]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
0e249705fa59a89e00d1f689d714bf33bbe024f9
[stockfish] / src / search.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) 2008-2010 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   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
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "lock.h"
40 #include "san.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove();
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
123     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
124     // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
127                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
128     }
129
130     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
131     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
132     std::string pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine = 0);
133
134     int64_t nodes;
135     Value pv_score;
136     Value non_pv_score;
137     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
138   };
139
140
141   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
142   // with an handful of methods above the standard ones.
143
144   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
145
146     typedef std::vector<RootMove> Base;
147
148     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
149     void set_non_pv_scores(const Position& pos);
150
151     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
152     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n + 1); }
153   };
154
155
156   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
157   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
158   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
159   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
160   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
161   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
162   enum set960 {};
163
164   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
165
166     os.iword(0) = int(m);
167     return os;
168   }
169
170
171   /// Adjustments
172
173   // Step 6. Razoring
174
175   // Maximum depth for razoring
176   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
177
178   // Dynamic razoring margin based on depth
179   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
180
181   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
182   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
183
184   // Step 9. Internal iterative deepening
185
186   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
187   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
188
189   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
190   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
191   const Value IIDMargin = Value(0x100);
192
193   // Step 11. Decide the new search depth
194
195   // Extensions. Configurable UCI options
196   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
197   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
198   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
199
200   // Minimum depth for use of singular extension
201   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
202
203   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
204   // remaining ones we will extend it.
205   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
206
207   // Step 12. Futility pruning
208
209   // Futility margin for quiescence search
210   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
211
212   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
213   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
214   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
215
216   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
217   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
218
219   // Step 14. Reduced search
220
221   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
222   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
223
224   template <NodeType PV>
225   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
226
227   // Common adjustments
228
229   // Search depth at iteration 1
230   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
231
232   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
233   // better than the second best move.
234   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
235
236
237   /// Namespace variables
238
239   // Book object
240   Book OpeningBook;
241
242   // Iteration counter
243   int Iteration;
244
245   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
246   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
247   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
248
249   // Search window management
250   int AspirationDelta;
251
252   // MultiPV mode
253   int MultiPV;
254
255   // Time managment variables
256   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
257   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
258   bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
259   TimeManager TimeMgr;
260
261   // Log file
262   bool UseLogFile;
263   std::ofstream LogFile;
264
265   // Multi-threads manager object
266   ThreadsManager ThreadsMgr;
267
268   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
269   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
270   bool SendSearchedNodes;
271   int NodesSincePoll;
272   int NodesBetweenPolls = 30000;
273
274   // History table
275   History H;
276
277   /// Local functions
278
279   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
280   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml);
281
282   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
283   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
284
285   template <NodeType PvNode>
286   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
287
288   template <NodeType PvNode>
289   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
290
291       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
292                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
293   }
294
295   template <NodeType PvNode>
296   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
297
298   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
299   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
300   bool value_is_mate(Value value);
301   Value value_to_tt(Value v, int ply);
302   Value value_from_tt(Value v, int ply);
303   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
304   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
305   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
306   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
307   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
308   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
309
310   int current_search_time();
311   std::string value_to_uci(Value v);
312   int nps(const Position& pos);
313   void poll(const Position& pos);
314   void wait_for_stop_or_ponderhit();
315   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
316
317 #if !defined(_MSC_VER)
318   void* init_thread(void* threadID);
319 #else
320   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
321 #endif
322
323 }
324
325
326 ////
327 //// Functions
328 ////
329
330 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
331 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
332
333 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
334 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
335
336
337 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
338
339 void init_search() {
340
341   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
342   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
343   int mc; // moveCount
344
345   // Init reductions array
346   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
347   {
348       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
349       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
350       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
351       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
352   }
353
354   // Init futility margins array
355   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
356       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
357
358   // Init futility move count array
359   for (d = 0; d < 32; d++)
360       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
361 }
362
363
364 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
365 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
366
367 int perft(Position& pos, Depth depth)
368 {
369     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
370     StateInfo st;
371     Move m;
372     int sum = 0;
373
374     // Generate all legal moves
375     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
376
377     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
378     // the moves, just to count them.
379     if (depth <= ONE_PLY)
380         return int(last - mlist);
381
382     // Loop through all legal moves
383     CheckInfo ci(pos);
384     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
385     {
386         m = cur->move;
387         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
388         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
389         pos.undo_move(m);
390     }
391     return sum;
392 }
393
394
395 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
396 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
397 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
398 /// when a quit command is received during the search.
399
400 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
401            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
402
403   // Initialize global search variables
404   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
405   NodesSincePoll = 0;
406   SearchStartTime = get_system_time();
407   ExactMaxTime = maxTime;
408   MaxDepth = maxDepth;
409   MaxNodes = maxNodes;
410   InfiniteSearch = infinite;
411   Pondering = ponder;
412   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
413
414   // Look for a book move, only during games, not tests
415   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
416   {
417       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
418           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
419
420       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
421       if (bookMove != MOVE_NONE)
422       {
423           if (Pondering)
424               wait_for_stop_or_ponderhit();
425
426           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
427           return !QuitRequest;
428       }
429   }
430
431   // Read UCI option values
432   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
433   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
434   {
435       Options["Clear Hash"].set_value("false");
436       TT.clear();
437   }
438
439   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
440   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
441   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
442   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
443   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
444   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
445   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
446   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
447   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
448   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
449   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
450   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
451   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
452   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
453
454   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
455
456   // Set the number of active threads
457   ThreadsMgr.read_uci_options();
458   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
459
460   // Wake up needed threads
461   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
462       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
463
464   // Set thinking time
465   int myTime = time[pos.side_to_move()];
466   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
467   if (UseTimeManagement)
468       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
469
470   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
471   // heavy time pressure.
