git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/bitboard.h

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
   4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
   5
   6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11
  12   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15   GNU General Public License for more details.
  16
  17   You should have received a copy of the GNU General Public License
  18   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19 */
  20
  21
  22 #if !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)
  23 #define BITBOARD_H_INCLUDED
  24
  25 ////
  26 //// Includes
  27 ////
  28
  29 #include "piece.h"
  30 #include "square.h"
  31 #include "types.h"
  32
  33
  34 ////
  35 //// Constants and variables
  36 ////
  37
  38 const Bitboard EmptyBoardBB = 0;
  39
  40 const Bitboard FileABB = 0x0101010101010101ULL;
  41 const Bitboard FileBBB = FileABB << 1;
  42 const Bitboard FileCBB = FileABB << 2;
  43 const Bitboard FileDBB = FileABB << 3;
  44 const Bitboard FileEBB = FileABB << 4;
  45 const Bitboard FileFBB = FileABB << 5;
  46 const Bitboard FileGBB = FileABB << 6;
  47 const Bitboard FileHBB = FileABB << 7;
  48
  49 const Bitboard Rank1BB = 0xFF;
  50 const Bitboard Rank2BB = Rank1BB << (8 * 1);
  51 const Bitboard Rank3BB = Rank1BB << (8 * 2);
  52 const Bitboard Rank4BB = Rank1BB << (8 * 3);
  53 const Bitboard Rank5BB = Rank1BB << (8 * 4);
  54 const Bitboard Rank6BB = Rank1BB << (8 * 5);
  55 const Bitboard Rank7BB = Rank1BB << (8 * 6);
  56 const Bitboard Rank8BB = Rank1BB << (8 * 7);
  57
  58 extern const Bitboard SquaresByColorBB[2];
  59 extern const Bitboard FileBB[8];
  60 extern const Bitboard NeighboringFilesBB[8];
  61 extern const Bitboard ThisAndNeighboringFilesBB[8];
  62 extern const Bitboard RankBB[8];
  63 extern const Bitboard RelativeRankBB[2][8];
  64 extern const Bitboard InFrontBB[2][8];
  65
  66 extern Bitboard SetMaskBB[65];
  67 extern Bitboard ClearMaskBB[65];
  68
  69 extern Bitboard NonSlidingAttacksBB[16][64];
  70 extern Bitboard BetweenBB[64][64];
  71
  72 extern Bitboard SquaresInFrontMask[2][64];
  73 extern Bitboard PassedPawnMask[2][64];
  74 extern Bitboard AttackSpanMask[2][64];
  75
  76 extern const uint64_t RMult[64];
  77 extern const int RShift[64];
  78 extern Bitboard RMask[64];
  79 extern int RAttackIndex[64];
  80 extern Bitboard RAttacks[0x19000];
  81
  82 extern const uint64_t BMult[64];
  83 extern const int BShift[64];
  84 extern Bitboard BMask[64];
  85 extern int BAttackIndex[64];
  86 extern Bitboard BAttacks[0x1480];
  87
  88 extern Bitboard BishopPseudoAttacks[64];
  89 extern Bitboard RookPseudoAttacks[64];
  90 extern Bitboard QueenPseudoAttacks[64];
  91
  92 extern uint8_t BitCount8Bit[256];
  93
  94
  95 ////
  96 //// Inline functions
  97 ////
  98
  99 /// Functions for testing whether a given bit is set in a bitboard, and for
 100 /// setting and clearing bits.
 101
 102 inline Bitboard bit_is_set(Bitboard b, Square s) {
 103   return b & SetMaskBB[s];
 104 }
 105
 106 inline void set_bit(Bitboard *b, Square s) {
 107   *b |= SetMaskBB[s];
 108 }
 109
 110 inline void clear_bit(Bitboard *b, Square s) {
 111   *b &= ClearMaskBB[s];
 112 }
 113
 114
 115 /// Functions used to update a bitboard after a move. This is faster
 116 /// then calling a sequence of clear_bit() + set_bit()
 117
 118 inline Bitboard make_move_bb(Square from, Square to) {
 119   return SetMaskBB[from] | SetMaskBB[to];
 120 }
 121
 122 inline void do_move_bb(Bitboard *b, Bitboard move_bb) {
 123   *b ^= move_bb;
 124 }
 125
 126 /// rank_bb() and file_bb() take a file or a square as input, and return
 127 /// a bitboard representing all squares on the given file or rank.
