]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Move uci move parsing under san.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
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "lock.h"
40 #include "san.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove();
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
123     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
124     // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
127                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
128     }
129
130     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
131     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
132     std::string pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine = 0);
133
134     int64_t nodes;
135     Value pv_score;
136     Value non_pv_score;
137     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
138   };
139
140
141   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
142   // with an handful of methods above the standard ones.
143
144   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
145
146     typedef std::vector<RootMove> Base;
147
148     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
149     void set_non_pv_scores(const Position& pos, Move ttm, SearchStack* ss);
150
151     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
152     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
153   };
154
155
156   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
157   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
158   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
159   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
160   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
161   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
162   enum set960 {};
163
164   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
165
166     os.iword(0) = int(f);
167     return os;
168   }
169
170
171   // Overload operator << for moves to make it easier to print moves in
172   // coordinate notation compatible with UCI protocol.
173   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
174
175     bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
176     return os << move_to_uci(m, chess960);
177   }
178
179
180   /// Adjustments
181
182   // Step 6. Razoring
183
184   // Maximum depth for razoring
185   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
186
187   // Dynamic razoring margin based on depth
188   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
189
190   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
191   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
192
193   // Step 9. Internal iterative deepening
194
195   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
196   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
197
198   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
199   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
200   const Value IIDMargin = Value(0x100);
201
202   // Step 11. Decide the new search depth
203
204   // Extensions. Configurable UCI options
205   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
206   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
207   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
208
209   // Minimum depth for use of singular extension
210   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
211
212   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
213   // remaining ones we will extend it.
214   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
215
216   // Step 12. Futility pruning
217
218   // Futility margin for quiescence search
219   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
220
221   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
222   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
223   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
224
225   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
226   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
227
228   // Step 14. Reduced search
229
230   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
231   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
232
233   template <NodeType PV>
234   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
235
236   // Common adjustments
237
238   // Search depth at iteration 1
239   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
240
241   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
242   // better than the second best move.
243   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
244
245
246   /// Namespace variables
247
248   // Book object
249   Book OpeningBook;
250
251   // Iteration counter
252   int Iteration;
253
254   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
255   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
256   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
257
258   // Search window management
259   int AspirationDelta;
260
261   // MultiPV mode
262   int MultiPV;
263
264   // Time managment variables
265   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
266   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
267   bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
268   TimeManager TimeMgr;
269
270   // Log file
271   bool UseLogFile;
272   std::ofstream LogFile;
273
274   // Multi-threads manager object
275   ThreadsManager ThreadsMgr;
276
277   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
278   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
279   bool SendSearchedNodes;
280   int NodesSincePoll;
281   int NodesBetweenPolls = 30000;
282
283   // History table
284   History H;
285
286   /// Local functions
287
288   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
289   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml);
290
291   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
292   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
293
294   template <NodeType PvNode>
295   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
296
297   template <NodeType PvNode>
298   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
299
300       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
301                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
302   }
303
304   template <NodeType PvNode>
305   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
306
307   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
308   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
309   bool value_is_mate(Value value);
310   Value value_to_tt(Value v, int ply);
311   Value value_from_tt(Value v, int ply);
312   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
313   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
314   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
315   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
316   void update_killers(Move m, Move killers[]);
317   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
318
319   int current_search_time();
320   std::string value_to_uci(Value v);
321   int nps(const Position& pos);
322   void poll(const Position& pos);
323   void wait_for_stop_or_ponderhit();
324   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
325
326 #if !defined(_MSC_VER)
327   void* init_thread(void* threadID);
328 #else
329   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
330 #endif
331
332 }
333
334
335 ////
336 //// Functions
337 ////
338
339 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
340 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
341
342 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
343 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
344
345
346 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
347
348 void init_search() {
349
350   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
351   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
352   int mc; // moveCount
353
354   // Init reductions array
355   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
356   {
357       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
358       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
359       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
360       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
361   }
362
363   // Init futility margins array
364   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
365       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
366
367   // Init futility move count array
368   for (d = 0; d < 32; d++)
369       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
370 }
371
372
373 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
374 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
375
376 int64_t perft(Position& pos, Depth depth)
377 {
378     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
379     StateInfo st;
380     Move m;
381     int64_t sum = 0;
382
383     // Generate all legal moves
384     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
385
386     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
387     // the moves, just to count them.
388     if (depth <= ONE_PLY)
389         return int(last - mlist);
390
391     // Loop through all legal moves
392     CheckInfo ci(pos);
393     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
394     {
395         m = cur->move;
396         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
397         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
398         pos.undo_move(m);
399     }
400     return sum;
401 }
402
403
404 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
405 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
406 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
407 /// when a quit command is received during the search.
408
409 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
410            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
411
412   // Initialize global search variables
413   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
414   NodesSincePoll = 0;
415   SearchStartTime = get_system_time();
416   ExactMaxTime = maxTime;
417   MaxDepth = maxDepth;
418   MaxNodes = maxNodes;
419   InfiniteSearch = infinite;
420   Pondering = ponder;
421   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
422
423   // Look for a book move, only during games, not tests
424   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
425   {
426       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
427           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
428
429       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
430       if (bookMove != MOVE_NONE)
431       {
432           if (Pondering)
433               wait_for_stop_or_ponderhit();
434
435           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
436           return !QuitRequest;
437       }
438   }
439
440   // Read UCI option values
441   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
442   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
443   {
444       Options["Clear Hash"].set_value("false");
445       TT.clear();
446   }
447
448   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
449   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
450   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
451   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
452   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
453   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
454   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
455   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
456   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
457   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
458   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
459   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
460   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
461   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
462
463   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
464
465   // Set the number of active threads
466   ThreadsMgr.read_uci_options();
467   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
468
469   // Wake up needed threads
470   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
471       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
472
473   // Set thinking time
474   int myTime = time[pos.side_to_move()];
475   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
476   if (UseTimeManagement)
477       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
478
479   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
480   // heavy time pressure.
