]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Standardize root_search() signature
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 ////
22 //// Includes
23 ////
24
25 #include <cassert>
26 #include <cmath>
27 #include <cstring>
28 #include <fstream>
29 #include <iostream>
30 #include <sstream>
31 #include <vector>
32
33 #include "book.h"
34 #include "evaluate.h"
35 #include "history.h"
36 #include "misc.h"
37 #include "movegen.h"
38 #include "movepick.h"
39 #include "lock.h"
40 #include "san.h"
41 #include "search.h"
42 #include "timeman.h"
43 #include "thread.h"
44 #include "tt.h"
45 #include "ucioption.h"
46
47 using std::cout;
48 using std::endl;
49
50 ////
51 //// Local definitions
52 ////
53
54 namespace {
55
56   // Types
57   enum NodeType { NonPV, PV };
58
59   // Set to true to force running with one thread.
60   // Used for debugging SMP code.
61   const bool FakeSplit = false;
62
63   // Fast lookup table of sliding pieces indexed by Piece
64   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
65   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
66
67   // ThreadsManager class is used to handle all the threads related stuff in search,
68   // init, starting, parking and, the most important, launching a slave thread at a
69   // split point are what this class does. All the access to shared thread data is
70   // done through this class, so that we avoid using global variables instead.
71
72   class ThreadsManager {
73     /* As long as the single ThreadsManager object is defined as a global we don't
74        need to explicitly initialize to zero its data members because variables with
75        static storage duration are automatically set to zero before enter main()
76     */
77   public:
78     void init_threads();
79     void exit_threads();
80
81     int min_split_depth() const { return minimumSplitDepth; }
82     int active_threads() const { return activeThreads; }
83     void set_active_threads(int cnt) { activeThreads = cnt; }
84
85     void read_uci_options();
86     bool available_thread_exists(int master) const;
87     bool thread_is_available(int slave, int master) const;
88     bool cutoff_at_splitpoint(int threadID) const;
89     void wake_sleeping_thread(int threadID);
90     void idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp);
91
92     template <bool Fake>
93     void split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha, const Value beta, Value* bestValue,
94                Depth depth, Move threatMove, bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode);
95
96   private:
97     Depth minimumSplitDepth;
98     int maxThreadsPerSplitPoint;
99     bool useSleepingThreads;
100     int activeThreads;
101     volatile bool allThreadsShouldExit;
102     Thread threads[MAX_THREADS];
103     Lock mpLock, sleepLock[MAX_THREADS];
104     WaitCondition sleepCond[MAX_THREADS];
105   };
106
107
108   // RootMove struct is used for moves at the root at the tree. For each root
109   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
110   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
111   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
112   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
113
114   struct RootMove {
115
116     RootMove();
117     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
118     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
119
120     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
121     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
122     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
123     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this
124     // way we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
125     bool operator<(const RootMove& m) const {
126       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
127                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
128     }
129
130     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
131     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
132
133     int64_t nodes;
134     Value pv_score;
135     Value non_pv_score;
136     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
137   };
138
139
140   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
141   // with an handful of methods above the standard ones.
142
143   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
144
145     typedef std::vector<RootMove> Base;
146
147     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
148     void set_non_pv_scores(const Position& pos);
149
150     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
151     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
152   };
153
154
155   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
156   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
157   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
158   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
159   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
160   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
161   enum set960 {};
162
163   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
164
165     os.iword(0) = int(m);
166     return os;
167   }
168
169
170   /// Adjustments
171
172   // Step 6. Razoring
173
174   // Maximum depth for razoring
175   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
176
177   // Dynamic razoring margin based on depth
178   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
179
180   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
181   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
182
183   // Step 9. Internal iterative deepening
184
185   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
186   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
187
188   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
189   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
190   const Value IIDMargin = Value(0x100);
191
192   // Step 11. Decide the new search depth
193
194   // Extensions. Configurable UCI options
195   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
196   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
197   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
198
199   // Minimum depth for use of singular extension
200   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
201
202   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
203   // remaining ones we will extend it.
204   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
205
206   // Step 12. Futility pruning
207
208   // Futility margin for quiescence search
209   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
210
211   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
212   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
213   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
214
215   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
216   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
217
218   // Step 14. Reduced search
219
220   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
221   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
222
223   template <NodeType PV>
224   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
225
226   // Common adjustments
227
228   // Search depth at iteration 1
229   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
230
231   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
232   // better than the second best move.
233   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
234
235
236   /// Namespace variables
237
238   // Book object
239   Book OpeningBook;
240
241   // Iteration counter
242   int Iteration;
243
244   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
245   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
246   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
247
248   // Search window management
249   int AspirationDelta;
250
251   // MultiPV mode
252   int MultiPV;
253
254   // Time managment variables
255   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
256   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, PonderSearch, StopOnPonderhit;
257   bool FirstRootMove, AbortSearch, Quit, AspirationFailLow;
258   TimeManager TimeMgr;
259
260   // Log file
261   bool UseLogFile;
262   std::ofstream LogFile;
263
264   // Multi-threads manager object
265   ThreadsManager ThreadsMgr;
266
267   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
268   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
269   int NodesSincePoll;
270   int NodesBetweenPolls = 30000;
271
272   // History table
273   History H;
274
275   /// Local functions
276
277   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]);
278   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml);
279
280   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
281   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
282
283   template <NodeType PvNode>
284   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
285
286   template <NodeType PvNode>
287   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
288
289       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
290                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
291   }
292
293   template <NodeType PvNode>
294   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
295
296   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
297   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
298   bool value_is_mate(Value value);
299   Value value_to_tt(Value v, int ply);
300   Value value_from_tt(Value v, int ply);
301   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
302   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
303   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
304   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
305   void update_killers(Move m, SearchStack* ss);
306   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
307
308   int current_search_time();
309   std::string value_to_uci(Value v);
310   int nps(const Position& pos);
311   void poll(const Position& pos);
312   void ponderhit();
313   void wait_for_stop_or_ponderhit();
314   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
315   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value);
316
317 #if !defined(_MSC_VER)
318   void* init_thread(void* threadID);
319 #else
320   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID);
321 #endif
322
323 }
324
325
326 ////
327 //// Functions
328 ////
329
330 /// init_threads(), exit_threads() and nodes_searched() are helpers to
331 /// give accessibility to some TM methods from outside of current file.
