]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/movegen.cpp
Remove unused #include lines
[stockfish] / src / movegen.cpp
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) 2008-2012 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   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20 #include <algorithm>
21 #include <cassert>
22
23 #include "movegen.h"
24 #include "position.h"
25
26 /// Simple macro to wrap a very common while loop, no facny, no flexibility,
27 /// hardcoded names 'mlist' and 'from'.
28 #define SERIALIZE(b) while (b) (*mlist++).move = make_move(from, pop_1st_bit(&b))
29
30 /// Version used for pawns, where the 'from' square is given as a delta from the 'to' square
31 #define SERIALIZE_PAWNS(b, d) while (b) { Square to = pop_1st_bit(&b); \
32                                          (*mlist++).move = make_move(to + (d), to); }
33 namespace {
34
35   enum CastlingSide { KING_SIDE, QUEEN_SIDE };
36
37   template<CastlingSide Side, bool OnlyChecks>
38   MoveStack* generate_castle_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us) {
39
40     const CastleRight CR[] = { Side ? WHITE_OOO : WHITE_OO,
41                                Side ? BLACK_OOO : BLACK_OO };
42
43     if (!pos.can_castle(CR[us]))
44         return mlist;
45
46     // After castling, the rook and king final positions are the same in Chess960
47     // as they would be in standard chess.
48     Square kfrom = pos.king_square(us);
49     Square rfrom = pos.castle_rook_square(CR[us]);
50     Square kto = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_G1 : SQ_C1);
51     Square rto = relative_square(us, Side == KING_SIDE ? SQ_F1 : SQ_D1);
52     Bitboard enemies = pos.pieces(~us);
53
54     assert(!pos.in_check());
55     assert(pos.piece_on(kfrom) == make_piece(us, KING));
56     assert(pos.piece_on(rfrom) == make_piece(us, ROOK));
57
58     // Unimpeded rule: All the squares between the king's initial and final squares
59     // (including the final square), and all the squares between the rook's initial
60     // and final squares (including the final square), must be vacant except for
61     // the king and castling rook.
62     for (Square s = std::min(rfrom, rto), e = std::max(rfrom, rto); s <= e; s++)
63         if (s != kfrom && s != rfrom && !pos.square_is_empty(s))
64             return mlist;
65
66     for (Square s = std::min(kfrom, kto), e = std::max(kfrom, kto); s <= e; s++)
67         if (  (s != kfrom && s != rfrom && !pos.square_is_empty(s))
68             ||(pos.attackers_to(s) & enemies))
69             return mlist;
70
71     // Because we generate only legal castling moves we need to verify that
72     // when moving the castling rook we do not discover some hidden checker.
73     // For instance an enemy queen in SQ_A1 when castling rook is in SQ_B1.
74     if (pos.is_chess960())
75     {
76         Bitboard occ = pos.occupied_squares();
77         clear_bit(&occ, rfrom);
78         if (pos.attackers_to(kto, occ) & enemies)
79             return mlist;
80     }
81
82     (*mlist++).move = make_castle(kfrom, rfrom);
83
84     if (OnlyChecks && !pos.move_gives_check((mlist - 1)->move, CheckInfo(pos)))
85         mlist--;
86
87     return mlist;
88   }
89
90
91   template<Square Delta>
92   inline Bitboard move_pawns(Bitboard p) {
93
94     return  Delta == DELTA_N  ?  p << 8
95           : Delta == DELTA_S  ?  p >> 8
96           : Delta == DELTA_NE ? (p & ~FileHBB) << 9
97           : Delta == DELTA_SE ? (p & ~FileHBB) >> 7
98           : Delta == DELTA_NW ? (p & ~FileABB) << 7
99           : Delta == DELTA_SW ? (p & ~FileABB) >> 9 : p;
100   }
101
102
103   template<MoveType Type, Square Delta>
104   inline MoveStack* generate_promotions(MoveStack* mlist, Bitboard pawnsOn7, Bitboard target, Square ksq) {
105
106     Bitboard b = move_pawns<Delta>(pawnsOn7) & target;
107
108     while (b)
109     {
110         Square to = pop_1st_bit(&b);
111
112         if (Type == MV_CAPTURE || Type == MV_EVASION || Type == MV_NON_EVASION)
113             (*mlist++).move = make_promotion(to - Delta, to, QUEEN);
114
115         if (Type == MV_NON_CAPTURE || Type == MV_EVASION || Type == MV_NON_EVASION)
116         {
117             (*mlist++).move = make_promotion(to - Delta, to, ROOK);
118             (*mlist++).move = make_promotion(to - Delta, to, BISHOP);
119             (*mlist++).move = make_promotion(to - Delta, to, KNIGHT);
120         }
121
122         // Knight-promotion is the only one that can give a check (direct or
123         // discovered) not already included in the queen-promotion.