 128
 129 inline Bitboard rank_bb(Rank r) {
 130   return RankBB[r];
 131 }
 132
 133 inline Bitboard rank_bb(Square s) {
 134   return rank_bb(square_rank(s));
 135 }
 136
 137 inline Bitboard file_bb(File f) {
 138   return FileBB[f];
 139 }
 140
 141 inline Bitboard file_bb(Square s) {
 142   return file_bb(square_file(s));
 143 }
 144
 145
 146 /// neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and returns a
 147 /// bitboard representing all squares on the neighboring files.
 148
 149 inline Bitboard neighboring_files_bb(File f) {
 150   return NeighboringFilesBB[f];
 151 }
 152
 153 inline Bitboard neighboring_files_bb(Square s) {
 154   return NeighboringFilesBB[square_file(s)];
 155 }
 156
 157
 158 /// this_and_neighboring_files_bb takes a file or a square as input, and
 159 /// returns a bitboard representing all squares on the given and neighboring
 160 /// files.
 161
 162 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(File f) {
 163   return ThisAndNeighboringFilesBB[f];
 164 }
 165
 166 inline Bitboard this_and_neighboring_files_bb(Square s) {
 167   return ThisAndNeighboringFilesBB[square_file(s)];
 168 }
 169
 170
 171 /// relative_rank_bb() takes a color and a rank as input, and returns a bitboard
 172 /// representing all squares on the given rank from the given color's point of
 173 /// view. For instance, relative_rank_bb(WHITE, 7) gives all squares on the
 174 /// 7th rank, while relative_rank_bb(BLACK, 7) gives all squares on the 2nd
 175 /// rank.
 176
 177 inline Bitboard relative_rank_bb(Color c, Rank r) {
 178   return RelativeRankBB[c][r];
 179 }
 180
 181
 182 /// in_front_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 183 /// bitboard representing all the squares on all ranks in front of the rank
 184 /// (or square), from the given color's point of view.  For instance,
 185 /// in_front_bb(WHITE, RANK_5) will give all squares on ranks 6, 7 and 8, while
 186 /// in_front_bb(BLACK, SQ_D3) will give all squares on ranks 1 and 2.
 187
 188 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Rank r) {
 189   return InFrontBB[c][r];
 190 }
 191
 192 inline Bitboard in_front_bb(Color c, Square s) {
 193   return InFrontBB[c][square_rank(s)];
 194 }
 195
 196
 197 /// behind_bb() takes a color and a rank or square as input, and returns a
 198 /// bitboard representing all the squares on all ranks behind of the rank
 199 /// (or square), from the given color's point of view.
 200
 201 inline Bitboard behind_bb(Color c, Rank r) {
 202   return InFrontBB[opposite_color(c)][r];
 203 }
 204
 205 inline Bitboard behind_bb(Color c, Square s) {
 206   return InFrontBB[opposite_color(c)][square_rank(s)];
 207 }
 208
 209
 210 /// Functions for computing sliding attack bitboards. rook_attacks_bb(),
 211 /// bishop_attacks_bb() and queen_attacks_bb() all take a square and a
 212 /// bitboard of occupied squares as input, and return a bitboard representing
 213 /// all squares attacked by a rook, bishop or queen on the given square.
 214
 215 #if defined(IS_64BIT)
 216
 217 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 218   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 219   return RAttacks[RAttackIndex[s] + ((b * RMult[s]) >> RShift[s])];
 220 }
 221
 222 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 223   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 224   return BAttacks[BAttackIndex[s] + ((b * BMult[s]) >> BShift[s])];
 225 }
 226
 227 #else // if !defined(IS_64BIT)
 228
 229 inline Bitboard rook_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 230   Bitboard b = blockers & RMask[s];
 231   return RAttacks[RAttackIndex[s] +
 232                   (unsigned(int(b) * int(RMult[s]) ^
 233                             int(b >> 32) * int(RMult[s] >> 32))
 234                    >> RShift[s])];
 235 }
 236
 237 inline Bitboard bishop_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 238   Bitboard b = blockers & BMask[s];
 239   return BAttacks[BAttackIndex[s] +
 240                   (unsigned(int(b) * int(BMult[s]) ^
 241                             int(b >> 32) * int(BMult[s] >> 32))
 242                    >> BShift[s])];
 243 }
 244
 245 #endif
 246
 247 inline Bitboard queen_attacks_bb(Square s, Bitboard blockers) {
 248   return rook_attacks_bb(s, blockers) | bishop_attacks_bb(s, blockers);
 249 }
 250
 251
 252 /// squares_between returns a bitboard representing all squares between
 253 /// two squares.  For instance, squares_between(SQ_C4, SQ_F7) returns a
 254 /// bitboard with the bits for square d5 and e6 set.  If s1 and s2 are not
 255 /// on the same line, file or diagonal, EmptyBoardBB is returned.
