]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/movegen.cpp
Optimize generate_moves
[stockfish] / src / movegen.cpp
index 259d276b3d79f122de26a1ad4c826fd671498bf4..88c31cfa4856643e60ca45c64cfa53706aff1d97 100644 (file)
 /*
-  Glaurung, a UCI chess playing engine.
-  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad
+  Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
+  Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
 
-  Glaurung is free software: you can redistribute it and/or modify
+  Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   (at your option) any later version.
-  
-  Glaurung is distributed in the hope that it will be useful,
+
+  Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
   GNU General Public License for more details.
-  
+
   You should have received a copy of the GNU General Public License
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-
-////
-//// Includes
-////
-
 #include <cassert>
 
 #include "movegen.h"
-
-
-////
-//// Local definitions
-////
+#include "position.h"
 
 namespace {
 
-  inline Bitboard forward_white(Bitboard b) { return b << 8; }
-  inline Bitboard forward_right_white(Bitboard b) { return b << 9; }
-  inline Bitboard forward_left_white(Bitboard b) { return b << 7; }
-
-  inline Bitboard forward_black(Bitboard b) { return b >> 8; }
-  inline Bitboard forward_right_black(Bitboard b) { return b >> 7; }
-  inline Bitboard forward_left_black(Bitboard b) { return b >> 9; }
-
-  struct PawnOffsets {
-
-      Bitboard Rank3BB, Rank8BB;
-      Rank RANK_8;
-      SquareDelta DELTA_N, DELTA_NE, DELTA_NW;
-      Color us, them;
-      typedef Bitboard (*Shift_fn)(Bitboard b);
-      Shift_fn forward, forward_left, forward_right;
-  };
-
-  const PawnOffsets WhitePawnOffsets = { Rank3BB, Rank8BB, RANK_8, DELTA_N, DELTA_NE, DELTA_NW, WHITE, BLACK,
-                                         &forward_white, forward_left_white, forward_right_white };
-
-  const PawnOffsets BlackPawnOffsets = { Rank6BB, Rank1BB, RANK_1, DELTA_S, DELTA_SE, DELTA_SW, BLACK, WHITE,
-                                         &forward_black, &forward_left_black, &forward_right_black };
-  
-  int generate_pawn_captures(const PawnOffsets&, const Position&, MoveStack*);  
-  int generate_pawn_noncaptures(const PawnOffsets&, const Position&, MoveStack*);
-  int generate_pawn_checks(const PawnOffsets&, const Position&, Bitboard, Square, MoveStack*, int);
-  int generate_castle_moves(const Position&, MoveStack*, Color);
-  int generate_pawn_blocking_evasions(const PawnOffsets&, const Position&, Bitboard, Bitboard, MoveStack*, int);
-
-  template<PieceType>
-  int generate_piece_moves(const Position&, MoveStack*, Color, Bitboard);
-
-  template<PieceType>
-  int generate_piece_checks(const Position&, Bitboard, Bitboard, Square, MoveStack*, int);
-
-  template<PieceType>
-  int generate_piece_blocking_evasions(const Position&, Bitboard, Bitboard, MoveStack*, int);
-}
-
-
-////
-//// Functions
-////
-
-
-/// generate_captures generates() all pseudo-legal captures and queen
-/// promotions.  The return value is the number of moves generated.
-
-int generate_captures(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
-
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(!pos.is_check());
-
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Bitboard target = pos.pieces_of_color(opposite_color(us));
-  int n;
-
-  if (us == WHITE)
-      n = generate_pawn_captures(WhitePawnOffsets, pos, mlist);
-  else
-      n = generate_pawn_captures(BlackPawnOffsets, pos, mlist);
-
-  n += generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist+n, us, target);
-  n += generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist+n, us, target);
-  n += generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist+n, us, target);
-  n += generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist+n, us, target);
-  n += generate_piece_moves<KING>(pos, mlist+n, us, target);
-  return n;
-}
-
-
-/// generate_noncaptures() generates all pseudo-legal non-captures and 
-/// underpromotions.  The return value is the number of moves generated.
-
-int generate_noncaptures(const Position& pos, MoveStack *mlist) {
-
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(!pos.is_check());
-
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Bitboard target = pos.empty_squares();
-  int n;
-
-  if (us == WHITE)
-      n = generate_pawn_noncaptures(WhitePawnOffsets, pos, mlist);
-  else
-      n = generate_pawn_noncaptures(BlackPawnOffsets, pos, mlist);
-
-  n += generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist+n, us, target);
-  n += generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist+n, us, target);
-  n += generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist+n, us, target);
-  n += generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist+n, us, target);
-  n += generate_piece_moves<KING>(pos, mlist+n, us, target);
-
-  n += generate_castle_moves(pos, mlist+n, us);
-  return n;
-}
+  template<GenType Type, Direction D>
+  ExtMove* make_promotions(ExtMove* moveList, Square to, Square ksq) {
 