124         if (Type == MV_NON_CAPTURE_CHECK && bit_is_set(StepAttacksBB[W_KNIGHT][to], ksq))
125             (*mlist++).move = make_promotion(to - Delta, to, KNIGHT);
126         else
127             (void)ksq; // Silence a warning under MSVC
128     }
129
130     return mlist;
131   }
132
133
134   template<Color Us, MoveType Type>
135   MoveStack* generate_pawn_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Bitboard target, Square ksq = SQ_NONE) {
136
137     // Calculate our parametrized parameters at compile time, named according to
138     // the point of view of white side.
139     const Color    Them     = (Us == WHITE ? BLACK    : WHITE);
140     const Bitboard TRank8BB = (Us == WHITE ? Rank8BB  : Rank1BB);
141     const Bitboard TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB  : Rank2BB);
142     const Bitboard TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB  : Rank6BB);
143     const Square   UP       = (Us == WHITE ? DELTA_N  : DELTA_S);
144     const Square   RIGHT    = (Us == WHITE ? DELTA_NE : DELTA_SW);
145     const Square   LEFT     = (Us == WHITE ? DELTA_NW : DELTA_SE);
146
147     Bitboard b1, b2, dc1, dc2, emptySquares;
148
149     Bitboard pawnsOn7    = pos.pieces(PAWN, Us) &  TRank7BB;
150     Bitboard pawnsNotOn7 = pos.pieces(PAWN, Us) & ~TRank7BB;
151
152     Bitboard enemies = (Type == MV_EVASION ? pos.pieces(Them) & target:
153                         Type == MV_CAPTURE ? target : pos.pieces(Them));
154
155     // Single and double pawn pushes, no promotions
156     if (Type != MV_CAPTURE)
157     {
158         emptySquares = (Type == MV_NON_CAPTURE ? target : pos.empty_squares());
159
160         b1 = move_pawns<UP>(pawnsNotOn7)   & emptySquares;
161         b2 = move_pawns<UP>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
162
163         if (Type == MV_EVASION) // Consider only blocking squares
164         {
165             b1 &= target;
166             b2 &= target;
167         }
168
169         if (Type == MV_NON_CAPTURE_CHECK)
170         {
171             b1 &= pos.attacks_from<PAWN>(ksq, Them);
172             b2 &= pos.attacks_from<PAWN>(ksq, Them);
173
174             // Add pawn pushes which give discovered check. This is possible only
175             // if the pawn is not on the same file as the enemy king, because we
176             // don't generate captures. Note that a possible discovery check
177             // promotion has been already generated among captures.
178             if (pawnsNotOn7 & target) // Target is dc bitboard
179             {
180                 dc1 = move_pawns<UP>(pawnsNotOn7 & target) & emptySquares & ~file_bb(ksq);
181                 dc2 = move_pawns<UP>(dc1 & TRank3BB) & emptySquares;
182
183                 b1 |= dc1;
184                 b2 |= dc2;
185             }
186         }
187
188         SERIALIZE_PAWNS(b1, -UP);
189         SERIALIZE_PAWNS(b2, -UP -UP);
190     }
191
192     // Promotions and underpromotions
193     if (pawnsOn7 && (Type != MV_EVASION || (target & TRank8BB)))
194     {
195         if (Type == MV_CAPTURE)
196             emptySquares = pos.empty_squares();
197
198         if (Type == MV_EVASION)
199             emptySquares &= target;
200
201         mlist = generate_promotions<Type, RIGHT>(mlist, pawnsOn7, enemies, ksq);
202         mlist = generate_promotions<Type, LEFT>(mlist, pawnsOn7, enemies, ksq);
203         mlist = generate_promotions<Type, UP>(mlist, pawnsOn7, emptySquares, ksq);
204     }
205
206     // Standard and en-passant captures
207     if (Type == MV_CAPTURE || Type == MV_EVASION || Type == MV_NON_EVASION)
208     {
209         b1 = move_pawns<RIGHT>(pawnsNotOn7) & enemies;
210         b2 = move_pawns<LEFT >(pawnsNotOn7) & enemies;
211
212         SERIALIZE_PAWNS(b1, -RIGHT);
213         SERIALIZE_PAWNS(b2, -LEFT);
214
215         if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
216         {
217             assert(rank_of(pos.ep_square()) == relative_rank(Us, RANK_6));
218
219             // An en passant capture can be an evasion only if the checking piece
220             // is the double pushed pawn and so is in the target. Otherwise this
221             // is a discovery check and we are forced to do otherwise.
