Introduce MovePicker::isBadCapture() and use in probcut
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>
23 #include <fstream>
24 #include <iostream>
25 #include <sstream>
26 #include <vector>
27
28 #include "book.h"
29 #include "evaluate.h"
30 #include "history.h"
31 #include "misc.h"
32 #include "move.h"
33 #include "movegen.h"
34 #include "movepick.h"
35 #include "search.h"
36 #include "timeman.h"
37 #include "thread.h"
38 #include "tt.h"
39 #include "ucioption.h"
40
41 using std::cout;
42 using std::endl;
43
44 namespace {
45
46   // Set to true to force running with one thread. Used for debugging
47   const bool FakeSplit = false;
48
49   // Different node types, used as template parameter
50   enum NodeType { NonPV, PV };
51
52   // RootMove struct is used for moves at the root of the tree. For each root
53   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
54   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
55   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
56   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
57   struct RootMove {
58
59     RootMove();
60     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
61     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
62
63     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
64     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
65     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
66     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this way
67     // we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
68     bool operator<(const RootMove& m) const {
69       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
70                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
71     }
72
73     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
74     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
75     std::string pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, int selDepth,
76                                Value alpha, Value beta, int pvIdx);
77     int64_t nodes;
78     Value pv_score;
79     Value non_pv_score;
80     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
81   };
82
83   // RootMoveList struct is just a vector of RootMove objects,
84   // with an handful of methods above the standard ones.
85   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
86
87     typedef std::vector<RootMove> Base;
88
89     void init(Position& pos, Move searchMoves[]);
90     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
91     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
92
93     int bestMoveChanges;
94   };
95
96   // MovePickerExt template class extends MovePicker and allows to choose at compile
97   // time the proper moves source according to the type of node. In the default case
98   // we simply create and use a standard MovePicker object.
99   template<bool SpNode, bool Root> struct MovePickerExt : public MovePicker {
100
101     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
102                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
103
104     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
105   };
106
107   // In case of a SpNode we use split point's shared MovePicker object as moves source
108   template<> struct MovePickerExt<true, false> : public MovePicker {
109
110     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
111                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), mp(ss->sp->mp) {}
112
113     Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
114
115     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
116     MovePicker* mp;
117   };
118
119   // In case of a Root node we use RootMoveList as moves source
120   template<> struct MovePickerExt<false, true> : public MovePicker {
121
122     MovePickerExt(const Position&, Move, Depth, const History&, SearchStack*, Value);
123     Move get_next_move();
124
125     RootMoveList::iterator rm;
126     bool firstCall;
127   };
128
129
130   /// Constants
131
132   // Lookup table to check if a Piece is a slider and its access function
133   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
134   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
135
136   // Step 6. Razoring
137
138   // Maximum depth for razoring
139   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
140
141   // Dynamic razoring margin based on depth
142   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
143
144   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
145   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
146
147   // Step 9. Internal iterative deepening
148
149   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
150   const Depth IIDDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 5 * ONE_PLY };
151
152   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
153   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
154   const Value IIDMargin = Value(0x100);
155
156   // Step 11. Decide the new search depth
157
158   // Extensions. Array index 0 is used for non-PV nodes, index 1 for PV nodes
159   const Depth CheckExtension[]         = { ONE_PLY / 2, ONE_PLY / 1 };
160   const Depth PawnEndgameExtension[]   = { ONE_PLY / 1, ONE_PLY / 1 };
161   const Depth PawnPushTo7thExtension[] = { ONE_PLY / 2, ONE_PLY / 2 };
162   const Depth PassedPawnExtension[]    = {  DEPTH_ZERO, ONE_PLY / 2 };
163
164   // Minimum depth for use of singular extension
165   const Depth SingularExtensionDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 6 * ONE_PLY };
166
167   // Step 12. Futility pruning
168
169   // Futility margin for quiescence search
170   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
171
172   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their access functions
173   Value FutilityMargins[16][64]; // [depth][moveNumber]
174   int FutilityMoveCounts[32];    // [depth]
175
176   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) {
177
178     return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[Max(d, 1)][Min(mn, 63)]
179                            : 2 * VALUE_INFINITE;
180   }
181
182   inline int futility_move_count(Depth d) {
183
184     return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCounts[d] : MAX_MOVES;
185   }
186
187   // Step 14. Reduced search
188
189   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their access function
190   int8_t Reductions[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
191
192   template <NodeType PV> inline Depth reduction(Depth d, int mn) {
193
194     return (Depth) Reductions[PV][Min(d / ONE_PLY, 63)][Min(mn, 63)];
195   }
196
197   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
198   // better than the second best move.
199   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
200
201
202   /// Namespace variables
203
204   // Root move list
205   RootMoveList Rml;
206
207   // MultiPV mode
208   int MultiPV, UCIMultiPV;
209
210   // Time management variables
211   bool StopOnPonderhit, FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
212   TimeManager TimeMgr;
213   SearchLimits Limits;
214
215   // Log file
216   std::ofstream LogFile;
217
218   // Skill level adjustment
219   int SkillLevel;
220   bool SkillLevelEnabled;
221
222   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
223   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
224   bool SendSearchedNodes;
225   int NodesSincePoll;
226   int NodesBetweenPolls = 30000;
227
228   // History table
229   History H;
230
231
232   /// Local functions
233
234   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
235
236   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
237   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
238
239   template <NodeType PvNode>
240   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
241
242   template <NodeType PvNode>
243   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
244
245     return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO)
246                            : search<PvNode, false, false>(pos, ss, alpha, beta, depth);
247   }
248
249   template <NodeType PvNode>
250   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool* dangerous);
251
252   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
253   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
254   Value value_to_tt(Value v, int ply);
255   Value value_from_tt(Value v, int ply);
256   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
257   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
258   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
259   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
260   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
261   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder);
262
263   int current_search_time(int set = 0);
264   std::string value_to_uci(Value v);
265   std::string speed_to_uci(int64_t nodes);
266   void poll(const Position& pos);
267   void wait_for_stop_or_ponderhit();
268
269   // Overload operator<<() to make it easier to print moves in a coordinate
270   // notation compatible with UCI protocol.
271   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
272
273     bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
274     return os << move_to_uci(m, chess960);
275   }
276
277   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
278   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
279   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
280   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
281   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
282   // operator<<() that will read it to properly format castling moves.
