Assorted code style and comments in search.cpp
[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 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>
23 #include <fstream>
24 #include <iostream>
25 #include <sstream>
26 #include <vector>
27
28 #include "book.h"
29 #include "evaluate.h"
30 #include "history.h"
31 #include "misc.h"
32 #include "move.h"
33 #include "movegen.h"
34 #include "movepick.h"
35 #include "lock.h"
36 #include "search.h"
37 #include "timeman.h"
38 #include "thread.h"
39 #include "tt.h"
40 #include "ucioption.h"
41
42 using std::cout;
43 using std::endl;
44
45 namespace {
46
47   // Different node types, used as template parameter
48   enum NodeType { NonPV, PV };
49
50   // Set to true to force running with one thread. Used for debugging.
51   const bool FakeSplit = false;
52
53   // Lookup table to check if a Piece is a slider and its access function
54   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
55   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
56
57   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff like init,
58   // starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a split
59   // point. All the access to shared thread data is done through this class.
60
61   class ThreadsManager {
62     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
63        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
64        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
65     */
66   public:
67     void init_threads();
68     void exit_threads();
69
70     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
71     int active_threads() const { return activeThreads; }
72     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
73
74     void read_uci_options();
75     bool available_thread_exists(int master) const;
76     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
77     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
78     void wake_sleeping_thread(int threadID);
79     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
80
81     template <bool Fake>
82     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
83                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
84
85   private:
86     Depth minimumSplitDepth;
87     int maxThreadsPerSplitPoint;
88     bool useSleepingThreads;
89     int activeThreads;
90     volatile bool allThreadsShouldExit;
91     Thread threads[MAX_THREADS];
92     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
93     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
94   };
95
96
97   // RootMove struct is used for moves at the root of the tree. For each root
98   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
99   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
100   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
101   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
102
103   struct RootMove {
104
105     RootMove();
106     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
107     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
108
109     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
110     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
111     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
112     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this way
113     // we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
114     bool operator<(const RootMove& m) const {
115       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
116                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
117     }
118
119     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
120     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
121     std::string pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, Value alpha, Value beta, int pvIdx);
122
123     int64_t nodes;
124     Value pv_score;
125     Value non_pv_score;
126     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
127   };
128
129
130   // RootMoveList struct is just a std::vector<> of RootMove objects,
131   // with an handful of methods above the standard ones.
132
133   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
134
135     typedef std::vector<RootMove> Base;
136
137     void init(Position& pos, Move searchMoves[]);
138     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
139     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
140
141     int bestMoveChanges;
142   };
143
144
145   // Overload operator<<() to make it easier to print moves in a coordinate
146   // notation compatible with UCI protocol.
147   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
148
149     bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
150     return os << move_to_uci(m, chess960);
151   }
152
153
154   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
155   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
156   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
157   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
158   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
159   // operator<<() that will read it to properly format castling moves.
160   enum set960 {};
161
162   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
163
164     os.iword(0) = int(f);
165     return os;
166   }
167
168
169   /// Adjustments
170
171   // Step 6. Razoring
172
173   // Maximum depth for razoring
174   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
175
176   // Dynamic razoring margin based on depth
177   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
178
179   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
180   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
181
182   // Step 9. Internal iterative deepening
183
184   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
185   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
186
187   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
188   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
189   const Value IIDMargin = Value(0x100);
190
191   // Step 11. Decide the new search depth
192
193   // Extensions. Configurable UCI options
194   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
195   Depth CheckExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2], PassedPawnExtension[2];
196   Depth PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
197
198   // Minimum depth for use of singular extension
199   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
200
201   // Step 12. Futility pruning
202
203   // Futility margin for quiescence search
204   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
205
206   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their access functions
207   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
208   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
209
210   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
211   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
212
213   // Step 14. Reduced search
214
215   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
216   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
217
218   template <NodeType PV>
219   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
220
221   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
222   // better than the second best move.
223   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
224
225
226   /// Namespace variables
227
228   // Book
229   Book OpeningBook;
230
231   // Root move list
232   RootMoveList Rml;
233
234   // MultiPV mode
235   int MultiPV, UCIMultiPV;
236
237   // Time management variables
238   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
239   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
240   bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
241   TimeManager TimeMgr;
242
243   // Log file
244   bool UseLogFile;
245   std::ofstream LogFile;
246
247   // Skill level adjustment
248   int SkillLevel;
249   bool SkillLevelEnabled;
250   RKISS RK;
251
252   // Multi-threads manager
253   ThreadsManager ThreadsMgr;
254
255   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
256   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
257   bool SendSearchedNodes;
258   int NodesSincePoll;
259   int NodesBetweenPolls = 30000;
260
261   // History table
262   History H;
263
264
265   /// Local functions
266
267   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
268
269   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
270   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
271
272   template <NodeType PvNode>
273   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
274
275   template <NodeType PvNode>
276   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
277
278     return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
279                            : search<PvNode, false, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
280   }
281
282   template <NodeType PvNode>
283   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool mateThreat, bool* dangerous);
284
285   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
286   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
287   Value value_to_tt(Value v, int ply);
288   Value value_from_tt(Value v, int ply);
289   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
290   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
291   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
292   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
293   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
294   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder);
295
296   int current_search_time();
297   std::string value_to_uci(Value v);
298   std::string speed_to_uci(int64_t nodes);
299   void poll(const Position& pos);
300   void wait_for_stop_or_ponderhit();
301
302 #if !defined(_MSC_VER)
303   void* init_thread(void* threadID);
304 #else
305   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
306 #endif
307
308
309   // MovePickerExt is an extended MovePicker used to choose at compile time
310   // the proper move source according to the type of node.
311   template<bool SpNode, bool Root> struct MovePickerExt;
312
313   // In Root nodes use RootMoveList as source. Score and sort the root moves
314   // before to search them.
315   template<> struct MovePickerExt<false, true> : public MovePicker {
316
317     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
318                  : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), firstCall(true) {
319       Move move;
320       Value score = VALUE_ZERO;
321
322       // Score root moves using standard ordering used in main search, the moves
323       // are scored according to the order in which they are returned by MovePicker.
324       // This is the second order score that is used to compare the moves when
325       // the first orders pv_score of both moves are equal.
326       while ((move = MovePicker::get_next_move()) != MOVE_NONE)
327           for (rm = Rml.begin(); rm != Rml.end(); ++rm)
328               if (rm->pv[0] == move)
329               {
330                   rm->non_pv_score = score--;
331                   break;
332               }
333
334       Rml.sort();
335       rm = Rml.begin();
336     }
337
338     Move get_next_move() {
339
340       if (!firstCall)
341           ++rm;
342       else
343           firstCall = false;
344
345       return rm != Rml.end() ? rm->pv[0] : MOVE_NONE;
346     }
347
348     RootMoveList::iterator rm;
349     bool firstCall;
350   };
351
352   // In SpNodes use split point's shared MovePicker object as move source
353   template<> struct MovePickerExt<true, false> : public MovePicker {
354
355     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
356                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), mp(ss->sp->mp) {}
357
358     Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
359
360     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
361     MovePicker* mp;
362   };
363
364   // Default case, create and use a MovePicker object as source
365   template<> struct MovePickerExt<false, false> : public MovePicker {
366
367     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
368                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
369
370     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
371   };
372
373 } // namespace
374
375
376 /// init_threads() is called during startup. It initializes various lookup tables
377 /// and creates and launches search threads.