332
333 void init_threads() { ThreadsMgr.init_threads(); }
334 void exit_threads() { ThreadsMgr.exit_threads(); }
335
336
337 /// init_search() is called during startup. It initializes various lookup tables
338
339 void init_search() {
340
341   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
342   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
343   int mc; // moveCount
344
345   // Init reductions array
346   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
347   {
348       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
349       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
350       ReductionMatrix[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
351       ReductionMatrix[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
352   }
353
354   // Init futility margins array
355   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
356       FutilityMarginsMatrix[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
357
358   // Init futility move count array
359   for (d = 0; d < 32; d++)
360       FutilityMoveCountArray[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
361 }
362
363
364 /// perft() is our utility to verify move generation is bug free. All the legal
365 /// moves up to given depth are generated and counted and the sum returned.
366
367 int perft(Position& pos, Depth depth)
368 {
369     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
370     StateInfo st;
371     Move m;
372     int sum = 0;
373
374     // Generate all legal moves
375     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
376
377     // If we are at the last ply we don't need to do and undo
378     // the moves, just to count them.
379     if (depth <= ONE_PLY)
380         return int(last - mlist);
381
382     // Loop through all legal moves
383     CheckInfo ci(pos);
384     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
385     {
386         m = cur->move;
387         pos.do_move(m, st, ci, pos.move_is_check(m, ci));
388         sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
389         pos.undo_move(m);
390     }
391     return sum;
392 }
393
394
395 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
396 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various
397 /// search-related global variables, and calls root_search(). It returns false
398 /// when a quit command is received during the search.
399
400 bool think(Position& pos, bool infinite, bool ponder, int time[], int increment[],
401            int movesToGo, int maxDepth, int maxNodes, int maxTime, Move searchMoves[]) {
402
403   // Initialize global search variables
404   StopOnPonderhit = AbortSearch = Quit = AspirationFailLow = false;
405   NodesSincePoll = 0;
406   SearchStartTime = get_system_time();
407   ExactMaxTime = maxTime;
408   MaxDepth = maxDepth;
409   MaxNodes = maxNodes;
410   InfiniteSearch = infinite;
411   PonderSearch = ponder;
412   UseTimeManagement = !ExactMaxTime && !MaxDepth && !MaxNodes && !InfiniteSearch;
413
414   // Look for a book move, only during games, not tests
415   if (UseTimeManagement && Options["OwnBook"].value<bool>())
416   {
417       if (Options["Book File"].value<std::string>() != OpeningBook.file_name())
418           OpeningBook.open(Options["Book File"].value<std::string>());
419
420       Move bookMove = OpeningBook.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
421       if (bookMove != MOVE_NONE)
422       {
423           if (PonderSearch)
424               wait_for_stop_or_ponderhit();
425
426           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
427           return true;
428       }
429   }
430
431   // Read UCI option values
432   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
433   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
434   {
435       Options["Clear Hash"].set_value("false");
436       TT.clear();
437   }
438
439   CheckExtension[1]         = Options["Check Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
440   CheckExtension[0]         = Options["Check Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
441   SingleEvasionExtension[1] = Options["Single Evasion Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
442   SingleEvasionExtension[0] = Options["Single Evasion Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
443   PawnPushTo7thExtension[1] = Options["Pawn Push to 7th Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
444   PawnPushTo7thExtension[0] = Options["Pawn Push to 7th Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
445   PassedPawnExtension[1]    = Options["Passed Pawn Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
446   PassedPawnExtension[0]    = Options["Passed Pawn Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
447   PawnEndgameExtension[1]   = Options["Pawn Endgame Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
448   PawnEndgameExtension[0]   = Options["Pawn Endgame Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
449   MateThreatExtension[1]    = Options["Mate Threat Extension (PV nodes)"].value<Depth>();
450   MateThreatExtension[0]    = Options["Mate Threat Extension (non-PV nodes)"].value<Depth>();
451   MultiPV                   = Options["MultiPV"].value<int>();
452   UseLogFile                = Options["Use Search Log"].value<bool>();
453
454   if (UseLogFile)
455       LogFile.open(Options["Search Log Filename"].value<std::string>().c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
456
457   read_weights(pos.side_to_move());
458
459   // Set the number of active threads
460   ThreadsMgr.read_uci_options();
461   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
462
463   // Wake up needed threads
464   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
465       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
466
467   // Set thinking time
468   int myTime = time[pos.side_to_move()];
469   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
470   if (UseTimeManagement)
471       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
472
473   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
474   // heavy time pressure.
475   if (MaxNodes)
476       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
477   else if (myTime && myTime < 1000)
478       NodesBetweenPolls = 1000;
479   else if (myTime && myTime < 5000)
480       NodesBetweenPolls = 5000;
481   else
482       NodesBetweenPolls = 30000;
483
484   // Write search information to log file
485   if (UseLogFile)
486       LogFile << "Searching: " << pos.to_fen() << endl
487               << "infinite: "  << infinite
488               << " ponder: "   << ponder
489               << " time: "     << myTime
490               << " increment: " << myIncrement
491               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
492
493   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
494   id_loop(pos, searchMoves);
495
496   if (UseLogFile)
497       LogFile.close();
498
499   // This makes all the threads to go to sleep
500   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
501
502   return !Quit;
503 }
504
505
506 namespace {
507
508   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
509   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
510   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
511   // reached.
512
513   Value id_loop(Position& pos, Move searchMoves[]) {
514
515     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
516     Depth depth;
517     Move EasyMove = MOVE_NONE;
518     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
519
520     // Moves to search are verified, copied, scored and sorted
521     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
522
523     // Handle special case of searching on a mate/stale position
524     if (rml.size() == 0)
525     {
526         if (PonderSearch)
527             wait_for_stop_or_ponderhit();
528
529         return pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW;
530     }
531
532     // Print RootMoveList startup scoring to the standard output,
533     // so to output information also for iteration 1.
534     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
535          << "info depth " << 1
536          << "\ninfo depth " << 1
537          << " score " << value_to_uci(rml[0].pv_score)
538          << " time " << current_search_time()
539          << " nodes " << pos.nodes_searched()
540          << " nps " << nps(pos)
541          << " pv " << rml[0].pv[0] << "\n";
542
543     // Initialize
544     TT.new_search();
545     H.clear();
546     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
547     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
548     Iteration = 1;
549
550     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
551     if (   rml.size() == 1
552         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
553         EasyMove = rml[0].pv[0];
554
555     // Iterative deepening loop
556     while (Iteration < PLY_MAX)
557     {
558         // Initialize iteration
559         Iteration++;
560         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
561
562         cout << "info depth " << Iteration << endl;
563
564         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
565         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
566         {
567             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
568             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
569
570             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
571             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
572
573             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
574             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
575         }
576
577         depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
578
579         // Search to the current depth, rml is updated and sorted
580         value = root_search(pos, ss, alpha, beta, depth, rml);
581
582         if (AbortSearch)
583             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
584
585         //Save info about search result
586         ValueByIteration[Iteration] = value;
587
588         // Drop the easy move if differs from the new best move
589         if (rml[0].pv[0] != EasyMove)
590             EasyMove = MOVE_NONE;
591
592         if (UseTimeManagement)
593         {
594             // Time to stop?