283   enum set960 {};
284
285   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
286
287     os.iword(0) = int(f);
288     return os;
289   }
290
291 } // namespace
292
293
294 /// init_search() is called during startup to initialize various lookup tables
295
296 void init_search() {
297
298   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
299   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
300   int mc; // moveCount
301
302   // Init reductions array
303   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
304   {
305       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
306       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
307       Reductions[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
308       Reductions[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
309   }
310
311   // Init futility margins array
312   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
313       FutilityMargins[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
314
315   // Init futility move count array
316   for (d = 0; d < 32; d++)
317       FutilityMoveCounts[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
318 }
319
320
321 /// perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up to
322 /// the given depth are generated and counted and the sum returned.
323
324 int64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
325
326   MoveStack mlist[MAX_MOVES];
327   StateInfo st;
328   Move m;
329   int64_t sum = 0;
330
331   // Generate all legal moves
332   MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
333
334   // If we are at the last ply we don't need to do and undo
335   // the moves, just to count them.
336   if (depth <= ONE_PLY)
337       return int(last - mlist);
338
339   // Loop through all legal moves
340   CheckInfo ci(pos);
341   for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
342   {
343       m = cur->move;
344       pos.do_move(m, st, ci, pos.move_gives_check(m, ci));
345       sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
346       pos.undo_move(m);
347   }
348   return sum;
349 }
350
351
352 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
353 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various global
354 /// variables, and calls id_loop(). It returns false when a "quit" command is
355 /// received during the search.
356
357 bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
358
359   static Book book;
360
361   // Initialize global search-related variables
362   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
363   NodesSincePoll = 0;
364   current_search_time(get_system_time());
365   Limits = limits;
366   TimeMgr.init(Limits, pos.startpos_ply_counter());
367
368   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under time pressure
369   if (Limits.maxNodes)
370       NodesBetweenPolls = Min(Limits.maxNodes, 30000);
371   else if (Limits.time && Limits.time < 1000)
372       NodesBetweenPolls = 1000;
373   else if (Limits.time && Limits.time < 5000)
374       NodesBetweenPolls = 5000;
375   else
376       NodesBetweenPolls = 30000;
377
378   // Look for a book move
379   if (Options["OwnBook"].value<bool>())
380   {
381       if (Options["Book File"].value<std::string>() != book.name())
382           book.open(Options["Book File"].value<std::string>());
383
384       Move bookMove = book.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
385       if (bookMove != MOVE_NONE)
386       {
387           if (Limits.ponder)
388               wait_for_stop_or_ponderhit();
389
390           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
391           return !QuitRequest;
392       }
393   }
394
395   // Read UCI options
396   UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<int>();
397   SkillLevel = Options["Skill Level"].value<int>();
398
399   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
400   Threads.read_uci_options();
401
402   // If needed allocate pawn and material hash tables and adjust TT size
403   Threads.init_hash_tables();
404   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
405
406   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
407   {
408       Options["Clear Hash"].set_value("false");
409       TT.clear();
410   }
411
412   // Do we have to play with skill handicap? In this case enable MultiPV that
413   // we will use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
414   SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
415   MultiPV = (SkillLevelEnabled ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
416
417   // Wake up needed threads and reset maxPly counter
418   for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
419   {
420       Threads[i].wake_up();
421       Threads[i].maxPly = 0;
422   }
423
424   // Write to log file and keep it open to be accessed during the search
425   if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
426   {
427       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
428       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
429
430       if (LogFile.is_open())
431           LogFile << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
432                   << "\ninfinite: "   << Limits.infinite
433                   << " ponder: "      << Limits.ponder
434                   << " time: "        << Limits.time
435                   << " increment: "   << Limits.increment
436                   << " moves to go: " << Limits.movesToGo
437                   << endl;
438   }
439
440   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
441   Move ponderMove = MOVE_NONE;
442   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
443
444   cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
445
446   // Write final search statistics and close log file
447   if (LogFile.is_open())
448   {
449       int t = current_search_time();
450
451       LogFile << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
452               << "\nNodes/second: " << (t > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / t : 0)
453               << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, bestMove);
454
455       StateInfo st;
456       pos.do_move(bestMove, st);
457       LogFile << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, ponderMove) << endl;
458       pos.undo_move(bestMove); // Return from think() with unchanged position
459       LogFile.close();
460   }
461
462   // This makes all the threads to go to sleep
463   Threads.set_size(1);
464
465   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
466   // best move before we are told to do so.
467   if (!StopRequest && (Limits.ponder || Limits.infinite))
468       wait_for_stop_or_ponderhit();
469
470   // Could be MOVE_NONE when searching on a stalemate position
471   cout << "bestmove " << bestMove;
472
473   // UCI protol is not clear on allowing sending an empty ponder move, instead
474   // it is clear that ponder move is optional. So skip it if empty.
475   if (ponderMove != MOVE_NONE)
476       cout << " ponder " << ponderMove;
477
478   cout << endl;
479
480   return !QuitRequest;
481 }
482
483
484 namespace {
485
486   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls search() repeatedly
487   // with increasing depth until the allocated thinking time has been consumed,
488   // user stops the search, or the maximum search depth is reached.
489
490   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
491
492     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
493     Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
494     int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
495     int depth, selDepth, aspirationDelta;
496     Value value, alpha, beta;
497     Move bestMove, easyMove, skillBest, skillPonder;
498
499     // Initialize stuff before a new search
500     memset(ss, 0, 4 * sizeof(SearchStack));
501     TT.new_search();
502     H.clear();
503     *ponderMove = bestMove = easyMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
504     depth = aspirationDelta = 0;
505     alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
506     ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
507
508     // Moves to search are verified and copied
509     Rml.init(pos, searchMoves);
510
511     // Handle special case of searching on a mate/stalemate position
512     if (Rml.size() == 0)
513     {
514         cout << "info depth 0 score "
515              << value_to_uci(pos.in_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
516              << endl;
517
518         return MOVE_NONE;
519     }
520
521     // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
522     while (!StopRequest && ++depth <= PLY_MAX && (!Limits.maxDepth || depth <= Limits.maxDepth))
523     {
524         Rml.bestMoveChanges = 0;
525         cout << set960(pos.is_chess960()) << "info depth " << depth << endl;
526
527         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
528         if (MultiPV == 1 && depth >= 5 && abs(bestValues[depth - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
529         {
530             int prevDelta1 = bestValues[depth - 1] - bestValues[depth - 2];
531             int prevDelta2 = bestValues[depth - 2] - bestValues[depth - 3];
532
533             aspirationDelta = Min(Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
534             aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
535
536             alpha = Max(bestValues[depth - 1] - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
537             beta  = Min(bestValues[depth - 1] + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
538         }
539
540         // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
541         // research with bigger window until not failing high/low anymore.
