern Bitboard SquaresInFrontMask[2][64];
 extern Bitboard PassedPawnMask[2][64];
-extern Bitboard OutpostMask[2][64];
-
-#if defined(USE_COMPACT_ROOK_ATTACKS)
-
-extern Bitboard RankAttacks[8][64], FileAttacks[8][64];
-
-#else
+extern Bitboard AttackSpanMask[2][64];
 
 extern const uint64_t RMult[64];
 extern const int RShift[64];
@@ -172,8 +79,6 @@ extern Bitboard RMask[64];
 extern int RAttackIndex[64];
 extern Bitboard RAttacks[0x19000];
 
-#endif // defined(USE_COMPACT_ROOK_ATTACKS)
-
 extern const uint64_t BMult[64];
 extern const int BShift[64];
 extern Bitboard BMask[64];
@@ -184,6 +89,9 @@ extern Bitboard BishopPseudoAttacks[64];
 extern Bitboard RookPseudoAttacks[64];
 extern Bitboard QueenPseudoAttacks[64];
 
+extern uint8_t BitCount8Bit[256];
+extern int8_t DirectionTable[64][64];
+
 
 ////
 //// Inline functions
@@ -205,9 +113,19 @@ inline void clear_bit(Bitboard *b, Square s) {
 }
 
 
-/// rank_bb() and file_bb() gives a bitboard containing all squares on a given
-/// file or rank.  It is also possible to pass a square as input to these
-/// functions.
+/// Functions used to update a bitboard after a move. This is faster
+/// then calling a sequence of clear_bit() + set_bit()
+
+inline Bitboard make_move_bb(Square from, Square to) {
+  return SetMaskBB[from] | SetMaskBB[to];
+}
+
+inline void do_move_bb(Bitboard *b, Bitboard move_bb) {
+  *b ^= move_bb;
+}
+
+/// rank_bb() and file_bb() take a file or a square as input, and return
+/// a bitboard representing all squares on the given file or rank.
 
 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
   return RankBB[r];
@@ -234,7 +152,7 @@ inline Bitboard neighboring_files_bb(File f) {
 }
 
 inline Bitboard neighboring_files_bb(Square s) {
-  return neighboring_files_bb(square_file(s));
+  return NeighboringFilesBB[square_file(s)];
 }
 
 
@@ -247,7 +165,7 @@ inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(File f) {
 }
 
 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(Square s) {
-  return this_and_neighboring_files_bb(square_file(s));
+  return ThisAndNeighboringFilesBB[square_file(s)];
 }
 
 
@@ -273,7 +191,7 @@ inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 }
 
 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
-  return in_front_bb(c, square_rank(s));
+  return InFrontBB[c][square_rank(s)];
 }
 
 
@@ -286,41 +204,28 @@ inline Bitboard behind_bb(Color c, Rank r) {
 }
 
 inline Bitboard behind_bb(Color c, Square s) {
-  return in_front_bb(opposite_color(c), square_rank(s));
-}
-
-
-/// ray_bb() gives a bitboard representing all squares along the ray in a
-/// given direction from a given square.
-
-inline Bitboard ray_bb(Square s, SignedDirection d) {
-  return RayBB[s][d];
+  return InFrontBB[opposite_color(c)][square_rank(s)];
 }
 
 
-/// Functions for computing sliding attack bitboards.  rook_attacks_bb(),
+/// Functions for computing sliding attack bitboards. rook_attacks_bb(),
 /// bishop_attacks_bb() and queen_attacks_bb() all take a square and a
 /// bitboard of occupied squares as input, and return a bitboard representing
 /// all squares attacked by a rook, bishop or queen on the given square.
 