595             bool stopSearch = false;
596
597             // Stop search early if there is only a single legal move,
598             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
599             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
600                 stopSearch = true;
601
602             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
603             if (  Iteration >= 6
604                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
605                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
606                 stopSearch = true;
607
608             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
609             if (   Iteration >= 8
610                 && EasyMove == rml[0].pv[0]
611                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
612                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
613                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
614                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
615                 stopSearch = true;
616
617             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
618             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
619                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
620                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
621
622             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
623             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
624             // move at the next iteration anyway.
625             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
626                 stopSearch = true;
627
628             if (stopSearch)
629             {
630                 if (PonderSearch)
631                     StopOnPonderhit = true;
632                 else
633                     break;
634             }
635         }
636
637         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
638             break;
639     }
640
641     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
642     // best move before we are told to do so.
643     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
644         wait_for_stop_or_ponderhit();
645     else
646         // Print final search statistics
647         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
648              << " nps " << nps(pos)
649              << " time " << current_search_time() << endl;
650
651     // Print the best move and the ponder move to the standard output
652     cout << "bestmove " << rml[0].pv[0];
653
654     if (rml[0].pv[1] != MOVE_NONE)
655         cout << " ponder " << rml[0].pv[1];
656
657     cout << endl;
658
659     if (UseLogFile)
660     {
661         if (dbg_show_mean)
662             dbg_print_mean(LogFile);
663
664         if (dbg_show_hit_rate)
665             dbg_print_hit_rate(LogFile);
666
667         LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
668                 << "\nNodes/second: " << nps(pos)
669                 << "\nBest move: " << move_to_san(pos, rml[0].pv[0]);
670
671         StateInfo st;
672         pos.do_move(rml[0].pv[0], st);
673         LogFile << "\nPonder move: "
674                 << move_to_san(pos, rml[0].pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
675                 << endl;
676     }
677     return rml[0].pv_score;
678   }
679
680
681   // root_search() is the function which searches the root node. It is
682   // similar to search_pv except that it prints some information to the
683   // standard output and handles the fail low/high loops.
684
685   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha,
686                     Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml) {
687     StateInfo st;
688     CheckInfo ci(pos);
689     int64_t nodes;
690     Move move;
691     Depth ext, newDepth;
692     Value value, oldAlpha;
693     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
694     int researchCountFH, researchCountFL;
695
696     researchCountFH = researchCountFL = 0;
697     oldAlpha = alpha;
698     isCheck = pos.is_check();
699
700     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
701     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
702
703     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
704     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
705     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
706
707     // Step 5. Evaluate the position statically
708     // At root we do this only to get reference value for child nodes
709     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
710     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
711
712     // Step 6. Razoring (omitted at root)
713     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
714     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
715     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
716
717     // Step extra. Fail low loop
718     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
719     // with bigger window until we are not failing low anymore.
720     while (1)
721     {
722         // Sort the moves before to (re)search
723         rml.set_non_pv_scores(pos);
724         rml.sort();
725
726         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
727         for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !AbortSearch; i++)
728         {
729             // This is used by time management
730             FirstRootMove = (i == 0);
731
732             // Save the current node count before the move is searched
733             nodes = pos.nodes_searched();
734
735             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
736             // the standard output.
737             move = ss->currentMove = rml[i].pv[0];
738
739             if (current_search_time() >= 1000)
740                 cout << "info currmove " << move
741                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
742
743             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
744             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
745
746             // Step 11. Decide the new search depth
747             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
748             newDepth = depth + ext;
749
750             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
751
752             // Step extra. Fail high loop
753             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
754             // high anymore.
755             value = -VALUE_INFINITE;
756
757             while (1)
758             {
759                 // Step 13. Make the move
760                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
761
762                 // Step extra. pv search
763                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
764                 // and for fail high research (value > alpha)
765                 if (i < MultiPV || value > alpha)
766                 {
767                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
768                     if (MultiPV > 1)
769                         alpha = -VALUE_INFINITE;
770
771                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
772                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
773                 }
774                 else
775                 {
776                     // Step 14. Reduced search
777                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
778                     bool doFullDepthSearch = true;
779
780                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
781                         && !dangerous
782                         && !captureOrPromotion
783                         && !move_is_castle(move))
784                     {
785                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
786                         if (ss->reduction)
787                         {
788                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
789
790                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
791                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
792                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
793                         }
794                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
795                     }
796
797                     // Step 15. Full depth search
798                     if (doFullDepthSearch)
799                     {
800                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
801                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
802
803                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
804                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
805                         if (value > alpha)
806                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
807                     }
808                 }
809
810                 // Step 16. Undo move
811                 pos.undo_move(move);
812
813                 // Can we exit fail high loop ?
814                 if (AbortSearch || value < beta)
815                     break;
816
817                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
818                 // the score before research in case we run out of time while researching.
819                 ss->bestMove = move;
820                 rml[i].pv_score = value;
821                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
822
823                 // Print information to the standard output
824                 print_pv_info(pos, rml[i].pv, alpha, beta, value);
825
826                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
827                 beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
828                 researchCountFH++;
829
830             } // End of fail high loop
831
832             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
833             // was aborted because the user interrupted the search or because we
834             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
835             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
836             // move and/or PV.
837             if (AbortSearch)
838                 break;
839
840             // Remember searched nodes counts for this move
841             rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
842
843             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
844             assert(value < beta);
845
846             // Step 17. Check for new best move
847             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
848                 rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
849             else
850             {
851                 // PV move or new best move!
852
853                 // Update PV
854                 ss->bestMove = move;
855                 rml[i].pv_score = value;
856                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
857
858                 if (MultiPV == 1)
859                 {
860                     // We record how often the best move has been changed in each
861                     // iteration. This information is used for time managment: When
862                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
863                     if (i > 0)
864                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
865
866                     // Print information to the standard output
867                     print_pv_info(pos, rml[i].pv, alpha, beta, value);
868
869                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
870                     if (value > alpha)
871                         alpha = value;
872                 }
873                 else // MultiPV > 1
874                 {
875                     rml.sort_multipv(i);
876                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
877                     {
878                         cout << "info multipv " << j + 1
879                              << " score " << value_to_uci(rml[j].pv_score)
880                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
881                              << " time " << current_search_time()
882                              << " nodes " << pos.nodes_searched()
883                              << " nps " << nps(pos)
884                              << " pv ";
885
886                         for (int k = 0; rml[j].pv[k] != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
887                             cout << rml[j].pv[k] << " ";
888
889                         cout << endl;
890                     }
891                     alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
892                 }
893             } // PV move or new best move
894
895             assert(alpha >= oldAlpha);
896
897             AspirationFailLow = (alpha == oldAlpha);
898
899             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
900                 StopOnPonderhit = false;
901         }
902
903         // Can we exit fail low loop ?