481   if (MaxNodes)
482       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
483   else if (myTime && myTime < 1000)
484       NodesBetweenPolls = 1000;
485   else if (myTime && myTime < 5000)
486       NodesBetweenPolls = 5000;
487   else
488       NodesBetweenPolls = 30000;
489
490   // Write search information to log file
491   if (UseLogFile)
492   {
493       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
494       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
495
496       LogFile << "Searching: "  << pos.to_fen()
497               << "\ninfinite: " << infinite
498               << " ponder: "    << ponder
499               << " time: "      << myTime
500               << " increment: " << myIncrement
501               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
502   }
503
504   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
505   Move ponderMove = MOVE_NONE;
506   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
507
508   // Print final search statistics
509   cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
510        << " nps " << nps(pos)
511        << " time " << current_search_time() << endl;
512
513   if (UseLogFile)
514   {
515       LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
516               << "\nNodes/second: " << nps(pos)
517               << "\nBest move: " << move_to_san(pos, bestMove);
518
519       StateInfo st;
520       pos.do_move(bestMove, st);
521       LogFile << "\nPonder move: "
522               << move_to_san(pos, ponderMove) // Works also with MOVE_NONE
523               << endl;
524
525       // Return from think() with unchanged position
526       pos.undo_move(bestMove);
527
528       LogFile.close();
529   }
530
531   // This makes all the threads to go to sleep
532   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
533
534   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
535   // best move before we are told to do so.
536   if (!StopRequest && (Pondering || InfiniteSearch))
537       wait_for_stop_or_ponderhit();
538
539   // Could be both MOVE_NONE when searching on a stalemate position
540   cout << "bestmove " << bestMove << " ponder " << ponderMove << endl;
541
542   return !QuitRequest;
543 }
544
545
546 namespace {
547
548   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
549   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
550   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
551   // reached.
552
553   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
554
555     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
556     Depth depth;
557     Move EasyMove = MOVE_NONE;
558     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
559
560     // Moves to search are verified, scored and sorted
561     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
562
563     // Handle special case of searching on a mate/stale position
564     if (rml.size() == 0)
565     {
566         Value s = (pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW);
567
568         cout << "info depth " << 1
569              << " score " << value_to_uci(s) << endl;
570
571         return MOVE_NONE;
572     }
573
574     // Initialize
575     TT.new_search();
576     H.clear();
577     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
578     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
579     Iteration = 1;
580
581     // Send initial RootMoveList scoring (iteration 1)
582     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
583          << "info depth " << Iteration
584          << "\n" << rml[0].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
585
586     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
587     if (   rml.size() == 1
588         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
589         EasyMove = rml[0].pv[0];
590
591     // Iterative deepening loop
592     while (Iteration < PLY_MAX)
593     {
594         // Initialize iteration
595         Iteration++;
596         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
597
598         cout << "info depth " << Iteration << endl;
599
600         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
601         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
602         {
603             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
604             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
605
606             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
607             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
608
609             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
610             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
611         }
612
613         depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
614
615         // Search to the current depth, rml is updated and sorted
616         value = root_search(pos, ss, alpha, beta, depth, rml);
617
618         if (StopRequest)
619             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
620
621         //Save info about search result
622         ValueByIteration[Iteration] = value;
623
624         // Drop the easy move if differs from the new best move
625         if (rml[0].pv[0] != EasyMove)
626             EasyMove = MOVE_NONE;
627
628         if (UseTimeManagement)
629         {
630             // Time to stop?
631             bool stopSearch = false;
632
633             // Stop search early if there is only a single legal move,
634             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
635             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
636                 stopSearch = true;
637
638             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
639             if (  Iteration >= 6
640                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
641                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
642                 stopSearch = true;
643
644             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
645             if (   Iteration >= 8
646                 && EasyMove == rml[0].pv[0]
647                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
648                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
649                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
650                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
651                 stopSearch = true;
652
653             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
654             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
655                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
656                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
657
658             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
659             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
660             // move at the next iteration anyway.
661             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
662                 stopSearch = true;
663
664             if (stopSearch)
665             {
666                 if (Pondering)
667                     StopOnPonderhit = true;
668                 else
669                     break;
670             }
671         }
672
673         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
674             break;
675     }
676
677     *ponderMove = rml[0].pv[1];
678     return rml[0].pv[0];
679   }
680
681
682   // root_search() is the function which searches the root node. It is
683   // similar to search_pv except that it prints some information to the
684   // standard output and handles the fail low/high loops.
685
686   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha,
687                     Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml) {
688     StateInfo st;
689     Move movesSearched[MOVES_MAX];
690     CheckInfo ci(pos);
691     int64_t nodes;
692     Move move;
693     Depth ext, newDepth;
694     Value value, oldAlpha;
695     RootMoveList::iterator rm;
696     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous, isPvMove;
697     int moveCount, researchCountFH, researchCountFL;
698
699     researchCountFH = researchCountFL = 0;
700     oldAlpha = alpha;
701     isCheck = pos.is_check();
702
703     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
704     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
705
706     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
707     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
708     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
709
710     // Step 5. Evaluate the position statically
711     // At root we do this only to get reference value for child nodes
712     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
713     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
714
715     // Step 6. Razoring (omitted at root)
716     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
717     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
718     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
719
720     // Step extra. Fail low loop
721     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
722     // with bigger window until we are not failing low anymore.
723     while (1)
724     {
725         // Sort the moves before to (re)search
726         rml.set_non_pv_scores(pos, rml[0].pv[0], ss);
727         rml.sort();
728         moveCount = 0;
729
730         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
731         for (rm = rml.begin(); rm != rml.end() && !StopRequest; ++rm)
732         {
733             // This is used by time management
734             FirstRootMove = (rm == rml.begin());
735
736             // Save the current node count before the move is searched
737             nodes = pos.nodes_searched();
738
739             // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
740             // correct accumulated node counts searched by each thread.
741             if (SendSearchedNodes)
742             {
743                 SendSearchedNodes = false;
744                 cout << "info nodes " << nodes
745                      << " nps " << nps(pos)
746                      << " time " << current_search_time() << endl;
747             }
748
749             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
750             // the standard output.