222             if (Type == MV_EVASION && !bit_is_set(target, pos.ep_square() - UP))
223                 return mlist;
224
225             b1 = pawnsNotOn7 & pos.attacks_from<PAWN>(pos.ep_square(), Them);
226
227             assert(b1);
228
229             while (b1)
230                 (*mlist++).move = make_enpassant(pop_1st_bit(&b1), pos.ep_square());
231         }
232     }
233
234     return mlist;
235   }
236
237
238   template<PieceType Pt>
239   inline MoveStack* generate_direct_checks(const Position& pos, MoveStack* mlist,
240                                            Color us, const CheckInfo& ci) {
241     assert(Pt != KING && Pt != PAWN);
242
243     Square from;
244     const Square* pl = pos.piece_list(us, Pt);
245
246     if ((from = *pl++) == SQ_NONE)
247         return mlist;
248
249     Bitboard checkSqs = ci.checkSq[Pt] & pos.empty_squares();
250
251     do
252     {
253         if (    (Pt == BISHOP || Pt == ROOK || Pt == QUEEN)
254             && !(PseudoAttacks[Pt][from] & checkSqs))
255             continue;
256
257         if (ci.dcCandidates && bit_is_set(ci.dcCandidates, from))
258             continue;
259
260         Bitboard b = pos.attacks_from<Pt>(from) & checkSqs;
261         SERIALIZE(b);
262
263     } while ((from = *pl++) != SQ_NONE);
264
265     return mlist;
266   }
267
268
269   template<PieceType Pt>
270   FORCE_INLINE MoveStack* generate_piece_moves(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
271
272     Bitboard b;
273     Square from;
274     const Square* pl = pos.piece_list(us, Pt);
275
276     if (*pl != SQ_NONE)
277     {
278         do {
279             from = *pl;
280             b = pos.attacks_from<Pt>(from) & target;
281             SERIALIZE(b);
282         } while (*++pl != SQ_NONE);
283     }
284
285     return mlist;
286   }
287
288
289   template<>
290   FORCE_INLINE MoveStack* generate_piece_moves<KING>(const Position& pos, MoveStack* mlist, Color us, Bitboard target) {
291
292     Square from = pos.king_square(us);
293     Bitboard b = pos.attacks_from<KING>(from) & target;
294     SERIALIZE(b);
295     return mlist;
296   }
297
298 } // namespace
299
300
301 /// generate<MV_CAPTURE> generates all pseudo-legal captures and queen
302 /// promotions. Returns a pointer to the end of the move list.
303 ///
304 /// generate<MV_NON_CAPTURE> generates all pseudo-legal non-captures and
305 /// underpromotions. Returns a pointer to the end of the move list.
306 ///
307 /// generate<MV_NON_EVASION> generates all pseudo-legal captures and
308 /// non-captures. Returns a pointer to the end of the move list.
309
310 template<MoveType Type>
311 MoveStack* generate(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
312
313   assert(Type == MV_CAPTURE || Type == MV_NON_CAPTURE || Type == MV_NON_EVASION);
314   assert(!pos.in_check());
315
316   Color us = pos.side_to_move();
317   Bitboard target;
318
319   if (Type == MV_CAPTURE)
320       target = pos.pieces(~us);
321
322   else if (Type == MV_NON_CAPTURE)
323       target = pos.empty_squares();
324
325   else if (Type == MV_NON_EVASION)
326       target = pos.pieces(~us) | pos.empty_squares();
327
328   mlist = (us == WHITE ? generate_pawn_moves<WHITE, Type>(pos, mlist, target)
329                        : generate_pawn_moves<BLACK, Type>(pos, mlist, target));
330
331   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
332   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
333   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
334   mlist = generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
335   mlist = generate_piece_moves<KING>(pos, mlist, us, target);
336
337   if (Type != MV_CAPTURE && pos.can_castle(us))
338   {
339       mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE, false>(pos, mlist, us);
340       mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE, false>(pos, mlist, us);
341   }
342
343   return mlist;
344 }
345
346 // Explicit template instantiations
347 template MoveStack* generate<MV_CAPTURE>(const Position& pos, MoveStack* mlist);
348 template MoveStack* generate<MV_NON_CAPTURE>(const Position& pos, MoveStack* mlist);
349 template MoveStack* generate<MV_NON_EVASION>(const Position& pos, MoveStack* mlist);
350
351
352 /// generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK> generates all pseudo-legal non-captures and knight
353 /// underpromotions that give check. Returns a pointer to the end of the move list.