904         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
905             break;
906
907         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
908         oldAlpha = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
909         researchCountFL++;
910
911     } // Fail low loop
912
913     // Sort the moves before to return
914     rml.sort();
915
916     // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
917     // have been overwritten during the search.
918     for (int i = 0; i < MultiPV; i++)
919         rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
920
921     return alpha;
922   }
923
924
925   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
926   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
927   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
928   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
929   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
930   // here: This is taken care of after we return from the split point.
931
932   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
933   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
934
935     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
936     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
937     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
938     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
939     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
940
941     Move movesSearched[MOVES_MAX];
942     StateInfo st;
943     const TTEntry *tte;
944     Key posKey;
945     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
946     Depth ext, newDepth;
947     ValueType vt;
948     Value bestValue, value, oldAlpha;
949     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
950     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
951     bool mateThreat = false;
952     int moveCount = 0;
953     int threadID = pos.thread();
954     SplitPoint* sp = NULL;
955     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
956     oldAlpha = alpha;
957     isCheck = pos.is_check();
958
959     if (SpNode)
960     {
961         sp = ss->sp;
962         tte = NULL;
963         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
964         threatMove = sp->threatMove;
965         mateThreat = sp->mateThreat;
966         goto split_point_start;
967     }
968     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
969
970     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
971     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
972     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
973
974     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
975     {
976         NodesSincePoll = 0;
977         poll(pos);
978     }
979
980     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
981     if (   AbortSearch
982         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
983         || pos.is_draw()
984         || ply >= PLY_MAX - 1)
985         return VALUE_DRAW;
986
987     // Step 3. Mate distance pruning
988     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
989     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
990     if (alpha >= beta)
991         return alpha;
992
993     // Step 4. Transposition table lookup
994
995     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
996     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
997     excludedMove = ss->excludedMove;
998     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
999
1000     tte = TT.retrieve(posKey);
1001     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1002
1003     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1004     // This is to avoid problems in the following areas:
1005     //
1006     // * Repetition draw detection
1007     // * Fifty move rule detection
1008     // * Searching for a mate
1009     // * Printing of full PV line
1010     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1011     {
1012         TT.refresh(tte);
1013         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1014         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1015     }
1016
1017     // Step 5. Evaluate the position statically and
1018     // update gain statistics of parent move.
1019     if (isCheck)
1020         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1021     else if (tte)
1022     {
1023         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1024
1025         ss->eval = tte->static_value();
1026         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1027         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1028     }
1029     else
1030     {
1031         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1032         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1033     }
1034
1035     // Save gain for the parent non-capture move
1036     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1037
1038     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1039     if (   !PvNode
1040         &&  depth < RazorDepth
1041         && !isCheck
1042         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1043         &&  ttMove == MOVE_NONE
1044         && !value_is_mate(beta)
1045         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1046     {
1047         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1048         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1049         if (v < rbeta)
1050             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1051             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1052             return v;
1053     }
1054
1055     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1056     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1057     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1058     if (   !PvNode
1059         && !ss->skipNullMove
1060         &&  depth < RazorDepth
1061         && !isCheck
1062         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1063         && !value_is_mate(beta)
1064         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1065         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1066
1067     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1068     if (   !PvNode
1069         && !ss->skipNullMove
1070         &&  depth > ONE_PLY
1071         && !isCheck
1072         &&  refinedValue >= beta
1073         && !value_is_mate(beta)
1074         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1075     {
1076         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1077
1078         // Null move dynamic reduction based on depth
1079         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1080
1081         // Null move dynamic reduction based on value
1082         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1083             R++;
1084
1085         pos.do_null_move(st);
1086         (ss+1)->skipNullMove = true;
1087         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1088         (ss+1)->skipNullMove = false;
1089         pos.undo_null_move();
1090
1091         if (nullValue >= beta)
1092         {
1093             // Do not return unproven mate scores
1094             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1095                 nullValue = beta;
1096
1097             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1098                 return nullValue;
1099
1100             // Do verification search at high depths
1101             ss->skipNullMove = true;
1102             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1103             ss->skipNullMove = false;
1104
1105             if (v >= beta)
1106                 return nullValue;
1107         }
1108         else
1109         {
1110             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1111             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1112             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1113             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1114             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1115             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1116             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1117                 mateThreat = true;
1118
1119             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1120             if (   depth < ThreatDepth
1121                 && (ss-1)->reduction
1122                 && threatMove != MOVE_NONE
1123                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1124                 return beta - 1;
1125         }
1126     }
1127
1128     // Step 9. Internal iterative deepening
1129     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1130         &&  ttMove == MOVE_NONE
1131         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1132     {
1133         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1134
1135         ss->skipNullMove = true;
1136         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1137         ss->skipNullMove = false;
1138
1139         ttMove = ss->bestMove;
1140         tte = TT.retrieve(posKey);
1141     }
1142
1143     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1144     if (PvNode)
1145         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1146
1147 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1148
1149     // Initialize a MovePicker object for the current position
1150     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1151     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1152     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1153     CheckInfo ci(pos);
1154     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1155     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1156     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1157     singularExtensionNode =  !SpNode
1158                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1159                            && tte
1160                            && tte->move()
1161                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1162                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1163                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1164     if (SpNode)
1165     {
1166         lock_grab(&(sp->lock));
1167         bestValue = sp->bestValue;
1168     }
1169
1170     // Step 10. Loop through moves
1171     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1172     while (   bestValue < beta
1173            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1174            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1175     {
1176       assert(move_is_ok(move));
1177
1178       if (SpNode)
1179       {
1180           moveCount = ++sp->moveCount;
1181           lock_release(&(sp->lock));
1182       }
1183       else if (move == excludedMove)
1184           continue;
1185       else
1186           movesSearched[moveCount++] = move;
1187
1188       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1189       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1190
1191       // Step 11. Decide the new search depth
1192       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1193
1194       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1195       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1196       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1197       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1198       if (   singularExtensionNode
1199           && move == tte->move()
1200           && ext < ONE_PLY)
1201       {
1202           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1203
1204           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1205           {
1206               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1207               ss->excludedMove = move;
1208               ss->skipNullMove = true;
1209               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1210               ss->skipNullMove = false;
1211               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1212               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1213               if (v < b)
1214                   ext = ONE_PLY;
1215           }
1216       }
1217
1218       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1219       ss->currentMove = move;
1220       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1221
1222       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1223       if (   !PvNode
1224           && !captureOrPromotion
1225           && !isCheck
1226           && !dangerous
1227           &&  move != ttMove
1228           && !move_is_castle(move))
1229       {
1230           // Move count based pruning
1231           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1232               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1233               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1234           {
1235               if (SpNode)
1236                   lock_grab(&(sp->lock));
1237
1238               continue;
1239           }
1240
1241           // Value based pruning
1242           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1243           // but fixing this made program slightly weaker.