378
379 void init_threads() {
380
381   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
382   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
383   int mc; // moveCount
384
385   // Init reductions array
386   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
387   {
388       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
389       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
390       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
391       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
392   }
393
394   // Init futility margins array
395   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
396       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
397
398   // Init futility move count array
399   for (d = 0; d < 32; d++)
400       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
401
402   // Create and startup threads
403   ThreadsMgr.init_threads();
404 }
405
406
407 /// exit_threads() is a trampoline to access ThreadsMgr from outside of current file
408 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
409
410
411 /// perft() is our utility to verify move generation. All the legal moves up to
412 /// given depth are generated and counted and the sum returned.
413
414 int64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
415
416   MoveStack mlist[MOVES_MAX];
417   StateInfo st;
418   Move m;
419   int64_t sum = 0;
420
421   // Generate all legal moves
422   MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
423
424   // If we are at the last ply we don't need to do and undo
425   // the moves, just to count them.
426   if (depth <= ONE_PLY)
427       return int(last - mlist);
428
429   // Loop through all legal moves
430   CheckInfo ci(pos);
431   for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
432   {
433       m = cur->move;
434       pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
435       sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
436       pos.undo_move(m);
437   }
438   return sum;
439 }
440
441
442 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
443 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various global
444 /// variables, and calls id_loop(). It returns false when a quit command is
445 /// received during the search.
446
447 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
448            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
449
450   // Initialize global search-related variables
451   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
452   NodesSincePoll = 0;
453   SearchStartTime = get_system_time();
454   ExactMaxTime = maxTime;
455   MaxDepth = maxDepth;
456   MaxNodes = maxNodes;
457   InfiniteSearch = infinite;
458   Pondering = ponder;
459   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
460
461   // Look for a book move, only during games, not tests
462   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
463   {
464       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.name())
465           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
466
467       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
468       if (bookMove != MOVE_NONE)
469       {
470           if (Pondering)
471               wait_for_stop_or_ponderhit();
472
473           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
474           return !QuitRequest;
475       }
476   }
477
478   // Read UCI options
479   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
480   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
481   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
482   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
483   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
484   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
485   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
486   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
487   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
488   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
489   UCIMultiPV                = Options["MultiPV"].value<int>();
490   SkillLevel                = Options["Skill level"].value<int>();
491   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
492
493   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
494
495   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
496   {
497       Options["Clear Hash"].set_value("false");
498       TT.clear();
499   }
500   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
501
502   // Do we have to play with skill handicap? In this case enable MultiPV that
503   // we will use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
504   SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
505   MultiPV = (SkillLevelEnabled ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
506
507   // Set the number of active threads
508   ThreadsMgr.read_uci_options();
509   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
510
511   // Wake up needed threads. Main thread, with threadID == 0, is always active
512   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
513       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
514
515   // Set thinking time
516   int myTime = time[pos.side_to_move()];
517   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
518   if (UseTimeManagement)
519       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
520
521   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under time pressure
522   if (MaxNodes)
523       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
524   else if (myTime && myTime < 1000)
525       NodesBetweenPolls = 1000;
526   else if (myTime && myTime < 5000)
527       NodesBetweenPolls = 5000;
528   else
529       NodesBetweenPolls = 30000;
530
531   // Write search information to log file
532   if (UseLogFile)
533   {
534       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
535       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
536
537       LogFile << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
538               << "\ninfinite: "   << infinite
539               << " ponder: "      << ponder
540               << " time: "        << myTime
541               << " increment: "   << myIncrement
542               << " moves to go: " << movesToGo
543               << endl;
544   }
545
546   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
547   Move ponderMove = MOVE_NONE;
548   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
549
550   // Print final search statistics
551   cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
552
553   if (UseLogFile)
554   {
555       int t = current_search_time();
556
557       LogFile << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
558               << "\nNodes/second: " << (t > 0 ? int(pos.nodes_searched() * 1000 / t) : 0)
559               << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, bestMove);
560
561       StateInfo st;
562       pos.do_move(bestMove, st);
563       LogFile << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, ponderMove) << endl;
564       pos.undo_move(bestMove); // Return from think() with unchanged position
565       LogFile.close();
566   }
567
568   // This makes all the threads to go to sleep
569   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
570
571   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
572   // best move before we are told to do so.
573   if (!StopRequest && (Pondering || InfiniteSearch))
574       wait_for_stop_or_ponderhit();
575
576   // Could be MOVE_NONE when searching on a stalemate position
577   cout << "bestmove " << bestMove;
578
579   // UCI protol is not clear on allowing sending an empty ponder move, instead
580   // it is clear that ponder move is optional. So skip it if empty.
581   if (ponderMove != MOVE_NONE)
582       cout << " ponder " << ponderMove;
583
584   cout << endl;
585
586   return !QuitRequest;
587 }
588
589
590 namespace {
591
592   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls search() repeatedly
593   // with increasing depth until the allocated thinking time has been consumed,
594   // user stops the search, or the maximum search depth is reached.
595
596   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
597
598     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
599     Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
600     int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
601     int depth, aspirationDelta, skillSamplingDepth;
602     Value value, alpha, beta;
603     Move bestMove, easyMove, skillBest, skillPonder;
604
605     // Initialize stuff before a new search
606     memset(ss, 0, 4 * sizeof(SearchStack));
607     TT.new_search();
608     H.clear();
609     *ponderMove = bestMove = easyMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
610     depth = aspirationDelta = skillSamplingDepth = 0;
611     alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
612     ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
613
614     // Moves to search are verified and copied
615     Rml.init(pos, searchMoves);
616
617     // Handle special case of searching on a mate/stalemate position
618     if (Rml.size() == 0)
619     {
620         cout << "info depth 0 score "
621              << value_to_uci(pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
622              << endl;
623
624         return MOVE_NONE;
625     }
626
627     // Choose a random sampling depth according to SkillLevel so that at low
628     // skills there is an higher risk to pick up a blunder.