-#if defined(USE_COMPACT_ROOK_ATTACKS)
-
-inline Bitboard file_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
-  Bitboard b = (blockers >> square_file(s)) & 0x01010101010100ULL;
-  return
-    FileAttacks[square_rank(s)][(b*0xd6e8802041d0c441ULL)>>58] & file_bb(s);
-}
+#if defined(IS_64BIT)
 
-inline Bitboard rank_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
-  Bitboard b = (blockers >> ((s & 56) + 1)) & 63;
-  return RankAttacks[square_file(s)][b] & rank_bb(s);
+inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
+  Bitboard b = blockers & RMask[s];
+  return RAttacks[RAttackIndex[s] + ((b * RMult[s]) >> RShift[s])];
 }
 
-inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
-  return file_attacks_bb(s, blockers) | rank_attacks_bb(s, blockers);
+inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
+  Bitboard b = blockers & BMask[s];
+  return BAttacks[BAttackIndex[s] + ((b * BMult[s]) >> BShift[s])];
 }
 
-#elif defined(USE_32BIT_ATTACKS)
+#else // if !defined(IS_64BIT)
 
 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
   Bitboard b = blockers & RMask[s];
@@ -330,17 +235,6 @@ inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
                    >> RShift[s])];
 }
 
-#else
-
-inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
-  Bitboard b = blockers & RMask[s];
-  return RAttacks[RAttackIndex[s] + ((b * RMult[s]) >> RShift[s])];
-}
-
-#endif
-
-#if defined(USE_32BIT_ATTACKS)
-
 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
   Bitboard b = blockers & BMask[s];
   return BAttacks[BAttackIndex[s] +
@@ -349,14 +243,7 @@ inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
                    >> BShift[s])];
 }
 
-#else // defined(USE_32BIT_ATTACKS)
-
-inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
-  Bitboard b = blockers & BMask[s];
-  return BAttacks[BAttackIndex[s] + ((b * BMult[s]) >> BShift[s])];
-}
-
-#endif // defined(USE_32BIT_ATTACKS)
+#endif
 
 inline Bitboard queen_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
   return rook_attacks_bb(s, blockers) | bishop_attacks_bb(s, blockers);
@@ -375,12 +262,11 @@ inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 
 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
-/// from the point of view of the given color.  For instance,
-/// squares_in_front_of(BLACK, SQ_E4) returns a bitboard with the squares
-/// e3, e2 and e1 set.
+/// from the point of view of the given color. Definition of the table is:
+/// SquaresInFrontOf[c][s] = in_front_bb(c, s) & file_bb(s)
 
 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
-  return in_front_bb(c, s) & file_bb(s);
+  return SquaresInFrontMask[c][s];
 }
 
 
@@ -388,93 +274,72 @@ inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 /// behind the square instead of in front of the square.
 
 inline Bitboard squares_behind(Color c, Square s) {
-  return in_front_bb(opposite_color(c), s) & file_bb(s);
+  return SquaresInFrontMask[opposite_color(c)][s];
 }
 
 
 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
-/// the given square is a passed pawn.
+/// the given square is a passed pawn. Definition of the table is:
+/// PassedPawnMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & this_and_neighboring_files_bb(s)
 
 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
   return PassedPawnMask[c][s];
 }
 
 
-/// outpost_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
-/// mask which can be used to test whether a piece on the square can possibly
-/// be driven away by an enemy pawn.
+/// attack_span_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
+/// representing all squares that can be attacked by a pawn of the given color
+/// when it moves along its file starting from the given square. Definition is:
+/// AttackSpanMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & neighboring_files_bb(s);
 
-inline Bitboard outpost_mask(Color c, Square s) {
-  return OutpostMask[c][s];
+inline Bitboard attack_span_mask(Color c, Square s) {
+  return AttackSpanMask[c][s];
 }
 
 
-/// isolated_pawn_mask takes a square as input, and returns a bitboard mask
-/// which can be used to test whether a pawn on the given square is isolated.
+/// squares_aligned returns true if the squares s1, s2 and s3 are aligned
+/// either on a straight or on a diagonal line.
 