472   if (MaxNodes)
473       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
474   else if (myTime && myTime < 1000)
475       NodesBetweenPolls = 1000;
476   else if (myTime && myTime < 5000)
477       NodesBetweenPolls = 5000;
478   else
479       NodesBetweenPolls = 30000;
480
481   // Write search information to log file
482   if (UseLogFile)
483   {
484       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
485       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
486
487       LogFile << "Searching: "  << pos.to_fen()
488               << "\ninfinite: " << infinite
489               << " ponder: "    << ponder
490               << " time: "      << myTime
491               << " increment: " << myIncrement
492               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
493   }
494
495   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
496   Move ponderMove = MOVE_NONE;
497   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
498
499   // Print final search statistics
500   cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
501        << " nps " << nps(pos)
502        << " time " << current_search_time() << endl;
503
504   if (UseLogFile)
505   {
506       LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
507               << "\nNodes/second: " << nps(pos)
508               << "\nBest move: " << move_to_san(pos, bestMove);
509
510       StateInfo st;
511       pos.do_move(bestMove, st);
512       LogFile << "\nPonder move: "
513               << move_to_san(pos, ponderMove) // Works also with MOVE_NONE
514               << endl;
515
516       // Return from think() with unchanged position
517       pos.undo_move(bestMove);
518
519       LogFile.close();
520   }
521
522   // This makes all the threads to go to sleep
523   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
524
525   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
526   // best move before we are told to do so.
527   if (!StopRequest && (Pondering || InfiniteSearch))
528       wait_for_stop_or_ponderhit();
529
530   // Could be both MOVE_NONE when searching on a stalemate position
531   cout << "bestmove " << bestMove << " ponder " << ponderMove << endl;
532
533   return !QuitRequest;
534 }
535
536
537 namespace {
538
539   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
540   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
541   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
542   // reached.
543
544   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
545
546     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
547     Depth depth;
548     Move EasyMove = MOVE_NONE;
549     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
550
551     // Moves to search are verified, scored and sorted
552     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
553
554     // Handle special case of searching on a mate/stale position
555     if (rml.size() == 0)
556     {
557         Value s = (pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW);
558
559         cout << "info depth " << 1
560              << " score " << value_to_uci(s) << endl;
561
562         return MOVE_NONE;
563     }
564
565     // Initialize
566     TT.new_search();
567     H.clear();
568     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
569     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
570     Iteration = 1;
571
572     // Send initial RootMoveList scoring (iteration 1)
573     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
574          << "info depth " << Iteration
575          << "\n" << rml[0].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
576
577     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
578     if (   rml.size() == 1
579         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
580         EasyMove = rml[0].pv[0];
581
582     // Iterative deepening loop
583     while (Iteration < PLY_MAX)
584     {
585         // Initialize iteration
586         Iteration++;
587         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
588
589         cout << "info depth " << Iteration << endl;
590
591         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
592         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
593         {
594             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
595             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
596
597             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
598             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
599
600             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
601             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
602         }
603
604         depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
605
606         // Search to the current depth, rml is updated and sorted
607         value = root_search(pos, ss, alpha, beta, depth, rml);
608
609         if (StopRequest)
610             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
611
612         //Save info about search result
613         ValueByIteration[Iteration] = value;
614
615         // Drop the easy move if differs from the new best move
616         if (rml[0].pv[0] != EasyMove)
617             EasyMove = MOVE_NONE;
618
619         if (UseTimeManagement)
620         {
621             // Time to stop?
622             bool stopSearch = false;
623
624             // Stop search early if there is only a single legal move,
625             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
626             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
627                 stopSearch = true;
628
629             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
630             if (  Iteration >= 6
631                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
632                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
633                 stopSearch = true;
634
635             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
636             if (   Iteration >= 8
637                 && EasyMove == rml[0].pv[0]
638                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
639                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
640                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
641                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
642                 stopSearch = true;
643
644             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
645             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
646                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
647                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
648
649             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
650             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
651             // move at the next iteration anyway.
652             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
653                 stopSearch = true;
654
655             if (stopSearch)
656             {
657                 if (Pondering)
658                     StopOnPonderhit = true;
659                 else
660                     break;
661             }
662         }
663
664         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
665             break;
666     }
667
668     *ponderMove = rml[0].pv[1];
669     return rml[0].pv[0];
670   }
671
672
673   // root_search() is the function which searches the root node. It is
674   // similar to search_pv except that it prints some information to the
675   // standard output and handles the fail low/high loops.
676
677   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha,
678                     Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml) {
679     StateInfo st;
680     CheckInfo ci(pos);
681     int64_t nodes;
682     Move move;
683     Depth ext, newDepth;
684     Value value, oldAlpha;
685     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
686     int researchCountFH, researchCountFL;
687
688     researchCountFH = researchCountFL = 0;
689     oldAlpha = alpha;
690     isCheck = pos.is_check();
691
692     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
693     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
694
695     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
696     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
697     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
698
699     // Step 5. Evaluate the position statically
700     // At root we do this only to get reference value for child nodes
701     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
702     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
703
704     // Step 6. Razoring (omitted at root)
705     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
706     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
707     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
708
709     // Step extra. Fail low loop
710     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
711     // with bigger window until we are not failing low anymore.
712     while (1)
713     {
714         // Sort the moves before to (re)search
715         rml.set_non_pv_scores(pos);
716         rml.sort();
717
718         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
719         for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !StopRequest; i++)
720         {
721             // This is used by time management
722             FirstRootMove = (i == 0);
723
724             // Save the current node count before the move is searched
725             nodes = pos.nodes_searched();
726
727             // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
728             // correct accumulated node counts searched by each thread.
729             if (SendSearchedNodes)
730             {
731                 SendSearchedNodes = false;
732                 cout << "info nodes " << nodes
733                      << " nps " << nps(pos)
734                      << " time " << current_search_time() << endl;
735             }
736
737             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
738             // the standard output.
739             move = ss->currentMove = rml[i].pv[0];
740
741             if (current_search_time() >= 1000)
742                 cout << "info currmove " << move
743                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
744
745             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
746             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
747
748             // Step 11. Decide the new search depth
749             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
750             newDepth = depth + ext;
751
752             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
753
754             // Step extra. Fail high loop
755             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
756             // high anymore.
