]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Remove redundant assignment in search()
[stockfish] / src / search.cpp
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20 #include <cassert>
21 #include <cmath>
22 #include <cstring>
23 #include <fstream>
24 #include <iostream>
25 #include <sstream>
26 #include <vector>
27
28 #include "book.h"
29 #include "evaluate.h"
30 #include "history.h"
31 #include "misc.h"
32 #include "move.h"
33 #include "movegen.h"
34 #include "movepick.h"
35 #include "search.h"
36 #include "timeman.h"
37 #include "thread.h"
38 #include "tt.h"
39 #include "ucioption.h"
40
41 using std::cout;
42 using std::endl;
43
44 namespace {
45
46   // Set to true to force running with one thread. Used for debugging
47   const bool FakeSplit = false;
48
49   // Different node types, used as template parameter
50   enum NodeType { NonPV, PV };
51
52   // RootMove struct is used for moves at the root of the tree. For each root
53   // move, we store two scores, a node count, and a PV (really a refutation
54   // in the case of moves which fail low). Value pv_score is normally set at
55   // -VALUE_INFINITE for all non-pv moves, while non_pv_score is computed
56   // according to the order in which moves are returned by MovePicker.
57   struct RootMove {
58
59     RootMove();
60     RootMove(const RootMove& rm) { *this = rm; }
61     RootMove& operator=(const RootMove& rm);
62
63     // RootMove::operator<() is the comparison function used when
64     // sorting the moves. A move m1 is considered to be better
65     // than a move m2 if it has an higher pv_score, or if it has
66     // equal pv_score but m1 has the higher non_pv_score. In this way
67     // we are guaranteed that PV moves are always sorted as first.
68     bool operator<(const RootMove& m) const {
69       return pv_score != m.pv_score ? pv_score < m.pv_score
70                                     : non_pv_score < m.non_pv_score;
71     }
72
73     void extract_pv_from_tt(Position& pos);
74     void insert_pv_in_tt(Position& pos);
75     std::string pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, int selDepth,
76                                Value alpha, Value beta, int pvIdx);
77     int64_t nodes;
78     Value pv_score;
79     Value non_pv_score;
80     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
81   };
82
83   // RootMoveList struct is just a vector of RootMove objects,
84   // with an handful of methods above the standard ones.
85   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
86
87     typedef std::vector<RootMove> Base;
88
89     void init(Position& pos, Move searchMoves[]);
90     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
91     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
92
93     int bestMoveChanges;
94   };
95
96   // MovePickerExt template class extends MovePicker and allows to choose at compile
97   // time the proper moves source according to the type of node. In the default case
98   // we simply create and use a standard MovePicker object.
99   template<bool SpNode, bool Root> struct MovePickerExt : public MovePicker {
100
101     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
102                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b) {}
103
104     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
105   };
106
107   // In case of a SpNode we use split point's shared MovePicker object as moves source
108   template<> struct MovePickerExt<true, false> : public MovePicker {
109
110     MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d, const History& h, SearchStack* ss, Value b)
111                   : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), mp(ss->sp->mp) {}
112
113     Move get_next_move() { return mp->get_next_move(); }
114
115     RootMoveList::iterator rm; // Dummy, needed to compile
116     MovePicker* mp;
117   };
118
119   // In case of a Root node we use RootMoveList as moves source
120   template<> struct MovePickerExt<false, true> : public MovePicker {
121
122     MovePickerExt(const Position&, Move, Depth, const History&, SearchStack*, Value);
123     Move get_next_move();
124
125     RootMoveList::iterator rm;
126     bool firstCall;
127   };
128
129
130   /// Constants
131
132   // Lookup table to check if a Piece is a slider and its access function
133   const bool Slidings[18] = { 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1 };
134   inline bool piece_is_slider(Piece p) { return Slidings[p]; }
135
136   // Step 6. Razoring
137
138   // Maximum depth for razoring
139   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
140
141   // Dynamic razoring margin based on depth
142   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
143
144   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
145   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
146
147   // Step 9. Internal iterative deepening
148
149   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
