]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/movegen.cpp
Optimize generate_moves
[stockfish] / src / movegen.cpp
index aa9f26f1311b05a1aa6205f2d253dfa027a0cbbb..88c31cfa4856643e60ca45c64cfa53706aff1d97 100644 (file)
@@ -1,7 +1,6 @@
 /*
   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) 2004-2021 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
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
 #include <cassert>
 
-#include "bitcount.h"
 #include "movegen.h"
-
-// Simple macro to wrap a very common while loop, no facny, no flexibility,
-// hardcoded list name 'mlist' and from square 'from'.
-#define SERIALIZE_MOVES(b) while (b) (*mlist++).move = make_move(from, pop_1st_bit(&b))
-
-// Version used for pawns, where the 'from' square is given as a delta from the 'to' square
-#define SERIALIZE_MOVES_D(b, d) while (b) { to = pop_1st_bit(&b); (*mlist++).move = make_move(to + (d), to); }
-
-////
-//// Local definitions
-////
+#include "position.h"
 
 namespace {
 
-  enum CastlingSide {
-    KING_SIDE,
-    QUEEN_SIDE
-  };
-
-  enum MoveType {
-    CAPTURE,
-    NON_CAPTURE,
-    CHECK,
-    EVASION
-  };
-
-  // Functions
-  bool castling_is_check(const Position&, CastlingSide);
-
-  // Helper templates
-  template<CastlingSide Side>
-  MoveStack* generate_castle_moves(const Position&, MoveStack*);
-
-  template<Color Us, SquareDelta Diagonal>
-  MoveStack* generate_pawn_captures_diagonal(MoveStack*, Bitboard, Bitboard, bool);
-
-  template<Color Us, MoveType Type>
-  MoveStack* generate_pawn_moves(const Position&, MoveStack*, Bitboard = EmptyBoardBB,
-                                 Square = SQ_NONE, Bitboard = EmptyBoardBB);
-
-  template<Color Us, SquareDelta Direction>
-  inline Bitboard move_pawns(Bitboard p) {
-
-    if (Direction == DELTA_N)
-        return Us == WHITE ? p << 8 : p >> 8;
-    else if (Direction == DELTA_NE)
-        return Us == WHITE ? p << 9 : p >> 7;
-    else if (Direction == DELTA_NW)
-        return Us == WHITE ? p << 7 : p >> 9;
-    else
-        return p;
-  }
-
-  // Template generate_piece_checks() with specializations
-  template<PieceType>
-  MoveStack* generate_piece_checks(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard, Square);
-
-  template<>
-  inline MoveStack* generate_piece_checks<PAWN>(const Position& p, MoveStack* m, Color us, Bitboard dc, Square ksq) {
-
-    return (us == WHITE ? generate_pawn_moves<WHITE, CHECK>(p, m, dc, ksq)
-                        : generate_pawn_moves<BLACK, CHECK>(p, m, dc, ksq));
-  }
+  template<GenType Type, Direction D>
+  ExtMove* make_promotions(ExtMove* moveList, Square to, Square ksq) {
 
-  // Template generate_piece_moves() with specializations and overloads
-  template<PieceType>
-  MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard);
-
-  template<>
-  MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard);
-
-  template<PieceType Piece, MoveType Type>
-  inline MoveStack* generate_piece_moves(const Position& p, MoveStack* m, Color us) {
+    if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
+    {
+        *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, QUEEN);
+        if (attacks_bb<KNIGHT>(to) & ksq)
+            *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, KNIGHT);
+    }
 
-    assert(Piece == PAWN);
-    assert(Type == CAPTURE || Type == NON_CAPTURE);
+    if (Type == QUIETS || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
+    {
+        *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, ROOK);
+        *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, BISHOP);
+        if (!(attacks_bb<KNIGHT>(to) & ksq))
+            *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, KNIGHT);
+    }
 
-    return (us == WHITE ? generate_pawn_moves<WHITE, Type>(p, m)
-                        : generate_pawn_moves<BLACK, Type>(p, m));
+    return moveList;
   }
 
-  template<PieceType>
-  MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard, Bitboard);
 
-  template<>
-  inline MoveStack* generate_piece_moves<PAWN>(const Position& p, MoveStack* m,
-                                               Color us, Bitboard t, Bitboard pnd) {
+  template<Color Us, GenType Type>
+  ExtMove* generate_pawn_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList, Bitboard target) {
 
-    return (us == WHITE ? generate_pawn_moves<WHITE, EVASION>(p, m, pnd, SQ_NONE, t)
-                        : generate_pawn_moves<BLACK, EVASION>(p, m, pnd, SQ_NONE, t));
-  }
-}
+    constexpr Color     Them     = ~Us;
+    constexpr Bitboard  TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB    : Rank2BB);
+    constexpr Bitboard  TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB    : Rank6BB);
+    constexpr Direction Up       = pawn_push(Us);
+    constexpr Direction UpRight  = (Us == WHITE ? NORTH_EAST : SOUTH_WEST);
+    constexpr Direction UpLeft   = (Us == WHITE ? NORTH_WEST : SOUTH_EAST);
 