629     if (SkillLevelEnabled)
630         skillSamplingDepth = 4 + SkillLevel + (RK.rand<unsigned>() % 4);
631
632     // Iterative deepening loop
633     while (++depth <= PLY_MAX && (!MaxDepth || depth <= MaxDepth) && !StopRequest)
634     {
635         Rml.bestMoveChanges = 0;
636         cout << set960(pos.is_chess960()) << "info depth " << depth << endl;
637
638         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
639         if (MultiPV == 1 && depth >= 5 && abs(bestValues[depth - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
640         {
641             int prevDelta1 = bestValues[depth - 1] - bestValues[depth - 2];
642             int prevDelta2 = bestValues[depth - 2] - bestValues[depth - 3];
643
644             aspirationDelta = Min(Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
645             aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
646
647             alpha = Max(bestValues[depth - 1] - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
648             beta  = Min(bestValues[depth - 1] + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
649         }
650
651         // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
652         // research with bigger window until not failing high/low anymore.
653         do {
654             // Search starting from ss+1 to allow calling update_gains()
655             value = search<PV, false, true>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY, 0);
656
657             // Write PV back to transposition table in case the relevant entries
658             // have been overwritten during the search.
659             for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); i++)
660                 Rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
661
662             // Value cannot be trusted. Break out immediately!
663             if (StopRequest)
664                 break;
665
666             assert(value >= alpha);
667
668             // In case of failing high/low increase aspiration window and research,
669             // otherwise exit the fail high/low loop.
670             if (value >= beta)
671             {
672                 beta = Min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
673                 aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
674             }
675             else if (value <= alpha)
676             {
677                 AspirationFailLow = true;
678                 StopOnPonderhit = false;
679
680                 alpha = Max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
681                 aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
682             }
683             else
684                 break;
685
686         } while (abs(value) < VALUE_KNOWN_WIN);
687
688         // Collect info about search result
689         bestMove = Rml[0].pv[0];
690         *ponderMove = Rml[0].pv[1];
691         bestValues[depth] = value;
692         bestMoveChanges[depth] = Rml.bestMoveChanges;
693
694         // Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
695         if (SkillLevelEnabled && depth == skillSamplingDepth)
696             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
697
698         // Send PV line to GUI and to log file
699         for (int i = 0; i < Min(UCIMultiPV, (int)Rml.size()); i++)
700             cout << Rml[i].pv_info_to_uci(pos, depth, alpha, beta, i) << endl;
701
702         if (UseLogFile)
703             LogFile << pretty_pv(pos, depth, value, current_search_time(), Rml[0].pv) << endl;
704
705         // Init easyMove after first iteration or drop if differs from the best move
706         if (depth == 1 && (Rml.size() == 1 || Rml[0].pv_score > Rml[1].pv_score + EasyMoveMargin))
707             easyMove = bestMove;
708         else if (bestMove != easyMove)
709             easyMove = MOVE_NONE;
710
711         if (UseTimeManagement && !StopRequest)
712         {
713             // Time to stop?
714             bool noMoreTime = false;
715
716             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
717             if (   depth >= 5
718                 && abs(bestValues[depth])     >= abs(VALUE_MATE) - 100
719                 && abs(bestValues[depth - 1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
720                 noMoreTime = true;
721
722             // Stop search early if one move seems to be much better than the
723             // others or if there is only a single legal move. In this latter
724             // case we search up to Iteration 8 anyway to get a proper score.
725             if (   depth >= 7
726                 && easyMove == bestMove
727                 && (   Rml.size() == 1
728                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
729                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
730                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
731                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
732                 noMoreTime = true;
733
734             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
735             if (depth > 4 && depth < 50)
736                 TimeMgr.pv_instability(bestMoveChanges[depth], bestMoveChanges[depth-1]);
737
738             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
739             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
740             // move at the next iteration anyway.
741             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
742                 noMoreTime = true;
743
744             if (noMoreTime)
745             {
746                 if (Pondering)
747                     StopOnPonderhit = true;
748                 else
749                     break;
750             }
751         }
752     }
753
754     // When using skills fake best and ponder moves with the sub-optimal ones
755     if (SkillLevelEnabled)
756     {
757         if (skillBest == MOVE_NONE) // Still unassigned ?
758             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
759
760         bestMove = skillBest;
761         *ponderMove = skillPonder;
762     }
763
764     return bestMove;
765   }
766
767
768   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
769   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
770   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
771   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
772   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
773   // here: This is taken care of after we return from the split point.
774
775   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
776   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
777
778     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
779     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
780     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
781     assert((Root || ply > 0) && ply < PLY_MAX);
782     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
783
784     Move movesSearched[MOVES_MAX];
785     int64_t nodes;
786     StateInfo st;
787     const TTEntry *tte;
788     Key posKey;
789     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
790     Depth ext, newDepth;
791     ValueType vt;
792     Value bestValue, value, oldAlpha;
793     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
794     bool isPvMove, isCheck, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous, isBadCap;
795     bool mateThreat = false;
796     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
797     int threadID = pos.thread();
798     SplitPoint* sp = NULL;
799
800     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
801     oldAlpha = alpha;
802     isCheck = pos.is_check();
803
804     if (SpNode)
805     {
806         sp = ss->sp;
807         tte = NULL;
808         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
809         threatMove = sp->threatMove;
810         mateThreat = sp->mateThreat;
811         goto split_point_start;
812     }
813     else if (Root)
814         bestValue = alpha;
815
816     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
817     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
818     (ss+1)->skipNullMove = false; (ss+1)->reduction = DEPTH_ZERO;
819     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
820
821     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
822     {
823         NodesSincePoll = 0;
824         poll(pos);
825     }
826
827     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
828     if ((   StopRequest
829          || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
830          || pos.is_draw()
831          || ply >= PLY_MAX - 1) && !Root)
832         return VALUE_DRAW;
833
834     // Step 3. Mate distance pruning
835     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
836     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
837     if (alpha >= beta)
838         return alpha;
839
840     // Step 4. Transposition table lookup
841     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
842     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move.
843     excludedMove = ss->excludedMove;
844     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
845
846     tte = TT.retrieve(posKey);
847     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
848
849     // At PV nodes we check for exact scores, while at non-PV nodes we check for
850     // a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is to have a
851     // smooth experience in analysis mode.