+    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);
+    }
 
-/// generate_checks() generates all pseudo-legal non-capturing, non-promoting
-/// checks, except castling moves (will add this later).  It returns the
-/// number of generated moves.  
+    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);
+    }
 
-int generate_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard dc) {
+    return moveList;
+  }
 
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(!pos.is_check());
 
-  int n;
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Square ksq = pos.king_square(opposite_color(us));
+  template<Color Us, GenType Type>
+  ExtMove* generate_pawn_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList, Bitboard target) {
 
-  assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(opposite_color(us)));
+    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);
 
-  dc = pos.discovered_check_candidates(us);
+    const Square ksq = pos.square<KING>(Them);
+    Bitboard emptySquares;
 
-  // Pawn moves
-  if (us == WHITE)    
-     n = generate_pawn_checks(WhitePawnOffsets, pos, dc, ksq, mlist, 0);
-  else
-     n = generate_pawn_checks(BlackPawnOffsets, pos, dc, ksq, mlist, 0);
+    Bitboard pawnsOn7    = pos.pieces(Us, PAWN) &  TRank7BB;
+    Bitboard pawnsNotOn7 = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
 
-  // Pieces moves
-  Bitboard b = pos.knights(us);
-  if (b)
-      n = generate_piece_checks<KNIGHT>(pos, b, dc, ksq, mlist, n);
+    Bitboard enemies = (Type == EVASIONS ? pos.pieces(Them) & target:
+                        Type == CAPTURES ? target : pos.pieces(Them));
 
-  b = pos.bishops(us);
-  if (b)
-      n = generate_piece_checks<BISHOP>(pos, b, dc, ksq, mlist, n);
+    // Single and double pawn pushes, no promotions
+    if (Type != CAPTURES)
+    {
+        emptySquares = (Type == QUIETS || Type == QUIET_CHECKS ? target : ~pos.pieces());
 
-  b = pos.rooks(us);
-  if (b)
-      n = generate_piece_checks<ROOK>(pos, b, dc, ksq, mlist, n);
+        Bitboard b1 = shift<Up>(pawnsNotOn7)   & emptySquares;
+        Bitboard b2 = shift<Up>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
 
-  b = pos.queens(us);
-  if (b)
-      n = generate_piece_checks<QUEEN>(pos, b, dc, ksq, mlist, n);
+        if (Type == EVASIONS) // Consider only blocking squares
+        {
+            b1 &= target;
+            b2 &= target;
+        }
 
-  // King moves
-  Square from = pos.king_square(us);
-  if (bit_is_set(dc, from))
-  {
-      b = pos.piece_attacks<KING>(from) & pos.empty_squares() & ~QueenPseudoAttacks[ksq];
-      while (b)
-      {
-          Square to = pop_1st_bit(&b);
-          mlist[n++].move = make_move(from, to);
-      }
-  }
+        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;
+            }
+        }
 
-  // TODO: Castling moves!
-  
-  return n;
-}
+        while (b1)
+        {
+            Square to = pop_lsb(&b1);
+            *moveList++ = make_move(to - Up, to);
+        }
 
+        while (b2)
+        {
+            Square to = pop_lsb(&b2);
+            *moveList++ = make_move(to - Up - Up, 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.  It returns the number of generated moves.  This
-/// function is very ugly, and needs cleaning up some time later.  FIXME
+    // Promotions and underpromotions
+    if (pawnsOn7)
+    {
+        if (Type == CAPTURES)
+            emptySquares = ~pos.pieces();
 
-int generate_evasions(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
+        if (Type == EVASIONS)
+            emptySquares &= target;
 
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(pos.is_check());
+        Bitboard b1 = shift<UpRight>(pawnsOn7) & enemies;
+        Bitboard b2 = shift<UpLeft >(pawnsOn7) & enemies;
+        Bitboard b3 = shift<Up     >(pawnsOn7) & emptySquares;
 
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Color them = opposite_color(us);
-  Square ksq = pos.king_square(us);
-  Square from, to;
-  int n = 0;
-
-  assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(us));
-  
-  // Generate evasions for king
-  Bitboard b1 = pos.piece_attacks<KING>(ksq) & ~pos.pieces_of_color(us);
-  Bitboard b2 = pos.occupied_squares();
-  clear_bit(&b2, ksq);
-
-  while (b1)
-  {
-    Square to = pop_1st_bit(&b1);
-
-    // Make sure to is not attacked by the other side. This is a bit ugly,
-    // because we can't use Position::square_is_attacked. Instead we use
-    // the low-level bishop_attacks_bb and rook_attacks_bb with the bitboard
-    // b2 (the occupied squares with the king removed) in order to test whether
-    // the king will remain in check on the destination square.
-    if (!(   (bishop_attacks_bb(to, b2)  & pos.bishops_and_queens(them))
-          || (rook_attacks_bb(to, b2)    & pos.rooks_and_queens(them))
-          || (pos.piece_attacks<KNIGHT>(to)     & pos.knights(them))
-          || (pos.pawn_attacks(us, to)   & pos.pawns(them))
-          || (pos.piece_attacks<KING>(to)       & pos.kings(them))))
-
-        mlist[n++].move = make_move(ksq, to);
-  }
+        while (b1)
+            moveList = make_promotions<Type, UpRight>(moveList, pop_lsb(&b1), ksq);
 
