3f482e77146490cad1fc57e4ca06fd5efec64726
[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 "move.h"
38 #include "movegen.h"
39 #include "movepick.h"
40 #include "lock.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(Position& pos, Depth depth, 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     void init(Position& pos, Move searchMoves[]);
149     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
150     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
151
152     int bestMoveChanges;
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   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
237   // better than the second best move.
238   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
239
240
241   /// Namespace variables
242
243   // Book object
244   Book OpeningBook;
245
246   // Root move list
247   RootMoveList Rml;
248
249   // MultiPV mode
250   int MultiPV;
251
252   // Time managment variables
253   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
254   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
255   bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
256   TimeManager TimeMgr;
257
258   // Log file
259   bool UseLogFile;
260   std::ofstream LogFile;
261
262   // Multi-threads manager object
263   ThreadsManager ThreadsMgr;
264
265   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
266   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
267   bool SendSearchedNodes;
268   int NodesSincePoll;
269   int NodesBetweenPolls = 30000;
270
271   // History table
272   History H;
273
274   /// Local functions
275
276   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
277
278   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
279   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
280
281   template <NodeType PvNode>
282   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
283
284   template <NodeType PvNode>
285   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
286
287       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
288                              : search<PvNode, false, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
289   }
290
291   template <NodeType PvNode>
292   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
293
294   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
295   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
296   bool value_is_mate(Value value);
297   Value value_to_tt(Value v, int ply);
298   Value value_from_tt(Value v, int ply);
299   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
300   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
301   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
302   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
303   void update_killers(Move m, Move killers[]);
304   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
305   void qsearch_scoring(Position& pos, MoveStack* mlist, MoveStack* last);
306
307   int current_search_time();
308   std::string value_to_uci(Value v);
309   int nps(const Position& pos);
310   void poll(const Position& pos);
311   void wait_for_stop_or_ponderhit();
312
313 #if !defined(_MSC_VER)
314   void* init_thread(void* threadID);
315 #else
316   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
317 #endif
318
319
320   // MovePickerExt is an extended MovePicker used to choose at compile time
321   // the proper move source according to the type of node.
322   template<bool SpNode, bool Root> struct MovePickerExt;
323
324   // In Root nodes use RootMoveList Rml as source. Score and sort the root moves
325   // before to search them.
326   template<> struct MovePickerExt<false, true> : public MovePicker {
327
328     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
329                  : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), firstCall(true) {
330       Move move;
331       Value score = VALUE_ZERO;
332
333       // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
334       // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
335       // This is the second order score that is used to compare the moves when
336       // the first order pv scores of both moves are equal.
337       while ((move = MovePicker::get_next_move()) != MOVE_NONE)
338           for (rm = Rml.begin(); rm != Rml.end(); ++rm)
339               if (rm->pv[0] == move)
340               {
341                   rm->non_pv_score = score--;
342                   break;
343               }
344
345       Rml.sort();
346       rm = Rml.begin();
347     }
348
349     Move get_next_move() {
350
351       if (!firstCall)
352           ++rm;
353       else
354           firstCall = false;
355
356       return rm != Rml.end() ? rm->pv[0] : MOVE_NONE;
357     }
358     int number_of_evasions() const { return (int)Rml.size(); }
359
360     RootMoveList::iterator rm;
361     bool firstCall;
362   };
363
364   // In SpNodes use split point's shared MovePicker object as move source
365   template<> struct MovePickerExt<true, false> : public MovePicker {
366
367     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
368                   SearchStack* ss, Value b) : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b),
369                   mp(ss->sp->mp) {}
370
371     Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
372
373     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
374     MovePicker* mp;
375   };
376
377   // Default case, create and use a MovePicker object as source
378   template<> struct MovePickerExt<false, false> : public MovePicker {
379
380     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h,
381                   SearchStack* ss, Value b) : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
382
383     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
384   };
385
386 } // namespace
387
388
389 ////
390 //// Functions
391 ////
392
393 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
394 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
395
396 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
397 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
398
399
400 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
401
402 void init_search() {
403
404   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
405   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
406   int mc; // moveCount
407
408   // Init reductions array
409   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
410   {
411       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
412       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
413       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
414       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
415   }
416
417   // Init futility margins array
418   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
419       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
420
421   // Init futility move count array
422   for (d = 0; d < 32; d++)
423       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
424 }
425
426
427 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
428 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
429
430 int64_t perft(Position& pos, Depth depth)
431 {
432     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
433     StateInfo st;
434     Move m;
435     int64_t sum = 0;
436
437     // Generate all legal moves
438     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
439
440     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
441     // the moves, just to count them.
442     if (depth <= ONE_PLY)
443         return int(last - mlist);
444
445     // Loop through all legal moves
446     CheckInfo ci(pos);
447     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
448     {
449         m = cur->move;
450         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
451         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
452         pos.undo_move(m);
453     }
454     return sum;
455 }
456
457
458 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
459 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
460 /// search-related global variables, and calls id_loop(). It returns false
461 /// when a quit command is received during the search.
462
463 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
464            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
465
466   // Initialize global search variables
467   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
468   NodesSincePoll = 0;
469   SearchStartTime = get_system_time();
470   ExactMaxTime = maxTime;
471   MaxDepth = maxDepth;
472   MaxNodes = maxNodes;
473   InfiniteSearch = infinite;
474   Pondering = ponder;
475   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
476
477   // Look for a book move, only during games, not tests
478   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
479   {
480       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.name())
481           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
482
483       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
484       if (bookMove != MOVE_NONE)
485       {
486           if (Pondering)
487               wait_for_stop_or_ponderhit();
488
489           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
490           return !QuitRequest;
491       }
492   }
493
494   // Read UCI option values
495   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
496   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
497   {
498       Options["Clear Hash"].set_value("false");
499       TT.clear();
500   }
501
502   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
503   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
504   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
505   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
506   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
507   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
508   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
509   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
510   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
511   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
512   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
513   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
514   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
515   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
516
517   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
518
519   // Set the number of active threads
520   ThreadsMgr.read_uci_options();
521   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
522
523   // Wake up needed threads
524   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
525       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
526
527   // Set thinking time
528   int myTime = time[pos.side_to_move()];
529   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
530   if (UseTimeManagement)
531       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
532
533   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
534   // heavy time pressure.