852     if (   !Root
853         && tte
854         && (PvNode ? tte->depth() >= depth && tte->type() == VALUE_TYPE_EXACT
855                    : ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply)))
856     {
857         TT.refresh(tte);
858         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
859         return value_from_tt(tte->value(), ply);
860     }
861
862     // Step 5. Evaluate the position statically and update parent's gain statistics
863     if (isCheck)
864         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
865     else if (tte)
866     {
867         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
868
869         ss->eval = tte->static_value();
870         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
871         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
872     }
873     else
874     {
875         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
876         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
877     }
878
879     // Save gain for the parent non-capture move
880     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
881
882     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
883     if (   !PvNode
884         &&  depth < RazorDepth
885         && !isCheck
886         &&  refinedValue + razor_margin(depth) < beta
887         &&  ttMove == MOVE_NONE
888         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
889         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
890     {
891         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
892         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
893         if (v < rbeta)
894             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
895             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
896             return v;
897     }
898
899     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
900     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
901     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
902     if (   !PvNode
903         && !ss->skipNullMove
904         &&  depth < RazorDepth
905         && !isCheck
906         &&  refinedValue - futility_margin(depth, 0) >= beta
907         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
908         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
909         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
910
911     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
912     if (   !PvNode
913         && !ss->skipNullMove
914         &&  depth > ONE_PLY
915         && !isCheck
916         &&  refinedValue >= beta
917         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
918         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
919     {
920         ss->currentMove = MOVE_NULL;
921
922         // Null move dynamic reduction based on depth
923         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
924
925         // Null move dynamic reduction based on value
926         if (refinedValue - PawnValueMidgame > beta)
927             R++;
928
929         pos.do_null_move(st);
930         (ss+1)->skipNullMove = true;
931         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
932         (ss+1)->skipNullMove = false;
933         pos.undo_null_move();
934
935         if (nullValue >= beta)
936         {
937             // Do not return unproven mate scores
938             if (nullValue >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
939                 nullValue = beta;
940
941             if (depth < 6 * ONE_PLY)
942                 return nullValue;
943
944             // Do verification search at high depths
945             ss->skipNullMove = true;
946             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
947             ss->skipNullMove = false;
948
949             if (v >= beta)
950                 return nullValue;
951         }
952         else
953         {
954             // The null move failed low, which means that we may be faced with
955             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
956             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
957             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
958             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
959             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
960             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
961                 mateThreat = true;
962
963             threatMove = (ss+1)->bestMove;
964
965             if (   depth < ThreatDepth
966                 && (ss-1)->reduction
967                 && threatMove != MOVE_NONE
968                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
969                 return beta - 1;
970         }
971     }
972
973     // Step 9. Internal iterative deepening
974     if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
975         && ttMove == MOVE_NONE
976         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval + IIDMargin >= beta)))
977     {
978         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
979
980         ss->skipNullMove = true;
981         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
982         ss->skipNullMove = false;
983
984         ttMove = ss->bestMove;
985         tte = TT.retrieve(posKey);
986     }
987
988     // Mate threat detection for PV nodes, otherwise we use null move search
989     if (PvNode)
990         mateThreat = pos.has_mate_threat();
991
992 split_point_start: // At split points actual search starts from here
993
994     // Initialize a MovePicker object for the current position
995     MovePickerExt<SpNode, Root> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
996     CheckInfo ci(pos);
997     ss->bestMove = MOVE_NONE;
998     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
999     singularExtensionNode =   !Root
1000                            && !SpNode
1001                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1002                            && tte
1003                            && tte->move()
1004                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1005                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1006                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1007     if (SpNode)
1008     {
1009         lock_grab(&(sp->lock));
1010         bestValue = sp->bestValue;
1011     }
1012
1013     // Step 10. Loop through moves
1014     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1015     while (   bestValue < beta
1016            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1017            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1018     {
1019       assert(move_is_ok(move));
1020
1021       if (SpNode)
1022       {
1023           moveCount = ++sp->moveCount;
1024           lock_release(&(sp->lock));
1025       }
1026       else if (move == excludedMove)
1027           continue;
1028       else
1029           moveCount++;
1030
1031       if (Root)
1032       {
1033           // This is used by time management
1034           FirstRootMove = (moveCount == 1);
1035
1036           // Save the current node count before the move is searched
1037           nodes = pos.nodes_searched();
1038
1039           // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
1040           // correct accumulated node counts searched by each thread.
1041           if (SendSearchedNodes)
1042           {
1043               SendSearchedNodes = false;
1044               cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
1045           }
1046
1047           if (current_search_time() > 2000)
1048               cout << "info currmove " << move
1049                    << " currmovenumber " << moveCount << endl;
1050       }
1051
1052       // At Root and at first iteration do a PV search on all the moves to score root moves
1053       isPvMove = (PvNode && moveCount <= (Root ? depth <= ONE_PLY ? 1000 : MultiPV : 1));
1054       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1055       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1056
1057       // Step 11. Decide the new search depth
1058       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, mateThreat, &dangerous);
1059
1060       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of
1061       // (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta), then that move
1062       // is singular and should be extended. To verify this we do a reduced search
1063       // on all the other moves but the ttMove, if result is lower than ttValue minus
1064       // a margin then we extend ttMove.
1065       if (   singularExtensionNode
1066           && move == tte->move()
1067           && ext < ONE_PLY)
1068       {
1069           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1070
1071           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1072           {
1073               Value rBeta = ttValue - int(depth);
1074               ss->excludedMove = move;
1075               ss->skipNullMove = true;
1076               Value v = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2, ply);
1077               ss->skipNullMove = false;
1078               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1079               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1080               if (v < rBeta)
1081                   ext = ONE_PLY;
1082           }
1083       }
1084
1085       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1086       ss->currentMove = move;
1087       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1088
1089       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1090       if (   !PvNode
1091           && !captureOrPromotion
1092           && !isCheck
1093           && !dangerous
1094           &&  move != ttMove
1095           && !move_is_castle(move))
1096       {
1097           // Move count based pruning
1098           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1099               && (!threatMove || !connected_threat(pos, move, threatMove))
1100               && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX) // FIXME bestValue is racy
1101           {
1102               if (SpNode)
1103                   lock_grab(&(sp->lock));
1104
1105               continue;
1106           }
1107
1108           // Value based pruning
1109           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1110           // but fixing this made program slightly weaker.
1111           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1112           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1113                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1114
1115           if (futilityValueScaled < beta)
1116           {
1117               if (SpNode)
1118               {
1119                   lock_grab(&(sp->lock));
1120                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1121                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1122               }
1123               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1124                   bestValue = futilityValueScaled;
1125
1126               continue;
1127           }
1128
1129           // Prune moves with negative SEE at low depths
1130           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1131               && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
1132               && pos.see_sign(move) < 0)
1133           {
1134               if (SpNode)
1135                   lock_grab(&(sp->lock));
1136
1137               continue;
1138           }
1139       }
1140
1141       // Bad capture detection. Will be used by prob-cut search
1142       isBadCap =   depth >= 3 * ONE_PLY
1143                 && depth < 8 * ONE_PLY
1144                 && captureOrPromotion
1145                 && move != ttMove
1146                 && !dangerous
1147                 && !move_is_promotion(move)
1148                 &&  abs(alpha) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
1149                 &&  pos.see_sign(move) < 0;
1150
1151       // Step 13. Make the move
1152       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1153
1154       if (!SpNode && !captureOrPromotion)
1155           movesSearched[playedMoveCount++] = move;
1156
1157       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1158       // The first move in list is the expected PV
1159       if (isPvMove)
1160       {
1161           // Aspiration window is disabled in multi-pv case
1162           if (Root && MultiPV > 1)
1163               alpha = -VALUE_INFINITE;
1164
1165           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1166       }
1167       else
1168       {
1169           // Step 14. Reduced depth search
1170           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1171           bool doFullDepthSearch = true;
1172           alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1173
1174           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1175               && !captureOrPromotion
1176               && !dangerous
1177               && !move_is_castle(move)
1178               &&  ss->killers[0] != move
1179               &&  ss->killers[1] != move)
1180           {
1181               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1182               if (ss->reduction)
1183               {
1184                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1185                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1186                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1187
1188                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1189               }
1190               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1191           }
1192
1193           // Probcut search for bad captures. If a reduced search returns a value
1194           // very below beta then we can (almost) safely prune the bad capture.