542         do {
543             // Search starting from ss+1 to allow calling update_gains()
544             value = search<PV, false, true>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY);
545
546             // Write PV back to transposition table in case the relevant entries
547             // have been overwritten during the search.
548             for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); i++)
549                 Rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
550
551             // Value cannot be trusted. Break out immediately!
552             if (StopRequest)
553                 break;
554
555             assert(value >= alpha);
556
557             // In case of failing high/low increase aspiration window and research,
558             // otherwise exit the fail high/low loop.
559             if (value >= beta)
560             {
561                 beta = Min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
562                 aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
563             }
564             else if (value <= alpha)
565             {
566                 AspirationFailLow = true;
567                 StopOnPonderhit = false;
568
569                 alpha = Max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
570                 aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
571             }
572             else
573                 break;
574
575         } while (abs(value) < VALUE_KNOWN_WIN);
576
577         // Collect info about search result
578         bestMove = Rml[0].pv[0];
579         *ponderMove = Rml[0].pv[1];
580         bestValues[depth] = value;
581         bestMoveChanges[depth] = Rml.bestMoveChanges;
582
583         // Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
584         if (SkillLevelEnabled && depth == 1 + SkillLevel)
585             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
586
587         // Retrieve max searched depth among threads
588         selDepth = 0;
589         for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
590             if (Threads[i].maxPly > selDepth)
591                 selDepth = Threads[i].maxPly;
592
593         // Send PV line to GUI and to log file
594         for (int i = 0; i < Min(UCIMultiPV, (int)Rml.size()); i++)
595             cout << Rml[i].pv_info_to_uci(pos, depth, selDepth, alpha, beta, i) << endl;
596
597         if (LogFile.is_open())
598             LogFile << pretty_pv(pos, depth, value, current_search_time(), Rml[0].pv) << endl;
599
600         // Init easyMove after first iteration or drop if differs from the best move
601         if (depth == 1 && (Rml.size() == 1 || Rml[0].pv_score > Rml[1].pv_score + EasyMoveMargin))
602             easyMove = bestMove;
603         else if (bestMove != easyMove)
604             easyMove = MOVE_NONE;
605
606         // Check for some early stop condition
607         if (!StopRequest && Limits.useTimeManagement())
608         {
609             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
610             if (   depth >= 5
611                 && abs(bestValues[depth])     >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
612                 && abs(bestValues[depth - 1]) >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
613                 StopRequest = true;
614
615             // Stop search early if one move seems to be much better than the
616             // others or if there is only a single legal move. Also in the latter
617             // case we search up to some depth anyway to get a proper score.
618             if (   depth >= 7
619                 && easyMove == bestMove
620                 && (   Rml.size() == 1
621                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
622                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
623                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
624                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
625                 StopRequest = true;
626
627             // Take in account some extra time if the best move has changed
628             if (depth > 4 && depth < 50)
629                 TimeMgr.pv_instability(bestMoveChanges[depth], bestMoveChanges[depth - 1]);
630
631             // Stop search if most of available time is already consumed. We probably don't
632             // have enough time to search the first move at the next iteration anyway.
633             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 62) / 100)
634                 StopRequest = true;
635
636             // If we are allowed to ponder do not stop the search now but keep pondering
637             if (StopRequest && Limits.ponder)
638             {
639                 StopRequest = false;
640                 StopOnPonderhit = true;
641             }
642         }
643     }
644
645     // When using skills overwrite best and ponder moves with the sub-optimal ones
646     if (SkillLevelEnabled)
647     {
648         if (skillBest == MOVE_NONE) // Still unassigned ?
649             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
650
651         bestMove = skillBest;
652         *ponderMove = skillPonder;
653     }
654
655     return bestMove;
656   }
657
658
659   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
660   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
661   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
662   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
663   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
664   // here: This is taken care of after we return from the split point.
665
666   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
667   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
668
669     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
670     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
671     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
672     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < Threads.size());
673
674     Move movesSearched[MAX_MOVES];
675     int64_t nodes;
676     StateInfo st;
677     const TTEntry *tte;
678     Key posKey;
679     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
680     Depth ext, newDepth;
681     ValueType vt;
682     Value bestValue, value, oldAlpha;
683     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
684     bool isPvMove, inCheck, singularExtensionNode, givesCheck, captureOrPromotion, dangerous;
685     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
686     int threadID = pos.thread();
687     SplitPoint* sp = NULL;
688
689     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
690     oldAlpha = alpha;
691     inCheck = pos.in_check();
692     ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
693
694     // Used to send selDepth info to GUI
695     if (PvNode && Threads[threadID].maxPly < ss->ply)
696         Threads[threadID].maxPly = ss->ply;
697
698     if (SpNode)
699     {
700         sp = ss->sp;
701         tte = NULL;
702         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
703         threatMove = sp->threatMove;
704         goto split_point_start;
705     }
706     else if (Root)
707         bestValue = alpha;
708
709     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
710     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
711     (ss+1)->skipNullMove = false; (ss+1)->reduction = DEPTH_ZERO;
712     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
713
714     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
715     {
716         NodesSincePoll = 0;
717         poll(pos);
718     }
719
720     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
721     if ((   StopRequest
722          || Threads[threadID].cutoff_occurred()
723          || pos.is_draw()
724          || ss->ply > PLY_MAX) && !Root)
725         return VALUE_DRAW;
726
727     // Step 3. Mate distance pruning
728     alpha = Max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
729     beta = Min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
730     if (alpha >= beta)
731         return alpha;
732
733     // Step 4. Transposition table lookup
734     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
735     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move.
736     excludedMove = ss->excludedMove;
737     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
738
739     tte = TT.probe(posKey);
740     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
741
742     // At PV nodes we check for exact scores, while at non-PV nodes we check for
743     // a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is to have a
744     // smooth experience in analysis mode.