757             value = -VALUE_INFINITE;
758
759             while (1)
760             {
761                 // Step 13. Make the move
762                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
763
764                 // Step extra. pv search
765                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
766                 // and for fail high research (value > alpha)
767                 if (i < MultiPV || value > alpha)
768                 {
769                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
770                     if (MultiPV > 1)
771                         alpha = -VALUE_INFINITE;
772
773                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
774                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
775                 }
776                 else
777                 {
778                     // Step 14. Reduced search
779                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
780                     bool doFullDepthSearch = true;
781
782                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
783                         && !dangerous
784                         && !captureOrPromotion
785                         && !move_is_castle(move))
786                     {
787                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
788                         if (ss->reduction)
789                         {
790                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
791
792                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
793                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
794                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
795                         }
796                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
797                     }
798
799                     // Step 15. Full depth search
800                     if (doFullDepthSearch)
801                     {
802                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
803                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
804
805                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
806                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
807                         if (value > alpha)
808                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
809                     }
810                 }
811
812                 // Step 16. Undo move
813                 pos.undo_move(move);
814
815                 // Can we exit fail high loop ?
816                 if (StopRequest || value < beta)
817                     break;
818
819                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
820                 // the score before research in case we run out of time while researching.
821                 ss->bestMove = move;
822                 rml[i].pv_score = value;
823                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
824
825                 // Inform GUI that PV has changed
826                 cout << rml[i].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
827
828                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
829                 beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
830                 researchCountFH++;
831
832             } // End of fail high loop
833
834             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
835             // was aborted because the user interrupted the search or because we
836             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
837             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
838             // move and/or PV.
839             if (StopRequest)
840                 break;
841
842             // Remember searched nodes counts for this move
843             rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
844
845             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
846             assert(value < beta);
847
848             // Step 17. Check for new best move
849             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
850                 rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
851             else
852             {
853                 // PV move or new best move!
854
855                 // Update PV
856                 ss->bestMove = move;
857                 rml[i].pv_score = value;
858                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
859
860                 // We record how often the best move has been changed in each
861                 // iteration. This information is used for time managment: When
862                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
863                 if (MultiPV == 1 && i > 0)
864                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
865
866                 // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
867                 // requires we send all the PV lines properly sorted.
868                 rml.sort_multipv(i);
869
870                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
871                     cout << rml[j].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta, j) << endl;
872
873                 // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window
874                 if (MultiPV == 1)
875                 {
876                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
877                     if (value > alpha)
878                         alpha = value;
879                 }
880                 else // Set alpha equal to minimum score among the PV lines
881                     alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
882
883             } // PV move or new best move
884
885             assert(alpha >= oldAlpha);
886
887             AspirationFailLow = (alpha == oldAlpha);
888
889             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
890                 StopOnPonderhit = false;
891
892         } // Root moves loop
893
894         // Can we exit fail low loop ?
895         if (StopRequest || !AspirationFailLow)
896             break;
897
898         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
899         oldAlpha = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
900         researchCountFL++;
901
902     } // Fail low loop
903
904     // Sort the moves before to return
905     rml.sort();
906
907     // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
908     // have been overwritten during the search.
909     for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)rml.size()); i++)
910         rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
911
912     return alpha;
913   }
914
915
916   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
917   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
918   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
919   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
920   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
921   // here: This is taken care of after we return from the split point.
922
923   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
924   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
925
926     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
927     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
928     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
929     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
930     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
931
932     Move movesSearched[MOVES_MAX];
933     StateInfo st;
934     const TTEntry *tte;
935     Key posKey;
936     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
937     Depth ext, newDepth;
938     ValueType vt;
939     Value bestValue, value, oldAlpha;
940     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
941     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
942     bool mateThreat = false;
943     int moveCount = 0;
944     int threadID = pos.thread();
945     SplitPoint* sp = NULL;
946     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
947     oldAlpha = alpha;
948     isCheck = pos.is_check();
949
950     if (SpNode)
951     {
952         sp = ss->sp;
953         tte = NULL;
954         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
955         threatMove = sp->threatMove;
956         mateThreat = sp->mateThreat;
957         goto split_point_start;
958     }
959     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
960
961     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
962     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
963     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
964
965     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
966     {
967         NodesSincePoll = 0;
968         poll(pos);
969     }
970
971     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
972     if (   StopRequest
973         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
974         || pos.is_draw()
975         || ply >= PLY_MAX - 1)
976         return VALUE_DRAW;
977
978     // Step 3. Mate distance pruning
979     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
980     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
981     if (alpha >= beta)
982         return alpha;
983
984     // Step 4. Transposition table lookup
985
986     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
987     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
988     excludedMove = ss->excludedMove;
989     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
990
991     tte = TT.retrieve(posKey);
992     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
993
994     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
995     // This is to avoid problems in the following areas:
996     //
997     // * Repetition draw detection
998     // * Fifty move rule detection
999     // * Searching for a mate
1000     // * Printing of full PV line
1001     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1002     {
1003         TT.refresh(tte);
1004         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1005         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1006     }
1007
1008     // Step 5. Evaluate the position statically and
1009     // update gain statistics of parent move.