1195           if (isBadCap)
1196           {
1197               ss->reduction = 3 * ONE_PLY;
1198               Value rAlpha = alpha - 300;
1199               Depth d = newDepth - ss->reduction;
1200               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(rAlpha+1), -rAlpha, d, ply+1);
1201               doFullDepthSearch = (value > rAlpha);
1202               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1203           }
1204
1205           // Step 15. Full depth search
1206           if (doFullDepthSearch)
1207           {
1208               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1209               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1210
1211               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1212               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1213               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1214               if (PvNode && value > alpha && (Root || value < beta))
1215                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1216           }
1217       }
1218
1219       // Step 16. Undo move
1220       pos.undo_move(move);
1221
1222       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1223
1224       // Step 17. Check for new best move
1225       if (SpNode)
1226       {
1227           lock_grab(&(sp->lock));
1228           bestValue = sp->bestValue;
1229           alpha = sp->alpha;
1230       }
1231
1232       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1233       {
1234           bestValue = value;
1235
1236           if (SpNode)
1237               sp->bestValue = value;
1238
1239           if (!Root && value > alpha)
1240           {
1241               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1242               {
1243                   alpha = value;
1244
1245                   if (SpNode)
1246                       sp->alpha = value;
1247               }
1248               else if (SpNode)
1249                   sp->betaCutoff = true;
1250
1251               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1252                   ss->mateKiller = move;
1253
1254               ss->bestMove = move;
1255
1256               if (SpNode)
1257                   sp->ss->bestMove = move;
1258           }
1259       }
1260
1261       if (Root)
1262       {
1263           // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
1264           // was aborted because the user interrupted the search or because we
1265           // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
1266           // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
1267           // move and/or PV.
1268           if (StopRequest)
1269               break;
1270
1271           // Remember searched nodes counts for this move
1272           mp.rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
1273
1274           // PV move or new best move ?
1275           if (isPvMove || value > alpha)
1276           {
1277               // Update PV
1278               ss->bestMove = move;
1279               mp.rm->pv_score = value;
1280               mp.rm->extract_pv_from_tt(pos);
1281
1282               // We record how often the best move has been changed in each
1283               // iteration. This information is used for time management: When
1284               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
1285               if (!isPvMove && MultiPV == 1)
1286                   Rml.bestMoveChanges++;
1287
1288               Rml.sort_multipv(moveCount);
1289
1290               // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window, so
1291               // set alpha equal to minimum score among the PV lines.
1292               if (MultiPV > 1)
1293                   alpha = Rml[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
1294               else if (value > alpha)
1295                   alpha = value;
1296           }
1297           else
1298               mp.rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
1299
1300       } // Root
1301
1302       // Step 18. Check for split
1303       if (   !Root
1304           && !SpNode
1305           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1306           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1307           && bestValue < beta
1308           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1309           && !StopRequest
1310           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1311           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1312                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1313     }
1314
1315     // Step 19. Check for mate and stalemate
1316     // All legal moves have been searched and if there are
1317     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1318     // If one move was excluded return fail low score.
1319     if (!SpNode && !moveCount)
1320         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1321
1322     // Step 20. Update tables
1323     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1324     // history counters, and killer moves.
1325     if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1326     {
1327         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1328         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1329              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1330
1331         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1332
1333         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1334         if (    bestValue >= beta
1335             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1336         {
1337             if (move != ss->killers[0])
1338             {
1339                 ss->killers[1] = ss->killers[0];
1340                 ss->killers[0] = move;
1341             }
1342             update_history(pos, move, depth, movesSearched, playedMoveCount);
1343         }
1344     }
1345
1346     if (SpNode)
1347     {
1348         // Here we have the lock still grabbed
1349         sp->slaves[threadID] = 0;
1350         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1351         lock_release(&(sp->lock));
1352     }
1353
1354     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1355
1356     return bestValue;
1357   }
1358
1359   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1360   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1361   // less than ONE_PLY).
1362
1363   template <NodeType PvNode>
1364   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1365
1366     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1367     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1368     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1369     assert(depth <= 0);
1370     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1371     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1372
1373     StateInfo st;
1374     Move ttMove, move;
1375     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1376     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1377     const TTEntry* tte;
1378     Depth ttDepth;
1379     Value oldAlpha = alpha;
1380
1381     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1382
1383     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1384     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1385         return VALUE_DRAW;
1386
1387     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1388     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1389     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1390     isCheck = pos.is_check();
1391     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1392
1393     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1394     // pruning, but only for move ordering.
1395     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1396     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1397
1398     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1399     {
1400         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1401         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1402     }
1403
1404     // Evaluate the position statically
1405     if (isCheck)
1406     {
1407         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1408         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1409         enoughMaterial = false;
1410     }
1411     else
1412     {
1413         if (tte)
1414         {
1415             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1416
1417             evalMargin = tte->static_value_margin();
1418             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1419         }
1420         else
1421             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1422
1423         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1424
1425         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1426         if (bestValue >= beta)
1427         {
1428             if (!tte)
1429                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1430
1431             return bestValue;
1432         }
1433
1434         if (PvNode && bestValue > alpha)
1435             alpha = bestValue;
1436
1437         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1438         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1439         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1440     }
1441
1442     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1443     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1444     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1445     // be generated.
1446     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1447     CheckInfo ci(pos);
1448
1449     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1450     while (   alpha < beta
1451            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1452     {
1453       assert(move_is_ok(move));
1454
1455       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1456
1457       // Futility pruning
1458       if (   !PvNode
1459           && !isCheck
1460           && !moveIsCheck
1461           &&  move != ttMove
1462           &&  enoughMaterial
1463           && !move_is_promotion(move)
1464           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1465       {
1466           futilityValue =  futilityBase
1467                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1468                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1469
1470           if (futilityValue < alpha)
1471           {
1472               if (futilityValue > bestValue)
1473                   bestValue = futilityValue;
1474               continue;
1475           }
1476
1477           // Prune moves with negative or equal SEE
1478           if (   futilityBase < beta
1479               && depth < DEPTH_ZERO
1480               && pos.see(move) <= 0)
1481               continue;
1482       }
1483
1484       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1485       evasionPrunable =   isCheck
1486                        && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
1487                        && !pos.move_is_capture(move)
1488                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1489
1490       // Don't search moves with negative SEE values
1491       if (   !PvNode
1492           && (!isCheck || evasionPrunable)
1493           &&  move != ttMove
1494           && !move_is_promotion(move)
1495           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1496           continue;
1497
1498       // Don't search useless checks
1499       if (   !PvNode
1500           && !isCheck
1501           &&  moveIsCheck
1502           &&  move != ttMove
1503           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1504           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1505           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1506       {
1507           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1508               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1509
1510           continue;
1511       }
1512
1513       // Update current move
1514       ss->currentMove = move;
1515
1516       // Make and search the move
1517       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1518       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1519       pos.undo_move(move);
1520
1521       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1522
1523       // New best move?