751             move = ss->currentMove = rm->pv[0];
752             movesSearched[moveCount++] = move;
753             isPvMove = (moveCount <= MultiPV);
754
755             if (current_search_time() >= 1000)
756                 cout << "info currmove " << move
757                      << " currmovenumber " << moveCount << endl;
758
759             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
760             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
761
762             // Step 11. Decide the new search depth
763             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
764             newDepth = depth + ext;
765
766             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
767
768             // Step extra. Fail high loop
769             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
770             // high anymore.
771             value = -VALUE_INFINITE;
772
773             while (1)
774             {
775                 // Step 13. Make the move
776                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
777
778                 // Step extra. pv search
779                 // We do pv search for PV moves and when failing high
780                 if (isPvMove || value > alpha)
781                 {
782                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
783                     if (MultiPV > 1)
784                         alpha = -VALUE_INFINITE;
785
786                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
787                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
788                 }
789                 else
790                 {
791                     // Step 14. Reduced search
792                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
793                     bool doFullDepthSearch = true;
794
795                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
796                         && !dangerous
797                         && !captureOrPromotion
798                         && !move_is_castle(move))
799                     {
800                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, moveCount - MultiPV + 1);
801                         if (ss->reduction)
802                         {
803                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
804
805                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
806                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
807                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
808                         }
809                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
810                     }
811
812                     // Step 15. Full depth search
813                     if (doFullDepthSearch)
814                     {
815                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
816                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
817
818                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
819                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
820                         if (value > alpha)
821                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
822                     }
823                 }
824
825                 // Step 16. Undo move
826                 pos.undo_move(move);
827
828                 // Can we exit fail high loop ?
829                 if (StopRequest || value < beta)
830                     break;
831
832                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
833                 // the score before research in case we run out of time while researching.
834                 ss->bestMove = move;
835                 rm->pv_score = value;
836                 rm->extract_pv_from_tt(pos);
837
838                 // Update killers and history only for non capture moves that fails high
839                 if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
840                 {
841                     update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
842                     update_killers(move, ss->killers);
843                 }
844
845                 // Inform GUI that PV has changed
846                 cout << rm->pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
847
848                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
849                 beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
850                 researchCountFH++;
851
852             } // End of fail high loop
853
854             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
855             // was aborted because the user interrupted the search or because we
856             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
857             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
858             // move and/or PV.
859             if (StopRequest)
860                 break;
861
862             // Remember searched nodes counts for this move
863             rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
864
865             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
866             assert(value < beta);
867
868             // Step 17. Check for new best move
869             if (!isPvMove && value <= alpha)
870                 rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
871             else
872             {
873                 // PV move or new best move!
874
875                 // Update PV
876                 ss->bestMove = move;
877                 rm->pv_score = value;
878                 rm->extract_pv_from_tt(pos);
879
880                 // We record how often the best move has been changed in each
881                 // iteration. This information is used for time managment: When
882                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
883                 if (!isPvMove && MultiPV == 1)
884                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
885
886                 // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
887                 // requires we send all the PV lines properly sorted.
888                 rml.sort_multipv(moveCount);
889
890                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
891                     cout << rml[j].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta, j) << endl;
892
893                 // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window
894                 if (MultiPV == 1)
895                 {
896                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
897                     if (value > alpha)
898                         alpha = value;
899                 }
900                 else // Set alpha equal to minimum score among the PV lines
901                     alpha = rml[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
902
903             } // PV move or new best move
904
905             assert(alpha >= oldAlpha);
906
907             AspirationFailLow = (alpha == oldAlpha);
908
909             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
910                 StopOnPonderhit = false;
911
912         } // Root moves loop
913
914         // Can we exit fail low loop ?
915         if (StopRequest || !AspirationFailLow)
916             break;
917
918         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
919         oldAlpha = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
920         researchCountFL++;
921
922     } // Fail low loop
923
924     // Sort the moves before to return
925     rml.sort();
926
927     // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
928     // have been overwritten during the search.
929     for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)rml.size()); i++)
930         rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
931
932     return alpha;
933   }
934
935
936   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
937   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
938   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
939   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
940   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
941   // here: This is taken care of after we return from the split point.
942
943   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
944   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
945
946     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
947     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
948     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
949     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
950     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
951
952     Move movesSearched[MOVES_MAX];
953     StateInfo st;
954     const TTEntry *tte;
955     Key posKey;
956     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
957     Depth ext, newDepth;
958     ValueType vt;
959     Value bestValue, value, oldAlpha;
960     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
961     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
962     bool mateThreat = false;
963     int moveCount = 0;
964     int threadID = pos.thread();
965     SplitPoint* sp = NULL;
966     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
967     oldAlpha = alpha;
968     isCheck = pos.is_check();
969
970     if (SpNode)
971     {
972         sp = ss->sp;
973         tte = NULL;
974         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
975         threatMove = sp->threatMove;
976         mateThreat = sp->mateThreat;
977         goto split_point_start;
978     }
979     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
980
981     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
982     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
983     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
984
985     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
986     {
987         NodesSincePoll = 0;
988         poll(pos);
989     }
990
991     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
992     if (   StopRequest
993         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
994         || pos.is_draw()
995         || ply >= PLY_MAX - 1)
996         return VALUE_DRAW;
997
998     // Step 3. Mate distance pruning
999     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
1000     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
1001     if (alpha >= beta)
1002         return alpha;
1003
1004     // Step 4. Transposition table lookup
1005
1006     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
1007     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1008     excludedMove = ss->excludedMove;
1009     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1010
1011     tte = TT.retrieve(posKey);
1012     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1013
1014     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1015     // This is to avoid problems in the following areas:
1016     //
1017     // * Repetition draw detection
1018     // * Fifty move rule detection
1019     // * Searching for a mate
1020     // * Printing of full PV line
1021     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1022     {
1023         TT.refresh(tte);
1024         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1025         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1026     }
1027
1028     // Step 5. Evaluate the position statically and
1029     // update gain statistics of parent move.