+    const Square ksq = pos.square<KING>(Them);
+    Bitboard emptySquares;
 
-////
-//// Functions
-////
+    Bitboard pawnsOn7    = pos.pieces(Us, PAWN) &  TRank7BB;
+    Bitboard pawnsNotOn7 = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
 
+    Bitboard enemies = (Type == EVASIONS ? pos.pieces(Them) & target:
+                        Type == CAPTURES ? target : pos.pieces(Them));
 
-/// generate_captures() generates all pseudo-legal captures and queen
-/// promotions. Returns a pointer to the end of the move list.
+    // Single and double pawn pushes, no promotions
+    if (Type != CAPTURES)
+    {
+        emptySquares = (Type == QUIETS || Type == QUIET_CHECKS ? target : ~pos.pieces());
 
-MoveStack* generate_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
+        Bitboard b1 = shift<Up>(pawnsNotOn7)   & emptySquares;
+        Bitboard b2 = shift<Up>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
 
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(!pos.is_check());
+        if (Type == EVASIONS) // Consider only blocking squares
+        {
+            b1 &= target;
+            b2 &= target;
+        }
 
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Bitboard target = pos.pieces_of_color(opposite_color(us));
-
-  mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
-  mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
-  mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
-  mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
-  mlist = generate_piece_moves<PAWN, CAPTURE>(pos, mlist, us);
-  return  generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
-}
+        if (Type == QUIET_CHECKS)
+        {
+            b1 &= pawn_attacks_bb(Them, ksq);
+            b2 &= pawn_attacks_bb(Them, ksq);
+
+            // Add pawn pushes which give discovered check. This is possible only
+            // if the pawn is not on the same file as the enemy king, because we
+            // don't generate captures. Note that a possible discovered check
+            // promotion has been already generated amongst the captures.
+            Bitboard dcCandidateQuiets = pos.blockers_for_king(Them) & pawnsNotOn7;
+            if (dcCandidateQuiets)
+            {
+                Bitboard dc1 = shift<Up>(dcCandidateQuiets) & emptySquares & ~file_bb(ksq);
+                Bitboard dc2 = shift<Up>(dc1 & TRank3BB) & emptySquares;
 
+                b1 |= dc1;
+                b2 |= dc2;
+            }
+        }
 
-/// generate_noncaptures() generates all pseudo-legal non-captures and
-/// underpromotions. Returns a pointer to the end of the move list.
+        while (b1)
+        {
+            Square to = pop_lsb(&b1);
+            *moveList++ = make_move(to - Up, to);
+        }
 
-MoveStack* generate_noncaptures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
+        while (b2)
+        {
+            Square to = pop_lsb(&b2);
+            *moveList++ = make_move(to - Up - Up, to);
+        }
+    }
 
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(!pos.is_check());
+    // Promotions and underpromotions
+    if (pawnsOn7)
+    {
+        if (Type == CAPTURES)
+            emptySquares = ~pos.pieces();
 
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Bitboard target = pos.empty_squares();
-
-  mlist = generate_piece_moves<PAWN, NON_CAPTURE>(pos, mlist, us);
-  mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
-  mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
-  mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
-  mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
-  mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
-  mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
-  return  generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
-}
+        if (Type == EVASIONS)
+            emptySquares &= target;
 
+        Bitboard b1 = shift<UpRight>(pawnsOn7) & enemies;
+        Bitboard b2 = shift<UpLeft >(pawnsOn7) & enemies;
+        Bitboard b3 = shift<Up     >(pawnsOn7) & emptySquares;
 
-/// generate_non_capture_checks() generates all pseudo-legal non-captures and
-/// underpromotions that give check. Returns a pointer to the end of the move list.
+        while (b1)
+            moveList = make_promotions<Type, UpRight>(moveList, pop_lsb(&b1), ksq);
 
-MoveStack* generate_non_capture_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard dc) {
+        while (b2)
+            moveList = make_promotions<Type, UpLeft >(moveList, pop_lsb(&b2), ksq);
 
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(!pos.is_check());
+        while (b3)
+            moveList = make_promotions<Type, Up     >(moveList, pop_lsb(&b3), ksq);
+    }
 