1524       if (value > bestValue)
1525       {
1526           bestValue = value;
1527           if (value > alpha)
1528           {
1529               alpha = value;
1530               ss->bestMove = move;
1531           }
1532        }
1533     }
1534
1535     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1536     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1537     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1538         return value_mated_in(ply);
1539
1540     // Update transposition table
1541     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1542     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1543
1544     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1545
1546     return bestValue;
1547   }
1548
1549
1550   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1551   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1552   // will be pruned.
1553
1554   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1555   {
1556     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1557     Square from, to, ksq, victimSq;
1558     Piece pc;
1559     Color them;
1560     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1561
1562     from = move_from(move);
1563     to = move_to(move);
1564     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1565     ksq = pos.king_square(them);
1566     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1567     pc = pos.piece_on(from);
1568
1569     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1570     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1571     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1572
1573     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1574     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1575
1576     if (!(b && (b & (b - 1))))
1577         return true;
1578
1579     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1580     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1581         && bit_is_set(kingAtt, to))
1582         return true;
1583
1584     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1585     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1586
1587     while (b)
1588     {
1589         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1590         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1591
1592         // Note that here we generate illegal "double move"!
1593         if (   futilityValue >= beta
1594             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1595             return true;
1596
1597         if (futilityValue > bv)
1598             bv = futilityValue;
1599     }
1600
1601     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1602     *bestValue = bv;
1603     return false;
1604   }
1605
1606
1607   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1608   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1609   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1610   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1611   // second move is assumed to be a move from the current position.
1612
1613   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1614
1615     Square f1, t1, f2, t2;
1616     Piece p;
1617
1618     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1619     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1620
1621     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1622     f2 = move_from(m2);
1623     t1 = move_to(m1);
1624     if (f2 == t1)
1625         return true;
1626
1627     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1628     t2 = move_to(m2);
1629     f1 = move_from(m1);
1630     if (t2 == f1)
1631         return true;
1632
1633     // Case 3: Moving through the vacated square
1634     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1635         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1636       return true;
1637
1638     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1639     p = pos.piece_on(t1);
1640     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1641         return true;
1642
1643     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1644     if (    piece_is_slider(p)
1645         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1646         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1647     {
1648         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1649         // move is the opposite of the checking piece.
1650         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1651         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1652
1653         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1654             return true;
1655     }
1656     return false;
1657   }
1658
1659
1660   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1661   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1662   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1663
1664   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1665
1666     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1667       return v + ply;
1668
1669     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1670       return v - ply;
1671
1672     return v;
1673   }
1674
1675
1676   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1677   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1678
1679   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1680
1681     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1682       return v - ply;
1683
1684     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1685       return v + ply;
1686
1687     return v;
1688   }
1689
1690
1691   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1692   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1693   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1694   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1695   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1696   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1697   template <NodeType PvNode>
1698   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion,
1699                   bool moveIsCheck, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1700
1701     assert(m != MOVE_NONE);
1702
1703     Depth result = DEPTH_ZERO;
1704     *dangerous = moveIsCheck | mateThreat;
1705
1706     if (*dangerous)
1707     {
1708         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1709             result += CheckExtension[PvNode];
1710
1711         if (mateThreat)
1712             result += MateThreatExtension[PvNode];
1713     }
1714
1715     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1716     {
1717         Color c = pos.side_to_move();
1718         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1719         {
1720             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1721             *dangerous = true;
1722         }
1723         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1724         {
1725             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1726             *dangerous = true;
1727         }
1728     }
1729
1730     if (   captureOrPromotion
1731         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1732         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1733             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1734         && !move_is_promotion(m)
1735         && !move_is_ep(m))
1736     {
1737         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1738         *dangerous = true;
1739     }
1740
1741     return Min(result, ONE_PLY);
1742   }
1743
1744
1745   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1746   // is somehow connected to the threat move returned by null search.
1747
1748   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1749
1750     assert(move_is_ok(m));
1751     assert(threat && move_is_ok(threat));
1752     assert(!pos.move_is_check(m));
1753     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1754     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1755
1756     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1757
1758     mfrom = move_from(m);
1759     mto = move_to(m);
1760     tfrom = move_from(threat);
1761     tto = move_to(threat);
1762
1763     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1764     if (mfrom == tto)
1765         return true;
1766
1767     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1768     // value of the threatening piece, don't prune moves which defend it.
1769     if (   pos.move_is_capture(threat)
1770         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1771             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1772         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1773         return true;
1774
1775     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1776     // prune safe moves which block its ray.
1777     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1778         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1779         && pos.see_sign(m) >= 0)
1780         return true;
1781
1782     return false;
1783   }
1784
1785
1786   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1787   // can be used at a given point in search.
1788
1789   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1790
1791     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1792
1793     return   (   tte->depth() >= depth
1794               || v >= Max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
1795               || v < Min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
1796
1797           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1798               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1799   }
1800
1801
1802   // refine_eval() returns the transposition table score if
1803   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1804
1805   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1806
1807       assert(tte);
1808
1809       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1810
1811       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1812           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1813           return v;
1814
1815       return defaultEval;
1816   }
1817
1818
1819   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1820   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1821
1822   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1823                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1824     Move m;
1825     Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
1826
1827     H.update(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
1828
1829     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1830     {
1831         m = movesSearched[i];
1832
1833         assert(m != move);
1834
1835         H.update(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
1836     }
1837   }
1838
1839
1840   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1841   // the static position evaluation before and after the move.
1842
1843   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1844
1845     if (   m != MOVE_NULL
1846         && before != VALUE_NONE
1847         && after != VALUE_NONE
1848         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1849         && !move_is_special(m))
1850         H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1851   }
1852
1853
1854   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1855   // since the beginning of the current search.
1856
1857   int current_search_time() {
1858
1859     return get_system_time() - SearchStartTime;
1860   }
1861
1862
1863   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1864   // protocol specifications:
1865   //
1866   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1867   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1868   //            use negative values for y.
1869
1870   std::string value_to_uci(Value v) {
1871
1872     std::stringstream s;
1873
1874     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1875       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1876     else
1877       s << "mate " << (v > 0 ? VALUE_MATE - v + 1 : -VALUE_MATE - v) / 2;
1878
1879     return s.str();
1880   }
1881
1882
1883   // speed_to_uci() returns a string with time stats of current search suitable
1884   // to be sent to UCI gui.