1030     if (isCheck)
1031         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1032     else if (tte)
1033     {
1034         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1035
1036         ss->eval = tte->static_value();
1037         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1038         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1039     }
1040     else
1041     {
1042         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1043         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1044     }
1045
1046     // Save gain for the parent non-capture move
1047     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1048
1049     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1050     if (   !PvNode
1051         &&  depth < RazorDepth
1052         && !isCheck
1053         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1054         &&  ttMove == MOVE_NONE
1055         && !value_is_mate(beta)
1056         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1057     {
1058         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1059         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1060         if (v < rbeta)
1061             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1062             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1063             return v;
1064     }
1065
1066     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1067     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1068     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1069     if (   !PvNode
1070         && !ss->skipNullMove
1071         &&  depth < RazorDepth
1072         && !isCheck
1073         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1074         && !value_is_mate(beta)
1075         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1076         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1077
1078     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1079     if (   !PvNode
1080         && !ss->skipNullMove
1081         &&  depth > ONE_PLY
1082         && !isCheck
1083         &&  refinedValue >= beta
1084         && !value_is_mate(beta)
1085         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1086     {
1087         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1088
1089         // Null move dynamic reduction based on depth
1090         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1091
1092         // Null move dynamic reduction based on value
1093         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1094             R++;
1095
1096         pos.do_null_move(st);
1097         (ss+1)->skipNullMove = true;
1098         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1099         (ss+1)->skipNullMove = false;
1100         pos.undo_null_move();
1101
1102         if (nullValue >= beta)
1103         {
1104             // Do not return unproven mate scores
1105             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1106                 nullValue = beta;
1107
1108             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1109                 return nullValue;
1110
1111             // Do verification search at high depths
1112             ss->skipNullMove = true;
1113             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1114             ss->skipNullMove = false;
1115
1116             if (v >= beta)
1117                 return nullValue;
1118         }
1119         else
1120         {
1121             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1122             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1123             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1124             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1125             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1126             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1127             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1128                 mateThreat = true;
1129
1130             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1131             if (   depth < ThreatDepth
1132                 && (ss-1)->reduction
1133                 && threatMove != MOVE_NONE
1134                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1135                 return beta - 1;
1136         }
1137     }
1138
1139     // Step 9. Internal iterative deepening
1140     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1141         &&  ttMove == MOVE_NONE
1142         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1143     {
1144         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1145
1146         ss->skipNullMove = true;
1147         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1148         ss->skipNullMove = false;
1149
1150         ttMove = ss->bestMove;
1151         tte = TT.retrieve(posKey);
1152     }
1153
1154     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1155     if (PvNode)
1156         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1157
1158 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1159
1160     // Initialize a MovePicker object for the current position
1161     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1162     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1163     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1164     CheckInfo ci(pos);
1165     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1166     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1167     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1168     singularExtensionNode =  !SpNode
1169                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1170                            && tte
1171                            && tte->move()
1172                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1173                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1174                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1175     if (SpNode)
1176     {
1177         lock_grab(&(sp->lock));
1178         bestValue = sp->bestValue;
1179     }
1180
1181     // Step 10. Loop through moves
1182     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1183     while (   bestValue < beta
1184            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1185            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1186     {
1187       assert(move_is_ok(move));
1188
1189       if (SpNode)
1190       {
1191           moveCount = ++sp->moveCount;
1192           lock_release(&(sp->lock));
1193       }
1194       else if (move == excludedMove)
1195           continue;
1196       else
1197           movesSearched[moveCount++] = move;
1198
1199       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1200       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1201
1202       // Step 11. Decide the new search depth
1203       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1204
1205       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1206       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1207       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1208       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1209       if (   singularExtensionNode
1210           && move == tte->move()
1211           && ext < ONE_PLY)
1212       {
1213           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1214
1215           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1216           {
1217               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1218               ss->excludedMove = move;
1219               ss->skipNullMove = true;
1220               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1221               ss->skipNullMove = false;
1222               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1223               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1224               if (v < b)
1225                   ext = ONE_PLY;
1226           }
1227       }
1228
1229       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1230       ss->currentMove = move;
1231       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1232
1233       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1234       if (   !PvNode
1235           && !captureOrPromotion
1236           && !isCheck
1237           && !dangerous
1238           &&  move != ttMove
1239           && !move_is_castle(move))
1240       {
1241           // Move count based pruning
1242           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1243               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1244               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1245           {
1246               if (SpNode)
1247                   lock_grab(&(sp->lock));
1248
1249               continue;
1250           }
1251
1252           // Value based pruning
1253           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1254           // but fixing this made program slightly weaker.
1255           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1256           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1257                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1258
1259           if (futilityValueScaled < beta)
1260           {
1261               if (SpNode)
1262               {
1263                   lock_grab(&(sp->lock));
1264                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1265                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1266               }
1267               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1268                   bestValue = futilityValueScaled;
1269
1270               continue;
1271           }
1272
1273           // Prune moves with negative SEE at low depths
1274           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1275               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1276               && pos.see_sign(move) < 0)
1277           {
1278               if (SpNode)
1279                   lock_grab(&(sp->lock));
1280
1281               continue;
1282           }
1283       }
1284
1285       // Step 13. Make the move
1286       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1287
1288       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1289       // The first move in list is the expected PV
1290       if (PvNode && moveCount == 1)
1291           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1292       else
1293       {
1294           // Step 14. Reduced depth search
1295           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1296           bool doFullDepthSearch = true;
1297
1298           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1299               && !captureOrPromotion
1300               && !dangerous
1301               && !move_is_castle(move)
1302               &&  ss->killers[0] != move
1303               &&  ss->killers[1] != move)
1304           {
1305               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1306
1307               if (ss->reduction)
1308               {
1309                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1310                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1311                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1312
1313                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1314               }
1315               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1316           }
1317
1318           // Step 15. Full depth search
1319           if (doFullDepthSearch)
1320           {
1321               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1322               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1323
1324               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1325               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1326               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1327               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1328                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1329           }
1330       }
1331
1332       // Step 16. Undo move
1333       pos.undo_move(move);
1334
1335       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1336
1337       // Step 17. Check for new best move
1338       if (SpNode)
1339       {
1340           lock_grab(&(sp->lock));
1341           bestValue = sp->bestValue;
1342           alpha = sp->alpha;
1343       }
1344
1345       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1346       {
1347           bestValue = value;
1348
1349           if (SpNode)
1350               sp->bestValue = value;
1351
1352           if (value > alpha)
1353           {
1354               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1355               {
1356                   alpha = value;
1357
1358                   if (SpNode)
1359                       sp->alpha = value;
1360               }
1361               else if (SpNode)
1362                   sp->betaCutoff = true;
1363
1364               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1365                   ss->mateKiller = move;
1366
1367               ss->bestMove = move;
1368
1369               if (SpNode)
1370                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1371           }
1372       }
1373
1374       // Step 18. Check for split
1375       if (   !SpNode
1376           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1377           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1378           && bestValue < beta
1379           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1380           && !StopRequest
1381           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1382           && Iteration <= 99)
1383           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1384                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1385     }
1386
1387     // Step 19. Check for mate and stalemate
1388     // All legal moves have been searched and if there are
1389     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1390     // If one move was excluded return fail low score.