 256
 257 inline Bitboard squares_between(Square s1, Square s2) {
 258   return BetweenBB[s1][s2];
 259 }
 260
 261
 262 /// squares_in_front_of takes a color and a square as input, and returns a
 263 /// bitboard representing all squares along the line in front of the square,
 264 /// from the point of view of the given color. Definition of the table is:
 265 /// SquaresInFrontOf[c][s] = in_front_bb(c, s) & file_bb(s)
 266
 267 inline Bitboard squares_in_front_of(Color c, Square s) {
 268   return SquaresInFrontMask[c][s];
 269 }
 270
 271
 272 /// squares_behind is similar to squares_in_front, but returns the squares
 273 /// behind the square instead of in front of the square.
 274
 275 inline Bitboard squares_behind(Color c, Square s) {
 276   return SquaresInFrontMask[opposite_color(c)][s];
 277 }
 278
 279
 280 /// passed_pawn_mask takes a color and a square as input, and returns a
 281 /// bitboard mask which can be used to test if a pawn of the given color on
 282 /// the given square is a passed pawn. Definition of the table is:
 283 /// PassedPawnMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & this_and_neighboring_files_bb(s)
 284
 285 inline Bitboard passed_pawn_mask(Color c, Square s) {
 286   return PassedPawnMask[c][s];
 287 }
 288
 289
 290 /// attack_span_mask takes a color and a square as input, and returns a bitboard
 291 /// representing all squares that can be attacked by a pawn of the given color
 292 /// when it moves along its file starting from the given square. Definition is:
 293 /// AttackSpanMask[c][s] = in_front_bb(c, s) & neighboring_files_bb(s);
 294
 295 inline Bitboard attack_span_mask(Color c, Square s) {
 296   return AttackSpanMask[c][s];
 297 }
 298
 299
 300 /// squares_aligned returns true if the squares s1, s2 and s3 are aligned
 301 /// either on a straight or on a diagonal line.
 302
 303 inline bool squares_aligned(Square s1, Square s2, Square s3) {
 304   return  (BetweenBB[s1][s2] | BetweenBB[s1][s3] | BetweenBB[s2][s3])
 305         & ((1ULL << s1) | (1ULL << s2) | (1ULL << s3));
 306 }
 307
 308
 309 /// first_1() finds the least significant nonzero bit in a nonzero bitboard.
 310 /// pop_1st_bit() finds and clears the least significant nonzero bit in a
 311 /// nonzero bitboard.
 312
 313 #if defined(USE_BSFQ) // Assembly code by Heinz van Saanen
 314
 315 inline Square first_1(Bitboard b) {
 316   Bitboard dummy;
 317   __asm__("bsfq %1, %0": "=r"(dummy): "rm"(b) );
 318   return (Square)(dummy);
 319 }
 320
 321 inline Square pop_1st_bit(Bitboard* b) {
 322   const Square s = first_1(*b);
 323   *b &= ~(1ULL<<s);
 324   return s;
 325 }
 326
 327 #else // if !defined(USE_BSFQ)
 328
 329 extern Square first_1(Bitboard b);
 330 extern Square pop_1st_bit(Bitboard* b);
 331
 332 #endif
 333
 334
 335 ////
 336 //// Prototypes
 337 ////
 338
 339 extern void print_bitboard(Bitboard b);
 340 extern void init_bitboards();
 341
 342
 343 #endif // !defined(BITBOARD_H_INCLUDED)