1885
1886   std::string speed_to_uci(int64_t nodes) {
1887
1888     std::stringstream s;
1889     int t = current_search_time();
1890
1891     s << " nodes " << nodes
1892       << " nps "   << (t > 0 ? int(nodes * 1000 / t) : 0)
1893       << " time "  << t;
1894
1895     return s.str();
1896   }
1897
1898
1899   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1900   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1901   // search.
1902
1903   void poll(const Position& pos) {
1904
1905     static int lastInfoTime;
1906     int t = current_search_time();
1907
1908     //  Poll for input
1909     if (input_available())
1910     {
1911         // We are line oriented, don't read single chars
1912         std::string command;
1913
1914         if (!std::getline(std::cin, command) || command == "quit")
1915         {
1916             // Quit the program as soon as possible
1917             Pondering = false;
1918             QuitRequest = StopRequest = true;
1919             return;
1920         }
1921         else if (command == "stop")
1922         {
1923             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
1924             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
1925             Pondering = false;
1926             StopRequest = true;
1927         }
1928         else if (command == "ponderhit")
1929         {
1930             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
1931             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
1932             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
1933             Pondering = false;
1934
1935             if (StopOnPonderhit)
1936                 StopRequest = true;
1937         }
1938     }
1939
1940     // Print search information
1941     if (t < 1000)
1942         lastInfoTime = 0;
1943
1944     else if (lastInfoTime > t)
1945         // HACK: Must be a new search where we searched less than
1946         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
1947         lastInfoTime = 0;
1948
1949     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
1950     {
1951         lastInfoTime = t;
1952
1953         if (dbg_show_mean)
1954             dbg_print_mean();
1955
1956         if (dbg_show_hit_rate)
1957             dbg_print_hit_rate();
1958
1959         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
1960         SendSearchedNodes = true;
1961     }
1962
1963     // Should we stop the search?
1964     if (Pondering)
1965         return;
1966
1967     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
1968                            && !AspirationFailLow
1969                            &&  t > TimeMgr.available_time();
1970
1971     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
1972                      || stillAtFirstMove;
1973
1974     if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
1975         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
1976         || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes)) // FIXME
1977         StopRequest = true;
1978   }
1979
1980
1981   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
1982   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
1983   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
1984   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
1985   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
1986   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
1987
1988   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
1989
1990     std::string command;
1991
1992     // Wait for a command from stdin
1993     while (   std::getline(std::cin, command)
1994            && command != "ponderhit" && command != "stop" && command != "quit") {};
1995
1996     if (command != "ponderhit" && command != "stop")
1997         QuitRequest = true; // Must be "quit" or getline() returned false
1998   }
1999
2000
2001   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2002   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2003   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2004   // threads and one for Windows threads.
2005
2006 #if !defined(_MSC_VER)
2007
2008   void* init_thread(void* threadID) {
2009
2010     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2011     return NULL;
2012   }
2013
2014 #else
2015
2016   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2017
2018     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2019     return 0;
2020   }
2021
2022 #endif
2023
2024
2025   /// The ThreadsManager class
2026
2027
2028   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2029   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2030   // to start a new search.
2031
2032   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2033
2034     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2035     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2036     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2037     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2038   }
2039
2040
2041   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2042   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2043   // object for which the current thread is the master.
2044
2045   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2046
2047     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2048
2049     int i;
2050     bool allFinished = false;
2051
2052     while (true)
2053     {
2054         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2055         // master should exit as last one.
2056         if (allThreadsShouldExit)
2057         {
2058             assert(!sp);
2059             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2060             return;
2061         }
2062
2063         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2064         // instead of wasting CPU time polling for work.
2065         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2066                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2067         {
2068             assert(!sp || useSleepingThreads);
2069             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2070
2071             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2072                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2073
2074             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2075             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2076
2077             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2078             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2079             allFinished = (i == activeThreads);
2080
2081             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2082             {
2083                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2084                 break;
2085             }
2086
2087             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2088             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2089                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2090
2091             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2092         }
2093
2094         // If this thread has been assigned work, launch a search
2095         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2096         {
2097             assert(!allThreadsShouldExit);
2098
2099             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2100
2101             // Copy SplitPoint position and search stack and call search()
2102             // with SplitPoint template parameter set to true.
2103             SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2104             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2105             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2106
2107             memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2108             (ss+1)->sp = tsp;
2109
2110             if (tsp->pvNode)
2111                 search<PV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2112             else
2113                 search<NonPV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2114
2115             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2116
2117             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2118
2119             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2120             // case we are the last slave of the split point.
2121             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2122                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2123         }
2124
2125         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2126         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2127         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2128         allFinished = (i == activeThreads);
2129
2130         if (allFinished)
2131         {
2132             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2133             // be sure sp->lock has been released before to return.
2134             lock_grab(&(sp->lock));
2135             lock_release(&(sp->lock));
2136
2137             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2138             // because here is all finished is not possible master is booked.
2139             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2140
2141             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2142             return;
2143         }
2144     }
2145   }
2146
2147
2148   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2149   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2150   // objects.
2151
2152   void ThreadsManager::init_threads() {
2153
2154     int i, arg[MAX_THREADS];
2155     bool ok;
2156
2157     // Initialize global locks
2158     lock_init(&mpLock);
2159
2160     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2161     {
2162         lock_init(&sleepLock[i]);
2163         cond_init(&sleepCond[i]);
2164     }
2165
2166     // Initialize splitPoints[] locks
2167     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2168         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2169             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2170
2171     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2172     allThreadsShouldExit = false;
2173
2174     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2175     activeThreads = 1;
2176
2177     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2178     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2179     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2180         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2181
2182     // Launch the helper threads
2183     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2184     {
2185         arg[i] = i;
2186
2187 #if !defined(_MSC_VER)
2188         pthread_t pthread[1];
2189         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2190         pthread_detach(pthread[0]);
2191 #else
2192         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2193 #endif
2194         if (!ok)
2195         {
2196             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2197             exit(EXIT_FAILURE);
2198         }
2199
2200         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2201         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2202     }
2203   }
2204
2205
2206   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2207   // helper threads exit cleanly.
2208
2209   void ThreadsManager::exit_threads() {
2210
2211     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2212
2213     // Wake up all the threads and waits for termination
2214     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2215     {
2216         wake_sleeping_thread(i);
2217         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2218     }
2219
2220     // Now we can safely destroy the locks
2221     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2222         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2223             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2224
2225     lock_destroy(&mpLock);
2226
2227     // Now we can safely destroy the wait conditions
2228     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2229     {
2230         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2231         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2232     }
2233   }
2234
2235
2236   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2237   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2238   // the current split point.
2239
2240   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2241
2242     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2243
2244     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2245
2246     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2247     return sp != NULL;
2248   }
2249
2250
2251   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2252   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2253   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2254   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2255   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2256   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2257   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2258
2259   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2260
2261     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2262     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2263     assert(activeThreads > 1);
2264
2265     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2266         return false;
2267
2268     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2269     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2270
2271     // No active split points means that the thread is available as
2272     // a slave for any other thread.