745     if (   !Root
746         && tte
747         && (PvNode ? tte->depth() >= depth && tte->type() == VALUE_TYPE_EXACT
748                    : ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ss->ply)))
749     {
750         TT.refresh(tte);
751         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
752         return value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
753     }
754
755     // Step 5. Evaluate the position statically and update parent's gain statistics
756     if (inCheck)
757         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
758     else if (tte)
759     {
760         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
761
762         ss->eval = tte->static_value();
763         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
764         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ss->ply);
765     }
766     else
767     {
768         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
769         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
770     }
771
772     // Save gain for the parent non-capture move
773     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
774
775     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
776     if (   !PvNode
777         &&  depth < RazorDepth
778         && !inCheck
779         &&  refinedValue + razor_margin(depth) < beta
780         &&  ttMove == MOVE_NONE
781         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
782         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
783     {
784         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
785         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO);
786         if (v < rbeta)
787             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
788             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
789             return v;
790     }
791
792     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
793     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
794     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
795     if (   !PvNode
796         && !ss->skipNullMove
797         &&  depth < RazorDepth
798         && !inCheck
799         &&  refinedValue - futility_margin(depth, 0) >= beta
800         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
801         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
802         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
803
804     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
805     if (   !PvNode
806         && !ss->skipNullMove
807         &&  depth > ONE_PLY
808         && !inCheck
809         &&  refinedValue >= beta
810         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
811         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
812     {
813         ss->currentMove = MOVE_NULL;
814
815         // Null move dynamic reduction based on depth
816         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
817
818         // Null move dynamic reduction based on value
819         if (refinedValue - PawnValueMidgame > beta)
820             R++;
821
822         pos.do_null_move(st);
823         (ss+1)->skipNullMove = true;
824         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY);
825         (ss+1)->skipNullMove = false;
826         pos.undo_null_move();
827
828         if (nullValue >= beta)
829         {
830             // Do not return unproven mate scores
831             if (nullValue >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
832                 nullValue = beta;
833
834             if (depth < 6 * ONE_PLY)
835                 return nullValue;
836
837             // Do verification search at high depths
838             ss->skipNullMove = true;
839             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY);
840             ss->skipNullMove = false;
841
842             if (v >= beta)
843                 return nullValue;
844         }
845         else
846         {
847             // The null move failed low, which means that we may be faced with
848             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
849             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
850             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
851             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
852             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
853             threatMove = (ss+1)->bestMove;
854
855             if (   depth < ThreatDepth
856                 && (ss-1)->reduction
857                 && threatMove != MOVE_NONE
858                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
859                 return beta - 1;
860         }
861     }
862
863     // Step 9. Internal iterative deepening
864     if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
865         && ttMove == MOVE_NONE
866         && (PvNode || (!inCheck && ss->eval + IIDMargin >= beta)))
867     {
868         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
869
870         ss->skipNullMove = true;
871         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d);
872         ss->skipNullMove = false;
873
874         tte = TT.probe(posKey);
875         ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
876     }
877
878 split_point_start: // At split points actual search starts from here
879
880     // Initialize a MovePicker object for the current position
881     MovePickerExt<SpNode, Root> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
882     CheckInfo ci(pos);
883     ss->bestMove = MOVE_NONE;
884     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
885     singularExtensionNode =   !Root
886                            && !SpNode
887                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
888                            && ttMove != MOVE_NONE
889                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
890                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
891                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
892     if (SpNode)
893     {
894         lock_grab(&(sp->lock));
895         bestValue = sp->bestValue;
896     }
897
898     // Step 10. Loop through moves
899     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
900     while (   bestValue < beta
901            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
902            && !Threads[threadID].cutoff_occurred())
903     {
904       assert(move_is_ok(move));
905
906       if (SpNode)
907       {
908           moveCount = ++sp->moveCount;
909           lock_release(&(sp->lock));
910       }
911       else if (move == excludedMove)
912           continue;
913       else
914           moveCount++;
915
916       if (Root)
917       {
918           // This is used by time management
919           FirstRootMove = (moveCount == 1);
920
921           // Save the current node count before the move is searched
922           nodes = pos.nodes_searched();
923
924           // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
925           // correct accumulated node counts searched by each thread.
926           if (SendSearchedNodes)
927           {
928               SendSearchedNodes = false;
929               cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
930           }
931
932           if (current_search_time() > 2000)
933               cout << "info currmove " << move
934                    << " currmovenumber " << moveCount << endl;
935       }
936
937       // At Root and at first iteration do a PV search on all the moves to score root moves
938       isPvMove = (PvNode && moveCount <= (Root ? depth <= ONE_PLY ? 1000 : MultiPV : 1));
939       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
940       captureOrPromotion = pos.move_is_capture(move) || move_is_promotion(move);
941
942       // Step 11. Decide the new search depth
943       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, givesCheck, &dangerous);
944
945       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of
946       // (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta), then that move
947       // is singular and should be extended. To verify this we do a reduced search
948       // on all the other moves but the ttMove, if result is lower than ttValue minus
949       // a margin then we extend ttMove.
950       if (   singularExtensionNode
951           && move == ttMove
952           && ext < ONE_PLY)
953       {
954           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
955
956           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
957           {
958               Value rBeta = ttValue - int(depth);
959               ss->excludedMove = move;
960               ss->skipNullMove = true;
961               Value v = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2);
962               ss->skipNullMove = false;
963               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
964               ss->bestMove = MOVE_NONE;
965               if (v < rBeta)
966                   ext = ONE_PLY;
967           }
968       }
969
970       // Update current move (this must be done after singular extension search)
971       ss->currentMove = move;
972       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
973
974       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
975       if (   !PvNode
976           && !captureOrPromotion
977           && !inCheck
978           && !dangerous
979           &&  move != ttMove
980           && !move_is_castle(move))
981       {
982           // Move count based pruning
983           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
984               && (!threatMove || !connected_threat(pos, move, threatMove))
985               && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX) // FIXME bestValue is racy
986           {
987               if (SpNode)
988                   lock_grab(&(sp->lock));
989
990               continue;
991           }
992
993           // Value based pruning
994           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
995           // but fixing this made program slightly weaker.
996           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
997           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
998                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
999
1000           if (futilityValueScaled < beta)
1001           {
1002               if (SpNode)
1003               {
1004                   lock_grab(&(sp->lock));
1005                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1006                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1007               }
1008               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1009                   bestValue = futilityValueScaled;
1010
1011               continue;
1012           }
1013
1014           // Prune moves with negative SEE at low depths
1015           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1016               && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
1017               && pos.see_sign(move) < 0)
1018           {
1019               if (SpNode)
1020                   lock_grab(&(sp->lock));
1021
1022               continue;
1023           }
1024       }
1025
1026       // Step 13. Make the move
1027       pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
1028
1029       if (!SpNode && !captureOrPromotion)
1030           movesSearched[playedMoveCount++] = move;
1031
1032       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1033       // The first move in list is the expected PV
1034       if (isPvMove)
1035       {
1036           // Aspiration window is disabled in multi-pv case
1037           if (Root && MultiPV > 1)
1038               alpha = -VALUE_INFINITE;
1039
1040           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
1041       }
1042       else
1043       {
1044           // Step 14. Reduced depth search
1045           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1046           bool doFullDepthSearch = true;
1047           alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1048
1049           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1050               && !captureOrPromotion
1051               && !dangerous
1052               && !move_is_castle(move)
1053               &&  ss->killers[0] != move
1054               &&  ss->killers[1] != move)
1055           {
1056               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1057               if (ss->reduction)
1058               {
1059                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1060                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d);
1061
1062                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1063               }
1064               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1065           }
1066
1067           // Probcut search for bad captures. If a reduced search returns a value
1068           // very below beta then we can (almost) safely prune the bad capture.