-  // 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).
-  Bitboard checkers = pos.checkers();
+        while (b2)
+            moveList = make_promotions<Type, UpLeft >(moveList, pop_lsb(&b2), ksq);
 
-  if (!(checkers & (checkers - 1))) // Only one bit set?
-  {
-      Square checksq = first_1(checkers);
-
-      assert(pos.color_of_piece_on(checksq) == them);
-
-      // Find pinned pieces
-      Bitboard not_pinned = ~pos.pinned_pieces(us);
-
-      // Generate captures of the checking piece
-
-      // Pawn captures
-      b1 = pos.pawn_attacks(them, checksq) & pos.pawns(us) & not_pinned;
-      while (b1)
-      {
-          from = pop_1st_bit(&b1);
-          if (relative_rank(us, checksq) == RANK_8)
-          {
-              mlist[n++].move = make_promotion_move(from, checksq, QUEEN);
-              mlist[n++].move = make_promotion_move(from, checksq, ROOK);
-              mlist[n++].move = make_promotion_move(from, checksq, BISHOP);
-              mlist[n++].move = make_promotion_move(from, checksq, KNIGHT);
-          } else
-              mlist[n++].move = make_move(from, checksq);
-      }
-
-      // Pieces captures
-      b1 = (  (pos.piece_attacks<KNIGHT>(checksq) & pos.knights(us))
-            | (pos.piece_attacks<BISHOP>(checksq) & pos.bishops_and_queens(us))
-            | (pos.piece_attacks<ROOK>(checksq)   & pos.rooks_and_queens(us)) ) & not_pinned;
-
-      while (b1)
-      {
-          from = pop_1st_bit(&b1);
-          mlist[n++].move = make_move(from, checksq);
-      }
-
-      // Blocking check evasions are possible only if the checking piece is
-      // a slider
-      if (checkers & pos.sliders())
-      {
-          Bitboard blockSquares = squares_between(checksq, ksq);
-
-          assert((pos.occupied_squares() & blockSquares) == EmptyBoardBB);
-
-          // Pawn moves. Because a blocking evasion can never be a capture, we
-          // only generate pawn pushes.
-          if (us == WHITE)
-              n = generate_pawn_blocking_evasions(WhitePawnOffsets, pos, not_pinned, blockSquares, mlist, n);
-          else
-              n = generate_pawn_blocking_evasions(BlackPawnOffsets, pos, not_pinned, blockSquares, mlist, n);
-
-          // Pieces moves
-          b1 = pos.knights(us) & not_pinned;
-          if (b1)
-              n = generate_piece_blocking_evasions<KNIGHT>(pos, b1, blockSquares, mlist, n);
-
-          b1 = pos.bishops(us) & not_pinned;
-          if (b1)
-              n = generate_piece_blocking_evasions<BISHOP>(pos, b1, blockSquares, mlist, n);
-
-          b1 = pos.rooks(us) & not_pinned;
-          if (b1)
-              n = generate_piece_blocking_evasions<ROOK>(pos, b1, blockSquares, mlist, n);
-
-          b1 = pos.queens(us) & not_pinned;
-          if (b1)
-              n = generate_piece_blocking_evasions<QUEEN>(pos, b1, blockSquares, mlist, n);
+        while (b3)
+            moveList = make_promotions<Type, Up     >(moveList, pop_lsb(&b3), ksq);
     }
 
-    // Finally, the ugly 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.pawns(them)))
+    // Standard and en passant captures
+    if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
     {
-        to = pos.ep_square();
-        b1 = pos.pawn_attacks(them, to) & pos.pawns(us);
+        Bitboard b1 = shift<UpRight>(pawnsNotOn7) & enemies;
+        Bitboard b2 = shift<UpLeft >(pawnsNotOn7) & enemies;
 