2273     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2274         return true;
2275
2276     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2277     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2278     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2279     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2280         return true;
2281
2282     return false;
2283   }
2284
2285
2286   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2287   // a slave for the thread with threadID "master".
2288
2289   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2290
2291     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2292     assert(activeThreads > 1);
2293
2294     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2295         if (thread_is_available(i, master))
2296             return true;
2297
2298     return false;
2299   }
2300
2301
2302   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2303   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2304   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2305   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2306   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2307   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2308   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2309   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2310
2311   template <bool Fake>
2312   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2313                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2314                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2315     assert(pos.is_ok());
2316     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2317     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2318     assert(*bestValue <= *alpha);
2319     assert(*alpha < beta);
2320     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2321     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2322     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2323     assert(activeThreads > 1);
2324
2325     int i, master = pos.thread();
2326     Thread& masterThread = threads[master];
2327
2328     lock_grab(&mpLock);
2329
2330     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2331     // active split points, don't split.
2332     if (   !available_thread_exists(master)
2333         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2334     {
2335         lock_release(&mpLock);
2336         return;
2337     }
2338
2339     // Pick the next available split point object from the split point stack
2340     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2341
2342     // Initialize the split point object
2343     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2344     splitPoint.master = master;
2345     splitPoint.betaCutoff = false;
2346     splitPoint.ply = ply;
2347     splitPoint.depth = depth;
2348     splitPoint.threatMove = threatMove;
2349     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2350     splitPoint.alpha = *alpha;
2351     splitPoint.beta = beta;
2352     splitPoint.pvNode = pvNode;
2353     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2354     splitPoint.mp = mp;
2355     splitPoint.moveCount = moveCount;
2356     splitPoint.pos = &pos;
2357     splitPoint.nodes = 0;
2358     splitPoint.ss = ss;
2359     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2360         splitPoint.slaves[i] = 0;
2361
2362     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2363
2364     // If we are here it means we are not available
2365     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2366
2367     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2368
2369     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2370     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2371         if (thread_is_available(i, master))
2372         {
2373             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2374             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2375             splitPoint.slaves[i] = 1;
2376             workersCnt++;
2377         }
2378
2379     assert(Fake || workersCnt > 1);
2380
2381     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2382     lock_release(&mpLock);
2383
2384     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2385     // their idle loop.
2386     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2387         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2388         {
2389             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2390
2391             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2392
2393             if (useSleepingThreads && i != master)
2394                 wake_sleeping_thread(i);
2395         }
2396
2397     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2398     // which it will instantly launch a search, because its state is
2399     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2400     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2401     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2402     idle_loop(master, &splitPoint);
2403
2404     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2405     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2406     lock_grab(&mpLock);
2407
2408     *alpha = splitPoint.alpha;
2409     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2410     masterThread.activeSplitPoints--;
2411     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2412     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2413
2414     lock_release(&mpLock);
2415   }
2416
2417
2418   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2419   // when it is time to start a new search.
2420
2421   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2422
2423      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2424      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2425      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2426   }
2427
2428
2429   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2430
2431   RootMove::RootMove() {
2432
2433     nodes = 0;
2434     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2435     pv[0] = MOVE_NONE;
2436   }
2437
2438   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2439
2440     const Move* src = rm.pv;
2441     Move* dst = pv;
2442
2443     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2444     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2445
2446     nodes = rm.nodes;
2447     pv_score = rm.pv_score;
2448     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2449     return *this;
2450   }
2451
2452   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2453   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2454   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2455   // long PV to print that is important for position analysis.
2456
2457   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2458
2459     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2460     TTEntry* tte;
2461     int ply = 1;
2462
2463     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2464
2465     pos.do_move(pv[0], *st++);
2466
2467     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2468            && tte->move() != MOVE_NONE
2469            && move_is_legal(pos, tte->move())
2470            && ply < PLY_MAX
2471            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2472     {
2473         pv[ply] = tte->move();
2474         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2475     }
2476     pv[ply] = MOVE_NONE;
2477
2478     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2479   }
2480
2481   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2482   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2483   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2484
2485   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2486
2487     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2488     TTEntry* tte;
2489     Key k;
2490     Value v, m = VALUE_NONE;
2491     int ply = 0;
2492
2493     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2494
2495     do {
2496         k = pos.get_key();
2497         tte = TT.retrieve(k);
2498
2499         // Don't overwrite existing correct entries
2500         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2501         {
2502             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2503             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2504         }
2505         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2506
2507     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2508
2509     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2510   }
2511
2512   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2513   // formatted according to UCI specification.
2514
2515   std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, Value alpha,
2516                                        Value beta, int pvIdx) {
2517     std::stringstream s, l;
2518     Move* m = pv;
2519
2520     while (*m != MOVE_NONE)
2521         l << *m++ << " ";
2522
2523     s << "info depth " << depth
2524       << " seldepth " << int(m - pv)
2525       << " multipv " << pvIdx + 1
2526       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2527       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2528       << speed_to_uci(pos.nodes_searched())
2529       << " pv "    << l.str();
2530
2531     return s.str();
2532   }
2533
2534
2535   void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2536
2537     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2538     Move* sm;
2539
2540     clear();
2541     bestMoveChanges = 0;
2542
2543     // Generate all legal moves and add them to RootMoveList
2544     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
2545     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2546     {
2547         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2548         // is in the list before to add it.
2549         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2550
2551         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2552             continue;
2553
2554         RootMove rm;
2555         rm.pv[0] = cur->move;
2556         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2557         rm.pv_score = -VALUE_INFINITE;
2558         push_back(rm);
2559     }
2560   }
2561
2562
2563   // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
2564   // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
2565   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder) {
2566
2567     assert(MultiPV > 1);
2568
2569     // Rml list is already sorted by pv_score in descending order
2570     int s;
2571     int max_s = -VALUE_INFINITE;
2572     int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
2573     int max = Rml[0].pv_score;
2574     int var = Min(max - Rml[size - 1].pv_score, PawnValueMidgame);
2575     int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
2576
2577     // PRNG sequence should be non deterministic
2578     for (int i = abs(get_system_time() % 50); i > 0; i--)
2579         RK.rand<unsigned>();
2580
2581     // Choose best move. For each move's score we add two terms both dependent
2582     // on wk, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
2583     // then we choose the move with the resulting highest score.
2584     for (int i = 0; i < size; i++)
2585     {
2586         s = Rml[i].pv_score;
2587
2588         // Don't allow crazy blunders even at very low skills
2589         if (i > 0 && Rml[i-1].pv_score > s + EasyMoveMargin)
2590             break;
2591
2592         // This is our magical formula
2593         s += ((max - s) * wk + var * (RK.rand<unsigned>() % wk)) / 128;
2594
2595         if (s > max_s)
2596         {
2597             max_s = s;
2598             *best = Rml[i].pv[0];
2599             *ponder = Rml[i].pv[1];
2600         }
2601     }
2602   }
2603
2604 } // namespace