1244           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1245           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1246                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1247
1248           if (futilityValueScaled < beta)
1249           {
1250               if (SpNode)
1251               {
1252                   lock_grab(&(sp->lock));
1253                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1254                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1255               }
1256               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1257                   bestValue = futilityValueScaled;
1258
1259               continue;
1260           }
1261
1262           // Prune moves with negative SEE at low depths
1263           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1264               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1265               && pos.see_sign(move) < 0)
1266           {
1267               if (SpNode)
1268                   lock_grab(&(sp->lock));
1269
1270               continue;
1271           }
1272       }
1273
1274       // Step 13. Make the move
1275       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1276
1277       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1278       // The first move in list is the expected PV
1279       if (PvNode && moveCount == 1)
1280           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1281       else
1282       {
1283           // Step 14. Reduced depth search
1284           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1285           bool doFullDepthSearch = true;
1286
1287           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1288               && !captureOrPromotion
1289               && !dangerous
1290               && !move_is_castle(move)
1291               &&  ss->killers[0] != move
1292               &&  ss->killers[1] != move)
1293           {
1294               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1295
1296               if (ss->reduction)
1297               {
1298                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1299                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1300                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1301
1302                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1303               }
1304               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1305           }
1306
1307           // Step 15. Full depth search
1308           if (doFullDepthSearch)
1309           {
1310               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1311               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1312
1313               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1314               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1315               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1316               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1317                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1318           }
1319       }
1320
1321       // Step 16. Undo move
1322       pos.undo_move(move);
1323
1324       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1325
1326       // Step 17. Check for new best move
1327       if (SpNode)
1328       {
1329           lock_grab(&(sp->lock));
1330           bestValue = sp->bestValue;
1331           alpha = sp->alpha;
1332       }
1333
1334       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1335       {
1336           bestValue = value;
1337
1338           if (SpNode)
1339               sp->bestValue = value;
1340
1341           if (value > alpha)
1342           {
1343               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1344               {
1345                   alpha = value;
1346
1347                   if (SpNode)
1348                       sp->alpha = value;
1349               }
1350               else if (SpNode)
1351                   sp->betaCutoff = true;
1352
1353               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1354                   ss->mateKiller = move;
1355
1356               ss->bestMove = move;
1357
1358               if (SpNode)
1359                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1360           }
1361       }
1362
1363       // Step 18. Check for split
1364       if (   !SpNode
1365           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1366           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1367           && bestValue < beta
1368           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1369           && !AbortSearch
1370           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1371           && Iteration <= 99)
1372           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1373                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1374     }
1375
1376     // Step 19. Check for mate and stalemate
1377     // All legal moves have been searched and if there are
1378     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1379     // If one move was excluded return fail low score.
1380     if (!SpNode && !moveCount)
1381         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1382
1383     // Step 20. Update tables
1384     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1385     // history counters, and killer moves.
1386     if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1387     {
1388         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1389         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1390              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1391
1392         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1393
1394         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1395         if (    bestValue >= beta
1396             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1397         {
1398             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1399             update_killers(move, ss);
1400         }
1401     }
1402
1403     if (SpNode)
1404     {
1405         // Here we have the lock still grabbed
1406         sp->slaves[threadID] = 0;
1407         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1408         lock_release(&(sp->lock));
1409     }
1410
1411     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1412
1413     return bestValue;
1414   }
1415
1416   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1417   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1418   // less than ONE_PLY).
1419
1420   template <NodeType PvNode>
1421   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1422
1423     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1424     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1425     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1426     assert(depth <= 0);
1427     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1428     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1429
1430     StateInfo st;
1431     Move ttMove, move;
1432     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1433     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1434     const TTEntry* tte;
1435     Depth ttDepth;
1436     Value oldAlpha = alpha;
1437
1438     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1439
1440     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1441     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1442         return VALUE_DRAW;
1443
1444     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1445     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1446     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1447     isCheck = pos.is_check();
1448     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1449
1450     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1451     // pruning, but only for move ordering.
1452     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1453     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1454
1455     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1456     {
1457         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1458         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1459     }
1460
1461     // Evaluate the position statically
1462     if (isCheck)
1463     {
1464         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1465         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1466         enoughMaterial = false;
1467     }
1468     else
1469     {
1470         if (tte)
1471         {
1472             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1473
1474             evalMargin = tte->static_value_margin();
1475             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1476         }
1477         else
1478             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1479
1480         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1481
1482         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1483         if (bestValue >= beta)
1484         {
1485             if (!tte)
1486                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1487
1488             return bestValue;
1489         }
1490
1491         if (PvNode && bestValue > alpha)
1492             alpha = bestValue;
1493
1494         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1495         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1496         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1497     }
1498
1499     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1500     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1501     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1502     // be generated.
1503     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1504     CheckInfo ci(pos);
1505
1506     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1507     while (   alpha < beta
1508            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1509     {
1510       assert(move_is_ok(move));
1511
1512       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1513
1514       // Futility pruning
1515       if (   !PvNode
1516           && !isCheck
1517           && !moveIsCheck
1518           &&  move != ttMove
1519           &&  enoughMaterial
1520           && !move_is_promotion(move)
1521           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1522       {
1523           futilityValue =  futilityBase
1524                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1525                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1526
1527           if (futilityValue < alpha)
1528           {
1529               if (futilityValue > bestValue)
1530                   bestValue = futilityValue;
1531               continue;
1532           }
1533       }
1534
1535       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1536       evasionPrunable =   isCheck
1537                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1538                        && !pos.move_is_capture(move)
1539                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1540
1541       // Don't search moves with negative SEE values
1542       if (   !PvNode
1543           && (!isCheck || evasionPrunable)
1544           &&  move != ttMove
1545           && !move_is_promotion(move)
1546           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1547           continue;
1548
1549       // Don't search useless checks
1550       if (   !PvNode
1551           && !isCheck
1552           &&  moveIsCheck
1553           &&  move != ttMove
1554           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1555           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1556           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1557       {
1558           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1559               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1560
1561           continue;
1562       }
1563
1564       // Update current move
1565       ss->currentMove = move;
1566
1567       // Make and search the move
1568       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1569       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1570       pos.undo_move(move);
1571
1572       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1573
1574       // New best move?