1391     if (!SpNode && !moveCount)
1392         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1393
1394     // Step 20. Update tables
1395     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1396     // history counters, and killer moves.
1397     if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1398     {
1399         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1400         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1401              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1402
1403         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1404
1405         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1406         if (    bestValue >= beta
1407             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1408         {
1409             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1410             update_killers(move, ss->killers);
1411         }
1412     }
1413
1414     if (SpNode)
1415     {
1416         // Here we have the lock still grabbed
1417         sp->slaves[threadID] = 0;
1418         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1419         lock_release(&(sp->lock));
1420     }
1421
1422     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1423
1424     return bestValue;
1425   }
1426
1427   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1428   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1429   // less than ONE_PLY).
1430
1431   template <NodeType PvNode>
1432   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1433
1434     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1435     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1436     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1437     assert(depth <= 0);
1438     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1439     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1440
1441     StateInfo st;
1442     Move ttMove, move;
1443     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1444     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1445     const TTEntry* tte;
1446     Depth ttDepth;
1447     Value oldAlpha = alpha;
1448
1449     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1450
1451     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1452     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1453         return VALUE_DRAW;
1454
1455     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1456     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1457     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1458     isCheck = pos.is_check();
1459     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1460
1461     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1462     // pruning, but only for move ordering.
1463     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1464     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1465
1466     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1467     {
1468         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1469         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1470     }
1471
1472     // Evaluate the position statically
1473     if (isCheck)
1474     {
1475         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1476         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1477         enoughMaterial = false;
1478     }
1479     else
1480     {
1481         if (tte)
1482         {
1483             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1484
1485             evalMargin = tte->static_value_margin();
1486             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1487         }
1488         else
1489             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1490
1491         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1492
1493         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1494         if (bestValue >= beta)
1495         {
1496             if (!tte)
1497                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1498
1499             return bestValue;
1500         }
1501
1502         if (PvNode && bestValue > alpha)
1503             alpha = bestValue;
1504
1505         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1506         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1507         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1508     }
1509
1510     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1511     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1512     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1513     // be generated.
1514     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1515     CheckInfo ci(pos);
1516
1517     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1518     while (   alpha < beta
1519            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1520     {
1521       assert(move_is_ok(move));
1522
1523       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1524
1525       // Futility pruning
1526       if (   !PvNode
1527           && !isCheck
1528           && !moveIsCheck
1529           &&  move != ttMove
1530           &&  enoughMaterial
1531           && !move_is_promotion(move)
1532           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1533       {
1534           futilityValue =  futilityBase
1535                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1536                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1537
1538           if (futilityValue < alpha)
1539           {
1540               if (futilityValue > bestValue)
1541                   bestValue = futilityValue;
1542               continue;
1543           }
1544       }
1545
1546       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1547       evasionPrunable =   isCheck
1548                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1549                        && !pos.move_is_capture(move)
1550                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1551
1552       // Don't search moves with negative SEE values
1553       if (   !PvNode
1554           && (!isCheck || evasionPrunable)
1555           &&  move != ttMove
1556           && !move_is_promotion(move)
1557           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1558           continue;
1559
1560       // Don't search useless checks
1561       if (   !PvNode
1562           && !isCheck
1563           &&  moveIsCheck
1564           &&  move != ttMove
1565           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1566           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1567           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1568       {
1569           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1570               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1571
1572           continue;
1573       }
1574
1575       // Update current move
1576       ss->currentMove = move;
1577
1578       // Make and search the move
1579       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1580       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1581       pos.undo_move(move);
1582
1583       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1584
1585       // New best move?
1586       if (value > bestValue)
1587       {
1588           bestValue = value;
1589           if (value > alpha)
1590           {
1591               alpha = value;
1592               ss->bestMove = move;
1593           }
1594        }
1595     }
1596
1597     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1598     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1599     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1600         return value_mated_in(ply);
1601
1602     // Update transposition table
1603     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1604     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1605
1606     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1607
1608     return bestValue;
1609   }
1610
1611
1612   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1613   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1614   // will be pruned.
1615
1616   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1617   {
1618     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1619     Square from, to, ksq, victimSq;
1620     Piece pc;
1621     Color them;
1622     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1623
1624     from = move_from(move);
1625     to = move_to(move);
1626     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1627     ksq = pos.king_square(them);
1628     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1629     pc = pos.piece_on(from);
1630
1631     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1632     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1633     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1634
1635     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1636     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1637
1638     if (!(b && (b & (b - 1))))
1639         return true;
1640
1641     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1642     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1643         && bit_is_set(kingAtt, to))
1644         return true;
1645
1646     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1647     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1648
1649     while (b)
1650     {
1651         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1652         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1653
1654         // Note that here we generate illegal "double move"!
1655         if (   futilityValue >= beta
1656             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1657             return true;
1658
1659         if (futilityValue > bv)
1660             bv = futilityValue;
1661     }
1662
1663     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1664     *bestValue = bv;
1665     return false;
1666   }
1667
1668
1669   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1670   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1671   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1672   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1673   // second move is assumed to be a move from the current position.