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Square ksq = pos.king_square(opposite_color(us));
-
-  assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(opposite_color(us), KING));
-
-  // Pieces moves
-  mlist = generate_piece_checks<PAWN>(pos, mlist, us, dc, ksq);
-  mlist = generate_piece_checks<KNIGHT>(pos, mlist, us, dc, ksq);
-  mlist = generate_piece_checks<BISHOP>(pos, mlist, us, dc, ksq);
-  mlist = generate_piece_checks<ROOK>(pos, mlist, us, dc, ksq);
-  mlist = generate_piece_checks<QUEEN>(pos, mlist, us, dc, ksq);
-  mlist = generate_piece_checks<KING>(pos, mlist, us, dc, ksq);
-
-  // Castling moves that give check. Very rare but nice to have!
-  if (   pos.can_castle_queenside(us)
-      && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_D)
-      && castling_is_check(pos, QUEEN_SIDE))
-      mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE>(pos, mlist);
-
-  if (   pos.can_castle_kingside(us)
-      && (square_rank(ksq) == square_rank(pos.king_square(us)) || square_file(ksq) == FILE_F)
-      && castling_is_check(pos, KING_SIDE))
-      mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE>(pos, mlist);
-
-  return mlist;
-}
+    // Standard and en passant captures
+    if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
+    {
+        Bitboard b1 = shift<UpRight>(pawnsNotOn7) & enemies;
+        Bitboard b2 = shift<UpLeft >(pawnsNotOn7) & enemies;
 
+        while (b1)
+        {
+            Square to = pop_lsb(&b1);
+            *moveList++ = make_move(to - UpRight, to);
+        }
 
-/// generate_evasions() generates all check evasions when the side to move is
-/// in check. Unlike the other move generation functions, this one generates
-/// only legal moves. Returns a pointer to the end of the move list.
+        while (b2)
+        {
+            Square to = pop_lsb(&b2);
+            *moveList++ = make_move(to - UpLeft, to);
+        }
 
-MoveStack* generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard pinned) {
+        if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
+        {
+            assert(rank_of(pos.ep_square()) == relative_rank(Us, RANK_6));
 
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(pos.is_check());
+            // An en passant capture cannot resolve a discovered check.
+            if (Type == EVASIONS && (target & (pos.ep_square() + Up)))
+                return moveList;
 
-  Square from, to;
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Color them = opposite_color(us);
-  Square ksq = pos.king_square(us);
-  Bitboard sliderAttacks = EmptyBoardBB;
-  Bitboard checkers = pos.checkers();
-
-  assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
-
-  // The bitboard of occupied pieces without our king
-  Bitboard b_noKing = pos.occupied_squares();
-  clear_bit(&b_noKing, ksq);
-
-  // Find squares attacked by slider checkers, we will remove
-  // them from the king evasions set so to avoid a couple
-  // of cycles in the slow king evasions legality check loop
-  // and to be able to use attackers_to().
-  Bitboard b = checkers & pos.pieces(BISHOP, QUEEN);
-  while (b)
-  {
-      from = pop_1st_bit(&b);
-      sliderAttacks |= bishop_attacks_bb(from, b_noKing);
-  }
+            b1 = pawnsNotOn7 & pawn_attacks_bb(Them, pos.ep_square());
 
-  b = checkers & pos.pieces(ROOK, QUEEN);
-  while (b)
-  {
-      from = pop_1st_bit(&b);
-      sliderAttacks |= rook_attacks_bb(from, b_noKing);
-  }
+            assert(b1);
 
-  // Generate evasions for king, capture and non capture moves
-  Bitboard enemy = pos.pieces_of_color(them);
-  Bitboard b1 = pos.attacks_from<KING>(ksq) & ~pos.pieces_of_color(us) & ~sliderAttacks;
-  while (b1)
-  {
-      // Note that we can use attackers_to() only because we have already
-      // removed from b1 the squares attacked by slider checkers.
-      to = pop_1st_bit(&b1);
-      if (!(pos.attackers_to(to) & enemy))
-          (*mlist++).move = make_move(ksq, to);
-  }
+            while (b1)
+                *moveList++ = make<EN_PASSANT>(pop_lsb(&b1), pos.ep_square());
+        }
+    }
 