1010     if (isCheck)
1011         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1012     else if (tte)
1013     {
1014         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1015
1016         ss->eval = tte->static_value();
1017         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1018         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1019     }
1020     else
1021     {
1022         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1023         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1024     }
1025
1026     // Save gain for the parent non-capture move
1027     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1028
1029     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1030     if (   !PvNode
1031         &&  depth < RazorDepth
1032         && !isCheck
1033         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1034         &&  ttMove == MOVE_NONE
1035         && !value_is_mate(beta)
1036         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1037     {
1038         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1039         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1040         if (v < rbeta)
1041             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1042             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1043             return v;
1044     }
1045
1046     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1047     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1048     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1049     if (   !PvNode
1050         && !ss->skipNullMove
1051         &&  depth < RazorDepth
1052         && !isCheck
1053         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1054         && !value_is_mate(beta)
1055         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1056         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1057
1058     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1059     if (   !PvNode
1060         && !ss->skipNullMove
1061         &&  depth > ONE_PLY
1062         && !isCheck
1063         &&  refinedValue >= beta
1064         && !value_is_mate(beta)
1065         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1066     {
1067         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1068
1069         // Null move dynamic reduction based on depth
1070         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1071
1072         // Null move dynamic reduction based on value
1073         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1074             R++;
1075
1076         pos.do_null_move(st);
1077         (ss+1)->skipNullMove = true;
1078         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1079         (ss+1)->skipNullMove = false;
1080         pos.undo_null_move();
1081
1082         if (nullValue >= beta)
1083         {
1084             // Do not return unproven mate scores
1085             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1086                 nullValue = beta;
1087
1088             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1089                 return nullValue;
1090
1091             // Do verification search at high depths
1092             ss->skipNullMove = true;
1093             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1094             ss->skipNullMove = false;
1095
1096             if (v >= beta)
1097                 return nullValue;
1098         }
1099         else
1100         {
1101             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1102             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1103             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1104             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1105             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1106             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1107             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1108                 mateThreat = true;
1109
1110             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1111             if (   depth < ThreatDepth
1112                 && (ss-1)->reduction
1113                 && threatMove != MOVE_NONE
1114                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1115                 return beta - 1;
1116         }
1117     }
1118
1119     // Step 9. Internal iterative deepening
1120     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1121         &&  ttMove == MOVE_NONE
1122         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1123     {
1124         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1125
1126         ss->skipNullMove = true;
1127         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1128         ss->skipNullMove = false;
1129
1130         ttMove = ss->bestMove;
1131         tte = TT.retrieve(posKey);
1132     }
1133
1134     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1135     if (PvNode)
1136         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1137
1138 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1139
1140     // Initialize a MovePicker object for the current position
1141     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1142     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1143     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1144     CheckInfo ci(pos);
1145     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1146     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1147     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1148     singularExtensionNode =  !SpNode
1149                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1150                            && tte
1151                            && tte->move()
1152                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1153                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1154                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1155     if (SpNode)
1156     {
1157         lock_grab(&(sp->lock));
1158         bestValue = sp->bestValue;
1159     }
1160
1161     // Step 10. Loop through moves
1162     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1163     while (   bestValue < beta
1164            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1165            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1166     {
1167       assert(move_is_ok(move));
1168
1169       if (SpNode)
1170       {
1171           moveCount = ++sp->moveCount;
1172           lock_release(&(sp->lock));
1173       }
1174       else if (move == excludedMove)
1175           continue;
1176       else
1177           movesSearched[moveCount++] = move;
1178
1179       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1180       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1181
1182       // Step 11. Decide the new search depth
1183       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1184
1185       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1186       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1187       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1188       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1189       if (   singularExtensionNode
1190           && move == tte->move()
1191           && ext < ONE_PLY)
1192       {
1193           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1194
1195           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1196           {
1197               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1198               ss->excludedMove = move;
1199               ss->skipNullMove = true;
1200               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1201               ss->skipNullMove = false;
1202               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1203               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1204               if (v < b)
1205                   ext = ONE_PLY;
1206           }
1207       }
1208
1209       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1210       ss->currentMove = move;
1211       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1212
1213       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1214       if (   !PvNode
1215           && !captureOrPromotion
1216           && !isCheck
1217           && !dangerous
1218           &&  move != ttMove
1219           && !move_is_castle(move))
1220       {
1221           // Move count based pruning
1222           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1223               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1224               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1225           {
1226               if (SpNode)
1227                   lock_grab(&(sp->lock));
1228
1229               continue;
1230           }
1231
1232           // Value based pruning
1233           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1234           // but fixing this made program slightly weaker.
1235           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1236           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1237                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1238
1239           if (futilityValueScaled < beta)
1240           {
1241               if (SpNode)
1242               {
1243                   lock_grab(&(sp->lock));
1244                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1245                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1246               }
1247               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1248                   bestValue = futilityValueScaled;
1249
1250               continue;
1251           }
1252
1253           // Prune moves with negative SEE at low depths
1254           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1255               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1256               && pos.see_sign(move) < 0)
1257           {
1258               if (SpNode)
1259                   lock_grab(&(sp->lock));
1260
1261               continue;
1262           }
1263       }
1264
1265       // Step 13. Make the move
1266       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1267
1268       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1269       // The first move in list is the expected PV
1270       if (PvNode && moveCount == 1)
1271           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1272       else
1273       {
1274           // Step 14. Reduced depth search
1275           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1276           bool doFullDepthSearch = true;
1277
1278           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1279               && !captureOrPromotion
1280               && !dangerous
1281               && !move_is_castle(move)
1282               &&  ss->killers[0] != move
1283               &&  ss->killers[1] != move)
1284           {
1285               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1286
1287               if (ss->reduction)
1288               {
1289                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1290                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1291                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1292
1293                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1294               }
1295               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1296           }
1297
1298           // Step 15. Full depth search
1299           if (doFullDepthSearch)
1300           {
1301               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1302               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1303
1304               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1305               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1306               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1307               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1308                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1309           }
1310       }
1311
1312       // Step 16. Undo move
1313       pos.undo_move(move);
1314
1315       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1316
1317       // Step 17. Check for new best move
1318       if (SpNode)
1319       {
1320           lock_grab(&(sp->lock));
1321           bestValue = sp->bestValue;
1322           alpha = sp->alpha;
1323       }
1324
1325       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1326       {
1327           bestValue = value;
1328
1329           if (SpNode)
1330               sp->bestValue = value;
1331
1332           if (value > alpha)
1333           {
1334               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1335               {
1336                   alpha = value;
1337
1338                   if (SpNode)
1339                       sp->alpha = value;
1340               }
1341               else if (SpNode)
1342                   sp->betaCutoff = true;
1343
1344               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1345                   ss->mateKiller = move;
1346
1347               ss->bestMove = move;
1348
1349               if (SpNode)
1350                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1351           }
1352       }
1353
1354       // Step 18. Check for split
1355       if (   !SpNode
1356           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1357           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1358           && bestValue < beta
1359           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1360           && !StopRequest
1361           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1362           && Iteration <= 99)
1363           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1364                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1365     }
1366
1367     // Step 19. Check for mate and stalemate
1368     // All legal moves have been searched and if there are
1369     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1370     // If one move was excluded return fail low score.