535   if (MaxNodes)
536       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
537   else if (myTime && myTime < 1000)
538       NodesBetweenPolls = 1000;
539   else if (myTime && myTime < 5000)
540       NodesBetweenPolls = 5000;
541   else
542       NodesBetweenPolls = 30000;
543
544   // Write search information to log file
545   if (UseLogFile)
546   {
547       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
548       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
549
550       LogFile << "Searching: "  << pos.to_fen()
551               << "\ninfinite: " << infinite
552               << " ponder: "    << ponder
553               << " time: "      << myTime
554               << " increment: " << myIncrement
555               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
556   }
557
558   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
559   Move ponderMove = MOVE_NONE;
560   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
561
562   // Print final search statistics
563   cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
564        << " nps " << nps(pos)
565        << " time " << current_search_time() << endl;
566
567   if (UseLogFile)
568   {
569       LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
570               << "\nNodes/second: " << nps(pos)
571               << "\nBest move: " << move_to_san(pos, bestMove);
572
573       StateInfo st;
574       pos.do_move(bestMove, st);
575       LogFile << "\nPonder move: "
576               << move_to_san(pos, ponderMove) // Works also with MOVE_NONE
577               << endl;
578
579       // Return from think() with unchanged position
580       pos.undo_move(bestMove);
581
582       LogFile.close();
583   }
584
585   // This makes all the threads to go to sleep
586   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
587
588   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
589   // best move before we are told to do so.
590   if (!StopRequest && (Pondering || InfiniteSearch))
591       wait_for_stop_or_ponderhit();
592
593   // Could be both MOVE_NONE when searching on a stalemate position
594   cout << "bestmove " << bestMove << " ponder " << ponderMove << endl;
595
596   return !QuitRequest;
597 }
598
599
600 namespace {
601
602   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls search() repeatedly
603   // with increasing depth until the allocated thinking time has been consumed,
604   // user stops the search, or the maximum search depth is reached.
605
606   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
607
608     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
609     Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
610     int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
611     int iteration, researchCountFL, researchCountFH, aspirationDelta;
612     Value value, alpha, beta;
613     Depth depth;
614     Move bestMove, easyMove;
615
616     // Moves to search are verified, scored and sorted
617     Rml.init(pos, searchMoves);
618
619     // Initialize FIXME move before Rml.init()
620     TT.new_search();
621     H.clear();
622     memset(ss, 0, PLY_MAX_PLUS_2 * sizeof(SearchStack));
623     alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
624     *ponderMove = bestMove = easyMove = MOVE_NONE;
625     aspirationDelta = 0;
626     iteration = 1;
627     ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
628
629     // Handle special case of searching on a mate/stale position
630     if (Rml.size() == 0)
631     {
632         cout << "info depth " << iteration << " score "
633              << value_to_uci(pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
634              << endl;
635
636         return MOVE_NONE;
637     }
638
639     // Send initial scoring (iteration 1)
640     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
641          << "info depth " << iteration
642          << "\n" << Rml[0].pv_info_to_uci(pos, ONE_PLY, alpha, beta) << endl;
643
644     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
645     if (   Rml.size() == 1
646         || Rml[0].pv_score > Rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
647         easyMove = Rml[0].pv[0];
648
649     // Iterative deepening loop
650     while (++iteration <= PLY_MAX && (!MaxDepth || iteration <= MaxDepth) && !StopRequest)
651     {
652         cout << "info depth " << iteration << endl;
653
654         Rml.bestMoveChanges = researchCountFL = researchCountFH = 0;
655         depth = (iteration - 1) * ONE_PLY;
656
657         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
658         if (MultiPV == 1 && iteration >= 6 && abs(bestValues[iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
659         {
660             int prevDelta1 = bestValues[iteration - 1] - bestValues[iteration - 2];
661             int prevDelta2 = bestValues[iteration - 2] - bestValues[iteration - 3];
662
663             aspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
664             aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
665
666             alpha = Max(bestValues[iteration - 1] - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
667             beta  = Min(bestValues[iteration - 1] + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
668         }
669
670         // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
671         // research with bigger window until not failing high/low anymore.
672         while (true)
673         {
674             // Search starting from ss+1 to allow calling update_gains()
675             value = search<PV, false, true>(pos, ss+1, alpha, beta, depth, 0);
676
677             // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
678             // have been overwritten during the search.
679             for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); i++)
680                 Rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
681
682             // Value cannot be trusted. Break out immediately!
683             if (StopRequest)
684                 break;
685
686             assert(value >= alpha);
687
688             // In case of failing high/low increase aspiration window and research,
689             // otherwise exit the fail high/low loop.
690             if (value >= beta)
691             {
692                 beta = Min(beta + aspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
693                 researchCountFH++;
694             }
695             else if (value <= alpha)
696             {
697                 AspirationFailLow = true;
698                 StopOnPonderhit = false;
699
700                 alpha = Max(alpha - aspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
701                 researchCountFL++;
702             }
703             else
704                 break;
705         }
706
707         // Collect info about search result
708         bestMove = Rml[0].pv[0];
709         bestValues[iteration] = value;
710         bestMoveChanges[iteration] = Rml.bestMoveChanges;
711
712         // Drop the easy move if differs from the new best move
713         if (bestMove != easyMove)
714             easyMove = MOVE_NONE;
715
716         if (UseTimeManagement && !StopRequest)
717         {
718             // Time to stop?
719             bool noMoreTime = false;
720
721             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
722             if (   iteration >= 6
723                 && abs(bestValues[iteration])   >= abs(VALUE_MATE) - 100
724                 && abs(bestValues[iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
725                 noMoreTime = true;
726
727             // Stop search early if one move seems to be much better than the
728             // others or if there is only a single legal move. In this latter
729             // case we search up to Iteration 8 anyway to get a proper score.