-        assert(b1 != EmptyBoardBB);
-  
-        b1 &= not_pinned;
         while (b1)
         {
-            from = pop_1st_bit(&b1);
-
-            // Before generating the move, we have to make sure it is legal.
-            // This is somewhat tricky, because the two disappearing pawns may
-            // cause new "discovered checks".  We test this by removing the
-            // two relevant bits from the occupied squares bitboard, and using
-            // the low-level bitboard functions for bishop and rook attacks.
-            b2 = pos.occupied_squares();
-            clear_bit(&b2, from);
-            clear_bit(&b2, checksq);
-            if (!(  (bishop_attacks_bb(ksq, b2) & pos.bishops_and_queens(them))
-                  ||(rook_attacks_bb(ksq, b2)   & pos.rooks_and_queens(them))))
-                
-                 mlist[n++].move = make_ep_move(from, to);
+            Square to = pop_lsb(&b1);
+            *moveList++ = make_move(to - UpRight, to);
         }
-    }
-  }
-  return n;
-}
-
-
-/// generate_legal_moves() computes a complete list of legal moves in the
-/// current position.  This function is not very fast, and should be used
-/// only in situations where performance is unimportant.  It wouldn't be
-/// very hard to write an efficient legal move generator, but for the moment
-/// we don't need it.
-
-int generate_legal_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
 
-  assert(pos.is_ok());
-
-  if (pos.is_check())
-      return generate_evasions(pos, mlist);
-
-  // Generate pseudo-legal moves:
-  int n = generate_captures(pos, mlist);
-  n += generate_noncaptures(pos, mlist + n);
-
-  Bitboard pinned = pos.pinned_pieces(pos.side_to_move());
-
-  // Remove illegal moves from the list:
-  for (int i = 0; i < n; i++)
-      if (!pos.move_is_legal(mlist[i].move, pinned))
-          mlist[i--].move = mlist[--n].move;
-
-  return n;
-}
-
-
-/// generate_move_if_legal() takes a position and a (not necessarily
-/// pseudo-legal) move and a pinned pieces bitboard as input, and tests
-/// whether the move is legal.  If the move is legal, the move itself is
-/// returned.  If not, the function returns MOVE_NONE.  This function must
-/// only be used when the side to move is not in check.
-
-Move generate_move_if_legal(const Position &pos, Move m, Bitboard pinned) {
-
-  assert(pos.is_ok());
-  assert(!pos.is_check());
-  assert(move_is_ok(m));
-
-  Color us = pos.side_to_move();
-  Color them = opposite_color(us);
-  Square from = move_from(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 MOVE_NONE;
+        while (b2)
+        {
+            Square to = pop_lsb(&b2);
+            *moveList++ = make_move(to - UpLeft, to);
+        }
 
-  Square to = move_to(m);
+        if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
+        {
+            assert(rank_of(pos.ep_square()) == relative_rank(Us, RANK_6));
 
-  // En passant moves
-  if (move_is_ep(m))
-  {
-      // The piece must be a pawn and destination square must be the
-      // en passant square.
-      if (   type_of_piece(pc) != PAWN
-          || to != pos.ep_square())
-          return MOVE_NONE;
+            // An en passant capture cannot resolve a discovered check.
+            if (Type == EVASIONS && (target & (pos.ep_square() + Up)))
+                return moveList;
 
-      assert(pos.square_is_empty(to));
-      assert(pos.piece_on(to - pawn_push(us)) == pawn_of_color(them));
+            b1 = pawnsNotOn7 & pawn_attacks_bb(Them, pos.ep_square());
 
-      // The move is pseudo-legal.  If it is legal, return it.
-      return (pos.move_is_legal(m) ? m : MOVE_NONE);
-  }
+            assert(b1);
 
-  // Castling moves
-  if (move_is_short_castle(m))
-  {
-      // The piece must be a king and side to move must still have
-      // the right to castle kingside.
-      if (   type_of_piece(pc) != KING
-          ||!pos.can_castle_kingside(us))
-          return MOVE_NONE;
-
-      assert(from == pos.king_square(us));
-      assert(to == pos.initial_kr_square(us));
-      assert(pos.piece_on(to) == rook_of_color(us));
-
-      Square g1 = relative_square(us, SQ_G1);
-      Square f1 = relative_square(us, SQ_F1);
-      Square s;
-      bool illegal = false;
-
-      // Check if any of the squares between king and rook
-      // is occupied or under attack.
-      for (s = Min(from, g1); s <= Max(from, g1); s++)
-          if (  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
-              || pos.square_is_attacked(s, them))
-              illegal = true;
-
-      // Check if any of the squares between king and rook
-      // is occupied.
-      for (s = Min(to, f1); s <= Max(to, f1); s++)
-          if (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
-              illegal = true;
-
-      return (!illegal ? m : MOVE_NONE);
-  }
+            while (b1)
+                *moveList++ = make<EN_PASSANT>(pop_lsb(&b1), pos.ep_square());
+        }
+    }
 
