git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/movegen.cpp

   1 /*
   2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   3   Copyright (C) 2004-2021 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
   4
   5   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   6   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8   (at your option) any later version.
   9
  10   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
  11   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13   GNU General Public License for more details.
  14
  15   You should have received a copy of the GNU General Public License
  16   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17 */
  18
  19 #include <cassert>
  20
  21 #include "movegen.h"
  22 #include "position.h"
  23
  24 namespace Stockfish {
  25
  26 namespace {
  27
  28   template<GenType Type, Direction D>
  29   ExtMove* make_promotions(ExtMove* moveList, Square to, Square ksq) {
  30
  31     if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
  32     {
  33         *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, QUEEN);
  34         if (attacks_bb<KNIGHT>(to) & ksq)
  35             *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, KNIGHT);
  36     }
  37
  38     if (Type == QUIETS || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
  39     {
  40         *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, ROOK);
  41         *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, BISHOP);
  42         if (!(attacks_bb<KNIGHT>(to) & ksq))
  43             *moveList++ = make<PROMOTION>(to - D, to, KNIGHT);
  44     }
  45
  46     return moveList;
  47   }
  48
  49
  50   template<Color Us, GenType Type>
  51   ExtMove* generate_pawn_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList, Bitboard target) {
  52
  53     constexpr Color     Them     = ~Us;
  54     constexpr Bitboard  TRank7BB = (Us == WHITE ? Rank7BB    : Rank2BB);
  55     constexpr Bitboard  TRank3BB = (Us == WHITE ? Rank3BB    : Rank6BB);
  56     constexpr Direction Up       = pawn_push(Us);
  57     constexpr Direction UpRight  = (Us == WHITE ? NORTH_EAST : SOUTH_WEST);
  58     constexpr Direction UpLeft   = (Us == WHITE ? NORTH_WEST : SOUTH_EAST);
  59
  60     const Square ksq = pos.square<KING>(Them);
  61     const Bitboard emptySquares = Type == QUIETS || Type == QUIET_CHECKS ? target : ~pos.pieces();
  62     const Bitboard enemies      = Type == EVASIONS ? pos.checkers()
  63                                 : Type == CAPTURES ? target : pos.pieces(Them);
  64
  65     Bitboard pawnsOn7    = pos.pieces(Us, PAWN) &  TRank7BB;
  66     Bitboard pawnsNotOn7 = pos.pieces(Us, PAWN) & ~TRank7BB;
  67
  68     // Single and double pawn pushes, no promotions
  69     if (Type != CAPTURES)
  70     {
  71         Bitboard b1 = shift<Up>(pawnsNotOn7)   & emptySquares;
  72         Bitboard b2 = shift<Up>(b1 & TRank3BB) & emptySquares;
  73
  74         if (Type == EVASIONS) // Consider only blocking squares
  75         {
  76             b1 &= target;
  77             b2 &= target;
  78         }
  79
  80         if (Type == QUIET_CHECKS)
  81         {
  82             // To make a quiet check, you either make a direct check by pushing a pawn
  83             // or push a blocker pawn that is not on the same file as the enemy king.
  84             // Discovered check promotion has been already generated amongst the captures.