1575       if (value > bestValue)
1576       {
1577           bestValue = value;
1578           if (value > alpha)
1579           {
1580               alpha = value;
1581               ss->bestMove = move;
1582           }
1583        }
1584     }
1585
1586     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1587     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1588     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1589         return value_mated_in(ply);
1590
1591     // Update transposition table
1592     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1593     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1594
1595     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1596
1597     return bestValue;
1598   }
1599
1600
1601   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1602   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1603   // will be pruned.
1604
1605   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1606   {
1607     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1608     Square from, to, ksq, victimSq;
1609     Piece pc;
1610     Color them;
1611     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1612
1613     from = move_from(move);
1614     to = move_to(move);
1615     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1616     ksq = pos.king_square(them);
1617     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1618     pc = pos.piece_on(from);
1619
1620     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1621     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1622     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1623
1624     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1625     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1626
1627     if (!(b && (b & (b - 1))))
1628         return true;
1629
1630     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1631     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1632         && bit_is_set(kingAtt, to))
1633         return true;
1634
1635     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1636     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1637
1638     while (b)
1639     {
1640         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1641         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1642
1643         // Note that here we generate illegal "double move"!
1644         if (   futilityValue >= beta
1645             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1646             return true;
1647
1648         if (futilityValue > bv)
1649             bv = futilityValue;
1650     }
1651
1652     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1653     *bestValue = bv;
1654     return false;
1655   }
1656
1657
1658   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1659   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1660   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1661   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1662   // second move is assumed to be a move from the current position.
1663
1664   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1665
1666     Square f1, t1, f2, t2;
1667     Piece p;
1668
1669     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1670     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1671
1672     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1673     f2 = move_from(m2);
1674     t1 = move_to(m1);
1675     if (f2 == t1)
1676         return true;
1677
1678     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1679     t2 = move_to(m2);
1680     f1 = move_from(m1);
1681     if (t2 == f1)
1682         return true;
1683
1684     // Case 3: Moving through the vacated square
1685     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1686         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1687       return true;
1688
1689     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1690     p = pos.piece_on(t1);
1691     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1692         return true;
1693
1694     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1695     if (    piece_is_slider(p)
1696         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1697         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1698     {
1699         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1700         // move is the opposite of the checking piece.
1701         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1702         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1703
1704         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1705             return true;
1706     }
1707     return false;
1708   }
1709
1710
1711   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1712   // compensated for the ply.
1713
1714   bool value_is_mate(Value value) {
1715
1716     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1717
1718     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1719           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1720   }
1721
1722
1723   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1724   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1725   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1726
1727   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1728
1729     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1730       return v + ply;
1731
1732     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1733       return v - ply;
1734
1735     return v;
1736   }
1737
1738
1739   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1740   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1741
1742   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1743
1744     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1745       return v - ply;
1746
1747     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1748       return v + ply;
1749
1750     return v;
1751   }
1752
1753
1754   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1755   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1756   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1757   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1758   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1759   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1760   template <NodeType PvNode>
1761   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1762                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1763
1764     assert(m != MOVE_NONE);
1765
1766     Depth result = DEPTH_ZERO;
1767     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1768
1769     if (*dangerous)
1770     {
1771         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1772             result += CheckExtension[PvNode];
1773
1774         if (singleEvasion)
1775             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1776
1777         if (mateThreat)
1778             result += MateThreatExtension[PvNode];
1779     }
1780
1781     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1782     {
1783         Color c = pos.side_to_move();
1784         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1785         {
1786             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1787             *dangerous = true;
1788         }
1789         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1790         {
1791             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1792             *dangerous = true;
1793         }
1794     }
1795
1796     if (   captureOrPromotion
1797         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1798         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1799             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1800         && !move_is_promotion(m)
1801         && !move_is_ep(m))
1802     {
1803         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1804         *dangerous = true;
1805     }
1806
1807     if (   PvNode
1808         && captureOrPromotion
1809         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1810         && pos.see_sign(m) >= 0)
1811     {
1812         result += ONE_PLY / 2;
1813         *dangerous = true;
1814     }
1815
1816     return Min(result, ONE_PLY);
1817   }
1818
1819
1820   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1821   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1822
1823   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1824
1825     assert(move_is_ok(m));
1826     assert(threat && move_is_ok(threat));
1827     assert(!pos.move_is_check(m));
1828     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1829     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1830
1831     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1832
1833     mfrom = move_from(m);
1834     mto = move_to(m);
1835     tfrom = move_from(threat);
1836     tto = move_to(threat);
1837
1838     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1839     if (mfrom == tto)
1840         return true;
1841
1842     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1843     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1844     if (   pos.move_is_capture(threat)
1845         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1846             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1847         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1848         return true;
1849
1850     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1851     // prune safe moves which block its ray.
1852     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1853         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1854         && pos.see_sign(m) >= 0)
1855         return true;
1856
1857     return false;
1858   }
1859
1860
1861   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1862   // can be used at a given point in search.
1863
1864   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1865
1866     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1867
1868     return   (   tte->depth() >= depth
1869               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1870               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1871
1872           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1873               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1874   }
1875
1876
1877   // refine_eval() returns the transposition table score if
1878   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1879
1880   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1881
1882       assert(tte);
1883
1884       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1885
1886       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1887           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1888           return v;
1889
1890       return defaultEval;
1891   }
1892
1893
1894   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1895   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1896
1897   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1898                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1899     Move m;
1900
1901     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1902
1903     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1904     {
1905         m = movesSearched[i];
1906
1907         assert(m != move);
1908
1909         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1910             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1911     }
1912   }
1913
1914
1915   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1916   // among the killer moves of that ply.
1917
1918   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1919
1920     if (m == ss->killers[0])
1921         return;
1922
1923     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1924     ss->killers[0] = m;
1925   }
1926
1927
1928   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1929   // the static position evaluation before and after the move.
1930
1931   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1932
1933     if (   m != MOVE_NULL
1934         && before != VALUE_NONE
1935         && after != VALUE_NONE
1936         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1937         && !move_is_special(m))
1938         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1939   }
1940
1941
1942   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1943   // since the beginning of the current search.
1944
1945   int current_search_time() {
1946
1947     return get_system_time() - SearchStartTime;
1948   }
1949
1950
1951   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
1952
1953   std::string value_to_uci(Value v) {
1954
1955     std::stringstream s;
1956
1957     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1958       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
1959     else
1960       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1961
1962     return s.str();
1963   }
1964
1965   // nps() computes the current nodes/second count.