730             if (   iteration >= 8
731                 && easyMove == bestMove
732                 && (   Rml.size() == 1
733                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
734                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
735                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
736                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
737                 noMoreTime = true;
738
739             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
740             if (iteration > 5 && iteration <= 50)
741                 TimeMgr.pv_instability(bestMoveChanges[iteration], bestMoveChanges[iteration-1]);
742
743             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
744             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
745             // move at the next iteration anyway.
746             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
747                 noMoreTime = true;
748
749             if (noMoreTime)
750             {
751                 if (Pondering)
752                     StopOnPonderhit = true;
753                 else
754                     break;
755             }
756         }
757     }
758
759     *ponderMove = Rml[0].pv[1];
760     return bestMove;
761   }
762
763
764   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
765   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
766   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
767   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
768   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
769   // here: This is taken care of after we return from the split point.
770
771   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
772   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
773
774     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
775     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
776     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
777     assert((Root || ply > 0) && ply < PLY_MAX);
778     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
779
780     Move movesSearched[MOVES_MAX];
781     int64_t nodes;
782     StateInfo st;
783     const TTEntry *tte;
784     Key posKey;
785     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
786     Depth ext, newDepth;
787     ValueType vt;
788     Value bestValue, value, oldAlpha;
789     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
790     bool isPvMove, isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
791     bool mateThreat = false;
792     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
793     int threadID = pos.thread();
794     SplitPoint* sp = NULL;
795
796     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
797     oldAlpha = alpha;
798     isCheck = pos.is_check();
799
800     if (SpNode)
801     {
802         sp = ss->sp;
803         tte = NULL;
804         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
805         threatMove = sp->threatMove;
806         mateThreat = sp->mateThreat;
807         goto split_point_start;
808     }
809     else if (Root)
810         bestValue = alpha;
811
812     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
813     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
814     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
815
816     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
817     {
818         NodesSincePoll = 0;
819         poll(pos);
820     }
821
822     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
823     if ((   StopRequest
824          || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
825          || pos.is_draw()
826          || ply >= PLY_MAX - 1) && !Root)
827         return VALUE_DRAW;
828
829     // Step 3. Mate distance pruning
830     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
831     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
832     if (alpha >= beta)
833         return alpha;
834
835     // Step 4. Transposition table lookup
836     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
837     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
838     excludedMove = ss->excludedMove;
839     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
840
841     tte = TT.retrieve(posKey);
842     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
843
844     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
845     // This is to avoid problems in the following areas:
846     //
847     // * Repetition draw detection
848     // * Fifty move rule detection
849     // * Searching for a mate
850     // * Printing of full PV line
851     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
852     {
853         TT.refresh(tte);
854         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
855         return value_from_tt(tte->value(), ply);
856     }
857
858     // Step 5. Evaluate the position statically and
859     // update gain statistics of parent move.
860     if (isCheck)
861         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
862     else if (tte)
863     {
864         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
865
866         ss->eval = tte->static_value();
867         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
868         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
869     }
870     else
871     {
872         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
873         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
874     }
875
876     // Save gain for the parent non-capture move
877     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
878
879     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
880     if (   !PvNode
881         &&  depth < RazorDepth
882         && !isCheck
883         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
884         &&  ttMove == MOVE_NONE
885         && !value_is_mate(beta)
886         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
887     {
888         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
889         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
890         if (v < rbeta)
891             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
892             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
893             return v;
894     }
895
896     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
897     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
898     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
899     if (   !PvNode
900         && !ss->skipNullMove
901         &&  depth < RazorDepth
902         && !isCheck
903         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
904         && !value_is_mate(beta)
905         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
906         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
907
908     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
909     if (   !PvNode
910         && !ss->skipNullMove
911         &&  depth > ONE_PLY
912         && !isCheck
913         &&  refinedValue >= beta
914         && !value_is_mate(beta)
915         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
916     {
917         ss->currentMove = MOVE_NULL;
918
919         // Null move dynamic reduction based on depth
920         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
921
922         // Null move dynamic reduction based on value
923         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
924             R++;
925
926         pos.do_null_move(st);
927         (ss+1)->skipNullMove = true;
928         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
929         (ss+1)->skipNullMove = false;
930         pos.undo_null_move();
931
932         if (nullValue >= beta)
933         {
934             // Do not return unproven mate scores
935             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
936                 nullValue = beta;
937
938             if (depth < 6 * ONE_PLY)
939                 return nullValue;
940
941             // Do verification search at high depths
942             ss->skipNullMove = true;
943             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
944             ss->skipNullMove = false;
945
946             if (v >= beta)
947                 return nullValue;
948         }
949         else
950         {
951             // The null move failed low, which means that we may be faced with
952             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
953             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
954             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
955             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
956             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
957             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
958                 mateThreat = true;
959
960             threatMove = (ss+1)->bestMove;
961             if (   depth < ThreatDepth
962                 && (ss-1)->reduction
963                 && threatMove != MOVE_NONE
964                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
965                 return beta - 1;
966         }
967     }
968
969     // Step 9. Internal iterative deepening
970     if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
971         && ttMove == MOVE_NONE
972         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
973     {
974         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
975
976         ss->skipNullMove = true;
977         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
978         ss->skipNullMove = false;
979
980         ttMove = ss->bestMove;
981         tte = TT.retrieve(posKey);
982     }
983
984     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
985     if (PvNode)
986         mateThreat = pos.has_mate_threat();
987
988 split_point_start: // At split points actual search starts from here
989
990     // Initialize a MovePicker object for the current position
991     MovePickerExt<SpNode, Root> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
992     CheckInfo ci(pos);
993     ss->bestMove = MOVE_NONE;
994     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
995     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
996     singularExtensionNode =   !Root
997                            && !SpNode
998                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
999                            && tte
1000                            && tte->move()
1001                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1002                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1003                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1004     if (SpNode)
1005     {
1006         lock_grab(&(sp->lock));
1007         bestValue = sp->bestValue;
1008     }
1009
1010     // Step 10. Loop through moves
1011     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1012     while (   bestValue < beta
1013            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1014            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1015     {
1016       assert(move_is_ok(move));
1017
1018       if (SpNode)
1019       {
1020           moveCount = ++sp->moveCount;
1021           lock_release(&(sp->lock));
1022       }
1023       else if (move == excludedMove)
1024           continue;
1025       else
1026           moveCount++;
1027
1028       if (Root)
1029       {
1030           // This is used by time management
1031           FirstRootMove = (moveCount == 1);
1032
1033           // Save the current node count before the move is searched
1034           nodes = pos.nodes_searched();
1035
1036           // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
1037           // correct accumulated node counts searched by each thread.