  85             Bitboard dcCandidatePawns = pos.blockers_for_king(Them) & ~file_bb(ksq);
  86             b1 &= pawn_attacks_bb(Them, ksq) | shift<   Up>(dcCandidatePawns);
  87             b2 &= pawn_attacks_bb(Them, ksq) | shift<Up+Up>(dcCandidatePawns);
  88         }
  89
  90         while (b1)
  91         {
  92             Square to = pop_lsb(b1);
  93             *moveList++ = make_move(to - Up, to);
  94         }
  95
  96         while (b2)
  97         {
  98             Square to = pop_lsb(b2);
  99             *moveList++ = make_move(to - Up - Up, to);
 100         }
 101     }
 102
 103     // Promotions and underpromotions
 104     if (pawnsOn7)
 105     {
 106         Bitboard b1 = shift<UpRight>(pawnsOn7) & enemies;
 107         Bitboard b2 = shift<UpLeft >(pawnsOn7) & enemies;
 108         Bitboard b3 = shift<Up     >(pawnsOn7) & emptySquares;
 109
 110         if (Type == EVASIONS)
 111             b3 &= target;
 112
 113         while (b1)
 114             moveList = make_promotions<Type, UpRight>(moveList, pop_lsb(b1), ksq);
 115
 116         while (b2)
 117             moveList = make_promotions<Type, UpLeft >(moveList, pop_lsb(b2), ksq);
 118
 119         while (b3)
 120             moveList = make_promotions<Type, Up     >(moveList, pop_lsb(b3), ksq);
 121     }
 122
 123     // Standard and en passant captures
 124     if (Type == CAPTURES || Type == EVASIONS || Type == NON_EVASIONS)
 125     {
 126         Bitboard b1 = shift<UpRight>(pawnsNotOn7) & enemies;
 127         Bitboard b2 = shift<UpLeft >(pawnsNotOn7) & enemies;
 128
 129         while (b1)
 130         {
 131             Square to = pop_lsb(b1);
 132             *moveList++ = make_move(to - UpRight, to);
 133         }
 134
 135         while (b2)
 136         {
 137             Square to = pop_lsb(b2);
 138             *moveList++ = make_move(to - UpLeft, to);
 139         }
 140
 141         if (pos.ep_square() != SQ_NONE)
 142         {
 143             assert(rank_of(pos.ep_square()) == relative_rank(Us, RANK_6));
 144
 145             // An en passant capture cannot resolve a discovered check
 146             if (Type == EVASIONS && (target & (pos.ep_square() + Up)))
 147                 return moveList;
 148
 149             b1 = pawnsNotOn7 & pawn_attacks_bb(Them, pos.ep_square());
 150
 151             assert(b1);
 152
 153             while (b1)
 154                 *moveList++ = make<EN_PASSANT>(pop_lsb(b1), pos.ep_square());
 155         }
 156     }
 157
 158     return moveList;
 159   }
 160
 161
 162   template<Color Us, PieceType Pt, bool Checks>
 163   ExtMove* generate_moves(const Position& pos, ExtMove* moveList, Bitboard target) {
 164
 165     static_assert(Pt != KING && Pt != PAWN, "Unsupported piece type in generate_moves()");
 166
 167     Bitboard bb = pos.pieces(Us, Pt);
 168
 169     while (bb)
 170     {
 171         Square from = pop_lsb(bb);
 172         Bitboard b = attacks_bb<Pt>(from, pos.pieces()) & target;
 173
 174         // To check, you either move freely a blocker or make a direct check.