1371     if (!SpNode && !moveCount)
1372         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1373
1374     // Step 20. Update tables
1375     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1376     // history counters, and killer moves.
1377     if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1378     {
1379         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1380         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1381              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1382
1383         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1384
1385         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1386         if (    bestValue >= beta
1387             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1388         {
1389             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1390             update_killers(move, ss);
1391         }
1392     }
1393
1394     if (SpNode)
1395     {
1396         // Here we have the lock still grabbed
1397         sp->slaves[threadID] = 0;
1398         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1399         lock_release(&(sp->lock));
1400     }
1401
1402     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1403
1404     return bestValue;
1405   }
1406
1407   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1408   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1409   // less than ONE_PLY).
1410
1411   template <NodeType PvNode>
1412   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1413
1414     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1415     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1416     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1417     assert(depth <= 0);
1418     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1419     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1420
1421     StateInfo st;
1422     Move ttMove, move;
1423     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1424     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1425     const TTEntry* tte;
1426     Depth ttDepth;
1427     Value oldAlpha = alpha;
1428
1429     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1430
1431     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1432     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1433         return VALUE_DRAW;
1434
1435     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1436     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1437     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1438     isCheck = pos.is_check();
1439     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1440
1441     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1442     // pruning, but only for move ordering.
1443     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1444     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1445
1446     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1447     {
1448         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1449         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1450     }
1451
1452     // Evaluate the position statically
1453     if (isCheck)
1454     {
1455         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1456         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1457         enoughMaterial = false;
1458     }
1459     else
1460     {
1461         if (tte)
1462         {
1463             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1464
1465             evalMargin = tte->static_value_margin();
1466             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1467         }
1468         else
1469             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1470
1471         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1472
1473         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1474         if (bestValue >= beta)
1475         {
1476             if (!tte)
1477                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1478
1479             return bestValue;
1480         }
1481
1482         if (PvNode && bestValue > alpha)
1483             alpha = bestValue;
1484
1485         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1486         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1487         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1488     }
1489
1490     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1491     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1492     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1493     // be generated.
1494     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1495     CheckInfo ci(pos);
1496
1497     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1498     while (   alpha < beta
1499            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1500     {
1501       assert(move_is_ok(move));
1502
1503       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1504
1505       // Futility pruning
1506       if (   !PvNode
1507           && !isCheck
1508           && !moveIsCheck
1509           &&  move != ttMove
1510           &&  enoughMaterial
1511           && !move_is_promotion(move)
1512           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1513       {
1514           futilityValue =  futilityBase
1515                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1516                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1517
1518           if (futilityValue < alpha)
1519           {
1520               if (futilityValue > bestValue)
1521                   bestValue = futilityValue;
1522               continue;
1523           }
1524       }
1525
1526       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1527       evasionPrunable =   isCheck
1528                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1529                        && !pos.move_is_capture(move)
1530                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1531
1532       // Don't search moves with negative SEE values
1533       if (   !PvNode
1534           && (!isCheck || evasionPrunable)
1535           &&  move != ttMove
1536           && !move_is_promotion(move)
1537           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1538           continue;
1539
1540       // Don't search useless checks
1541       if (   !PvNode
1542           && !isCheck
1543           &&  moveIsCheck
1544           &&  move != ttMove
1545           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1546           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1547           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1548       {
1549           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1550               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1551
1552           continue;
1553       }
1554
1555       // Update current move
1556       ss->currentMove = move;
1557
1558       // Make and search the move
1559       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1560       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1561       pos.undo_move(move);
1562
1563       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1564
1565       // New best move?
1566       if (value > bestValue)
1567       {
1568           bestValue = value;
1569           if (value > alpha)
1570           {
1571               alpha = value;
1572               ss->bestMove = move;
1573           }
1574        }
1575     }
1576
1577     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1578     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1579     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1580         return value_mated_in(ply);
1581
1582     // Update transposition table
1583     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1584     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1585
1586     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1587
1588     return bestValue;
1589   }
1590
1591
1592   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1593   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1594   // will be pruned.
1595
1596   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1597   {
1598     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1599     Square from, to, ksq, victimSq;
1600     Piece pc;
1601     Color them;
1602     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1603
1604     from = move_from(move);
1605     to = move_to(move);
1606     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1607     ksq = pos.king_square(them);
1608     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1609     pc = pos.piece_on(from);
1610
1611     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1612     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1613     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1614
1615     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1616     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1617
1618     if (!(b && (b & (b - 1))))
1619         return true;
1620
1621     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1622     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1623         && bit_is_set(kingAtt, to))
1624         return true;
1625
1626     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1627     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1628
1629     while (b)
1630     {
1631         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1632         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1633
1634         // Note that here we generate illegal "double move"!
1635         if (   futilityValue >= beta
1636             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1637             return true;
1638
1639         if (futilityValue > bv)
1640             bv = futilityValue;
1641     }
1642
1643     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1644     *bestValue = bv;
1645     return false;
1646   }
1647
1648
1649   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1650   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1651   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1652   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1653   // second move is assumed to be a move from the current position.
1654
1655   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1656
1657     Square f1, t1, f2, t2;
1658     Piece p;
1659
1660     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1661     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1662
1663     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1664     f2 = move_from(m2);
1665     t1 = move_to(m1);
1666     if (f2 == t1)
1667         return true;
1668
1669     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1670     t2 = move_to(m2);
1671     f1 = move_from(m1);
1672     if (t2 == f1)
1673         return true;
1674
1675     // Case 3: Moving through the vacated square
1676     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1677         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1678       return true;
1679
1680     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1681     p = pos.piece_on(t1);
1682     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1683         return true;
1684
1685     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1686     if (    piece_is_slider(p)
1687         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1688         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1689     {
1690         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1691         // move is the opposite of the checking piece.