-  if (move_is_long_castle(m))
-  {
-      // The piece must be a king and side to move must still have
-      // the right to castle kingside.
-      if (   type_of_piece(pc) != KING
-          ||!pos.can_castle_queenside(us))
-          return MOVE_NONE;
-
-      assert(from == pos.king_square(us));
-      assert(to == pos.initial_qr_square(us));
-      assert(pos.piece_on(to) == rook_of_color(us));
-
-      Square c1 = relative_square(us, SQ_C1);
-      Square d1 = relative_square(us, SQ_D1);
-      Square s;
-      bool illegal = false;
-
-      for (s = Min(from, c1); s <= Max(from, c1); s++)
-          if(  (s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
-             || pos.square_is_attacked(s, them))
-              illegal = true;
-
-      for (s = Min(to, d1); s <= Max(to, d1); s++)
-          if(s != from && s != to && !pos.square_is_empty(s))
-              illegal = true;
-
-      if (   square_file(to) == FILE_B
-          && (   pos.piece_on(to + DELTA_W) == rook_of_color(them)
-              || pos.piece_on(to + DELTA_W) == queen_of_color(them)))
-          illegal = true;
-
-      return (!illegal ? m : MOVE_NONE);
+    return moveList;
   }
 
-  // Normal moves
-
-  // The destination square cannot be occupied by a friendly piece
-  if (pos.color_of_piece_on(to) == us)
-      return MOVE_NONE;
-
-  // Proceed according to the type of the moving piece.
-  if (type_of_piece(pc) == PAWN)
-  {  
-      // If the destination square is on the 8/1th rank, the move must
-      // be a promotion.
-      if (   (  (square_rank(to) == RANK_8 && us == WHITE)
-              ||(square_rank(to) == RANK_1 && us != WHITE))
-           && !move_promotion(m))
-          return MOVE_NONE;
-
-      // Proceed according to the square delta between the source and
-      // destionation squares.
-      switch (to - from)
-      {
-      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 MOVE_NONE;
-          break;
-
-      case DELTA_N:
-      case DELTA_S:
-      // Pawn push. The destination square must be empty.
-          if (!pos.square_is_empty(to))
-              return MOVE_NONE;
-          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 MOVE_NONE;
-          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 MOVE_NONE;
-          break;
-
-      default:
-          return MOVE_NONE;
-      }
-      // The move is pseudo-legal.  Return it if it is legal.
-      return (pos.move_is_legal(m) ? m : MOVE_NONE);
-  }
 
-  // Luckly we can handle all the other pieces in one go
-  return (   pos.piece_attacks_square(from, to)
-          && pos.move_is_legal(m)
-          && !move_promotion(m) ? m : MOVE_NONE);
-}
+  template<PieceType Pt, bool Checks>
+  ExtMove* generate_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList, Bitboard piecesToMove, Bitboard target) {
 
+    static_assert(Pt != KING && Pt != PAWN, "Unsupported piece type in generate_moves()");
 
-namespace {
+    Bitboard bb = piecesToMove & pos.pieces(Pt);
 
-  int generate_pawn_captures(const PawnOffsets& ofs, const Position& pos, MoveStack* mlist) {
+    if (!bb)
+        return moveList;
 
-    Bitboard pawns = pos.pawns(ofs.us);
-    Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(ofs.them);
-    Square sq;
-    int n = 0;
+    [[maybe_unused]] const Bitboard checkSquares = pos.check_squares(Pt);
 
-    // Captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
-    Bitboard b1 = (ofs.forward_right)(pawns) & ~FileABB & enemyPieces;
+    while (bb) {
+        Square from = pop_lsb(&bb);
 
-    // Capturing promotions
-    Bitboard b2 = b1 & ofs.Rank8BB;
-    while (b2)
-    {
-        sq = pop_1st_bit(&b2);
-        mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_NE, sq, QUEEN);
-    }
+        Bitboard b = attacks_bb<Pt>(from, pos.pieces()) & target;
+        if constexpr (Checks)
+            b &= checkSquares;
 
-    // Capturing non-promotions
-    b2 = b1 & ~ofs.Rank8BB;
-    while (b2)
-    {
-        sq = pop_1st_bit(&b2);
-        mlist[n++].move = make_move(sq - ofs.DELTA_NE, sq);
+        while (b)
+            *moveList++ = make_move(from, pop_lsb(&b));
     }
 
-    // Captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
-    b1 = (ofs.forward_left)(pawns) & ~FileHBB & enemyPieces;
+    return moveList;
+  }
 
-    // Capturing promotions
-    b2 = b1 & ofs.Rank8BB;
-    while (b2)
-    {
-        sq = pop_1st_bit(&b2);
-        mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_NW, sq, QUEEN);
-    }
 