150   const Depth IIDDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 5 * ONE_PLY };
151
152   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
153   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
154   const Value IIDMargin = Value(0x100);
155
156   // Step 11. Decide the new search depth
157
158   // Extensions. Array index 0 is used for non-PV nodes, index 1 for PV nodes
159   const Depth CheckExtension[]         = { ONE_PLY / 2, ONE_PLY / 1 };
160   const Depth PawnEndgameExtension[]   = { ONE_PLY / 1, ONE_PLY / 1 };
161   const Depth PawnPushTo7thExtension[] = { ONE_PLY / 2, ONE_PLY / 2 };
162   const Depth PassedPawnExtension[]    = {  DEPTH_ZERO, ONE_PLY / 2 };
163
164   // Minimum depth for use of singular extension
165   const Depth SingularExtensionDepth[] = { 8 * ONE_PLY, 6 * ONE_PLY };
166
167   // Step 12. Futility pruning
168
169   // Futility margin for quiescence search
170   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
171
172   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their access functions
173   Value FutilityMargins[16][64]; // [depth][moveNumber]
174   int FutilityMoveCounts[32];    // [depth]
175
176   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) {
177
178     return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMargins[Max(d, 1)][Min(mn, 63)]
179                            : 2 * VALUE_INFINITE;
180   }
181
182   inline int futility_move_count(Depth d) {
183
184     return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCounts[d] : MAX_MOVES;
185   }
186
187   // Step 14. Reduced search
188
189   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their access function
190   int8_t Reductions[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
191
192   template <NodeType PV> inline Depth reduction(Depth d, int mn) {
193
194     return (Depth) Reductions[PV][Min(d / ONE_PLY, 63)][Min(mn, 63)];
195   }
196
197   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
198   // better than the second best move.
199   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
200
201
202   /// Namespace variables
203
204   // Root move list
205   RootMoveList Rml;
206
207   // MultiPV mode
208   int MultiPV, UCIMultiPV;
209
210   // Time management variables
211   bool StopOnPonderhit, FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
212   TimeManager TimeMgr;
213   SearchLimits Limits;
214
215   // Log file
216   std::ofstream LogFile;
217
218   // Skill level adjustment
219   int SkillLevel;
220   bool SkillLevelEnabled;
221
222   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
223   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
224   bool SendSearchedNodes;
225   int NodesSincePoll;
226   int NodesBetweenPolls = 30000;
227
228   // History table
229   History H;
230
231
232   /// Local functions
233
234   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
235
236   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
237   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
238
239   template <NodeType PvNode>
240   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth);
241
242   template <NodeType PvNode>
243   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
244
245     return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO)
246                            : search<PvNode, false, false>(pos, ss, alpha, beta, depth);
247   }
248
249   template <NodeType PvNode>
250   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool* dangerous);
251
252   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
253   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
254   Value value_to_tt(Value v, int ply);
255   Value value_from_tt(Value v, int ply);
256   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
257   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
258   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
259   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
260   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
261   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder);
262
263   int current_search_time(int set = 0);
264   std::string value_to_uci(Value v);
265   std::string speed_to_uci(int64_t nodes);
266   void poll(const Position& pos);
267   void wait_for_stop_or_ponderhit();
268
269   // Overload operator<<() to make it easier to print moves in a coordinate
270   // notation compatible with UCI protocol.
271   std::ostream& operator<<(std::ostream& os, Move m) {
272
273     bool chess960 = (os.iword(0) != 0); // See set960()
274     return os << move_to_uci(m, chess960);
275   }
276
277   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
278   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
279   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
280   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
281   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
282   // operator<<() that will read it to properly format castling moves.