1674
1675   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1676
1677     Square f1, t1, f2, t2;
1678     Piece p;
1679
1680     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1681     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1682
1683     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1684     f2 = move_from(m2);
1685     t1 = move_to(m1);
1686     if (f2 == t1)
1687         return true;
1688
1689     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1690     t2 = move_to(m2);
1691     f1 = move_from(m1);
1692     if (t2 == f1)
1693         return true;
1694
1695     // Case 3: Moving through the vacated square
1696     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1697         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1698       return true;
1699
1700     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1701     p = pos.piece_on(t1);
1702     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1703         return true;
1704
1705     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1706     if (    piece_is_slider(p)
1707         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1708         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1709     {
1710         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1711         // move is the opposite of the checking piece.
1712         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1713         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1714
1715         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1716             return true;
1717     }
1718     return false;
1719   }
1720
1721
1722   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1723   // compensated for the ply.
1724
1725   bool value_is_mate(Value value) {
1726
1727     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1728
1729     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1730           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1731   }
1732
1733
1734   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1735   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1736   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1737
1738   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1739
1740     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1741       return v + ply;
1742
1743     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1744       return v - ply;
1745
1746     return v;
1747   }
1748
1749
1750   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1751   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1752
1753   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1754
1755     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1756       return v - ply;
1757
1758     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1759       return v + ply;
1760
1761     return v;
1762   }
1763
1764
1765   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1766   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1767   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1768   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1769   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1770   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1771   template <NodeType PvNode>
1772   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1773                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1774
1775     assert(m != MOVE_NONE);
1776
1777     Depth result = DEPTH_ZERO;
1778     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1779
1780     if (*dangerous)
1781     {
1782         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1783             result += CheckExtension[PvNode];
1784
1785         if (singleEvasion)
1786             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1787
1788         if (mateThreat)
1789             result += MateThreatExtension[PvNode];
1790     }
1791
1792     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1793     {
1794         Color c = pos.side_to_move();
1795         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1796         {
1797             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1798             *dangerous = true;
1799         }
1800         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1801         {
1802             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1803             *dangerous = true;
1804         }
1805     }
1806
1807     if (   captureOrPromotion
1808         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1809         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1810             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1811         && !move_is_promotion(m)
1812         && !move_is_ep(m))
1813     {
1814         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1815         *dangerous = true;
1816     }
1817
1818     if (   PvNode
1819         && captureOrPromotion
1820         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1821         && pos.see_sign(m) >= 0)
1822     {
1823         result += ONE_PLY / 2;
1824         *dangerous = true;
1825     }
1826
1827     return Min(result, ONE_PLY);
1828   }
1829
1830
1831   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1832   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1833
1834   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1835
1836     assert(move_is_ok(m));
1837     assert(threat && move_is_ok(threat));
1838     assert(!pos.move_is_check(m));
1839     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1840     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1841
1842     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1843
1844     mfrom = move_from(m);
1845     mto = move_to(m);
1846     tfrom = move_from(threat);
1847     tto = move_to(threat);
1848
1849     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1850     if (mfrom == tto)
1851         return true;
1852
1853     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1854     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1855     if (   pos.move_is_capture(threat)
1856         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1857             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1858         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1859         return true;
1860
1861     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1862     // prune safe moves which block its ray.
1863     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1864         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1865         && pos.see_sign(m) >= 0)
1866         return true;
1867
1868     return false;
1869   }
1870
1871
1872   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1873   // can be used at a given point in search.
1874
1875   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1876
1877     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1878
1879     return   (   tte->depth() >= depth
1880               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1881               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1882
1883           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1884               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1885   }
1886
1887
1888   // refine_eval() returns the transposition table score if
1889   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1890
1891   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1892
1893       assert(tte);
1894
1895       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1896
1897       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1898           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1899           return v;
1900
1901       return defaultEval;
1902   }
1903
1904
1905   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1906   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1907
1908   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1909                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1910     Move m;
1911
1912     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1913
1914     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1915     {
1916         m = movesSearched[i];
1917
1918         assert(m != move);
1919
1920         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1921             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1922     }
1923   }
1924
1925
1926   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1927   // among the killer moves of that ply.
1928
1929   void update_killers(Move m, Move killers[]) {
1930
1931     if (m == killers[0])
1932         return;
1933
1934     killers[1] = killers[0];
1935     killers[0] = m;
1936   }
1937
1938
1939   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1940   // the static position evaluation before and after the move.
1941
1942   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1943
1944     if (   m != MOVE_NULL
1945         && before != VALUE_NONE
1946         && after != VALUE_NONE
1947         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1948         && !move_is_special(m))
1949         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1950   }
1951
1952
1953   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
1954   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
1955
1956   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
1957
1958     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
1959     {
1960         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1961         ss->skipNullMove = false;
1962         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
1963         ss->sp = NULL;
1964
1965         if (i < 3)
1966             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
1967     }
1968   }
1969
1970
1971   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1972   // protocol specifications:
1973   //
1974   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1975   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1976   //            use negative values for y.
1977
1978   std::string value_to_uci(Value v) {
1979
1980     std::stringstream s;
1981
1982     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1983       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1984     else
1985       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1986
1987     return s.str();
1988   }
1989
1990
1991   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1992   // since the beginning of the current search.
1993
1994   int current_search_time() {
1995
1996     return get_system_time() - SearchStartTime;
1997   }
1998
1999
2000   // nps() computes the current nodes/second count
2001
2002   int nps(const Position& pos) {
2003
2004     int t = current_search_time();
2005     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
2006   }
2007
2008
2009   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2010   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2011   // search.
2012
2013   void poll(const Position& pos) {
2014
2015     static int lastInfoTime;
2016     int t = current_search_time();
2017
2018     //  Poll for input
2019     if (input_available())
2020     {
2021         // We are line oriented, don't read single chars
2022         std::string command;
2023
2024         if (!std::getline(std::cin, command))
2025             command = "quit";
2026
2027         if (command == "quit")
2028         {
2029             // Quit the program as soon as possible
2030             Pondering = false;
2031             QuitRequest = StopRequest = true;
2032             return;
2033         }
2034         else if (command == "stop")
2035         {
2036             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
2037             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
2038             Pondering = false;
2039             StopRequest = true;
2040         }
2041         else if (command == "ponderhit")
2042         {
2043             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
2044             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
2045             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
2046             Pondering = false;
2047
2048             if (StopOnPonderhit)
2049                 StopRequest = true;
2050         }
2051     }
2052
2053     // Print search information
2054     if (t < 1000)
2055         lastInfoTime = 0;
2056
2057     else if (lastInfoTime > t)
2058         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2059         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2060         lastInfoTime = 0;
2061
2062     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2063     {
2064         lastInfoTime = t;
2065
2066         if (dbg_show_mean)
2067             dbg_print_mean();
2068
2069         if (dbg_show_hit_rate)
2070             dbg_print_hit_rate();
2071
2072         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
2073         SendSearchedNodes = true;
2074     }
2075
2076     // Should we stop the search?
