]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/movegen.cpp
Optimize generate_evasions()
[stockfish] / src / movegen.cpp
index aa9f26f1311b05a1aa6205f2d253dfa027a0cbbb..23f6c1bc90f9abd9ec6512890946f0ac1651dfda 100644 (file)
@@ -52,45 +52,15 @@ namespace {
     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 generate_piece_moves() with specializations and overloads
+  // Template generate_piece_moves (captures and non-captures) with specializations and overloads
   template<PieceType>
   MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard);
 
@@ -107,12 +77,28 @@ namespace {
                         : generate_pawn_moves<BLACK, Type>(p, m));
   }
 
+  // Templates for non-capture checks generation
+
+  template<PieceType Piece>
+  MoveStack* generate_discovered_checks(const Position& pos, Square from, MoveStack* mlist);
+
+  template<PieceType>
+  MoveStack* generate_direct_checks(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard, Square);
+
+  template<>
+  inline MoveStack* generate_direct_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 generate_piece_evasions with specializations
   template<PieceType>
-  MoveStack* generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard, Bitboard);
+  MoveStack* generate_piece_evasions(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard, Bitboard);
 
   template<>
-  inline MoveStack* generate_piece_moves<PAWN>(const Position& p, MoveStack* m,
-                                               Color us, Bitboard t, Bitboard pnd) {
+  inline MoveStack* generate_piece_evasions<PAWN>(const Position& p, MoveStack* m,
+                                                  Color us, Bitboard t, Bitboard pnd) {
 
     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));
@@ -180,26 +166,28 @@ MoveStack* generate_non_capture_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bi
 
   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);
+  // Discovered non-capture checks
+  Bitboard b = dc;
+  while (b)
+  {
+     Square from = pop_1st_bit(&b);
+     switch (pos.type_of_piece_on(from))
+     {
+      case PAWN:   /* Will be generated togheter with pawns direct checks */     break;
+      case KNIGHT: mlist = generate_discovered_checks<KNIGHT>(pos, from, mlist); break;
+      case BISHOP: mlist = generate_discovered_checks<BISHOP>(pos, from, mlist); break;
+      case ROOK:   mlist = generate_discovered_checks<ROOK>(pos, from, mlist);   break;
+      case KING:   mlist = generate_discovered_checks<KING>(pos, from, mlist);   break;
+      default: assert(false); break;
+     }
+  }
 
-  return mlist;
+  // Direct non-capture checks
+  mlist = generate_direct_checks<PAWN>(pos, mlist, us, dc, ksq);
+  mlist = generate_direct_checks<KNIGHT>(pos, mlist, us, dc, ksq);
+  mlist = generate_direct_checks<BISHOP>(pos, mlist, us, dc, ksq);
+  mlist = generate_direct_checks<ROOK>(pos, mlist, us, dc, ksq);
+  return  generate_direct_checks<QUEEN>(pos, mlist, us, dc, ksq);
 }
 
 
@@ -258,81 +246,65 @@ MoveStack* generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard pin
   // 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);
+  if (checkers & (checkers - 1)) // Two bits set?
+      return mlist;
 
-      assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
+  Square checksq = first_1(checkers);
+  Bitboard target = squares_between(checksq, ksq);
 
-      // Generate captures of the checking piece
+  assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
 
-      // Pawn captures
-      b1 = pos.attacks_from<PAWN>(checksq, them) & pos.pieces(PAWN, us) & ~pinned;
-      while (b1)
+  // 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)
       {
-          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);
-      }
+          (*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;
+  // Pawn blocking evasions (possible only if the checking piece is a slider)
+  if (sliderAttacks)
+      mlist = generate_piece_evasions<PAWN>(pos, mlist, us, target, pinned);
+
+  // Add the checking piece to the target squares
+  target |= checkers;
+
+  // Captures and blocking evasions for the other pieces
+  mlist = generate_piece_evasions<KNIGHT>(pos, mlist, us, target, pinned);
+  mlist = generate_piece_evasions<BISHOP>(pos, mlist, us, target, pinned);
+  mlist = generate_piece_evasions<ROOK>(pos, mlist, us, target, pinned);
+  mlist = generate_piece_evasions<QUEEN>(pos, mlist, us, target, 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);
-          (*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);
-          }
+          // 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 mlist;
@@ -491,10 +463,10 @@ namespace {
 
     Square from;
     Bitboard b;
+    const Square* ptr = pos.piece_list_begin(us, Piece);
 
-    for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
+    while ((from = *ptr++) != SQ_NONE)
     {
-        from = pos.piece_list(us, Piece, i);
         b = pos.attacks_from<Piece>(from) & target;
         SERIALIZE_MOVES(b);
     }
@@ -513,14 +485,14 @@ namespace {
   }
 
   template<PieceType Piece>
-  MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist,
-                                  Color us, Bitboard target, Bitboard pinned) {
+  MoveStack* generate_piece_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist,
+                                     Color us, Bitboard target, Bitboard pinned) {
     Square from;
     Bitboard b;
+    const Square* ptr = pos.piece_list_begin(us, Piece);
 
-    for (int i = 0, e = pos.piece_count(us, Piece); i < e; i++)
+    while ((from = *ptr++) != SQ_NONE)
     {
-        from = pos.piece_list(us, Piece, i);
         if (pinned && bit_is_set(pinned, from))
             continue;
 