283   enum set960 {};
284
285   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& f) {
286
287     os.iword(0) = int(f);
288     return os;
289   }
290
291 } // namespace
292
293
294 /// init_search() is called during startup to initialize various lookup tables
295
296 void init_search() {
297
298   int d;  // depth (ONE_PLY == 2)
299   int hd; // half depth (ONE_PLY == 1)
300   int mc; // moveCount
301
302   // Init reductions array
303   for (hd = 1; hd < 64; hd++) for (mc = 1; mc < 64; mc++)
304   {
305       double    pvRed = log(double(hd)) * log(double(mc)) / 3.0;
306       double nonPVRed = 0.33 + log(double(hd)) * log(double(mc)) / 2.25;
307       Reductions[PV][hd][mc]    = (int8_t) (   pvRed >= 1.0 ? floor(   pvRed * int(ONE_PLY)) : 0);
308       Reductions[NonPV][hd][mc] = (int8_t) (nonPVRed >= 1.0 ? floor(nonPVRed * int(ONE_PLY)) : 0);
309   }
310
311   // Init futility margins array
312   for (d = 1; d < 16; d++) for (mc = 0; mc < 64; mc++)
313       FutilityMargins[d][mc] = Value(112 * int(log(double(d * d) / 2) / log(2.0) + 1.001) - 8 * mc + 45);
314
315   // Init futility move count array
316   for (d = 0; d < 32; d++)
317       FutilityMoveCounts[d] = int(3.001 + 0.25 * pow(d, 2.0));
318 }
319
320
321 /// perft() is our utility to verify move generation. All the leaf nodes up to
322 /// the given depth are generated and counted and the sum returned.
323
324 int64_t perft(Position& pos, Depth depth) {
325
326   MoveStack mlist[MAX_MOVES];
327   StateInfo st;
328   Move m;
329   int64_t sum = 0;
330
331   // Generate all legal moves
332   MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
333
334   // If we are at the last ply we don't need to do and undo
335   // the moves, just to count them.
336   if (depth <= ONE_PLY)
337       return int(last - mlist);
338
339   // Loop through all legal moves
340   CheckInfo ci(pos);
341   for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
342   {
343       m = cur->move;
344       pos.do_move(m, st, ci, pos.move_gives_check(m, ci));
345       sum += perft(pos, depth - ONE_PLY);
346       pos.undo_move(m);
347   }
348   return sum;
349 }
350
351
352 /// think() is the external interface to Stockfish's search, and is called when
353 /// the program receives the UCI 'go' command. It initializes various global
354 /// variables, and calls id_loop(). It returns false when a "quit" command is
355 /// received during the search.
356
357 bool think(Position& pos, const SearchLimits& limits, Move searchMoves[]) {
358
359   static Book book;
360
361   // Initialize global search-related variables
362   StopOnPonderhit = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
363   NodesSincePoll = 0;
364   current_search_time(get_system_time());
365   Limits = limits;
366   TimeMgr.init(Limits, pos.startpos_ply_counter());
367
368   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under time pressure
369   if (Limits.maxNodes)
370       NodesBetweenPolls = Min(Limits.maxNodes, 30000);
371   else if (Limits.time && Limits.time < 1000)
372       NodesBetweenPolls = 1000;
373   else if (Limits.time && Limits.time < 5000)
374       NodesBetweenPolls = 5000;
375   else
376       NodesBetweenPolls = 30000;
377
378   // Look for a book move
379   if (Options["OwnBook"].value<bool>())
380   {
381       if (Options["Book File"].value<std::string>() != book.name())
382           book.open(Options["Book File"].value<std::string>());
383
384       Move bookMove = book.get_move(pos, Options["Best Book Move"].value<bool>());
385       if (bookMove != MOVE_NONE)
386       {
387           if (Limits.ponder)
388               wait_for_stop_or_ponderhit();
389
390           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
391           return !QuitRequest;
392       }
393   }
394
395   // Read UCI options
396   UCIMultiPV = Options["MultiPV"].value<int>();
397   SkillLevel = Options["Skill Level"].value<int>();
398
399   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
400   Threads.read_uci_options();
401
402   // If needed allocate pawn and material hash tables and adjust TT size
403   Threads.init_hash_tables();
404   TT.set_size(Options["Hash"].value<int>());
405
406   if (Options["Clear Hash"].value<bool>())
407   {
408       Options["Clear Hash"].set_value("false");
409       TT.clear();
410   }
411
412   // Do we have to play with skill handicap? In this case enable MultiPV that
413   // we will use behind the scenes to retrieve a set of possible moves.