1692         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1693         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1694
1695         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1696             return true;
1697     }
1698     return false;
1699   }
1700
1701
1702   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1703   // compensated for the ply.
1704
1705   bool value_is_mate(Value value) {
1706
1707     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1708
1709     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1710           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1711   }
1712
1713
1714   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1715   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1716   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1717
1718   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1719
1720     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1721       return v + ply;
1722
1723     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1724       return v - ply;
1725
1726     return v;
1727   }
1728
1729
1730   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1731   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1732
1733   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1734
1735     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1736       return v - ply;
1737
1738     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1739       return v + ply;
1740
1741     return v;
1742   }
1743
1744
1745   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1746   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1747   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1748   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1749   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1750   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1751   template <NodeType PvNode>
1752   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1753                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1754
1755     assert(m != MOVE_NONE);
1756
1757     Depth result = DEPTH_ZERO;
1758     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1759
1760     if (*dangerous)
1761     {
1762         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1763             result += CheckExtension[PvNode];
1764
1765         if (singleEvasion)
1766             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1767
1768         if (mateThreat)
1769             result += MateThreatExtension[PvNode];
1770     }
1771
1772     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1773     {
1774         Color c = pos.side_to_move();
1775         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1776         {
1777             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1778             *dangerous = true;
1779         }
1780         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1781         {
1782             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1783             *dangerous = true;
1784         }
1785     }
1786
1787     if (   captureOrPromotion
1788         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1789         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1790             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1791         && !move_is_promotion(m)
1792         && !move_is_ep(m))
1793     {
1794         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1795         *dangerous = true;
1796     }
1797
1798     if (   PvNode
1799         && captureOrPromotion
1800         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1801         && pos.see_sign(m) >= 0)
1802     {
1803         result += ONE_PLY / 2;
1804         *dangerous = true;
1805     }
1806
1807     return Min(result, ONE_PLY);
1808   }
1809
1810
1811   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1812   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1813
1814   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1815
1816     assert(move_is_ok(m));
1817     assert(threat && move_is_ok(threat));
1818     assert(!pos.move_is_check(m));
1819     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1820     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1821
1822     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1823
1824     mfrom = move_from(m);
1825     mto = move_to(m);
1826     tfrom = move_from(threat);
1827     tto = move_to(threat);
1828
1829     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1830     if (mfrom == tto)
1831         return true;
1832
1833     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1834     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1835     if (   pos.move_is_capture(threat)
1836         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1837             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1838         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1839         return true;
1840
1841     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1842     // prune safe moves which block its ray.
1843     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1844         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1845         && pos.see_sign(m) >= 0)
1846         return true;
1847
1848     return false;
1849   }
1850
1851
1852   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1853   // can be used at a given point in search.
1854
1855   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1856
1857     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1858
1859     return   (   tte->depth() >= depth
1860               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1861               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1862
1863           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1864               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1865   }
1866
1867
1868   // refine_eval() returns the transposition table score if
1869   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1870
1871   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1872
1873       assert(tte);
1874
1875       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1876
1877       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1878           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1879           return v;
1880
1881       return defaultEval;
1882   }
1883
1884
1885   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1886   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1887
1888   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1889                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1890     Move m;
1891
1892     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1893
1894     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1895     {
1896         m = movesSearched[i];
1897
1898         assert(m != move);
1899
1900         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1901             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1902     }
1903   }
1904
1905
1906   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1907   // among the killer moves of that ply.
1908
1909   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1910
1911     if (m == ss->killers[0])
1912         return;
1913
1914     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1915     ss->killers[0] = m;
1916   }
1917
1918
1919   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1920   // the static position evaluation before and after the move.
1921
1922   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1923
1924     if (   m != MOVE_NULL
1925         && before != VALUE_NONE
1926         && after != VALUE_NONE
1927         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1928         && !move_is_special(m))
1929         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1930   }
1931
1932
1933   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
1934   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
1935
1936   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
1937
1938     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
1939     {
1940         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1941         ss->skipNullMove = false;
1942         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
1943         ss->sp = NULL;
1944
1945         if (i < 3)
1946             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
1947     }
1948   }
1949
1950
1951   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1952   // protocol specifications:
1953   //
1954   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1955   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1956   //            use negative values for y.
1957
1958   std::string value_to_uci(Value v) {
1959
1960     std::stringstream s;
1961
1962     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1963       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1964     else
1965       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1966
1967     return s.str();
1968   }
1969
1970
1971   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1972   // since the beginning of the current search.
1973
1974   int current_search_time() {
1975
1976     return get_system_time() - SearchStartTime;
1977   }
1978
1979
1980   // nps() computes the current nodes/second count
1981
1982   int nps(const Position& pos) {
1983
1984     int t = current_search_time();
1985     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1986   }
1987
1988
1989   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1990   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1991   // search.
1992
1993   void poll(const Position& pos) {
1994
1995     static int lastInfoTime;
1996     int t = current_search_time();
1997
1998     //  Poll for input
1999     if (data_available())
2000     {
2001         // We are line oriented, don't read single chars
2002         std::string command;
2003
2004         if (!std::getline(std::cin, command))
2005             command = "quit";
2006
2007         if (command == "quit")
2008         {
2009             // Quit the program as soon as possible
2010             Pondering = false;
2011             QuitRequest = StopRequest = true;
2012             return;
2013         }
2014         else if (command == "stop")
2015         {
2016             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
2017             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
2018             Pondering = false;
2019             StopRequest = true;
2020         }
2021         else if (command == "ponderhit")
2022         {
2023             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
2024             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
2025             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
2026             Pondering = false;
2027
2028             if (StopOnPonderhit)
2029                 StopRequest = true;
2030         }
2031     }
2032
2033     // Print search information
2034     if (t < 1000)
2035         lastInfoTime = 0;
2036
2037     else if (lastInfoTime > t)
2038         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2039         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2040         lastInfoTime = 0;
2041
2042     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2043     {
2044         lastInfoTime = t;
2045
2046         if (dbg_show_mean)
2047             dbg_print_mean();
2048
2049         if (dbg_show_hit_rate)
2050             dbg_print_hit_rate();
2051
2052         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
2053         SendSearchedNodes = true;
2054     }
2055
2056     // Should we stop the search?