1069           if (   depth >= 3 * ONE_PLY
1070               && depth < 8 * ONE_PLY
1071               && mp.isBadCapture()
1072               && move != ttMove
1073               && !dangerous
1074               && !move_is_promotion(move)
1075               &&  abs(alpha) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1076           {
1077               ss->reduction = 3 * ONE_PLY;
1078               Value rAlpha = alpha - 300;
1079               Depth d = newDepth - ss->reduction;
1080               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(rAlpha+1), -rAlpha, d);
1081               doFullDepthSearch = (value > rAlpha);
1082               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1083           }
1084
1085           // Step 15. Full depth search
1086           if (doFullDepthSearch)
1087           {
1088               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1089               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth);
1090
1091               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1092               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1093               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1094               if (PvNode && value > alpha && (Root || value < beta))
1095                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
1096           }
1097       }
1098
1099       // Step 16. Undo move
1100       pos.undo_move(move);
1101
1102       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1103
1104       // Step 17. Check for new best move
1105       if (SpNode)
1106       {
1107           lock_grab(&(sp->lock));
1108           bestValue = sp->bestValue;
1109           alpha = sp->alpha;
1110       }
1111
1112       if (value > bestValue && !(SpNode && Threads[threadID].cutoff_occurred()))
1113       {
1114           bestValue = value;
1115
1116           if (SpNode)
1117               sp->bestValue = value;
1118
1119           if (!Root && value > alpha)
1120           {
1121               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1122               {
1123                   alpha = value;
1124
1125                   if (SpNode)
1126                       sp->alpha = value;
1127               }
1128               else if (SpNode)
1129                   sp->is_betaCutoff = true;
1130
1131               if (value == value_mate_in(ss->ply + 1))
1132                   ss->mateKiller = move;
1133
1134               ss->bestMove = move;
1135
1136               if (SpNode)
1137                   sp->ss->bestMove = move;
1138           }
1139       }
1140
1141       if (Root)
1142       {
1143           // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
1144           // was aborted because the user interrupted the search or because we
1145           // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
1146           // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
1147           // move and/or PV.
1148           if (StopRequest)
1149               break;
1150
1151           // Remember searched nodes counts for this move
1152           mp.rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
1153
1154           // PV move or new best move ?
1155           if (isPvMove || value > alpha)
1156           {
1157               // Update PV
1158               ss->bestMove = move;
1159               mp.rm->pv_score = value;
1160               mp.rm->extract_pv_from_tt(pos);
1161
1162               // We record how often the best move has been changed in each
1163               // iteration. This information is used for time management: When
1164               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
1165               if (!isPvMove && MultiPV == 1)
1166                   Rml.bestMoveChanges++;
1167
1168               Rml.sort_multipv(moveCount);
1169
1170               // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window, so
1171               // set alpha equal to minimum score among the PV lines.
1172               if (MultiPV > 1)
1173                   alpha = Rml[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
1174               else if (value > alpha)
1175                   alpha = value;
1176           }
1177           else
1178               mp.rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
1179
1180       } // Root
1181
1182       // Step 18. Check for split
1183       if (   !Root
1184           && !SpNode
1185           && depth >= Threads.min_split_depth()
1186           && bestValue < beta
1187           && Threads.available_slave_exists(threadID)
1188           && !StopRequest
1189           && !Threads[threadID].cutoff_occurred())
1190           Threads.split<FakeSplit>(pos, ss, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1191                                    threatMove, moveCount, &mp, PvNode);
1192     }
1193
1194     // Step 19. Check for mate and stalemate
1195     // All legal moves have been searched and if there are
1196     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1197     // If one move was excluded return fail low score.
1198     if (!SpNode && !moveCount)
1199         return excludedMove ? oldAlpha : inCheck ? value_mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
1200
1201     // Step 20. Update tables
1202     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1203     // history counters, and killer moves.
1204     if (!SpNode && !StopRequest && !Threads[threadID].cutoff_occurred())
1205     {
1206         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1207         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1208              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1209
1210         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1211
1212         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1213         if (    bestValue >= beta
1214             && !pos.move_is_capture(move)
1215             && !move_is_promotion(move))
1216         {
1217             if (move != ss->killers[0])
1218             {
1219                 ss->killers[1] = ss->killers[0];
1220                 ss->killers[0] = move;
1221             }
1222             update_history(pos, move, depth, movesSearched, playedMoveCount);
1223         }
1224     }
1225
1226     if (SpNode)
1227     {
1228         // Here we have the lock still grabbed
1229         sp->is_slave[threadID] = false;
1230         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1231         lock_release(&(sp->lock));
1232     }
1233
1234     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1235
1236     return bestValue;
1237   }
1238
1239   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1240   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1241   // less than ONE_PLY).
1242
1243   template <NodeType PvNode>
1244   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1245
1246     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1247     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1248     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1249     assert(depth <= 0);
1250     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < Threads.size());
1251
1252     StateInfo st;
1253     Move ttMove, move;
1254     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1255     bool inCheck, enoughMaterial, givesCheck, evasionPrunable;
1256     const TTEntry* tte;
1257     Depth ttDepth;
1258     Value oldAlpha = alpha;
1259
1260     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1261     ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
1262
1263     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1264     if (ss->ply > PLY_MAX || pos.is_draw())
1265         return VALUE_DRAW;
1266
1267     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1268     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1269     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1270     inCheck = pos.in_check();
1271     ttDepth = (inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1272
1273     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1274     // pruning, but only for move ordering.
1275     tte = TT.probe(pos.get_key());
1276     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1277
1278     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ss->ply))
1279     {
1280         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1281         return value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
1282     }
1283
1284     // Evaluate the position statically
1285     if (inCheck)
1286     {
1287         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1288         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1289         enoughMaterial = false;
1290     }
1291     else
1292     {
1293         if (tte)
1294         {
1295             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1296
1297             evalMargin = tte->static_value_margin();
1298             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1299         }
1300         else
1301             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1302
1303         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1304
1305         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1306         if (bestValue >= beta)
1307         {
1308             if (!tte)
1309                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1310
1311             return bestValue;
1312         }
1313
1314         if (PvNode && bestValue > alpha)
1315             alpha = bestValue;
1316
1317         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1318         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1319         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1320     }
1321
1322     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1323     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1324     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1325     // be generated.