-    // Capturing non-promotions
-    b2 = b1 & ~ofs.Rank8BB;
-    while (b2)
-    {
-        sq = pop_1st_bit(&b2);
-        mlist[n++].move = make_move(sq - ofs.DELTA_NW, sq);
-    }
+  template<Color Us, GenType Type>
+  ExtMove* generate_all(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 
-    // Non-capturing promotions
-    b1 = (ofs.forward)(pawns) & pos.empty_squares() & Rank8BB;
-    while (b1)
-    {
-        sq = pop_1st_bit(&b1);
-        mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_N, sq, QUEEN);
-    }
+    static_assert(Type != LEGAL, "Unsupported type in generate_all()");
 
-    // En passant captures
-    if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
-    {
-        assert(ofs.us != WHITE || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_6);
-        assert(ofs.us != BLACK || square_rank(pos.ep_square()) == RANK_3);
+    constexpr bool Checks = Type == QUIET_CHECKS; // Reduce template instantations
+    Bitboard target, piecesToMove = pos.pieces(Us);
 
-        b1 = pawns & pos.pawn_attacks(ofs.them, pos.ep_square());
-        assert(b1 != EmptyBoardBB);
+    if(Type == QUIET_CHECKS)
+        piecesToMove &= ~pos.blockers_for_king(~Us);
 
-        while (b1)
+    switch (Type)
+    {
+        case CAPTURES:
+            target =  pos.pieces(~Us);
+            break;
+        case QUIETS:
+        case QUIET_CHECKS:
+            target = ~pos.pieces();
+            break;
+        case EVASIONS:
         {
-            sq = pop_1st_bit(&b1);
-            mlist[n++].move = make_ep_move(sq, pos.ep_square());
+            Square checksq = lsb(pos.checkers());
+            target = between_bb(pos.square<KING>(Us), checksq) | checksq;
+            break;
         }
+        case NON_EVASIONS:
+            target = ~pos.pieces(Us);
+            break;
     }
-    return n;
-  }
-
 
-  int generate_pawn_noncaptures(const PawnOffsets& ofs, const Position& pos, MoveStack* 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);
 
-    Bitboard pawns = pos.pawns(ofs.us);
-    Bitboard enemyPieces = pos.pieces_of_color(ofs.them);
-    Bitboard emptySquares = pos.empty_squares();
-    Bitboard b1, b2;
-    Square sq;
-    int n = 0;
-
-    // Underpromotion captures in the a1-h8 (a8-h1 for black) direction
-    b1 = ofs.forward_right(pawns) & ~FileABB & enemyPieces & ofs.Rank8BB;
-    while (b1)
+    if (Type != QUIET_CHECKS && Type != EVASIONS)
     {
-        sq = pop_1st_bit(&b1);
-        mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_NE, sq, ROOK);
-        mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_NE, sq, BISHOP);
-        mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_NE, sq, KNIGHT);
-    }
+        Square ksq = pos.square<KING>(Us);
+        Bitboard b = attacks_bb<KING>(ksq) & target;
+        while (b)
+            *moveList++ = make_move(ksq, pop_lsb(&b));
 
-    // Underpromotion captures in the h1-a8 (h8-a1 for black) direction
-    b1 = ofs.forward_left(pawns) & ~FileHBB & enemyPieces & ofs.Rank8BB;
-    while (b1)
-    {
-        sq = pop_1st_bit(&b1);
-        mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_NW, sq, ROOK);
-        mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_NW, sq, BISHOP);
-        mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_NW, sq, KNIGHT);
+        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));
     }
 
-    // Single pawn pushes
-    b1 = ofs.forward(pawns) & emptySquares;
-    b2 = b1 & ofs.Rank8BB;
-    while (b2)
-    {
-      sq = pop_1st_bit(&b2);
-      mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_N, sq, ROOK);
-      mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_N, sq, BISHOP);
-      mlist[n++].move = make_promotion_move(sq - ofs.DELTA_N, sq, KNIGHT);
-    }
-    b2 = b1 & ~ofs.Rank8BB;
-    while (b2)
-    {
-        sq = pop_1st_bit(&b2);
-        mlist[n++].move = make_move(sq - ofs.DELTA_N, sq);
-    }
-
-    // Double pawn pushes
-    b2 = (ofs.forward(b1 & ofs.Rank3BB)) & emptySquares;
-    while (b2)
-    {
-      sq = pop_1st_bit(&b2);
-      mlist[n++].move = make_move(sq - ofs.DELTA_N - ofs.DELTA_N, sq);
-    }
-    return n;
+    return moveList;
   }
 
+} // namespace
 
-  template<PieceType Piece>
-  int generate_piece_moves(const Position &pos, MoveStack *mlist, 
-                           Color side, Bitboard target) {
 
-    Square from, to;
-    Bitboard b;
-    int n = 0;
+/// <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.
 