2077     if (Pondering)
2078         return;
2079
2080     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2081                            && !AspirationFailLow
2082                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2083
2084     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2085                      || stillAtFirstMove;
2086
2087     if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
2088         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2089         || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes)) // FIXME
2090         StopRequest = true;
2091   }
2092
2093
2094   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2095   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2096   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2097   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2098   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2099   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
2100
2101   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2102
2103     std::string command;
2104
2105     while (true)
2106     {
2107         // Wait for a command from stdin
2108         if (!std::getline(std::cin, command))
2109             command = "quit";
2110
2111         if (command == "quit")
2112         {
2113             QuitRequest = true;
2114             break;
2115         }
2116         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2117             break;
2118     }
2119   }
2120
2121
2122   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2123   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2124   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2125   // threads and one for Windows threads.
2126
2127 #if !defined(_MSC_VER)
2128
2129   void* init_thread(void* threadID) {
2130
2131     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2132     return NULL;
2133   }
2134
2135 #else
2136
2137   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2138
2139     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2140     return 0;
2141   }
2142
2143 #endif
2144
2145
2146   /// The ThreadsManager class
2147
2148
2149   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2150   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2151   // to start a new search.
2152
2153   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2154
2155     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2156     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2157     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2158     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2159   }
2160
2161
2162   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2163   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2164   // object for which the current thread is the master.
2165
2166   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2167
2168     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2169
2170     int i;
2171     bool allFinished = false;
2172
2173     while (true)
2174     {
2175         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2176         // master should exit as last one.
2177         if (allThreadsShouldExit)
2178         {
2179             assert(!sp);
2180             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2181             return;
2182         }
2183
2184         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2185         // instead of wasting CPU time polling for work.
2186         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2187                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2188         {
2189             assert(!sp || useSleepingThreads);
2190             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2191
2192             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2193                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2194
2195             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2196             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2197
2198             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2199             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2200             allFinished = (i == activeThreads);
2201
2202             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2203             {
2204                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2205                 break;
2206             }
2207
2208             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2209             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2210                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2211
2212             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2213         }
2214
2215         // If this thread has been assigned work, launch a search
2216         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2217         {
2218             assert(!allThreadsShouldExit);
2219
2220             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2221
2222             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2223             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2224             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2225             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2226             ss->sp = tsp;
2227
2228             if (tsp->pvNode)
2229                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2230             else
2231                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2232
2233             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2234
2235             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2236
2237             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2238             // case we are the last slave of the split point.
2239             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2240                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2241         }
2242
2243         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2244         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2245         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2246         allFinished = (i == activeThreads);
2247
2248         if (allFinished)
2249         {
2250             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2251             // be sure sp->lock has been released before to return.
2252             lock_grab(&(sp->lock));
2253             lock_release(&(sp->lock));
2254
2255             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2256             // because here is all finished is not possible master is booked.
2257             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2258
2259             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2260             return;
2261         }
2262     }
2263   }
2264
2265
2266   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2267   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2268   // objects.
2269
2270   void ThreadsManager::init_threads() {
2271
2272     int i, arg[MAX_THREADS];
2273     bool ok;
2274
2275     // Initialize global locks
2276     lock_init(&mpLock);
2277
2278     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2279     {
2280         lock_init(&sleepLock[i]);
2281         cond_init(&sleepCond[i]);
2282     }
2283
2284     // Initialize splitPoints[] locks
2285     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2286         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2287             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2288
2289     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2290     allThreadsShouldExit = false;
2291
2292     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2293     activeThreads = 1;
2294
2295     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2296     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2297     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2298         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2299
2300     // Launch the helper threads
2301     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2302     {
2303         arg[i] = i;
2304
2305 #if !defined(_MSC_VER)
2306         pthread_t pthread[1];
2307         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2308         pthread_detach(pthread[0]);
2309 #else
2310         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2311 #endif
2312         if (!ok)
2313         {
2314             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2315             exit(EXIT_FAILURE);
2316         }
2317
2318         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2319         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2320     }
2321   }
2322
2323
2324   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2325   // helper threads exit cleanly.
2326
2327   void ThreadsManager::exit_threads() {
2328
2329     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2330
2331     // Wake up all the threads and waits for termination
2332     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2333     {
2334         wake_sleeping_thread(i);
2335         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2336     }
2337
2338     // Now we can safely destroy the locks
2339     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2340         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2341             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2342
2343     lock_destroy(&mpLock);
2344
2345     // Now we can safely destroy the wait conditions
2346     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2347     {
2348         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2349         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2350     }
2351   }
2352
2353
2354   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2355   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2356   // the current split point.
2357
2358   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2359
2360     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2361
2362     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2363
2364     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2365     return sp != NULL;
2366   }
2367
2368
2369   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2370   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2371   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2372   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2373   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2374   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2375   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2376
2377   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2378
2379     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2380     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2381     assert(activeThreads > 1);
2382
2383     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2384         return false;
2385
2386     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2387     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2388
2389     // No active split points means that the thread is available as
2390     // a slave for any other thread.
2391     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2392         return true;
2393
2394     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2395     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2396     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2397     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2398         return true;
2399
2400     return false;
2401   }
2402
2403
2404   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2405   // a slave for the thread with threadID "master".