@@ -530,8 +502,21 @@ namespace {
     return mlist;
   }
 
+  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<Color Us, SquareDelta Diagonal>
-  MoveStack* generate_pawn_captures_diagonal(MoveStack* mlist, Bitboard pawns, Bitboard enemyPieces, bool promotion) {
+  MoveStack* generate_pawn_diagonal_captures(MoveStack* mlist, Bitboard pawns, Bitboard enemyPieces, bool promotion) {
 
     // Calculate our parametrized parameters at compile time
     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB : Rank1BB);
@@ -577,16 +562,15 @@ namespace {
 
     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);
+    Bitboard pawns = (Type == EVASION ? pos.pieces(PAWN, Us) & ~dcp : pos.pieces(PAWN, Us));
+    bool possiblePromotion = pawns & TRank7BB;
 
     if (Type == CAPTURE)
     {
         // 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);
+        mlist = generate_pawn_diagonal_captures<Us, DELTA_NE>(mlist, pawns, enemyPieces, possiblePromotion);
+        mlist = generate_pawn_diagonal_captures<Us, DELTA_NW>(mlist, pawns, enemyPieces, possiblePromotion);
     }
 
     if (possiblePromotion)
@@ -621,9 +605,9 @@ namespace {
             }
         }
 
-        // Underpromotion pawn pushes. Also promotion for evasions and captures.
+        // Underpromotion pawn pushes. Also queen promotions for evasions and captures.
         b1 = move_pawns<Us, DELTA_N>(pp) & TRank8BB;
-        b1 &= (Type == EVASION ? blockSquares : emptySquares);
+        b1 &= (Type == EVASION ? blockSquares : pos.empty_squares());
 
         while (b1)
         {
@@ -640,88 +624,92 @@ namespace {
         }
     }
 
-    if (Type == CAPTURE)
+    if (Type != CAPTURE)
     {
-        // En passant captures
-        if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
+        Bitboard emptySquares = pos.empty_squares();
+        dcPawns1 = dcPawns2 = EmptyBoardBB;
+        if (Type == CHECK && (pawns & dcp))
         {
-            assert(Us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
-            assert(Us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
+            // 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;
+        }
 
-            Bitboard b1 = pawns & pos.attacks_from<PAWN>(pos.ep_square(), Them);
-            assert(b1 != EmptyBoardBB);
+        // 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);
+    }
+    else if (pos.ep_square() != SQ_NONE) // En passant captures
+    {
+        assert(Us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
+        assert(Us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
 
-            while (b1)
-            {
-                to = pop_1st_bit(&b1);
-                (*mlist++).move = make_ep_move(to, pos.ep_square());
-            }
+        b1 = pawns & pos.attacks_from<PAWN>(pos.ep_square(), Them);
+        assert(b1 != EmptyBoardBB);
+
+        while (b1)
+        {
+            to = pop_1st_bit(&b1);
+            (*mlist++).move = make_ep_move(to, pos.ep_square());
         }
-        return mlist;
     }
+    return mlist;
+  }
 
-    dcPawns1 = dcPawns2 = EmptyBoardBB;
-    if (Type == CHECK && (pawns & dcp))
+  template<PieceType Piece>
+  MoveStack* generate_discovered_checks(const Position& pos, Square from, MoveStack* mlist) {
+
+    assert(Piece != QUEEN);
+
+    Bitboard b = pos.attacks_from<Piece>(from) & pos.empty_squares();
+    if (Piece == KING)
     {
-        // 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;
+        Square ksq = pos.king_square(opposite_color(pos.side_to_move()));
+        b &= ~QueenPseudoAttacks[ksq];
     }
-
-    // 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);
+    SERIALIZE_MOVES(b);
     return mlist;
   }
 
   template<PieceType Piece>
-  MoveStack* generate_piece_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us,
+  MoveStack* generate_direct_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us,
                                    Bitboard dc, Square ksq) {
+    assert(Piece != KING);
 
-    Bitboard target = pos.pieces(Piece, us);
-
-    // Discovered non-capture checks
-    Bitboard b = target & dc;
-
-    assert(Piece != QUEEN || !b);
-
-    while (b)
-    {
-        Square from = pop_1st_bit(&b);
-        Bitboard bb = pos.attacks_from<Piece>(from) & pos.empty_squares();
-        if (Piece == KING)
-            bb &= ~QueenPseudoAttacks[ksq];
-
-        SERIALIZE_MOVES(bb);
-    }
+    Square from;
+    Bitboard checkSqs;
+    const Square* ptr = pos.piece_list_begin(us, Piece);
 
-    // Direct non-capture checks
-    b = target & ~dc;
-    Bitboard checkSqs = pos.attacks_from<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
-    if (Piece == KING || !checkSqs)
+    if ((from = *ptr++) == SQ_NONE)
         return mlist;
 
-    while (b)
+    checkSqs = pos.attacks_from<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
+
+    do
     {
-        Square from = pop_1st_bit(&b);
         if (   (Piece == QUEEN  && !(QueenPseudoAttacks[from]  & checkSqs))
             || (Piece == ROOK   && !(RookPseudoAttacks[from]   & checkSqs))
             || (Piece == BISHOP && !(BishopPseudoAttacks[from] & checkSqs)))
             continue;
 
+        if (dc && bit_is_set(dc, from))
+            continue;
+
         Bitboard bb = pos.attacks_from<Piece>(from) & checkSqs;
         SERIALIZE_MOVES(bb);
-    }
+
+    } while ((from = *ptr++) != SQ_NONE);
+
     return mlist;
   }
 
@@ -767,17 +755,4 @@ namespace {
     }
     return mlist;
   }
-
-  bool castling_is_check(const Position& pos, CastlingSide side) {
-
-    // 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();
-
-    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)));
-  }
 }