1038           if (SendSearchedNodes)
1039           {
1040               SendSearchedNodes = false;
1041               cout << "info nodes " << nodes
1042                    << " nps " << nps(pos)
1043                    << " time " << current_search_time() << endl;
1044           }
1045
1046           if (current_search_time() >= 1000)
1047               cout << "info currmove " << move
1048                    << " currmovenumber " << moveCount << endl;
1049       }
1050
1051       isPvMove = (PvNode && moveCount <= (Root ? MultiPV : 1));
1052       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1053       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1054
1055       // Step 11. Decide the new search depth
1056       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1057
1058       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1059       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1060       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1061       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1062       if (   singularExtensionNode
1063           && move == tte->move()
1064           && ext < ONE_PLY)
1065       {
1066           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1067
1068           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1069           {
1070               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1071               ss->excludedMove = move;
1072               ss->skipNullMove = true;
1073               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1074               ss->skipNullMove = false;
1075               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1076               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1077               if (v < b)
1078                   ext = ONE_PLY;
1079           }
1080       }
1081
1082       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1083       ss->currentMove = move;
1084       newDepth = depth - (!Root ? ONE_PLY : DEPTH_ZERO) + ext;
1085
1086       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1087       if (   !PvNode
1088           && !captureOrPromotion
1089           && !isCheck
1090           && !dangerous
1091           &&  move != ttMove
1092           && !move_is_castle(move))
1093       {
1094           // Move count based pruning
1095           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1096               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1097               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1098           {
1099               if (SpNode)
1100                   lock_grab(&(sp->lock));
1101
1102               continue;
1103           }
1104
1105           // Value based pruning
1106           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1107           // but fixing this made program slightly weaker.
1108           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1109           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1110                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1111
1112           if (futilityValueScaled < beta)
1113           {
1114               if (SpNode)
1115               {
1116                   lock_grab(&(sp->lock));
1117                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1118                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1119               }
1120               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1121                   bestValue = futilityValueScaled;
1122
1123               continue;
1124           }
1125
1126           // Prune moves with negative SEE at low depths
1127           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1128               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1129               && pos.see_sign(move) < 0)
1130           {
1131               if (SpNode)
1132                   lock_grab(&(sp->lock));
1133
1134               continue;
1135           }
1136       }
1137
1138       // Step 13. Make the move
1139       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1140
1141       if (!SpNode && !captureOrPromotion)
1142           movesSearched[playedMoveCount++] = move;
1143
1144       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1145       // The first move in list is the expected PV
1146       if (isPvMove)
1147       {
1148           // Aspiration window is disabled in multi-pv case
1149           if (Root && MultiPV > 1)
1150               alpha = -VALUE_INFINITE;
1151
1152           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1153       }
1154       else
1155       {
1156           // Step 14. Reduced depth search
1157           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1158           bool doFullDepthSearch = true;
1159
1160           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1161               && !captureOrPromotion
1162               && !dangerous
1163               && !move_is_castle(move)
1164               &&  ss->killers[0] != move
1165               &&  ss->killers[1] != move)
1166           {
1167               ss->reduction = Root ? reduction<PvNode>(depth, moveCount - MultiPV + 1)
1168                                    : reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1169               if (ss->reduction)
1170               {
1171                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1172                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1173                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1174
1175                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1176               }
1177               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1178           }
1179
1180           // Step 15. Full depth search
1181           if (doFullDepthSearch)
1182           {
1183               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1184               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1185
1186               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1187               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1188               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1189               if (PvNode && value > alpha && (Root || value < beta))
1190                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1191           }
1192       }
1193
1194       // Step 16. Undo move
1195       pos.undo_move(move);
1196
1197       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1198
1199       // Step 17. Check for new best move
1200       if (SpNode)
1201       {
1202           lock_grab(&(sp->lock));
1203           bestValue = sp->bestValue;
1204           alpha = sp->alpha;
1205       }
1206
1207       if (!Root && value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1208       {
1209           bestValue = value;
1210
1211           if (SpNode)
1212               sp->bestValue = value;
1213
1214           if (value > alpha)
1215           {
1216               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1217               {
1218                   alpha = value;
1219
1220                   if (SpNode)
1221                       sp->alpha = value;
1222               }
1223               else if (SpNode)
1224                   sp->betaCutoff = true;
1225
1226               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1227                   ss->mateKiller = move;
1228
1229               ss->bestMove = move;
1230
1231               if (SpNode)
1232                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1233           }
1234       }
1235
1236       if (Root)
1237       {
1238           // To avoid to exit with bestValue == -VALUE_INFINITE
1239           if (value > bestValue)
1240               bestValue = value;
1241
1242           // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
1243           // was aborted because the user interrupted the search or because we
1244           // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
1245           // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
1246           // move and/or PV.
1247           if (StopRequest)
1248               break;
1249
1250           // Remember searched nodes counts for this move
1251           mp.rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
1252
1253           // Step 17. Check for new best move
1254           if (!isPvMove && value <= alpha)
1255               mp.rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
1256           else
1257           {
1258               // PV move or new best move!
1259
1260               // Update PV
1261               ss->bestMove = move;
1262               mp.rm->pv_score = value;
1263               mp.rm->extract_pv_from_tt(pos);
1264
1265               // We record how often the best move has been changed in each
1266               // iteration. This information is used for time managment: When
1267               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
1268               if (!isPvMove && MultiPV == 1)
1269                   Rml.bestMoveChanges++;
1270
1271               // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
1272               // requires we send all the PV lines properly sorted.
1273               Rml.sort_multipv(moveCount);
1274
1275               for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); j++)
1276                   cout << Rml[j].pv_info_to_uci(pos, depth, alpha, beta, j) << endl;
1277
1278               // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window, so
1279               // set alpha equal to minimum score among the PV lines.