2406
2407   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2408
2409     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2410     assert(activeThreads > 1);
2411
2412     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2413         if (thread_is_available(i, master))
2414             return true;
2415
2416     return false;
2417   }
2418
2419
2420   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2421   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2422   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2423   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2424   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2425   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2426   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2427   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2428
2429   template <bool Fake>
2430   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2431                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2432                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2433     assert(pos.is_ok());
2434     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2435     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2436     assert(*bestValue <= *alpha);
2437     assert(*alpha < beta);
2438     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2439     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2440     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2441     assert(activeThreads > 1);
2442
2443     int i, master = pos.thread();
2444     Thread& masterThread = threads[master];
2445
2446     lock_grab(&mpLock);
2447
2448     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2449     // active split points, don't split.
2450     if (   !available_thread_exists(master)
2451         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2452     {
2453         lock_release(&mpLock);
2454         return;
2455     }
2456
2457     // Pick the next available split point object from the split point stack
2458     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2459
2460     // Initialize the split point object
2461     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2462     splitPoint.master = master;
2463     splitPoint.betaCutoff = false;
2464     splitPoint.ply = ply;
2465     splitPoint.depth = depth;
2466     splitPoint.threatMove = threatMove;
2467     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2468     splitPoint.alpha = *alpha;
2469     splitPoint.beta = beta;
2470     splitPoint.pvNode = pvNode;
2471     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2472     splitPoint.mp = mp;
2473     splitPoint.moveCount = moveCount;
2474     splitPoint.pos = &pos;
2475     splitPoint.nodes = 0;
2476     splitPoint.parentSstack = ss;
2477     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2478         splitPoint.slaves[i] = 0;
2479
2480     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2481
2482     // If we are here it means we are not available
2483     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2484
2485     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2486
2487     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2488     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2489         if (thread_is_available(i, master))
2490         {
2491             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2492             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2493             splitPoint.slaves[i] = 1;
2494             workersCnt++;
2495         }
2496
2497     assert(Fake || workersCnt > 1);
2498
2499     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2500     lock_release(&mpLock);
2501
2502     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2503     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2504     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2505         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2506         {
2507             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2508
2509             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2510
2511             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2512
2513             if (useSleepingThreads && i != master)
2514                 wake_sleeping_thread(i);
2515         }
2516
2517     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2518     // which it will instantly launch a search, because its state is
2519     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2520     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2521     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2522     idle_loop(master, &splitPoint);
2523
2524     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2525     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2526     lock_grab(&mpLock);
2527
2528     *alpha = splitPoint.alpha;
2529     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2530     masterThread.activeSplitPoints--;
2531     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2532     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2533
2534     lock_release(&mpLock);
2535   }
2536
2537
2538   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2539   // when it is time to start a new search.
2540
2541   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2542
2543      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2544      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2545      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2546   }
2547
2548
2549   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2550
2551   RootMove::RootMove() {
2552
2553     nodes = 0;
2554     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2555     pv[0] = MOVE_NONE;
2556   }
2557
2558   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2559
2560     const Move* src = rm.pv;
2561     Move* dst = pv;
2562
2563     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2564     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2565
2566     nodes = rm.nodes;
2567     pv_score = rm.pv_score;
2568     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2569     return *this;
2570   }
2571
2572   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2573   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2574   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2575   // long PV to print that is important for position analysis.
2576
2577   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2578
2579     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2580     TTEntry* tte;
2581     int ply = 1;
2582
2583     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2584
2585     pos.do_move(pv[0], *st++);
2586
2587     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2588            && tte->move() != MOVE_NONE
2589            && move_is_legal(pos, tte->move())
2590            && ply < PLY_MAX
2591            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2592     {
2593         pv[ply] = tte->move();
2594         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2595     }
2596     pv[ply] = MOVE_NONE;
2597
2598     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2599   }
2600
2601   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2602   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2603   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2604
2605   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2606
2607     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2608     TTEntry* tte;
2609     Key k;
2610     Value v, m = VALUE_NONE;
2611     int ply = 0;
2612
2613     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2614
2615     do {
2616         k = pos.get_key();
2617         tte = TT.retrieve(k);
2618
2619         // Don't overwrite exsisting correct entries
2620         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2621         {
2622             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2623             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2624         }
2625         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2626
2627     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2628
2629     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2630   }
2631
2632   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2633   // formatted according to UCI specification and eventually writes the info
2634   // to a log file. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2635
2636   std::string RootMove::pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
2637
2638     std::stringstream s, l;
2639     Move* m = pv;
2640
2641     while (*m != MOVE_NONE)
2642         l << *m++ << " ";
2643
2644     s << "info depth " << Iteration // FIXME
2645       << " seldepth " << int(m - pv)
2646       << " multipv " << pvLine + 1
2647       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2648       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2649       << " time "  << current_search_time()
2650       << " nodes " << pos.nodes_searched()
2651       << " nps "   << nps(pos)
2652       << " pv "    << l.str();
2653
2654     if (UseLogFile && pvLine == 0)
2655     {
2656         ValueType t = pv_score >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2657                       pv_score <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2658
2659         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, pv_score, t, pv) << endl;
2660     }
2661     return s.str();
2662   }
2663
2664
2665   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2666
2667     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2668     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2669     StateInfo st;
2670     Move* sm;
2671
2672     // Initialize search stack
2673     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2674     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2675
2676     // Generate all legal moves
2677     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
2678
2679     // Add each move to the RootMoveList's vector
2680     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2681     {
2682         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2683         // is in the list before to add it.
2684         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2685
2686         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2687             continue;
2688
2689         // Find a quick score for the move and add to the list
2690         pos.do_move(cur->move, st);
2691
2692         RootMove rm;
2693         rm.pv[0] = ss[0].currentMove = cur->move;
2694         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2695         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2696         push_back(rm);
2697
2698         pos.undo_move(cur->move);
2699     }
2700     sort();
2701   }
2702
2703   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2704   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2705   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2706   // the first order pv scores of both moves are equal.
2707
2708   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos, Move ttm, SearchStack* ss)
2709   {
2710       Move move;
2711       Value score = VALUE_ZERO;
2712       MovePicker mp(pos, ttm, ONE_PLY, H, ss);
2713
2714       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2715           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2716               if (it->pv[0] == move)
2717               {
2718                   it->non_pv_score = score--;
2719                   break;
2720               }
2721   }
2722
2723 } // namespace