1966
1967   int nps(const Position& pos) {
1968
1969     int t = current_search_time();
1970     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1971   }
1972
1973
1974   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1975   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1976   // search.
1977
1978   void poll(const Position& pos) {
1979
1980     static int lastInfoTime;
1981     int t = current_search_time();
1982
1983     //  Poll for input
1984     if (data_available())
1985     {
1986         // We are line oriented, don't read single chars
1987         std::string command;
1988
1989         if (!std::getline(std::cin, command))
1990             command = "quit";
1991
1992         if (command == "quit")
1993         {
1994             AbortSearch = true;
1995             PonderSearch = false;
1996             Quit = true;
1997             return;
1998         }
1999         else if (command == "stop")
2000         {
2001             AbortSearch = true;
2002             PonderSearch = false;
2003         }
2004         else if (command == "ponderhit")
2005             ponderhit();
2006     }
2007
2008     // Print search information
2009     if (t < 1000)
2010         lastInfoTime = 0;
2011
2012     else if (lastInfoTime > t)
2013         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2014         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2015         lastInfoTime = 0;
2016
2017     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2018     {
2019         lastInfoTime = t;
2020
2021         if (dbg_show_mean)
2022             dbg_print_mean();
2023
2024         if (dbg_show_hit_rate)
2025             dbg_print_hit_rate();
2026
2027         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched() << " nps " << nps(pos)
2028              << " time " << t << endl;
2029     }
2030
2031     // Should we stop the search?
2032     if (PonderSearch)
2033         return;
2034
2035     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2036                            && !AspirationFailLow
2037                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2038
2039     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2040                      || stillAtFirstMove;
2041
2042     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2043         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2044         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
2045         AbortSearch = true;
2046   }
2047
2048
2049   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2050   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2051   // it correctly predicted the opponent's move.
2052
2053   void ponderhit() {
2054
2055     int t = current_search_time();
2056     PonderSearch = false;
2057
2058     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2059                            && !AspirationFailLow
2060                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2061
2062     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2063                      || stillAtFirstMove;
2064
2065     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2066         AbortSearch = true;
2067   }
2068
2069
2070   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2071   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2072
2073   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2074
2075     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2076     {
2077         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2078         ss->skipNullMove = false;
2079         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2080         ss->sp = NULL;
2081
2082         if (i < 3)
2083             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2084     }
2085   }
2086
2087
2088   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2089   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2090   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2091   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2092   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2093   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2094
2095   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2096
2097     std::string command;
2098
2099     while (true)
2100     {
2101         if (!std::getline(std::cin, command))
2102             command = "quit";
2103
2104         if (command == "quit")
2105         {
2106             Quit = true;
2107             break;
2108         }
2109         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2110             break;
2111     }
2112   }
2113
2114
2115   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2116   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2117
2118   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2119
2120     cout << "info depth " << Iteration
2121          << " score "     << value_to_uci(value)
2122          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2123          << " time "  << current_search_time()
2124          << " nodes " << pos.nodes_searched()
2125          << " nps "   << nps(pos)
2126          << " pv ";
2127
2128     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2129         cout << *m << " ";
2130
2131     cout << endl;
2132
2133     if (UseLogFile)
2134     {
2135         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2136                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2137
2138         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, value, t, pv) << endl;
2139     }
2140   }
2141
2142
2143   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2144   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2145   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2146   // threads and one for Windows threads.
2147
2148 #if !defined(_MSC_VER)
2149
2150   void* init_thread(void* threadID) {
2151
2152     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2153     return NULL;
2154   }
2155
2156 #else
2157
2158   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2159
2160     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2161     return 0;
2162   }
2163
2164 #endif
2165
2166
2167   /// The ThreadsManager class
2168
2169
2170   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2171   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2172   // to start a new search.
2173
2174   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2175
2176     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2177     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2178     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2179     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2180   }
2181
2182
2183   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2184   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2185   // object for which the current thread is the master.
2186
2187   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2188
2189     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2190
2191     int i;
2192     bool allFinished = false;
2193
2194     while (true)
2195     {
2196         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2197         // master should exit as last one.
2198         if (allThreadsShouldExit)
2199         {
2200             assert(!sp);
2201             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2202             return;
2203         }
2204
2205         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2206         // instead of wasting CPU time polling for work.
2207         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2208                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2209         {
2210             assert(!sp || useSleepingThreads);
2211             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2212
2213             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2214                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2215
2216             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2217             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2218
2219             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2220             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2221             allFinished = (i == activeThreads);
2222
2223             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2224             {
2225                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2226                 break;
2227             }
2228
2229             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2230             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2231                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2232
2233             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2234         }
2235
2236         // If this thread has been assigned work, launch a search
2237         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2238         {
2239             assert(!allThreadsShouldExit);
2240
2241             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2242
2243             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2244             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2245             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2246             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2247             ss->sp = tsp;
2248
2249             if (tsp->pvNode)
2250                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2251             else
2252                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2253
2254             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2255
2256             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2257
2258             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2259             // case we are the last slave of the split point.
2260             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2261                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2262         }
2263
2264         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2265         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2266         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2267         allFinished = (i == activeThreads);
2268
2269         if (allFinished)
2270         {
2271             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2272             // be sure sp->lock has been released before to return.
2273             lock_grab(&(sp->lock));
2274             lock_release(&(sp->lock));
2275
2276             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2277             // because here is all finished is not possible master is booked.
2278             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2279
2280             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2281             return;
2282         }
2283     }
2284   }
2285
2286
2287   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2288   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2289   // objects.
2290
2291   void ThreadsManager::init_threads() {
2292
2293     int i, arg[MAX_THREADS];
2294     bool ok;
2295
2296     // Initialize global locks
2297     lock_init(&mpLock);
2298
2299     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2300     {
2301         lock_init(&sleepLock[i]);
2302         cond_init(&sleepCond[i]);
2303     }
2304
2305     // Initialize splitPoints[] locks
2306     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2307         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2308             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2309
2310     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2311     allThreadsShouldExit = false;
2312
2313     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2314     activeThreads = 1;
2315
2316     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2317     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2318     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2319         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2320
2321     // Launch the helper threads
2322     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2323     {
2324         arg[i] = i;
2325
2326 #if !defined(_MSC_VER)
2327         pthread_t pthread[1];
2328         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2329         pthread_detach(pthread[0]);
2330 #else
2331         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2332 #endif
2333         if (!ok)
2334         {
2335             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2336             exit(EXIT_FAILURE);
2337         }
2338
2339         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2340         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2341     }
2342   }
2343
2344
2345   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2346   // helper threads exit cleanly.