-    for (int i = 0; i < pos.piece_count(side, Piece); i++)
-    {
-        from = pos.piece_list(side, Piece, i);
-        b = pos.piece_attacks<Piece>(from) & target;
-        while (b)
-        {
-            to = pop_1st_bit(&b);
-            mlist[n++].move = make_move(from, to);
-        }
-    }
-    return n;
-  }
+template<GenType Type>
+ExtMove* generate(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 
+  static_assert(Type == CAPTURES || Type == QUIETS || Type == NON_EVASIONS, "Unsupported type in generate()");
+  assert(!pos.checkers());
 
-  int generate_castle_moves(const Position &pos, MoveStack *mlist, Color us) {
+  Color us = pos.side_to_move();
 
-    int n = 0;
+  return us == WHITE ? generate_all<WHITE, Type>(pos, moveList)
+                     : generate_all<BLACK, Type>(pos, moveList);
+}
 
-    if (pos.can_castle(us))
-    {
-        Color them = opposite_color(us);
-        Square ksq = pos.king_square(us);        
+// 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*);
 
-        assert(pos.piece_on(ksq) == king_of_color(us));
 
-        if (pos.can_castle_kingside(us))
-        {
-            Square rsq = pos.initial_kr_square(us);
-            Square g1 = relative_square(us, SQ_G1);
-            Square f1 = relative_square(us, SQ_F1);
-            Square s;
-            bool illegal = false;
-
-            assert(pos.piece_on(rsq) == rook_of_color(us));
-
-            for (s = Min(ksq, g1); s <= Max(ksq, g1); s++)
-                if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
-                    || pos.square_is_attacked(s, them))
-                    illegal = true;
-
-            for (s = Min(rsq, f1); s <= Max(rsq, f1); s++)
-                if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
-                    illegal = true;
-
-            if (!illegal)
-                mlist[n++].move = make_castle_move(ksq, rsq);
-      }
-
-      if (pos.can_castle_queenside(us))
-      {
-          Square rsq = pos.initial_qr_square(us);
-          Square c1 = relative_square(us, SQ_C1);
-          Square d1 = relative_square(us, SQ_D1);
-          Square s;
-          bool illegal = false;        
-
-          assert(pos.piece_on(rsq) == rook_of_color(us));
-
-          for (s = Min(ksq, c1); s <= Max(ksq, c1); s++)
-              if (  (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
-                  || pos.square_is_attacked(s, them))
-                  illegal = true;
-
-          for (s = Min(rsq, d1); s <= Max(rsq, d1); s++)
-              if (s != ksq && s != rsq && pos.square_is_occupied(s))
-                  illegal = true;
-
-        if (   square_file(rsq) == FILE_B
-            && (   pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == rook_of_color(them)
-                || pos.piece_on(relative_square(us, SQ_A1)) == queen_of_color(them)))
-            illegal = true;
-                         
-        if (!illegal)
-            mlist[n++].move = make_castle_move(ksq, rsq);
-      }
-    }
-    return n;
-  }
+/// 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) {
 
-  template<PieceType Piece>
-  int generate_piece_checks(const Position& pos, Bitboard target, Bitboard dc,
-                            Square ksq, MoveStack* mlist, int n) {
+  assert(!pos.checkers());
 
-    // Discovered checks
-    Bitboard b = target & dc;
-    while (b)
-    {
-        Square from = pop_1st_bit(&b);
-        Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & pos.empty_squares();
-        while (bb)
-        {
-            Square to = pop_1st_bit(&bb);
-            mlist[n++].move = make_move(from, to);
-        }
-    }
-
-    // Direct checks
-    b = target & ~dc;
-    Bitboard checkSqs = pos.piece_attacks<Piece>(ksq) & pos.empty_squares();
-    while (b)
-    {
-        Square from = pop_1st_bit(&b);
-        Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & checkSqs;
-        while (bb)
-        {
-            Square to = pop_1st_bit(&bb);
-            mlist[n++].move = make_move(from, to);
-        }
-    }
-    return n;
-  }
+  Color us = pos.side_to_move();
+  Bitboard dc = pos.blockers_for_king(~us) & pos.pieces(us) & ~pos.pieces(PAWN);
 
-  int generate_pawn_checks(const PawnOffsets& ofs, const Position& pos, Bitboard dc, Square ksq, MoveStack* mlist, int n)
+  while (dc)
   {
-    // Pawn moves 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.
-    Bitboard empty = pos.empty_squares();
-
-    // Find all friendly pawns not on the enemy king's file
-    Bitboard b1 = pos.pawns(pos.side_to_move()) & ~file_bb(ksq), b2, b3;
-
-    // Discovered checks, single pawn pushes
-    b2 = b3 = (ofs.forward)(b1 & dc) & ~ofs.Rank8BB & empty;
-    while (b3)
-    {
-        Square to = pop_1st_bit(&b3);
-        mlist[n++].move = make_move(to - ofs.DELTA_N, to);
-    }
+     Square from = pop_lsb(&dc);
+     PieceType pt = type_of(pos.piece_on(from));
 