1326     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1327     CheckInfo ci(pos);
1328
1329     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1330     while (   alpha < beta
1331            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1332     {
1333       assert(move_is_ok(move));
1334
1335       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
1336
1337       // Futility pruning
1338       if (   !PvNode
1339           && !inCheck
1340           && !givesCheck
1341           &&  move != ttMove
1342           &&  enoughMaterial
1343           && !move_is_promotion(move)
1344           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1345       {
1346           futilityValue =  futilityBase
1347                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1348                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1349
1350           if (futilityValue < alpha)
1351           {
1352               if (futilityValue > bestValue)
1353                   bestValue = futilityValue;
1354               continue;
1355           }
1356
1357           // Prune moves with negative or equal SEE
1358           if (   futilityBase < beta
1359               && depth < DEPTH_ZERO
1360               && pos.see(move) <= 0)
1361               continue;
1362       }
1363
1364       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1365       evasionPrunable =   inCheck
1366                        && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
1367                        && !pos.move_is_capture(move)
1368                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1369
1370       // Don't search moves with negative SEE values
1371       if (   !PvNode
1372           && (!inCheck || evasionPrunable)
1373           &&  move != ttMove
1374           && !move_is_promotion(move)
1375           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1376           continue;
1377
1378       // Don't search useless checks
1379       if (   !PvNode
1380           && !inCheck
1381           &&  givesCheck
1382           &&  move != ttMove
1383           && !pos.move_is_capture(move)
1384           && !move_is_promotion(move)
1385           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1386           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1387       {
1388           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1389               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1390
1391           continue;
1392       }
1393
1394       // Update current move
1395       ss->currentMove = move;
1396
1397       // Make and search the move
1398       pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
1399       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY);
1400       pos.undo_move(move);
1401
1402       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1403
1404       // New best move?
1405       if (value > bestValue)
1406       {
1407           bestValue = value;
1408           if (value > alpha)
1409           {
1410               alpha = value;
1411               ss->bestMove = move;
1412           }
1413        }
1414     }
1415
1416     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1417     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1418     if (inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1419         return value_mated_in(ss->ply);
1420
1421     // Update transposition table
1422     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1423     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1424
1425     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1426
1427     return bestValue;
1428   }
1429
1430
1431   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1432   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1433   // will be pruned.
1434
1435   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1436   {
1437     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1438     Square from, to, ksq, victimSq;
1439     Piece pc;
1440     Color them;
1441     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1442
1443     from = move_from(move);
1444     to = move_to(move);
1445     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1446     ksq = pos.king_square(them);
1447     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1448     pc = pos.piece_on(from);
1449
1450     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1451     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1452     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1453
1454     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1455     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1456
1457     if (!(b && (b & (b - 1))))
1458         return true;
1459
1460     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1461     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1462         && bit_is_set(kingAtt, to))
1463         return true;
1464
1465     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1466     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1467
1468     while (b)
1469     {
1470         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1471         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1472
1473         // Note that here we generate illegal "double move"!
1474         if (   futilityValue >= beta
1475             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1476             return true;
1477
1478         if (futilityValue > bv)
1479             bv = futilityValue;
1480     }
1481
1482     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1483     *bestValue = bv;
1484     return false;
1485   }
1486
1487
1488   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1489   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1490   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1491   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1492   // second move is assumed to be a move from the current position.
1493
1494   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1495
1496     Square f1, t1, f2, t2;
1497     Piece p;
1498
1499     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1500     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1501
1502     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1503     f2 = move_from(m2);
1504     t1 = move_to(m1);
1505     if (f2 == t1)
1506         return true;
1507
1508     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1509     t2 = move_to(m2);
1510     f1 = move_from(m1);
1511     if (t2 == f1)
1512         return true;
1513
1514     // Case 3: Moving through the vacated square
1515     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1516         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1517       return true;
1518
1519     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1520     p = pos.piece_on(t1);
1521     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1522         return true;
1523
1524     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1525     if (    piece_is_slider(p)
1526         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1527         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1528     {
1529         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1530         // move is the opposite of the checking piece.
1531         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1532         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1533
1534         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1535             return true;
1536     }
1537     return false;
1538   }
1539
1540
1541   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1542   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1543   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1544
1545   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1546
1547     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1548       return v + ply;
1549
1550     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1551       return v - ply;
1552
1553     return v;
1554   }
1555
1556
1557   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1558   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1559
1560   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1561
1562     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1563       return v - ply;
1564
1565     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1566       return v + ply;
1567
1568     return v;
1569   }
1570
1571
1572   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1573   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1574   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1575   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1576   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1577   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1578   template <NodeType PvNode>
1579   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion,
1580                   bool moveIsCheck, bool* dangerous) {
1581
1582     assert(m != MOVE_NONE);
1583
1584     Depth result = DEPTH_ZERO;
1585     *dangerous = moveIsCheck;
1586
1587     if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1588         result += CheckExtension[PvNode];
1589
1590     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1591     {
1592         Color c = pos.side_to_move();
1593         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1594         {
1595             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1596             *dangerous = true;
1597         }
1598         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1599         {
1600             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1601             *dangerous = true;
1602         }
1603     }
1604
1605     if (   captureOrPromotion
1606         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1607         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1608             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1609         && !move_is_special(m))
1610     {
1611         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1612         *dangerous = true;
1613     }
1614
1615     return Min(result, ONE_PLY);
1616   }
1617
1618
1619   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1620   // is somehow connected to the threat move returned by null search.
1621
1622   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1623
1624     assert(move_is_ok(m));
1625     assert(threat && move_is_ok(threat));
1626     assert(!pos.move_gives_check(m));
1627     assert(!pos.move_is_capture(m) && !move_is_promotion(m));
1628     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1629
1630     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1631
1632     mfrom = move_from(m);
1633     mto = move_to(m);
1634     tfrom = move_from(threat);
1635     tto = move_to(threat);
1636
1637     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1638     if (mfrom == tto)
1639         return true;
1640
1641     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1642     // value of the threatening piece, don't prune moves which defend it.
1643     if (   pos.move_is_capture(threat)
1644         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1645             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1646         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1647         return true;
1648
1649     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1650     // prune safe moves which block its ray.
1651     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1652         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1653         && pos.see_sign(m) >= 0)
1654         return true;
1655
1656     return false;
1657   }
1658
1659
1660   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1661   // can be used at a given point in search.