-  // Generate evasions for other pieces only if not double check. We use a
-  // simple bit twiddling hack here rather than calling count_1s in order to
-  // save some time (we know that pos.checkers() has at most two nonzero bits).
-  if (!(checkers & (checkers - 1))) // Only one bit set?
-  {
-      Square checksq = first_1(checkers);
-
-      assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
-
-      // Generate captures of the checking piece
-
-      // Pawn captures
-      b1 = pos.attacks_from<PAWN>(checksq, them) & pos.pieces(PAWN, us) & ~pinned;
-      while (b1)
-      {
-          from = pop_1st_bit(&b1);
-          if (relative_rank(us, checksq) == RANK_8)
-          {
-              (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, QUEEN);
-              (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, ROOK);
-              (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, BISHOP);
-              (*mlist++).move = make_promotion_move(from, checksq, KNIGHT);
-          } else
-              (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
-      }
-
-      // Pieces captures
-      b1 = (  (pos.attacks_from<KNIGHT>(checksq) & pos.pieces(KNIGHT, us))
-            | (pos.attacks_from<BISHOP>(checksq) & pos.pieces(BISHOP, QUEEN, us))
-            | (pos.attacks_from<ROOK>(checksq)   & pos.pieces(ROOK, QUEEN, us)) ) & ~pinned;
-
-      while (b1)
-      {
-          from = pop_1st_bit(&b1);
-          (*mlist++).move = make_move(from, checksq);
-      }
-
-      // Blocking check evasions are possible only if the checking piece is a slider
-      if (sliderAttacks)
-      {
-          Bitboard blockSquares = squares_between(checksq, ksq);
-
-          assert((pos.occupied_squares() & blockSquares) == EmptyBoardBB);
-
-          if (blockSquares)
-          {
-              mlist = generate_piece_moves<PAWN>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
-              mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
-              mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
-              mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
-              mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, blockSquares, pinned);
-          }
-      }
-
-      // Finally, the special case of en passant captures. An en passant
-      // capture can only be a check evasion if the check is not a discovered
-      // check. If pos.ep_square() is set, the last move made must have been
-      // a double pawn push. If, furthermore, the checking piece is a pawn,
-      // an en passant check evasion may be possible.
-      if (pos.ep_square() != SQ_NONE && (checkers & pos.pieces(PAWN, them)))
-      {
-          to = pos.ep_square();
-          b1 = pos.attacks_from<PAWN>(to, them) & pos.pieces(PAWN, us);
-
-          // The checking pawn cannot be a discovered (bishop) check candidate
-          // otherwise we were in check also before last double push move.
-          assert(!bit_is_set(pos.discovered_check_candidates(them), checksq));
-          assert(count_1s(b1) == 1 || count_1s(b1) == 2);
-
-          b1 &= ~pinned;
-          while (b1)
-          {
-              from = pop_1st_bit(&b1);
-              // Move is always legal because checking pawn is not a discovered
-              // check candidate and our capturing pawn has been already tested
-              // against pinned pieces.
-              (*mlist++).move = make_ep_move(from, to);
-          }
-      }
+    return moveList;
   }
-  return mlist;
-}
-
-
-/// generate_moves() computes a complete list of legal or pseudo-legal moves in
-/// the current position. This function is not very fast, and should be used
-/// only in non time-critical paths.
-
-MoveStack* generate_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, bool pseudoLegal) {
-
-  assert(pos.is_ok());
-
-  Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
-
-  if (pos.is_check())
-      return generate_evasions(pos, mlist, pinned);
-
-  // Generate pseudo-legal moves
-  MoveStack* last = generate_captures(pos, mlist);
-  last = generate_noncaptures(pos, last);
-  if (pseudoLegal)
-      return last;
-
-  // Remove illegal moves from the list
-  for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
-      if (!pos.pl_move_is_legal(cur->move, pinned))
-      {
-          cur->move = (--last)->move;
-          cur--;
-      }
-  return last;
-}
-
-
-/// move_is_legal() takes a position and a (not necessarily pseudo-legal)
-/// move and tests whether the move is legal. This version is not very fast
-/// and should be used only in non time-critical paths.
-
-bool move_is_legal(const Position& pos, const Move m) {
-
-  MoveStack mlist[256];
-  MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist, true);
-  for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
-      if (cur->move == m)
-          return pos.pl_move_is_legal(m);
 
-  return false;
-}
 
+  template<PieceType Pt, bool Checks>
+  ExtMove* generate_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList, Bitboard piecesToMove, Bitboard target) {
 
-/// Fast version of move_is_legal() that takes a position a move and a
-/// bitboard of pinned pieces as input, and tests whether the move is legal.
-/// This version must only be used when the side to move is not in check.
+    static_assert(Pt != KING && Pt != PAWN, "Unsupported piece type in generate_moves()");
 
-bool move_is_legal(const Position& pos, const Move m, Bitboard pinned) {
+    Bitboard bb = piecesToMove & pos.pieces(Pt);
 
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(!pos.is_check());
-  assert(move_is_ok(m));
-  assert(pinned == pos.pinned_pieces(pos.side_to_move()));
+    if (!bb)
+        return moveList;
 
-  // Use a slower but simpler function for uncommon cases
-  if (move_is_ep(m) || move_is_castle(m))
-      return move_is_legal(pos, m);
+    [[maybe_unused]] const Bitboard checkSquares = pos.check_squares(Pt);
 