1280               if (MultiPV > 1)
1281                   alpha = Rml[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
1282               else if (value > alpha)
1283                   alpha = value;
1284
1285           } // PV move or new best move
1286       }
1287
1288       // Step 18. Check for split
1289       if (   !Root
1290           && !SpNode
1291           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1292           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1293           && bestValue < beta
1294           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1295           && !StopRequest
1296           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1297           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1298                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1299     }
1300
1301     // Step 19. Check for mate and stalemate
1302     // All legal moves have been searched and if there are
1303     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1304     // If one move was excluded return fail low score.
1305     if (!SpNode && !moveCount)
1306         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1307
1308     // Step 20. Update tables
1309     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1310     // history counters, and killer moves.
1311     if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1312     {
1313         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1314         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1315              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1316
1317         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1318
1319         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1320         if (    bestValue >= beta
1321             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1322         {
1323             update_history(pos, move, depth, movesSearched, playedMoveCount);
1324             update_killers(move, ss->killers);
1325         }
1326     }
1327
1328     if (SpNode)
1329     {
1330         // Here we have the lock still grabbed
1331         sp->slaves[threadID] = 0;
1332         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1333         lock_release(&(sp->lock));
1334     }
1335
1336     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1337
1338     return bestValue;
1339   }
1340
1341   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1342   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1343   // less than ONE_PLY).
1344
1345   template <NodeType PvNode>
1346   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1347
1348     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1349     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1350     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1351     assert(depth <= 0);
1352     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1353     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1354
1355     StateInfo st;
1356     Move ttMove, move;
1357     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1358     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1359     const TTEntry* tte;
1360     Depth ttDepth;
1361     Value oldAlpha = alpha;
1362
1363     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1364
1365     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1366     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1367         return VALUE_DRAW;
1368
1369     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1370     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1371     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1372     isCheck = pos.is_check();
1373     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1374
1375     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1376     // pruning, but only for move ordering.
1377     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1378     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1379
1380     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1381     {
1382         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1383         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1384     }
1385
1386     // Evaluate the position statically
1387     if (isCheck)
1388     {
1389         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1390         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1391         enoughMaterial = false;
1392     }
1393     else
1394     {
1395         if (tte)
1396         {
1397             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1398
1399             evalMargin = tte->static_value_margin();
1400             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1401         }
1402         else
1403             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1404
1405         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1406
1407         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1408         if (bestValue >= beta)
1409         {
1410             if (!tte)
1411                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1412
1413             return bestValue;
1414         }
1415
1416         if (PvNode && bestValue > alpha)
1417             alpha = bestValue;
1418
1419         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1420         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1421         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1422     }
1423
1424     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1425     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1426     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1427     // be generated.
1428     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1429     CheckInfo ci(pos);
1430
1431     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1432     while (   alpha < beta
1433            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1434     {
1435       assert(move_is_ok(move));
1436
1437       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1438
1439       // Futility pruning
1440       if (   !PvNode
1441           && !isCheck
1442           && !moveIsCheck
1443           &&  move != ttMove
1444           &&  enoughMaterial
1445           && !move_is_promotion(move)
1446           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1447       {
1448           futilityValue =  futilityBase
1449                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1450                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1451
1452           if (futilityValue < alpha)
1453           {
1454               if (futilityValue > bestValue)
1455                   bestValue = futilityValue;
1456               continue;
1457           }
1458       }
1459
1460       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1461       evasionPrunable =   isCheck
1462                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1463                        && !pos.move_is_capture(move)
1464                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1465
1466       // Don't search moves with negative SEE values
1467       if (   !PvNode
1468           && (!isCheck || evasionPrunable)
1469           &&  move != ttMove
1470           && !move_is_promotion(move)
1471           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1472           continue;
1473
1474       // Don't search useless checks
1475       if (   !PvNode
1476           && !isCheck
1477           &&  moveIsCheck
1478           &&  move != ttMove
1479           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1480           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1481           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1482       {
1483           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1484               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1485
1486           continue;
1487       }
1488
1489       // Update current move
1490       ss->currentMove = move;
1491
1492       // Make and search the move
1493       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1494       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1495       pos.undo_move(move);
1496
1497       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1498
1499       // New best move?
1500       if (value > bestValue)
1501       {
1502           bestValue = value;
1503           if (value > alpha)
1504           {
1505               alpha = value;
1506               ss->bestMove = move;
1507           }
1508        }
1509     }
1510
1511     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1512     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1513     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1514         return value_mated_in(ply);
1515
1516     // Update transposition table
1517     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1518     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1519
1520     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1521
1522     return bestValue;
1523   }
1524
1525
1526   // qsearch_scoring() scores each move of a list using a qsearch() evaluation,
1527   // it is used in RootMoveList to get an initial scoring.
1528   void qsearch_scoring(Position& pos, MoveStack* mlist, MoveStack* last) {
1529
1530     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
1531     StateInfo st;
1532
1533     memset(ss, 0, 4 * sizeof(SearchStack));
1534     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
1535
1536     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
1537     {
1538         ss[0].currentMove = cur->move;
1539         pos.do_move(cur->move, st);
1540         cur->score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
1541         pos.undo_move(cur->move);
1542     }
1543   }
1544
1545
1546   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1547   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1548   // will be pruned.
1549
1550   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1551   {
1552     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1553     Square from, to, ksq, victimSq;
1554     Piece pc;
1555     Color them;
1556     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1557
1558     from = move_from(move);
1559     to = move_to(move);
1560     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1561     ksq = pos.king_square(them);
1562     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1563     pc = pos.piece_on(from);
1564
1565     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1566     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1567     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1568
1569     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1570     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1571
1572     if (!(b && (b & (b - 1))))
1573         return true;
1574
1575     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1576     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1577         && bit_is_set(kingAtt, to))
1578         return true;
1579
1580     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1581     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1582
1583     while (b)
1584     {
1585         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1586         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1587
1588         // Note that here we generate illegal "double move"!