1662
1663   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1664
1665     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1666
1667     return   (   tte->depth() >= depth
1668               || v >= Max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
1669               || v < Min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
1670
1671           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1672               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1673   }
1674
1675
1676   // refine_eval() returns the transposition table score if
1677   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1678
1679   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1680
1681       assert(tte);
1682
1683       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1684
1685       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1686           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1687           return v;
1688
1689       return defaultEval;
1690   }
1691
1692
1693   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1694   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1695
1696   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1697                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1698     Move m;
1699     Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
1700
1701     H.update(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
1702
1703     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1704     {
1705         m = movesSearched[i];
1706
1707         assert(m != move);
1708
1709         H.update(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
1710     }
1711   }
1712
1713
1714   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1715   // the static position evaluation before and after the move.
1716
1717   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1718
1719     if (   m != MOVE_NULL
1720         && before != VALUE_NONE
1721         && after != VALUE_NONE
1722         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1723         && !move_is_special(m))
1724         H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1725   }
1726
1727
1728   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1729   // since the beginning of the current search.
1730
1731   int current_search_time(int set) {
1732
1733     static int searchStartTime;
1734
1735     if (set)
1736         searchStartTime = set;
1737
1738     return get_system_time() - searchStartTime;
1739   }
1740
1741
1742   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1743   // protocol specifications:
1744   //
1745   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1746   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1747   //            use negative values for y.
1748
1749   std::string value_to_uci(Value v) {
1750
1751     std::stringstream s;
1752
1753     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1754         s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1755     else
1756         s << "mate " << (v > 0 ? VALUE_MATE - v + 1 : -VALUE_MATE - v) / 2;
1757
1758     return s.str();
1759   }
1760
1761
1762   // speed_to_uci() returns a string with time stats of current search suitable
1763   // to be sent to UCI gui.
1764
1765   std::string speed_to_uci(int64_t nodes) {
1766
1767     std::stringstream s;
1768     int t = current_search_time();
1769
1770     s << " nodes " << nodes
1771       << " nps "   << (t > 0 ? int(nodes * 1000 / t) : 0)
1772       << " time "  << t;
1773
1774     return s.str();
1775   }
1776
1777
1778   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1779   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1780   // search.
1781
1782   void poll(const Position& pos) {
1783
1784     static int lastInfoTime;
1785     int t = current_search_time();
1786
1787     //  Poll for input
1788     if (input_available())
1789     {
1790         // We are line oriented, don't read single chars
1791         std::string command;
1792
1793         if (!std::getline(std::cin, command) || command == "quit")
1794         {
1795             // Quit the program as soon as possible
1796             Limits.ponder = false;
1797             QuitRequest = StopRequest = true;
1798             return;
1799         }
1800         else if (command == "stop")
1801         {
1802             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
1803             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
1804             Limits.ponder = false;
1805             StopRequest = true;
1806         }
1807         else if (command == "ponderhit")
1808         {
1809             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
1810             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
1811             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
1812             Limits.ponder = false;
1813
1814             if (StopOnPonderhit)
1815                 StopRequest = true;
1816         }
1817     }
1818
1819     // Print search information
1820     if (t < 1000)
1821         lastInfoTime = 0;
1822
1823     else if (lastInfoTime > t)
1824         // HACK: Must be a new search where we searched less than
1825         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
1826         lastInfoTime = 0;
1827
1828     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
1829     {
1830         lastInfoTime = t;
1831
1832         dbg_print_mean();
1833         dbg_print_hit_rate();
1834
1835         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
1836         SendSearchedNodes = true;
1837     }
1838
1839     // Should we stop the search?
1840     if (Limits.ponder)
1841         return;
1842
1843     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
1844                            && !AspirationFailLow
1845                            &&  t > TimeMgr.available_time();
1846
1847     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
1848                      || stillAtFirstMove;
1849
1850     if (   (Limits.useTimeManagement() && noMoreTime)
1851         || (Limits.maxTime && t >= Limits.maxTime)
1852         || (Limits.maxNodes && pos.nodes_searched() >= Limits.maxNodes)) // FIXME
1853         StopRequest = true;
1854   }
1855
1856
1857   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
1858   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
1859   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
1860   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
1861   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
1862   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
1863
1864   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
1865
1866     std::string command;
1867
1868     // Wait for a command from stdin
1869     while (   std::getline(std::cin, command)
1870            && command != "ponderhit" && command != "stop" && command != "quit") {};
1871
1872     if (command != "ponderhit" && command != "stop")
1873         QuitRequest = true; // Must be "quit" or getline() returned false
1874   }
1875
1876
1877   // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
1878   // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
1879   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder) {
1880
1881     assert(MultiPV > 1);
1882
1883     static RKISS rk;
1884
1885     // Rml list is already sorted by pv_score in descending order
1886     int s;
1887     int max_s = -VALUE_INFINITE;
1888     int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
1889     int max = Rml[0].pv_score;
1890     int var = Min(max - Rml[size - 1].pv_score, PawnValueMidgame);
1891     int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
1892
1893     // PRNG sequence should be non deterministic
1894     for (int i = abs(get_system_time() % 50); i > 0; i--)
1895         rk.rand<unsigned>();
1896
1897     // Choose best move. For each move's score we add two terms both dependent
1898     // on wk, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
1899     // then we choose the move with the resulting highest score.
1900     for (int i = 0; i < size; i++)
1901     {
1902         s = Rml[i].pv_score;
1903
1904         // Don't allow crazy blunders even at very low skills
1905         if (i > 0 && Rml[i-1].pv_score > s + EasyMoveMargin)
1906             break;
1907
1908         // This is our magical formula
1909         s += ((max - s) * wk + var * (rk.rand<unsigned>() % wk)) / 128;
1910
1911         if (s > max_s)
1912         {
1913             max_s = s;
1914             *best = Rml[i].pv[0];
1915             *ponder = Rml[i].pv[1];
1916         }
1917     }
1918   }
1919
1920
1921   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
1922
1923   RootMove::RootMove() {
1924
1925     nodes = 0;
1926     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
1927     pv[0] = MOVE_NONE;
1928   }
1929
1930   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
1931
1932     const Move* src = rm.pv;
1933     Move* dst = pv;
1934
1935     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
1936     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
1937
1938     nodes = rm.nodes;
1939     pv_score = rm.pv_score;
1940     non_pv_score = rm.non_pv_score;
1941     return *this;
1942   }
1943
1944   void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
1945
1946     MoveStack mlist[MAX_MOVES];
1947     Move* sm;
1948
1949     clear();
1950     bestMoveChanges = 0;
1951
1952     // Generate all legal moves and add them to RootMoveList
1953     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
1954     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
1955     {
1956         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
1957         // is in the list before to add it.