354 template<>
355 MoveStack* generate<MV_NON_CAPTURE_CHECK>(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
356
357   assert(!pos.in_check());
358
359   Color us = pos.side_to_move();
360   CheckInfo ci(pos);
361   Bitboard dc = ci.dcCandidates;
362
363   while (dc)
364   {
365      Square from = pop_1st_bit(&dc);
366      PieceType pt = type_of(pos.piece_on(from));
367
368      if (pt == PAWN)
369          continue; // Will be generated togheter with direct checks
370
371      Bitboard b = pos.attacks_from(Piece(pt), from) & pos.empty_squares();
372
373      if (pt == KING)
374          b &= ~PseudoAttacks[QUEEN][ci.ksq];
375
376      SERIALIZE(b);
377   }
378
379   mlist = (us == WHITE ? generate_pawn_moves<WHITE, MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, mlist, ci.dcCandidates, ci.ksq)
380                        : generate_pawn_moves<BLACK, MV_NON_CAPTURE_CHECK>(pos, mlist, ci.dcCandidates, ci.ksq));
381
382   mlist = generate_direct_checks<KNIGHT>(pos, mlist, us, ci);
383   mlist = generate_direct_checks<BISHOP>(pos, mlist, us, ci);
384   mlist = generate_direct_checks<ROOK>(pos, mlist, us, ci);
385   mlist = generate_direct_checks<QUEEN>(pos, mlist, us, ci);
386
387   if (pos.can_castle(us))
388   {
389       mlist = generate_castle_moves<KING_SIDE, true>(pos, mlist, us);
390       mlist = generate_castle_moves<QUEEN_SIDE, true>(pos, mlist, us);
391   }
392
393   return mlist;
394 }
395
396
397 /// generate<MV_EVASION> generates all pseudo-legal check evasions when the side
398 /// to move is in check. Returns a pointer to the end of the move list.
399 template<>
400 MoveStack* generate<MV_EVASION>(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
401
402   assert(pos.in_check());
403
404   Bitboard b, target;
405   Square from, checksq;
406   int checkersCnt = 0;
407   Color us = pos.side_to_move();
408   Square ksq = pos.king_square(us);
409   Bitboard sliderAttacks = 0;
410   Bitboard checkers = pos.checkers();
411
412   assert(checkers);
413
414   // Find squares attacked by slider checkers, we will remove them from the king
415   // evasions so to skip known illegal moves avoiding useless legality check later.
416   b = checkers;
417   do
418   {
419       checkersCnt++;
420       checksq = pop_1st_bit(&b);
421
422       assert(color_of(pos.piece_on(checksq)) == ~us);
423
424       switch (type_of(pos.piece_on(checksq)))
425       {
426       case BISHOP: sliderAttacks |= PseudoAttacks[BISHOP][checksq]; break;
427       case ROOK:   sliderAttacks |= PseudoAttacks[ROOK][checksq];   break;
428       case QUEEN:
429           // If queen and king are far or not on a diagonal line we can safely
430           // remove all the squares attacked in the other direction becuase are
431           // not reachable by the king anyway.
432           if (squares_between(ksq, checksq) || !bit_is_set(PseudoAttacks[BISHOP][checksq], ksq))
433               sliderAttacks |= PseudoAttacks[QUEEN][checksq];
434
435           // Otherwise we need to use real rook attacks to check if king is safe
436           // to move in the other direction. For example: king in B2, queen in A1
437           // a knight in B1, and we can safely move to C1.
438           else
439               sliderAttacks |= PseudoAttacks[BISHOP][checksq] | pos.attacks_from<ROOK>(checksq);
440
441       default:
442           break;
443       }
444   } while (b);
445
446   // Generate evasions for king, capture and non capture moves
447   b = pos.attacks_from<KING>(ksq) & ~pos.pieces(us) & ~sliderAttacks;
448   from = ksq;
449   SERIALIZE(b);
450
451   // Generate evasions for other pieces only if not under a double check
452   if (checkersCnt > 1)
453       return mlist;
454
455   // Blocking evasions or captures of the checking piece
456   target = squares_between(checksq, ksq) | checkers;
457
458   mlist = (us == WHITE ? generate_pawn_moves<WHITE, MV_EVASION>(pos, mlist, target)
459                        : generate_pawn_moves<BLACK, MV_EVASION>(pos, mlist, target));
460
461   mlist = generate_piece_moves<KNIGHT>(pos, mlist, us, target);
462   mlist = generate_piece_moves<BISHOP>(pos, mlist, us, target);
463   mlist = generate_piece_moves<ROOK>(pos, mlist, us, target);
464   return  generate_piece_moves<QUEEN>(pos, mlist, us, target);
465 }
466
467
468 /// generate<MV_LEGAL> generates all the legal moves in the given position
469
470 template<>
471 MoveStack* generate<MV_LEGAL>(const Position& pos, MoveStack* mlist) {
472
473   MoveStack *last, *cur = mlist;
474   Bitboard pinned = pos.pinned_pieces();
475
476   last = pos.in_check() ? generate<MV_EVASION>(pos, mlist)
477                         : generate<MV_NON_EVASION>(pos, mlist);
478   while (cur != last)
479       if (!pos.pl_move_is_legal(cur->move, pinned))
480           cur->move = (--last)->move;
481       else
482           cur++;
483
484   return last;
485 }