1589         if (   futilityValue >= beta
1590             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1591             return true;
1592
1593         if (futilityValue > bv)
1594             bv = futilityValue;
1595     }
1596
1597     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1598     *bestValue = bv;
1599     return false;
1600   }
1601
1602
1603   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1604   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1605   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1606   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1607   // second move is assumed to be a move from the current position.
1608
1609   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1610
1611     Square f1, t1, f2, t2;
1612     Piece p;
1613
1614     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1615     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1616
1617     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1618     f2 = move_from(m2);
1619     t1 = move_to(m1);
1620     if (f2 == t1)
1621         return true;
1622
1623     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1624     t2 = move_to(m2);
1625     f1 = move_from(m1);
1626     if (t2 == f1)
1627         return true;
1628
1629     // Case 3: Moving through the vacated square
1630     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1631         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1632       return true;
1633
1634     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1635     p = pos.piece_on(t1);
1636     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1637         return true;
1638
1639     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1640     if (    piece_is_slider(p)
1641         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1642         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1643     {
1644         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1645         // move is the opposite of the checking piece.
1646         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1647         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1648
1649         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1650             return true;
1651     }
1652     return false;
1653   }
1654
1655
1656   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1657   // compensated for the ply.
1658
1659   bool value_is_mate(Value value) {
1660
1661     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1662
1663     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1664           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1665   }
1666
1667
1668   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1669   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1670   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1671
1672   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1673
1674     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1675       return v + ply;
1676
1677     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1678       return v - ply;
1679
1680     return v;
1681   }
1682
1683
1684   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1685   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1686
1687   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1688
1689     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1690       return v - ply;
1691
1692     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1693       return v + ply;
1694
1695     return v;
1696   }
1697
1698
1699   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1700   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1701   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1702   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1703   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1704   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1705   template <NodeType PvNode>
1706   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1707                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1708
1709     assert(m != MOVE_NONE);
1710
1711     Depth result = DEPTH_ZERO;
1712     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1713
1714     if (*dangerous)
1715     {
1716         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1717             result += CheckExtension[PvNode];
1718
1719         if (singleEvasion)
1720             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1721
1722         if (mateThreat)
1723             result += MateThreatExtension[PvNode];
1724     }
1725
1726     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1727     {
1728         Color c = pos.side_to_move();
1729         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1730         {
1731             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1732             *dangerous = true;
1733         }
1734         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1735         {
1736             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1737             *dangerous = true;
1738         }
1739     }
1740
1741     if (   captureOrPromotion
1742         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1743         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1744             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1745         && !move_is_promotion(m)
1746         && !move_is_ep(m))
1747     {
1748         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1749         *dangerous = true;
1750     }
1751
1752     if (   PvNode
1753         && captureOrPromotion
1754         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1755         && pos.see_sign(m) >= 0)
1756     {
1757         result += ONE_PLY / 2;
1758         *dangerous = true;
1759     }
1760
1761     return Min(result, ONE_PLY);
1762   }
1763
1764
1765   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1766   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1767
1768   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1769
1770     assert(move_is_ok(m));
1771     assert(threat && move_is_ok(threat));
1772     assert(!pos.move_is_check(m));
1773     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1774     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1775
1776     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1777
1778     mfrom = move_from(m);
1779     mto = move_to(m);
1780     tfrom = move_from(threat);
1781     tto = move_to(threat);
1782
1783     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1784     if (mfrom == tto)
1785         return true;
1786
1787     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1788     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1789     if (   pos.move_is_capture(threat)
1790         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1791             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1792         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1793         return true;
1794
1795     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1796     // prune safe moves which block its ray.
1797     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1798         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1799         && pos.see_sign(m) >= 0)
1800         return true;
1801
1802     return false;
1803   }
1804
1805
1806   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1807   // can be used at a given point in search.
1808
1809   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1810
1811     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1812
1813     return   (   tte->depth() >= depth
1814               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1815               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1816
1817           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1818               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1819   }
1820
1821
1822   // refine_eval() returns the transposition table score if
1823   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1824
1825   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1826
1827       assert(tte);
1828
1829       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1830
1831       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1832           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1833           return v;
1834
1835       return defaultEval;
1836   }
1837
1838
1839   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1840   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1841
1842   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1843                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1844     Move m;
1845     Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
1846
1847     H.update(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
1848
1849     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1850     {
1851         m = movesSearched[i];
1852
1853         assert(m != move);
1854
1855         H.update(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
1856     }
1857   }
1858
1859
1860   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1861   // among the killer moves of that ply.
1862
1863   void update_killers(Move m, Move killers[]) {
1864
1865     if (m != killers[0])
1866     {
1867         killers[1] = killers[0];
1868         killers[0] = m;
1869     }
1870   }
1871
1872
1873   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1874   // the static position evaluation before and after the move.
1875
1876   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1877
1878     if (   m != MOVE_NULL
1879         && before != VALUE_NONE
1880         && after != VALUE_NONE
1881         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1882         && !move_is_special(m))
1883         H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1884   }
1885
1886
1887   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1888   // protocol specifications:
1889   //
1890   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1891   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1892   //            use negative values for y.
1893
1894   std::string value_to_uci(Value v) {
1895
1896     std::stringstream s;
1897
1898     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1899       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1900     else
1901       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1902
1903     return s.str();
1904   }
1905
1906
1907   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1908   // since the beginning of the current search.
1909
1910   int current_search_time() {
1911
1912     return get_system_time() - SearchStartTime;
1913   }
1914
1915
1916   // nps() computes the current nodes/second count
1917
1918   int nps(const Position& pos) {
1919
1920     int t = current_search_time();
1921     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1922   }
1923
1924
1925   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1926   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1927   // search.