1958         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
1959
1960         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
1961             continue;
1962
1963         RootMove rm;
1964         rm.pv[0] = cur->move;
1965         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
1966         rm.pv_score = -VALUE_INFINITE;
1967         push_back(rm);
1968     }
1969   }
1970
1971   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
1972   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
1973   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
1974   // long PV to print that is important for position analysis.
1975
1976   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
1977
1978     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
1979     TTEntry* tte;
1980     int ply = 1;
1981
1982     assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.move_is_legal(pv[0]));
1983
1984     pos.do_move(pv[0], *st++);
1985
1986     while (   (tte = TT.probe(pos.get_key())) != NULL
1987            && tte->move() != MOVE_NONE
1988            && pos.move_is_legal(tte->move())
1989            && ply < PLY_MAX
1990            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
1991     {
1992         pv[ply] = tte->move();
1993         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
1994     }
1995     pv[ply] = MOVE_NONE;
1996
1997     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
1998   }
1999
2000   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2001   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2002   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2003
2004   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2005
2006     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2007     TTEntry* tte;
2008     Key k;
2009     Value v, m = VALUE_NONE;
2010     int ply = 0;
2011
2012     assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.move_is_legal(pv[0]));
2013
2014     do {
2015         k = pos.get_key();
2016         tte = TT.probe(k);
2017
2018         // Don't overwrite existing correct entries
2019         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2020         {
2021             v = (pos.in_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2022             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2023         }
2024         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2025
2026     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2027
2028     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2029   }
2030
2031   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2032   // formatted according to UCI specification.
2033
2034   std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, int selDepth, Value alpha,
2035                                        Value beta, int pvIdx) {
2036     std::stringstream s;
2037
2038     s << "info depth " << depth
2039       << " seldepth " << selDepth
2040       << " multipv " << pvIdx + 1
2041       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2042       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2043       << speed_to_uci(pos.nodes_searched())
2044       << " pv ";
2045
2046     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2047         s << *m << " ";
2048
2049     return s.str();
2050   }
2051
2052   // Specializations for MovePickerExt in case of Root node
2053   MovePickerExt<false, true>::MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d,
2054                                             const History& h, SearchStack* ss, Value b)
2055                             : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), firstCall(true) {
2056     Move move;
2057     Value score = VALUE_ZERO;
2058
2059     // Score root moves using standard ordering used in main search, the moves
2060     // are scored according to the order in which they are returned by MovePicker.
2061     // This is the second order score that is used to compare the moves when
2062     // the first orders pv_score of both moves are equal.
2063     while ((move = MovePicker::get_next_move()) != MOVE_NONE)
2064         for (rm = Rml.begin(); rm != Rml.end(); ++rm)
2065             if (rm->pv[0] == move)
2066             {
2067                 rm->non_pv_score = score--;
2068                 break;
2069             }
2070
2071     Rml.sort();
2072     rm = Rml.begin();
2073   }
2074
2075   Move MovePickerExt<false, true>::get_next_move() {
2076
2077     if (!firstCall)
2078         ++rm;
2079     else
2080         firstCall = false;
2081
2082     return rm != Rml.end() ? rm->pv[0] : MOVE_NONE;
2083   }
2084
2085 } // namespace
2086
2087
2088 // ThreadsManager::idle_loop() is where the threads are parked when they have no work
2089 // to do. The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2090 // object for which the current thread is the master.
2091
2092 void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2093
2094   assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2095
2096   int i;
2097   bool allFinished;
2098
2099   while (true)
2100   {
2101       // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2102       // master should exit as last one.
2103       if (allThreadsShouldExit)
2104       {
2105           assert(!sp);
2106           threads[threadID].state = Thread::TERMINATED;
2107           return;
2108       }
2109
2110       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2111       // instead of wasting CPU time polling for work.
2112       while (   threadID >= activeThreads
2113              || threads[threadID].state == Thread::INITIALIZING
2114              || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == Thread::AVAILABLE))
2115       {
2116           assert(!sp || useSleepingThreads);
2117           assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2118
2119           if (threads[threadID].state == Thread::INITIALIZING)
2120               threads[threadID].state = Thread::AVAILABLE;
2121
2122           // Grab the lock to avoid races with Thread::wake_up()
2123           lock_grab(&threads[threadID].sleepLock);
2124
2125           // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2126           for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->is_slave[i]; i++) {}
2127           allFinished = (i == activeThreads);
2128
2129           if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2130           {
2131               lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
2132               break;
2133           }
2134
2135           // Do sleep here after retesting sleep conditions
2136           if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == Thread::AVAILABLE)
2137               cond_wait(&threads[threadID].sleepCond, &threads[threadID].sleepLock);
2138
2139           lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
2140       }
2141
2142       // If this thread has been assigned work, launch a search
2143       if (threads[threadID].state == Thread::WORKISWAITING)
2144       {
2145           assert(!allThreadsShouldExit);
2146
2147           threads[threadID].state = Thread::SEARCHING;
2148
2149           // Copy split point position and search stack and call search()
2150           // with SplitPoint template parameter set to true.
2151           SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2152           SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2153           Position pos(*tsp->pos, threadID);
2154
2155           memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2156           (ss+1)->sp = tsp;
2157
2158           if (tsp->pvNode)
2159               search<PV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
2160           else
2161               search<NonPV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
2162
2163           assert(threads[threadID].state == Thread::SEARCHING);
2164
2165           threads[threadID].state = Thread::AVAILABLE;
2166
2167           // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2168           // case we are the last slave of the split point.
2169           if (   useSleepingThreads
2170               && threadID != tsp->master
2171               && threads[tsp->master].state == Thread::AVAILABLE)
2172               threads[tsp->master].wake_up();
2173       }
2174
2175       // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2176       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2177       for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->is_slave[i]; i++) {}
2178       allFinished = (i == activeThreads);
2179
2180       if (allFinished)
2181       {
2182           // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2183           // be sure sp->lock has been released before to return.
2184           lock_grab(&(sp->lock));
2185           lock_release(&(sp->lock));
2186
2187           // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2188           // because here is all finished is not possible master is booked.
2189           assert(threads[threadID].state == Thread::AVAILABLE);
2190
2191           threads[threadID].state = Thread::SEARCHING;
2192           return;
2193       }
2194   }
2195 }