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Color them = opposite_color(us);
-  Square from = move_from(m);
-  Square to = move_to(m);
-  Piece pc = pos.piece_on(from);
-
-  // If the from square is not occupied by a piece belonging to the side to
-  // move, the move is obviously not legal.
-  if (color_of_piece(pc) != us)
-      return false;
-
-  // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
-  if (pos.color_of_piece_on(to) == us)
-      return false;
-
-  // Handle the special case of a pawn move
-  if (type_of_piece(pc) == PAWN)
-  {
-      // Move direction must be compatible with pawn color
-      int direction = to - from;
-      if ((us == WHITE) != (direction > 0))
-          return false;
-
-      // A pawn move is a promotion iff the destination square is
-      // on the 8/1th rank.
-      if ((  (square_rank(to) == RANK_8 && us == WHITE)
-           ||(square_rank(to) == RANK_1 && us != WHITE)) != bool(move_is_promotion(m)))
-          return false;
-
-      // Proceed according to the square delta between the origin and
-      // destination squares.
-      switch (direction)
-      {
-      case DELTA_NW:
-      case DELTA_NE:
-      case DELTA_SW:
-      case DELTA_SE:
-      // Capture. The destination square must be occupied by an enemy
-      // piece (en passant captures was handled earlier).
-          if (pos.color_of_piece_on(to) != them)
-              return false;
-          break;
-
-      case DELTA_N:
-      case DELTA_S:
-      // Pawn push. The destination square must be empty.
-          if (!pos.square_is_empty(to))
-              return false;
-          break;
-
-      case DELTA_NN:
-      // Double white pawn push. The destination square must be on the fourth
-      // rank, and both the destination square and the square between the
-      // source and destination squares must be empty.
-      if (   square_rank(to) != RANK_4
-          || !pos.square_is_empty(to)
-          || !pos.square_is_empty(from + DELTA_N))
-          return false;
-          break;
-
-      case DELTA_SS:
-      // Double black pawn push. The destination square must be on the fifth
-      // rank, and both the destination square and the square between the
-      // source and destination squares must be empty.
-          if (   square_rank(to) != RANK_5
-              || !pos.square_is_empty(to)
-              || !pos.square_is_empty(from + DELTA_S))
-              return false;
-          break;
-
-      default:
-          return false;
-      }
-      // The move is pseudo-legal, check if it is also legal
-      return pos.pl_move_is_legal(m, pinned);
-  }
+    while (bb) {
+        Square from = pop_lsb(&bb);
 
-  // Luckly we can handle all the other pieces in one go
-  return (   bit_is_set(pos.attacks_from(pc, from), to)
-          && pos.pl_move_is_legal(m, pinned)
-          && !move_is_promotion(m));
-}
+        Bitboard b = attacks_bb<Pt>(from, pos.pieces()) & target;
+        if constexpr (Checks)
+            b &= checkSquares;
 
-
-namespace {
-
-  template<PieceType Piece>
-  MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
-
-    Square from;
-    Bitboard b;
-
-    for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
-    {
-        from = pos.piece_list(us, Piece, i);
-        b = pos.attacks_from<Piece>(from) & target;
-        SERIALIZE_MOVES(b);
+        while (b)
+            *moveList++ = make_move(from, pop_lsb(&b));
     }
-    return mlist;
-  }
-
-  template<>
-  MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
-
-    Bitboard b;
-    Square from = pos.king_square(us);
 
-    b = pos.attacks_from<KING>(from) & target;
-    SERIALIZE_MOVES(b);
-    return mlist;
+    return moveList;
   }
 
-  template<PieceType Piece>
-  MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist,
-                                  Color us, Bitboard target, Bitboard pinned) {
-    Square from;
-    Bitboard b;
 
-    for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
-    {
-        from = pos.piece_list(us, Piece, i);
-        if (pinned && bit_is_set(pinned, from))
-            continue;
-
-        b = pos.attacks_from<Piece>(from) & target;
-        SERIALIZE_MOVES(b);
-    }
-    return mlist;
-  }
-
-  template<Color Us, SquareDelta Diagonal>
-  MoveStack* generate_pawn_captures_diagonal(MoveStack* mlist, Bitboard pawns, Bitboard enemyPieces, bool promotion) {
+  template<Color Us, GenType Type>
+  ExtMove* generate_all(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 
-    // Calculate our parametrized parameters at compile time
-    const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
-    const Bitboard TFileABB = (Diagonal == DELTA_NE ? FileABB : FileHBB);
-    const SquareDelta TDELTA_NE = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SE);
-    const SquareDelta TDELTA_NW = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SW);
-    const SquareDelta TTDELTA_NE = (Diagonal == DELTA_NE ? TDELTA_NE : TDELTA_NW);
+    static_assert(Type != LEGAL, "Unsupported type in generate_all()");
 
-    Square to;
+    constexpr bool Checks = Type == QUIET_CHECKS; // Reduce template instantations
+    Bitboard target, piecesToMove = pos.pieces(Us);
 
-    // Captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) diagonal or in the h1-a8 (h8-a1 for black)
-    Bitboard b1 = move_pawns<Us, Diagonal>(pawns) & ~TFileABB & enemyPieces;
+    if(Type == QUIET_CHECKS)
+        piecesToMove &= ~pos.blockers_for_king(~Us);
 