-    // Discovered checks, double pawn pushes
-    b3 = (ofs.forward)(b2 & ofs.Rank3BB) & empty;
-    while (b3)
-    {
-        Square to = pop_1st_bit(&b3);
-        mlist[n++].move = make_move(to - ofs.DELTA_N - ofs.DELTA_N, to);
-    }
+     Bitboard b = attacks_bb(pt, from, pos.pieces()) & ~pos.pieces();
 
-    // Direct checks. These are possible only for pawns on neighboring files
-    // of the enemy king
+     if (pt == KING)
+         b &= ~attacks_bb<QUEEN>(pos.square<KING>(~us));
 
-    b1 &= (~dc & neighboring_files_bb(ksq)); // FIXME why ~dc ??
-
-    // Direct checks, single pawn pushes
-    b2 = (ofs.forward)(b1) & empty;
-    b3 = b2 & pos.pawn_attacks(ofs.them, ksq);
-    while (b3)
-    {
-        Square to = pop_1st_bit(&b3);
-        mlist[n++].move = make_move(to - ofs.DELTA_N, to);
-    }
-
-    // Direct checks, double pawn pushes
-    b3 = (ofs.forward)(b2 & ofs.Rank3BB) & empty & pos.pawn_attacks(ofs.them, ksq);
-    while (b3)
-    {
-        Square to = pop_1st_bit(&b3);
-        mlist[n++].move = make_move(to - ofs.DELTA_N - ofs.DELTA_N, to);
-    }
-    return n;
+     while (b)
+         *moveList++ = make_move(from, pop_lsb(&b));
   }
 
-
-   template<PieceType Piece>
-   int generate_piece_blocking_evasions(const Position& pos, Bitboard b,
-                                        Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist, int n) {
-    while (b)
-    {
-        Square from = pop_1st_bit(&b);
-        Bitboard bb = pos.piece_attacks<Piece>(from) & blockSquares;
-        while (bb)
-        {
-            Square to = pop_1st_bit(&bb);
-            mlist[n++].move = make_move(from, to);
-        }
-    }
-    return n;
-  }
+  return us == WHITE ? generate_all<WHITE, QUIET_CHECKS>(pos, moveList)
+                     : generate_all<BLACK, QUIET_CHECKS>(pos, moveList);
+}
 
 
-  int generate_pawn_blocking_evasions(const PawnOffsets& ofs, const Position& pos, Bitboard not_pinned,
-                                      Bitboard blockSquares, MoveStack* mlist, int n) {
-    // Find non-pinned pawns
-    Bitboard b1 = pos.pawns(ofs.us) & not_pinned;
+/// 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) {
 
-    // Single pawn pushes. We don't have to AND with empty squares here,
-    // because the blocking squares will always be empty.
-    Bitboard b2 = (ofs.forward)(b1) & blockSquares;
-    while (b2)
-    {
-        Square to = pop_1st_bit(&b2);
+  assert(pos.checkers());
 
-        assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
+  Color us = pos.side_to_move();
+  Square ksq = pos.square<KING>(us);
+  Bitboard sliderAttacks = 0;
+  Bitboard sliders = pos.checkers() & ~pos.pieces(KNIGHT, PAWN);
+
+  // 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();
+
+  // 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));
+
+  if (more_than_one(pos.checkers()))
+      return moveList; // Double check, only a king move can save the day
+
+  // 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 (square_rank(to) == ofs.RANK_8)
-        {
-            mlist[n++].move = make_promotion_move(to - ofs.DELTA_N, to, QUEEN);
-            mlist[n++].move = make_promotion_move(to - ofs.DELTA_N, to, ROOK);
-            mlist[n++].move = make_promotion_move(to - ofs.DELTA_N, to, BISHOP);
-            mlist[n++].move = make_promotion_move(to - ofs.DELTA_N, to, KNIGHT);
-        } else
-            mlist[n++].move = make_move(to - ofs.DELTA_N, to);
-    }
 
-    // Double pawn pushes
-    b2 = (ofs.forward)((ofs.forward)(b1) & pos.empty_squares() & ofs.Rank3BB) & blockSquares;
-    while (b2)
-    {
-        Square to = pop_1st_bit(&b2);
+/// generate<LEGAL> generates all the legal moves in the given position
 
-        assert(pos.piece_on(to) == EMPTY);
-        assert(ofs.us != WHITE || square_rank(to) == RANK_4);
-        assert(ofs.us != BLACK || square_rank(to) == RANK_5);
+template<>
+ExtMove* generate<LEGAL>(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 
-        mlist[n++].move = make_move(to - ofs.DELTA_N - ofs.DELTA_N, to);
-    }
-    return n;
-  }
+  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;
 }