-inline Bitboard isolated_pawn_mask(Square s) {
-  return neighboring_files_bb(s);
+inline bool squares_aligned(Square s1, Square s2, Square s3) {
+  return   DirectionTable[s1][s2] != DELTA_NONE
+        && abs(DirectionTable[s1][s2]) ==  abs(DirectionTable[s2][s3]);
 }
 
 
-/// count_1s() counts the number of nonzero bits in a bitboard.
-
-#if defined(BITCOUNT_LOOP)
+/// squares_straight_aligned returns true if the squares s1 and s2 are aligned
+/// on a straight line, either veritical or horizontal.
 
-inline int count_1s(Bitboard b) {
-  int r;
-  for(r = 0; b; r++, b &= b - 1);
-  return r;
+inline bool squares_straight_aligned(Square s1, Square s2) {
+  return   abs(DirectionTable[s1][s2]) == DELTA_N
+        || abs(DirectionTable[s1][s2]) == DELTA_E;
 }
 
-inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
-  return count_1s(b);
-}
 
-#elif defined(BITCOUNT_SWAR_32)
+/// 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.
 
-inline int count_1s(Bitboard b) {
-  unsigned w = unsigned(b >> 32), v = unsigned(b);
-  v -= (v >> 1) & 0x55555555; // 0-2 in 2 bits
-  w -= (w >> 1) & 0x55555555;
-  v = ((v >> 2) & 0x33333333) + (v & 0x33333333); // 0-4 in 4 bits
-  w = ((w >> 2) & 0x33333333) + (w & 0x33333333);
-  v = ((v >> 4) + v) & 0x0F0F0F0F; // 0-8 in 8 bits
-  v += (((w >> 4) + w) & 0x0F0F0F0F);  // 0-16 in 8 bits
-  v *= 0x01010101; // mul is fast on amd procs
-  return int(v >> 24);
-}
+#if defined(USE_BSFQ) // Assembly code by Heinz van Saanen
 
-inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
-  unsigned w = unsigned(b >> 32), v = unsigned(b);
-  v -= (v >> 1) & 0x55555555; // 0-2 in 2 bits
-  w -= (w >> 1) & 0x55555555;
-  v = ((v >> 2) & 0x33333333) + (v & 0x33333333); // 0-4 in 4 bits
-  w = ((w >> 2) & 0x33333333) + (w & 0x33333333);
-  v += w; // 0-8 in 4 bits
-  v *= 0x11111111;
-  return int(v >> 28);
+inline Square first_1(Bitboard b) {
+  Bitboard dummy;
+  __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
+  return (Square)(dummy);
 }
 
-#elif defined(BITCOUNT_SWAR_64)
-
-inline int count_1s(Bitboard b) {
-  b -= ((b>>1) & 0x5555555555555555ULL);
-  b = ((b>>2) & 0x3333333333333333ULL) + (b & 0x3333333333333333ULL);
-  b = ((b>>4) + b) & 0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL;
-  b *= 0x0101010101010101ULL;
-  return int(b >> 56);
+inline Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
+  const Square s = first_1(*b);
+  *b &= ~(1ULL<<s);
+  return s;
 }
 
-inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
-  b -= (b>>1) & 0x5555555555555555ULL;
-  b = ((b>>2) & 0x3333333333333333ULL) + (b & 0x3333333333333333ULL);
-  b *= 0x1111111111111111ULL;
-  return int(b >> 60);
-}
+#else // if !defined(USE_BSFQ)
 
-#endif // BITCOUNT
+extern Square first_1(Bitboard b);
+extern Square pop_1st_bit(Bitboard* b);
+
+#endif
 
 
 ////
@@ -483,8 +348,6 @@ inline int count_1s_max_15(Bitboard b) {
 
 extern void print_bitboard(Bitboard b);
 extern void init_bitboards();
-extern Square first_1(Bitboard b);
-extern Square pop_1st_bit(Bitboard *b);
 
 
 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)