-    // Capturing promotions
-    if (promotion)
+    switch (Type)
     {
-        Bitboard b2 = b1 & TRank8BB;
-        b1 &= ~TRank8BB;
-        while (b2)
+        case CAPTURES:
+            target =  pos.pieces(~Us);
+            break;
+        case QUIETS:
+        case QUIET_CHECKS:
+            target = ~pos.pieces();
+            break;
+        case EVASIONS:
         {
-            to = pop_1st_bit(&b2);
-            (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TTDELTA_NE, to, QUEEN);
+            Square checksq = lsb(pos.checkers());
+            target = between_bb(pos.square<KING>(Us), checksq) | checksq;
+            break;
         }
+        case NON_EVASIONS:
+            target = ~pos.pieces(Us);
+            break;
     }
 
-    // Capturing non-promotions
-    SERIALIZE_MOVES_D(b1, -TTDELTA_NE);
-    return mlist;
-  }
+    moveList = generate_pawn_moves<Us, Type>(pos, moveList, target);
+    moveList = generate_moves<KNIGHT, Checks>(pos, moveList, piecesToMove, target);
+    moveList = generate_moves<BISHOP, Checks>(pos, moveList, piecesToMove, target);
+    moveList = generate_moves<  ROOK, Checks>(pos, moveList, piecesToMove, target);
+    moveList = generate_moves< QUEEN, Checks>(pos, moveList, piecesToMove, target);
 
-  template<Color Us, MoveType Type>
-  MoveStack* generate_pawn_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard dcp,
-                                 Square ksq, Bitboard blockSquares) {
-
-    // Calculate our parametrized parameters at compile time
-    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
-    const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
-    const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB : Rank2BB);
-    const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB : Rank6BB);
-    const SquareDelta TDELTA_NE = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SE);
-    const SquareDelta TDELTA_NW = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SW);
-    const SquareDelta TDELTA_N = (Us == WHITE ? DELTA_N : DELTA_S);
-
-    Bitboard b1, b2, dcPawns1, dcPawns2;
-    Square to;
-    Bitboard pawns = (Type != EVASION ? pos.pieces(PAWN, Us) : pos.pieces(PAWN, Us) & ~dcp);
-    Bitboard emptySquares = pos.empty_squares();
-    bool possiblePromotion = (pawns & TRank7BB);
-
-    if (Type == CAPTURE)
+    if (Type != QUIET_CHECKS && Type != EVASIONS)
     {
-        // Standard captures and capturing promotions in both directions
-        Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(opposite_color(Us));
-        mlist = generate_pawn_captures_diagonal<Us, DELTA_NE>(mlist, pawns, enemyPieces, possiblePromotion);
-        mlist = generate_pawn_captures_diagonal<Us, DELTA_NW>(mlist, pawns, enemyPieces, possiblePromotion);
+        Square ksq = pos.square<KING>(Us);
+        Bitboard b = attacks_bb<KING>(ksq) & target;
+        while (b)
+            *moveList++ = make_move(ksq, pop_lsb(&b));
+
+        if ((Type != CAPTURES) && pos.can_castle(Us & ANY_CASTLING))
+            for (CastlingRights cr : { Us & KING_SIDE, Us & QUEEN_SIDE } )
+                if (!pos.castling_impeded(cr) && pos.can_castle(cr))
+                    *moveList++ = make<CASTLING>(ksq, pos.castling_rook_square(cr));
     }
 
-    if (possiblePromotion)
-    {
-        // When generating checks consider under-promotion moves (both captures
-        // and non captures) only if can give a discovery check. Note that dcp
-        // is dc bitboard or pinned bitboard when Type == EVASION.
-        Bitboard pp = (Type == CHECK ? pawns & dcp : pawns);
-
-        if (Type != EVASION && Type != CAPTURE)
-        {
-            Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(opposite_color(Us));
-
-            // Underpromotion captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
-            b1 = move_pawns<Us, DELTA_NE>(pp) & ~FileABB & enemyPieces & TRank8BB;
-            while (b1)
-            {
-                to = pop_1st_bit(&b1);
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, ROOK);
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, BISHOP);
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NE, to, KNIGHT);
-            }
-
-            // Underpromotion captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
-            b1 = move_pawns<Us, DELTA_NW>(pp) & ~FileHBB & enemyPieces & TRank8BB;
-            while (b1)
-            {
-                to = pop_1st_bit(&b1);
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, ROOK);
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, BISHOP);
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_NW, to, KNIGHT);
-            }
-        }
+    return moveList;
+  }
 
-        // Underpromotion pawn pushes. Also promotion for evasions and captures.
-        b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pp) & TRank8BB;
-        b1 &= (Type == EVASION ? blockSquares : emptySquares);
+} // namespace
 
-        while (b1)
-        {
-            to = pop_1st_bit(&b1);
-            if (Type == EVASION || Type == CAPTURE)
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, QUEEN);
 
-            if (Type != CAPTURE)
-            {
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, ROOK);
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, BISHOP);
-                (*mlist++).move = make_promotion_move(to - TDELTA_N, to, KNIGHT);
-            }
-        }
-    }
+/// <CAPTURES>     Generates all pseudo-legal captures plus queen and checking knight promotions
+/// <QUIETS>       Generates all pseudo-legal non-captures and underpromotions(except checking knight)
+/// <NON_EVASIONS> Generates all pseudo-legal captures and non-captures
+///
+/// Returns a pointer to the end of the move list.
 