2057     if (Pondering)
2058         return;
2059
2060     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2061                            && !AspirationFailLow
2062                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2063
2064     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2065                      || stillAtFirstMove;
2066
2067     if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
2068         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2069         || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes)) // FIXME
2070         StopRequest = true;
2071   }
2072
2073
2074   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2075   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2076   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2077   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2078   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2079   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
2080
2081   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2082
2083     std::string command;
2084
2085     while (true)
2086     {
2087         // Wait for a command from stdin
2088         if (!std::getline(std::cin, command))
2089             command = "quit";
2090
2091         if (command == "quit")
2092         {
2093             QuitRequest = true;
2094             break;
2095         }
2096         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2097             break;
2098     }
2099   }
2100
2101
2102   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2103   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2104   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2105   // threads and one for Windows threads.
2106
2107 #if !defined(_MSC_VER)
2108
2109   void* init_thread(void* threadID) {
2110
2111     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2112     return NULL;
2113   }
2114
2115 #else
2116
2117   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2118
2119     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2120     return 0;
2121   }
2122
2123 #endif
2124
2125
2126   /// The ThreadsManager class
2127
2128
2129   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2130   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2131   // to start a new search.
2132
2133   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2134
2135     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2136     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2137     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2138     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2139   }
2140
2141
2142   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2143   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2144   // object for which the current thread is the master.
2145
2146   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2147
2148     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2149
2150     int i;
2151     bool allFinished = false;
2152
2153     while (true)
2154     {
2155         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2156         // master should exit as last one.
2157         if (allThreadsShouldExit)
2158         {
2159             assert(!sp);
2160             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2161             return;
2162         }
2163
2164         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2165         // instead of wasting CPU time polling for work.
2166         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2167                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2168         {
2169             assert(!sp || useSleepingThreads);
2170             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2171
2172             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2173                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2174
2175             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2176             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2177
2178             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2179             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2180             allFinished = (i == activeThreads);
2181
2182             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2183             {
2184                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2185                 break;
2186             }
2187
2188             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2189             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2190                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2191
2192             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2193         }
2194
2195         // If this thread has been assigned work, launch a search
2196         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2197         {
2198             assert(!allThreadsShouldExit);
2199
2200             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2201
2202             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2203             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2204             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2205             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2206             ss->sp = tsp;
2207
2208             if (tsp->pvNode)
2209                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2210             else
2211                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2212
2213             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2214
2215             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2216
2217             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2218             // case we are the last slave of the split point.
2219             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2220                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2221         }
2222
2223         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2224         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2225         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2226         allFinished = (i == activeThreads);
2227
2228         if (allFinished)
2229         {
2230             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2231             // be sure sp->lock has been released before to return.
2232             lock_grab(&(sp->lock));
2233             lock_release(&(sp->lock));
2234
2235             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2236             // because here is all finished is not possible master is booked.
2237             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2238
2239             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2240             return;
2241         }
2242     }
2243   }
2244
2245
2246   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2247   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2248   // objects.
2249
2250   void ThreadsManager::init_threads() {
2251
2252     int i, arg[MAX_THREADS];
2253     bool ok;
2254
2255     // Initialize global locks
2256     lock_init(&mpLock);
2257
2258     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2259     {
2260         lock_init(&sleepLock[i]);
2261         cond_init(&sleepCond[i]);
2262     }
2263
2264     // Initialize splitPoints[] locks
2265     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2266         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2267             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2268
2269     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2270     allThreadsShouldExit = false;
2271
2272     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2273     activeThreads = 1;
2274
2275     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2276     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2277     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2278         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2279
2280     // Launch the helper threads
2281     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2282     {
2283         arg[i] = i;
2284
2285 #if !defined(_MSC_VER)
2286         pthread_t pthread[1];
2287         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2288         pthread_detach(pthread[0]);
2289 #else
2290         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2291 #endif
2292         if (!ok)
2293         {
2294             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2295             exit(EXIT_FAILURE);
2296         }
2297
2298         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2299         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2300     }
2301   }
2302
2303
2304   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2305   // helper threads exit cleanly.
2306
2307   void ThreadsManager::exit_threads() {
2308
2309     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2310
2311     // Wake up all the threads and waits for termination
2312     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2313     {
2314         wake_sleeping_thread(i);
2315         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2316     }
2317
2318     // Now we can safely destroy the locks
2319     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2320         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2321             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2322
2323     lock_destroy(&mpLock);
2324
2325     // Now we can safely destroy the wait conditions
2326     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2327     {
2328         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2329         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2330     }
2331   }
2332
2333
2334   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2335   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2336   // the current split point.
2337
2338   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2339
2340     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2341
2342     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2343
2344     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2345     return sp != NULL;
2346   }
2347
2348
2349   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2350   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2351   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2352   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2353   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2354   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2355   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2356
2357   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2358
2359     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2360     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2361     assert(activeThreads > 1);
2362
2363     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2364         return false;
2365
2366     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2367     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2368
2369     // No active split points means that the thread is available as
2370     // a slave for any other thread.
2371     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2372         return true;
2373
2374     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2375     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2376     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2377     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2378         return true;
2379
2380     return false;
2381   }
2382
2383
2384   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2385   // a slave for the thread with threadID "master".