 175         if (Checks && (Pt == QUEEN || !(pos.blockers_for_king(~Us) & from)))
 176             b &= pos.check_squares(Pt);
 177
 178         while (b)
 179             *moveList++ = make_move(from, pop_lsb(b));
 180     }
 181
 182     return moveList;
 183   }
 184
 185
 186   template<Color Us, GenType Type>
 187   ExtMove* generate_all(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 188
 189     static_assert(Type != LEGAL, "Unsupported type in generate_all()");
 190
 191     constexpr bool Checks = Type == QUIET_CHECKS; // Reduce template instantiations
 192     const Square ksq = pos.square<KING>(Us);
 193     Bitboard target;
 194
 195     // Skip generating non-king moves when in double check
 196     if (Type != EVASIONS || !more_than_one(pos.checkers()))
 197     {
 198         target = Type == EVASIONS     ?  between_bb(ksq, lsb(pos.checkers()))
 199                : Type == NON_EVASIONS ? ~pos.pieces( Us)
 200                : Type == CAPTURES     ?  pos.pieces(~Us)
 201                                       : ~pos.pieces(   ); // QUIETS || QUIET_CHECKS
 202
 203         moveList = generate_pawn_moves<Us, Type>(pos, moveList, target);
 204         moveList = generate_moves<Us, KNIGHT, Checks>(pos, moveList, target);
 205         moveList = generate_moves<Us, BISHOP, Checks>(pos, moveList, target);
 206         moveList = generate_moves<Us,   ROOK, Checks>(pos, moveList, target);
 207         moveList = generate_moves<Us,  QUEEN, Checks>(pos, moveList, target);
 208     }
 209     if (!Checks || pos.blockers_for_king(~Us) & ksq)
 210     {
 211         Bitboard b = attacks_bb<KING>(ksq) & (Type == EVASIONS ? ~pos.pieces(Us) : target);
 212         if (Checks)
 213             b &= ~attacks_bb<QUEEN>(pos.square<KING>(~Us));
 214
 215         while (b)
 216             *moveList++ = make_move(ksq, pop_lsb(b));
 217
 218         if ((Type == QUIETS || Type == NON_EVASIONS) && pos.can_castle(Us & ANY_CASTLING))
 219             for (CastlingRights cr : { Us & KING_SIDE, Us & QUEEN_SIDE } )
 220                 if (!pos.castling_impeded(cr) && pos.can_castle(cr))
 221                     *moveList++ = make<CASTLING>(ksq, pos.castling_rook_square(cr));
 222     }
 223
 224     return moveList;
 225   }
 226
 227 } // namespace
 228
 229
 230 /// <CAPTURES>     Generates all pseudo-legal captures plus queen and checking knight promotions
 231 /// <QUIETS>       Generates all pseudo-legal non-captures and underpromotions (except checking knight)
 232 /// <EVASIONS>     Generates all pseudo-legal check evasions when the side to move is in check
 233 /// <QUIET_CHECKS> Generates all pseudo-legal non-captures giving check, except castling
 234 /// <NON_EVASIONS> Generates all pseudo-legal captures and non-captures
 235 ///
 236 /// Returns a pointer to the end of the move list.
 237
 238 template<GenType Type>
 239 ExtMove* generate(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 240
 241   static_assert(Type != LEGAL, "Unsupported type in generate()");
 242   assert((Type == EVASIONS) == (bool)pos.checkers());
 243
 244   Color us = pos.side_to_move();
 245
 246   return us == WHITE ? generate_all<WHITE, Type>(pos, moveList)
 247                      : generate_all<BLACK, Type>(pos, moveList);
 248 }
 249
 250 // Explicit template instantiations
 251 template ExtMove* generate<CAPTURES>(const Position&, ExtMove*);
 252 template ExtMove* generate<QUIETS>(const Position&, ExtMove*);
 253 template ExtMove* generate<EVASIONS>(const Position&, ExtMove*);
 254 template ExtMove* generate<QUIET_CHECKS>(const Position&, ExtMove*);
 255 template ExtMove* generate<NON_EVASIONS>(const Position&, ExtMove*);
 256
 257
 258 /// generate<LEGAL> generates all the legal moves in the given position
 259
 260 template<>
 261 ExtMove* generate<LEGAL>(const Position& pos, ExtMove* moveList) {
 262
 263   Color us = pos.side_to_move();
 264   Bitboard pinned = pos.blockers_for_king(us) & pos.pieces(us);
 265   Square ksq = pos.square<KING>(us);
 266   ExtMove* cur = moveList;
 267
 268   moveList = pos.checkers() ? generate<EVASIONS    >(pos, moveList)
 269                             : generate<NON_EVASIONS>(pos, moveList);
 270   while (cur != moveList)
 271       if (  ((pinned && pinned & from_sq(*cur)) || from_sq(*cur) == ksq || type_of(*cur) == EN_PASSANT)
 272           && !pos.legal(*cur))
 273           *cur = (--moveList)->move;
 274       else
 275           ++cur;
 276
 277   return moveList;
 278 }
 279
 280 } // namespace Stockfish