-    if (Type == CAPTURE)
-    {
-        // En passant captures
-        if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
-        {
-            assert(Us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
-            assert(Us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
+template<GenType Type>
+ExtMove* generate(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 
-            Bitboard b1 = pawns & pos.attacks_from<PAWN>(pos.ep_square(), Them);
-            assert(b1 != EmptyBoardBB);
+  static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == NON_EVASIONS, "Unsupported type in generate()");
+  assert(!pos.checkers());
 
-            while (b1)
-            {
-                to = pop_1st_bit(&b1);
-                (*mlist++).move = make_ep_move(to, pos.ep_square());
-            }
-        }
-        return mlist;
-    }
+  Color us = pos.side_to_move();
 
-    dcPawns1 = dcPawns2 = EmptyBoardBB;
-    if (Type == CHECK && (pawns & dcp))
-    {
-        // Pawn moves which gives discovered check. This is possible only if the
-        // pawn is not on the same file as the enemy king, because we don't
-        // generate captures.
-        dcPawns1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns & dcp & ~file_bb(ksq)) & emptySquares & ~TRank8BB;
-        dcPawns2 = move_pawns<Us, DELTA_N>(dcPawns1 & TRank3BB) & emptySquares;
-    }
+  return us == WHITE ? generate_all<WHITE, Type>(pos, moveList)
+                     : generate_all<BLACK, Type>(pos, moveList);
+}
 
-    // Single pawn pushes
-    b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pawns) & emptySquares & ~TRank8BB;
-    b2 = (Type == CHECK ? (b1 & pos.attacks_from<PAWN>(ksq, Them)) | dcPawns1 :
-         (Type == EVASION ? b1 & blockSquares : b1));
-    SERIALIZE_MOVES_D(b2, -TDELTA_N);
-
-    // Double pawn pushes
-    b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
-    b2 = (Type == CHECK ? (b1 & pos.attacks_from<PAWN>(ksq, Them)) | dcPawns2 :
-         (Type == EVASION ? b1 & blockSquares : b1));
-    SERIALIZE_MOVES_D(b2, -TDELTA_N -TDELTA_N);
-    return mlist;
-  }
+// Explicit template instantiations
+template ExtMove* generate<CAPTURES>(const Position&, ExtMove*);
+template ExtMove* generate<QUIETS>(const Position&, ExtMove*);
+template ExtMove* generate<NON_EVASIONS>(const Position&, ExtMove*);
 
-  template<PieceType Piece>
-  MoveStack* generate_piece_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us,
-                                   Bitboard dc, Square ksq) {
 
-    Bitboard target = pos.pieces(Piece, us);
+/// generate<QUIET_CHECKS> generates all pseudo-legal non-captures.
+/// Returns a pointer to the end of the move list.
+template<>
+ExtMove* generate<QUIET_CHECKS>(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 
-    // Discovered non-capture checks
-    Bitboard b = target & dc;
+  assert(!pos.checkers());
 
-    assert(Piece != QUEEN || !b);
+  Color us = pos.side_to_move();
+  Bitboard dc = pos.blockers_for_king(~us) & pos.pieces(us) & ~pos.pieces(PAWN);
 
-    while (b)
-    {
-        Square from = pop_1st_bit(&b);
-        Bitboard bb = pos.attacks_from<Piece>(from) & pos.empty_squares();
-        if (Piece == KING)
-            bb &= ~QueenPseudoAttacks[ksq];
+  while (dc)
+  {
+     Square from = pop_lsb(&dc);
+     PieceType pt = type_of(pos.piece_on(from));
 
-        SERIALIZE_MOVES(bb);
-    }
+     Bitboard b = attacks_bb(pt, from, pos.pieces()) & ~pos.pieces();
 
-    // Direct non-capture checks
-    b = target & ~dc;
-    Bitboard checkSqs = pos.attacks_from<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
-    if (Piece == KING || !checkSqs)
-        return mlist;
+     if (pt == KING)
+         b &= ~attacks_bb<QUEEN>(pos.square<KING>(~us));
 