1928
1929   void poll(const Position& pos) {
1930
1931     static int lastInfoTime;
1932     int t = current_search_time();
1933
1934     //  Poll for input
1935     if (input_available())
1936     {
1937         // We are line oriented, don't read single chars
1938         std::string command;
1939
1940         if (!std::getline(std::cin, command))
1941             command = "quit";
1942
1943         if (command == "quit")
1944         {
1945             // Quit the program as soon as possible
1946             Pondering = false;
1947             QuitRequest = StopRequest = true;
1948             return;
1949         }
1950         else if (command == "stop")
1951         {
1952             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
1953             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
1954             Pondering = false;
1955             StopRequest = true;
1956         }
1957         else if (command == "ponderhit")
1958         {
1959             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
1960             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
1961             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
1962             Pondering = false;
1963
1964             if (StopOnPonderhit)
1965                 StopRequest = true;
1966         }
1967     }
1968
1969     // Print search information
1970     if (t < 1000)
1971         lastInfoTime = 0;
1972
1973     else if (lastInfoTime > t)
1974         // HACK: Must be a new search where we searched less than
1975         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
1976         lastInfoTime = 0;
1977
1978     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
1979     {
1980         lastInfoTime = t;
1981
1982         if (dbg_show_mean)
1983             dbg_print_mean();
1984
1985         if (dbg_show_hit_rate)
1986             dbg_print_hit_rate();
1987
1988         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
1989         SendSearchedNodes = true;
1990     }
1991
1992     // Should we stop the search?
1993     if (Pondering)
1994         return;
1995
1996     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
1997                            && !AspirationFailLow
1998                            &&  t > TimeMgr.available_time();
1999
2000     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2001                      || stillAtFirstMove;
2002
2003     if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
2004         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2005         || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes)) // FIXME
2006         StopRequest = true;
2007   }
2008
2009
2010   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2011   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2012   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2013   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2014   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2015   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
2016
2017   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2018
2019     std::string command;
2020
2021     while (true)
2022     {
2023         // Wait for a command from stdin
2024         if (!std::getline(std::cin, command))
2025             command = "quit";
2026
2027         if (command == "quit")
2028         {
2029             QuitRequest = true;
2030             break;
2031         }
2032         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2033             break;
2034     }
2035   }
2036
2037
2038   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2039   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2040   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2041   // threads and one for Windows threads.
2042
2043 #if !defined(_MSC_VER)
2044
2045   void* init_thread(void* threadID) {
2046
2047     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2048     return NULL;
2049   }
2050
2051 #else
2052
2053   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2054
2055     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2056     return 0;
2057   }
2058
2059 #endif
2060
2061
2062   /// The ThreadsManager class
2063
2064
2065   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2066   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2067   // to start a new search.
2068
2069   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2070
2071     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2072     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2073     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2074     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2075   }
2076
2077
2078   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2079   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2080   // object for which the current thread is the master.
2081
2082   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2083
2084     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2085
2086     int i;
2087     bool allFinished = false;
2088
2089     while (true)
2090     {
2091         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2092         // master should exit as last one.
2093         if (allThreadsShouldExit)
2094         {
2095             assert(!sp);
2096             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2097             return;
2098         }
2099
2100         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2101         // instead of wasting CPU time polling for work.
2102         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2103                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2104         {
2105             assert(!sp || useSleepingThreads);
2106             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2107
2108             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2109                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2110
2111             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2112             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2113
2114             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2115             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2116             allFinished = (i == activeThreads);
2117
2118             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2119             {
2120                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2121                 break;
2122             }
2123
2124             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2125             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2126                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2127
2128             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2129         }
2130
2131         // If this thread has been assigned work, launch a search
2132         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2133         {
2134             assert(!allThreadsShouldExit);
2135
2136             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2137
2138             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2139             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2140             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2141             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2142             ss->sp = tsp;
2143
2144             if (tsp->pvNode)
2145                 search<PV, true, false>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2146             else
2147                 search<NonPV, true, false>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2148
2149             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2150
2151             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2152
2153             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2154             // case we are the last slave of the split point.
2155             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2156                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2157         }
2158
2159         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2160         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2161         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2162         allFinished = (i == activeThreads);
2163
2164         if (allFinished)
2165         {
2166             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2167             // be sure sp->lock has been released before to return.
2168             lock_grab(&(sp->lock));
2169             lock_release(&(sp->lock));
2170
2171             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2172             // because here is all finished is not possible master is booked.
2173             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2174
2175             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2176             return;
2177         }
2178     }
2179   }
2180
2181
2182   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2183   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2184   // objects.
2185
2186   void ThreadsManager::init_threads() {
2187
2188     int i, arg[MAX_THREADS];
2189     bool ok;
2190
2191     // Initialize global locks
2192     lock_init(&mpLock);
2193
2194     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2195     {
2196         lock_init(&sleepLock[i]);
2197         cond_init(&sleepCond[i]);
2198     }
2199
2200     // Initialize splitPoints[] locks
2201     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2202         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2203             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2204
2205     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2206     allThreadsShouldExit = false;
2207
2208     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2209     activeThreads = 1;
2210
2211     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2212     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2213     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2214         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2215
2216     // Launch the helper threads
2217     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2218     {
2219         arg[i] = i;
2220
2221 #if !defined(_MSC_VER)
2222         pthread_t pthread[1];
2223         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2224         pthread_detach(pthread[0]);
2225 #else
2226         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2227 #endif
2228         if (!ok)
2229         {
2230             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2231             exit(EXIT_FAILURE);
2232         }
2233
2234         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2235         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2236     }
2237   }
2238
2239
2240   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2241   // helper threads exit cleanly.
2242
2243   void ThreadsManager::exit_threads() {
2244
2245     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2246
2247     // Wake up all the threads and waits for termination
2248     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2249     {
2250         wake_sleeping_thread(i);
2251         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2252     }
2253
2254     // Now we can safely destroy the locks
2255     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2256         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2257             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2258
2259     lock_destroy(&mpLock);
2260
2261     // Now we can safely destroy the wait conditions
2262     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2263     {
2264         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2265         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2266     }
2267   }
2268
2269
2270   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2271   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2272   // the current split point.
2273
2274   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2275
2276     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2277
2278     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2279
2280     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2281     return sp != NULL;
2282   }
2283
2284
2285   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2286   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2287   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2288   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2289   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2290   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2291   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2292
2293   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2294
2295     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2296     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2297     assert(activeThreads > 1);
2298
2299     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2300         return false;
2301
2302     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2303     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2304
2305     // No active split points means that the thread is available as
2306     // a slave for any other thread.