2347
2348   void ThreadsManager::exit_threads() {
2349
2350     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2351
2352     // Wake up all the threads and waits for termination
2353     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2354     {
2355         wake_sleeping_thread(i);
2356         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2357     }
2358
2359     // Now we can safely destroy the locks
2360     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2361         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2362             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2363
2364     lock_destroy(&mpLock);
2365
2366     // Now we can safely destroy the wait conditions
2367     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2368     {
2369         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2370         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2371     }
2372   }
2373
2374
2375   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2376   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2377   // the current split point.
2378
2379   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2380
2381     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2382
2383     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2384
2385     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2386     return sp != NULL;
2387   }
2388
2389
2390   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2391   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2392   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2393   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2394   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2395   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2396   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2397
2398   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2399
2400     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2401     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2402     assert(activeThreads > 1);
2403
2404     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2405         return false;
2406
2407     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2408     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2409
2410     // No active split points means that the thread is available as
2411     // a slave for any other thread.
2412     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2413         return true;
2414
2415     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2416     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2417     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2418     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2419         return true;
2420
2421     return false;
2422   }
2423
2424
2425   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2426   // a slave for the thread with threadID "master".
2427
2428   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2429
2430     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2431     assert(activeThreads > 1);
2432
2433     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2434         if (thread_is_available(i, master))
2435             return true;
2436
2437     return false;
2438   }
2439
2440
2441   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2442   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2443   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2444   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2445   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2446   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2447   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2448   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2449
2450   template <bool Fake>
2451   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2452                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2453                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2454     assert(pos.is_ok());
2455     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2456     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2457     assert(*bestValue <= *alpha);
2458     assert(*alpha < beta);
2459     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2460     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2461     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2462     assert(activeThreads > 1);
2463
2464     int i, master = pos.thread();
2465     Thread& masterThread = threads[master];
2466
2467     lock_grab(&mpLock);
2468
2469     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2470     // active split points, don't split.
2471     if (   !available_thread_exists(master)
2472         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2473     {
2474         lock_release(&mpLock);
2475         return;
2476     }
2477
2478     // Pick the next available split point object from the split point stack
2479     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2480
2481     // Initialize the split point object
2482     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2483     splitPoint.master = master;
2484     splitPoint.betaCutoff = false;
2485     splitPoint.ply = ply;
2486     splitPoint.depth = depth;
2487     splitPoint.threatMove = threatMove;
2488     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2489     splitPoint.alpha = *alpha;
2490     splitPoint.beta = beta;
2491     splitPoint.pvNode = pvNode;
2492     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2493     splitPoint.mp = mp;
2494     splitPoint.moveCount = moveCount;
2495     splitPoint.pos = &pos;
2496     splitPoint.nodes = 0;
2497     splitPoint.parentSstack = ss;
2498     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2499         splitPoint.slaves[i] = 0;
2500
2501     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2502
2503     // If we are here it means we are not available
2504     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2505
2506     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2507
2508     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2509     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2510         if (thread_is_available(i, master))
2511         {
2512             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2513             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2514             splitPoint.slaves[i] = 1;
2515             workersCnt++;
2516         }
2517
2518     assert(Fake || workersCnt > 1);
2519
2520     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2521     lock_release(&mpLock);
2522
2523     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2524     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2525     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2526         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2527         {
2528             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2529
2530             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2531
2532             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2533
2534             if (useSleepingThreads && i != master)
2535                 wake_sleeping_thread(i);
2536         }
2537
2538     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2539     // which it will instantly launch a search, because its state is
2540     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2541     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2542     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2543     idle_loop(master, &splitPoint);
2544
2545     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2546     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2547     lock_grab(&mpLock);
2548
2549     *alpha = splitPoint.alpha;
2550     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2551     masterThread.activeSplitPoints--;
2552     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2553     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2554
2555     lock_release(&mpLock);
2556   }
2557
2558
2559   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2560   // when it is time to start a new search.
2561
2562   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2563
2564      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2565      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2566      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2567   }
2568
2569
2570   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2571
2572   RootMove::RootMove() {
2573
2574     nodes = 0;
2575     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2576     pv[0] = MOVE_NONE;
2577   }
2578
2579   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2580
2581     const Move* src = rm.pv;
2582     Move* dst = pv;
2583
2584     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2585     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2586
2587     nodes = rm.nodes;
2588     pv_score = rm.pv_score;
2589     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2590     return *this;
2591   }
2592
2593   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2594   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2595   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2596   // long PV to print that is important for position analysis.
2597
2598   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2599
2600     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2601     TTEntry* tte;
2602     int ply = 1;
2603
2604     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2605
2606     pos.do_move(pv[0], *st++);
2607
2608     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2609            && tte->move() != MOVE_NONE
2610            && move_is_legal(pos, tte->move())
2611            && ply < PLY_MAX
2612            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2613     {
2614         pv[ply] = tte->move();
2615         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2616     }
2617     pv[ply] = MOVE_NONE;
2618
2619     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2620   }
2621
2622   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2623   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2624   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2625
2626   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2627
2628     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2629     TTEntry* tte;
2630     Key k;
2631     Value v, m = VALUE_NONE;
2632     int ply = 0;
2633
2634     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2635
2636     do {
2637         k = pos.get_key();
2638         tte = TT.retrieve(k);
2639
2640         // Don't overwrite exsisting correct entries
2641         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2642         {
2643             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2644             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2645         }
2646         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2647
2648     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2649
2650     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2651   }
2652
2653
2654   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2655
2656     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2657     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2658     StateInfo st;
2659     Move* sm;
2660
2661     // Initialize search stack
2662     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2663     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2664
2665     // Generate all legal moves
2666     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2667
2668     // Add each move to the RootMoveList's vector
2669     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2670     {
2671         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2672         // is in the list before to add it.
2673         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2674
2675         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2676             continue;
2677
2678         // Find a quick score for the move and add to the list
2679         pos.do_move(cur->move, st);
2680
2681         RootMove rm;
2682         rm.pv[0] = ss[0].currentMove = cur->move;
2683         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2684         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2685         push_back(rm);
2686
2687         pos.undo_move(cur->move);
2688     }
2689     sort();
2690   }
2691
2692   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2693   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2694   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2695   // the first order pv scores of both moves are equal.
2696
2697   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
2698   {
2699       Move move;
2700       Value score = VALUE_ZERO;
2701       MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2702
2703       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2704           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2705               if (it->pv[0] == move)
2706               {
2707                   it->non_pv_score = score--;
2708                   break;
2709               }
2710   }
2711
2712 } // namespace