2386
2387   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2388
2389     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2390     assert(activeThreads > 1);
2391
2392     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2393         if (thread_is_available(i, master))
2394             return true;
2395
2396     return false;
2397   }
2398
2399
2400   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2401   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2402   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2403   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2404   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2405   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2406   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2407   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2408
2409   template <bool Fake>
2410   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2411                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2412                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2413     assert(pos.is_ok());
2414     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2415     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2416     assert(*bestValue <= *alpha);
2417     assert(*alpha < beta);
2418     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2419     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2420     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2421     assert(activeThreads > 1);
2422
2423     int i, master = pos.thread();
2424     Thread& masterThread = threads[master];
2425
2426     lock_grab(&mpLock);
2427
2428     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2429     // active split points, don't split.
2430     if (   !available_thread_exists(master)
2431         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2432     {
2433         lock_release(&mpLock);
2434         return;
2435     }
2436
2437     // Pick the next available split point object from the split point stack
2438     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2439
2440     // Initialize the split point object
2441     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2442     splitPoint.master = master;
2443     splitPoint.betaCutoff = false;
2444     splitPoint.ply = ply;
2445     splitPoint.depth = depth;
2446     splitPoint.threatMove = threatMove;
2447     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2448     splitPoint.alpha = *alpha;
2449     splitPoint.beta = beta;
2450     splitPoint.pvNode = pvNode;
2451     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2452     splitPoint.mp = mp;
2453     splitPoint.moveCount = moveCount;
2454     splitPoint.pos = &pos;
2455     splitPoint.nodes = 0;
2456     splitPoint.parentSstack = ss;
2457     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2458         splitPoint.slaves[i] = 0;
2459
2460     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2461
2462     // If we are here it means we are not available
2463     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2464
2465     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2466
2467     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2468     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2469         if (thread_is_available(i, master))
2470         {
2471             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2472             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2473             splitPoint.slaves[i] = 1;
2474             workersCnt++;
2475         }
2476
2477     assert(Fake || workersCnt > 1);
2478
2479     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2480     lock_release(&mpLock);
2481
2482     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2483     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2484     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2485         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2486         {
2487             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2488
2489             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2490
2491             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2492
2493             if (useSleepingThreads && i != master)
2494                 wake_sleeping_thread(i);
2495         }
2496
2497     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2498     // which it will instantly launch a search, because its state is
2499     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2500     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2501     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2502     idle_loop(master, &splitPoint);
2503
2504     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2505     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2506     lock_grab(&mpLock);
2507
2508     *alpha = splitPoint.alpha;
2509     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2510     masterThread.activeSplitPoints--;
2511     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2512     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2513
2514     lock_release(&mpLock);
2515   }
2516
2517
2518   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2519   // when it is time to start a new search.
2520
2521   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2522
2523      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2524      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2525      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2526   }
2527
2528
2529   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2530
2531   RootMove::RootMove() {
2532
2533     nodes = 0;
2534     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2535     pv[0] = MOVE_NONE;
2536   }
2537
2538   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2539
2540     const Move* src = rm.pv;
2541     Move* dst = pv;
2542
2543     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2544     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2545
2546     nodes = rm.nodes;
2547     pv_score = rm.pv_score;
2548     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2549     return *this;
2550   }
2551
2552   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2553   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2554   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2555   // long PV to print that is important for position analysis.
2556
2557   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2558
2559     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2560     TTEntry* tte;
2561     int ply = 1;
2562
2563     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2564
2565     pos.do_move(pv[0], *st++);
2566
2567     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2568            && tte->move() != MOVE_NONE
2569            && move_is_legal(pos, tte->move())
2570            && ply < PLY_MAX
2571            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2572     {
2573         pv[ply] = tte->move();
2574         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2575     }
2576     pv[ply] = MOVE_NONE;
2577
2578     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2579   }
2580
2581   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2582   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2583   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2584
2585   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2586
2587     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2588     TTEntry* tte;
2589     Key k;
2590     Value v, m = VALUE_NONE;
2591     int ply = 0;
2592
2593     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2594
2595     do {
2596         k = pos.get_key();
2597         tte = TT.retrieve(k);
2598
2599         // Don't overwrite exsisting correct entries
2600         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2601         {
2602             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2603             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2604         }
2605         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2606
2607     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2608
2609     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2610   }
2611
2612   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2613   // formatted according to UCI specification and eventually writes the info
2614   // to a log file. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2615
2616   std::string RootMove::pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
2617
2618     std::stringstream s, l;
2619     Move* m = pv;
2620
2621     while (*m != MOVE_NONE)
2622         l << *m++ << " ";
2623
2624     s << "info depth " << Iteration // FIXME
2625       << " seldepth " << int(m - pv)
2626       << " multipv " << pvLine + 1
2627       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2628       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2629       << " time "  << current_search_time()
2630       << " nodes " << pos.nodes_searched()
2631       << " nps "   << nps(pos)
2632       << " pv "    << l.str();
2633
2634     if (UseLogFile && pvLine == 0)
2635     {
2636         ValueType t = pv_score >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2637                       pv_score <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2638
2639         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, pv_score, t, pv) << endl;
2640     }
2641     return s.str();
2642   }
2643
2644
2645   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2646
2647     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2648     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2649     StateInfo st;
2650     Move* sm;
2651
2652     // Initialize search stack
2653     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2654     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2655
2656     // Generate all legal moves
2657     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2658
2659     // Add each move to the RootMoveList's vector
2660     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2661     {
2662         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2663         // is in the list before to add it.
2664         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2665
2666         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2667             continue;
2668
2669         // Find a quick score for the move and add to the list
2670         pos.do_move(cur->move, st);
2671
2672         RootMove rm;
2673         rm.pv[0] = ss[0].currentMove = cur->move;
2674         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2675         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2676         push_back(rm);
2677
2678         pos.undo_move(cur->move);
2679     }
2680     sort();
2681   }
2682
2683   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2684   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2685   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2686   // the first order pv scores of both moves are equal.
2687
2688   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
2689   {
2690       Move move;
2691       Value score = VALUE_ZERO;
2692       MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2693
2694       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2695           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2696               if (it->pv[0] == move)
2697               {
2698                   it->non_pv_score = score--;
2699                   break;
2700               }
2701   }
2702
2703 } // namespace