2307     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2308         return true;
2309
2310     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2311     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2312     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2313     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2314         return true;
2315
2316     return false;
2317   }
2318
2319
2320   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2321   // a slave for the thread with threadID "master".
2322
2323   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2324
2325     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2326     assert(activeThreads > 1);
2327
2328     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2329         if (thread_is_available(i, master))
2330             return true;
2331
2332     return false;
2333   }
2334
2335
2336   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2337   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2338   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2339   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2340   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2341   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2342   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2343   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2344
2345   template <bool Fake>
2346   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2347                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2348                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2349     assert(pos.is_ok());
2350     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2351     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2352     assert(*bestValue <= *alpha);
2353     assert(*alpha < beta);
2354     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2355     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2356     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2357     assert(activeThreads > 1);
2358
2359     int i, master = pos.thread();
2360     Thread& masterThread = threads[master];
2361
2362     lock_grab(&mpLock);
2363
2364     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2365     // active split points, don't split.
2366     if (   !available_thread_exists(master)
2367         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2368     {
2369         lock_release(&mpLock);
2370         return;
2371     }
2372
2373     // Pick the next available split point object from the split point stack
2374     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2375
2376     // Initialize the split point object
2377     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2378     splitPoint.master = master;
2379     splitPoint.betaCutoff = false;
2380     splitPoint.ply = ply;
2381     splitPoint.depth = depth;
2382     splitPoint.threatMove = threatMove;
2383     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2384     splitPoint.alpha = *alpha;
2385     splitPoint.beta = beta;
2386     splitPoint.pvNode = pvNode;
2387     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2388     splitPoint.mp = mp;
2389     splitPoint.moveCount = moveCount;
2390     splitPoint.pos = &pos;
2391     splitPoint.nodes = 0;
2392     splitPoint.parentSstack = ss;
2393     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2394         splitPoint.slaves[i] = 0;
2395
2396     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2397
2398     // If we are here it means we are not available
2399     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2400
2401     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2402
2403     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2404     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2405         if (thread_is_available(i, master))
2406         {
2407             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2408             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2409             splitPoint.slaves[i] = 1;
2410             workersCnt++;
2411         }
2412
2413     assert(Fake || workersCnt > 1);
2414
2415     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2416     lock_release(&mpLock);
2417
2418     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2419     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2420     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2421         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2422         {
2423             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2424
2425             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2426
2427             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2428
2429             if (useSleepingThreads && i != master)
2430                 wake_sleeping_thread(i);
2431         }
2432
2433     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2434     // which it will instantly launch a search, because its state is
2435     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2436     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2437     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2438     idle_loop(master, &splitPoint);
2439
2440     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2441     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2442     lock_grab(&mpLock);
2443
2444     *alpha = splitPoint.alpha;
2445     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2446     masterThread.activeSplitPoints--;
2447     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2448     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2449
2450     lock_release(&mpLock);
2451   }
2452
2453
2454   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2455   // when it is time to start a new search.
2456
2457   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2458
2459      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2460      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2461      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2462   }
2463
2464
2465   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2466
2467   RootMove::RootMove() {
2468
2469     nodes = 0;
2470     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2471     pv[0] = MOVE_NONE;
2472   }
2473
2474   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2475
2476     const Move* src = rm.pv;
2477     Move* dst = pv;
2478
2479     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2480     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2481
2482     nodes = rm.nodes;
2483     pv_score = rm.pv_score;
2484     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2485     return *this;
2486   }
2487
2488   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2489   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2490   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2491   // long PV to print that is important for position analysis.
2492
2493   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2494
2495     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2496     TTEntry* tte;
2497     int ply = 1;
2498
2499     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2500
2501     pos.do_move(pv[0], *st++);
2502
2503     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2504            && tte->move() != MOVE_NONE
2505            && move_is_legal(pos, tte->move())
2506            && ply < PLY_MAX
2507            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2508     {
2509         pv[ply] = tte->move();
2510         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2511     }
2512     pv[ply] = MOVE_NONE;
2513
2514     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2515   }
2516
2517   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2518   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2519   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2520
2521   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2522
2523     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2524     TTEntry* tte;
2525     Key k;
2526     Value v, m = VALUE_NONE;
2527     int ply = 0;
2528
2529     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2530
2531     do {
2532         k = pos.get_key();
2533         tte = TT.retrieve(k);
2534
2535         // Don't overwrite exsisting correct entries
2536         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2537         {
2538             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2539             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2540         }
2541         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2542
2543     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2544
2545     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2546   }
2547
2548   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2549   // formatted according to UCI specification and eventually writes the info
2550   // to a log file. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2551
2552   std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, Depth depth, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
2553
2554     std::stringstream s, l;
2555     Move* m = pv;
2556
2557     while (*m != MOVE_NONE)
2558         l << *m++ << " ";
2559
2560     s << "info depth " << depth / ONE_PLY
2561       << " seldepth " << int(m - pv)
2562       << " multipv " << pvLine + 1
2563       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2564       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2565       << " time "  << current_search_time()
2566       << " nodes " << pos.nodes_searched()
2567       << " nps "   << nps(pos)
2568       << " pv "    << l.str();
2569
2570     if (UseLogFile && pvLine == 0)
2571     {
2572         ValueType t = pv_score >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2573                       pv_score <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2574
2575         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), depth / ONE_PLY, pv_score, t, pv) << endl;
2576     }
2577     return s.str();
2578   }
2579
2580
2581   void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2582
2583     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2584     Move* sm;
2585
2586     clear();
2587     bestMoveChanges = 0;
2588
2589     // Generate all legal moves and score them
2590     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
2591     qsearch_scoring(pos, mlist, last);
2592
2593     // Add each move to the RootMoveList's vector
2594     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2595     {
2596         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2597         // is in the list before to add it.
2598         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2599
2600         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2601             continue;
2602
2603         RootMove rm;
2604         rm.pv[0] = cur->move;
2605         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2606         rm.pv_score = Value(cur->score);
2607         push_back(rm);
2608     }
2609     sort();
2610   }
2611
2612 } // namespace