-    while (b)
-    {
-        Square from = pop_1st_bit(&b);
-        if (   (Piece == QUEEN  && !(QueenPseudoAttacks[from]  & checkSqs))
-            || (Piece == ROOK   && !(RookPseudoAttacks[from]   & checkSqs))
-            || (Piece == BISHOP && !(BishopPseudoAttacks[from] & checkSqs)))
-            continue;
-
-        Bitboard bb = pos.attacks_from<Piece>(from) & checkSqs;
-        SERIALIZE_MOVES(bb);
-    }
-    return mlist;
+     while (b)
+         *moveList++ = make_move(from, pop_lsb(&b));
   }
 
-  template<CastlingSide Side>
-  MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
+  return us == WHITE ? generate_all<WHITE, QUIET_CHECKS>(pos, moveList)
+                     : generate_all<BLACK, QUIET_CHECKS>(pos, moveList);
+}
 
-    Color us = pos.side_to_move();
 
-    if (  (Side == KING_SIDE && pos.can_castle_kingside(us))
-        ||(Side == QUEEN_SIDE && pos.can_castle_queenside(us)))
-    {
-        Color them = opposite_color(us);
-        Square ksq = pos.king_square(us);
+/// generate<EVASIONS> generates all pseudo-legal check evasions when the side
+/// to move is in check. Returns a pointer to the end of the move list.
+template<>
+ExtMove* generate<EVASIONS>(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 
-        assert(pos.piece_on(ksq) == piece_of_color_and_type(us, KING));
+  assert(pos.checkers());
 
-        Square rsq = (Side == KING_SIDE ? pos.initial_kr_square(us) : pos.initial_qr_square(us));
-        Square s1 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
-        Square s2 = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
-        Square s;
-        bool illegal = false;
+  Color us = pos.side_to_move();
+  Square ksq = pos.square<KING>(us);
+  Bitboard sliderAttacks = 0;
+  Bitboard sliders = pos.checkers() & ~pos.pieces(KNIGHT, PAWN);
 
-        assert(pos.piece_on(rsq) == piece_of_color_and_type(us, ROOK));
+  // Find all the squares attacked by slider checkers. We will remove them from
+  // the king evasions in order to skip known illegal moves, which avoids any
+  // useless legality checks later on.
+  while (sliders)
+      sliderAttacks |= line_bb(ksq, pop_lsb(&sliders)) & ~pos.checkers();
 
-        // It is a bit complicated to correctly handle Chess960
-        for (s = Min(ksq, s1); s <= Max(ksq, s1); s++)
-            if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
-                ||(pos.attackers_to(s) & pos.pieces_of_color(them)))
-                illegal = true;
+  // Generate evasions for king, capture and non capture moves
+  Bitboard b = attacks_bb<KING>(ksq) & ~pos.pieces(us) & ~sliderAttacks;
+  while (b)
+      *moveList++ = make_move(ksq, pop_lsb(&b));
 
-        for (s = Min(rsq, s2); s <= Max(rsq, s2); s++)
-            if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
-                illegal = true;
+  if (more_than_one(pos.checkers()))
+      return moveList; // Double check, only a king move can save the day
 
-        if (   Side == QUEEN_SIDE
-            && square_file(rsq) == FILE_B
-            && (   pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == piece_of_color_and_type(them, ROOK)
-                || pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == piece_of_color_and_type(them, QUEEN)))
-            illegal = true;
+  // Generate blocking evasions or captures of the checking piece
+  return us == WHITE ? generate_all<WHITE, EVASIONS>(pos, moveList)
+                     : generate_all<BLACK, EVASIONS>(pos, moveList);
+}
 
-        if (!illegal)
-            (*mlist++).move = make_castle_move(ksq, rsq);
-    }
-    return mlist;
-  }
 
-  bool castling_is_check(const Position& pos, CastlingSide side) {
+/// generate<LEGAL> generates all the legal moves in the given position
 
-    // After castling opponent king is attacked by the castled rook?
-    File rookFile = (side == QUEEN_SIDE ? FILE_D : FILE_F);
-    Color us = pos.side_to_move();
-    Square ksq = pos.king_square(us);
-    Bitboard occ = pos.occupied_squares();
+template<>
+ExtMove* generate<LEGAL>(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 
-    clear_bit(&occ, ksq); // Remove our king from the board
-    Square rsq = make_square(rookFile, square_rank(ksq));
-    return bit_is_set(rook_attacks_bb(rsq, occ), pos.king_square(opposite_color(us)));
-  }
+  Color us = pos.side_to_move();
+  Bitboard pinned = pos.blockers_for_king(us) & pos.pieces(us);
+  Square ksq = pos.square<KING>(us);
+  ExtMove* cur = moveList;
+
+  moveList = pos.checkers() ? generate<EVASIONS    >(pos, moveList)
+                            : generate<NON_EVASIONS>(pos, moveList);
+  while (cur != moveList)
+      if (   (pinned || from_sq(*cur) == ksq || type_of(*cur) == EN_PASSANT)
+          && !pos.legal(*cur))
+          *cur = (--moveList)->move;
+      else
+          ++cur;
+
+  return moveList;
 }