414   SkillLevelEnabled = (SkillLevel < 20);
415   MultiPV = (SkillLevelEnabled ? Max(UCIMultiPV, 4) : UCIMultiPV);
416
417   // Wake up needed threads and reset maxPly counter
418   for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
419   {
420       Threads[i].wake_up();
421       Threads[i].maxPly = 0;
422   }
423
424   // Write to log file and keep it open to be accessed during the search
425   if (Options["Use Search Log"].value<bool>())
426   {
427       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
428       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
429
430       if (LogFile.is_open())
431           LogFile << "\nSearching: "  << pos.to_fen()
432                   << "\ninfinite: "   << Limits.infinite
433                   << " ponder: "      << Limits.ponder
434                   << " time: "        << Limits.time
435                   << " increment: "   << Limits.increment
436                   << " moves to go: " << Limits.movesToGo
437                   << endl;
438   }
439
440   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
441   Move ponderMove = MOVE_NONE;
442   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
443
444   cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
445
446   // Write final search statistics and close log file
447   if (LogFile.is_open())
448   {
449       int t = current_search_time();
450
451       LogFile << "Nodes: "          << pos.nodes_searched()
452               << "\nNodes/second: " << (t > 0 ? pos.nodes_searched() * 1000 / t : 0)
453               << "\nBest move: "    << move_to_san(pos, bestMove);
454
455       StateInfo st;
456       pos.do_move(bestMove, st);
457       LogFile << "\nPonder move: " << move_to_san(pos, ponderMove) << endl;
458       pos.undo_move(bestMove); // Return from think() with unchanged position
459       LogFile.close();
460   }
461
462   // This makes all the threads to go to sleep
463   Threads.set_size(1);
464
465   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
466   // best move before we are told to do so.
467   if (!StopRequest && (Limits.ponder || Limits.infinite))
468       wait_for_stop_or_ponderhit();
469
470   // Could be MOVE_NONE when searching on a stalemate position
471   cout << "bestmove " << bestMove;
472
473   // UCI protol is not clear on allowing sending an empty ponder move, instead
474   // it is clear that ponder move is optional. So skip it if empty.
475   if (ponderMove != MOVE_NONE)
476       cout << " ponder " << ponderMove;
477
478   cout << endl;
479
480   return !QuitRequest;
481 }
482
483
484 namespace {
485
486   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls search() repeatedly
487   // with increasing depth until the allocated thinking time has been consumed,
488   // user stops the search, or the maximum search depth is reached.
489
490   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
491
492     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
493     Value bestValues[PLY_MAX_PLUS_2];
494     int bestMoveChanges[PLY_MAX_PLUS_2];
495     int depth, selDepth, aspirationDelta;
496     Value value, alpha, beta;
497     Move bestMove, easyMove, skillBest, skillPonder;
498
499     // Initialize stuff before a new search
500     memset(ss, 0, 4 * sizeof(SearchStack));
501     TT.new_search();
502     H.clear();
503     *ponderMove = bestMove = easyMove = skillBest = skillPonder = MOVE_NONE;
504     depth = aspirationDelta = 0;
505     alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
506     ss->currentMove = MOVE_NULL; // Hack to skip update_gains()
507
508     // Moves to search are verified and copied
509     Rml.init(pos, searchMoves);
510
511     // Handle special case of searching on a mate/stalemate position
512     if (Rml.size() == 0)
513     {
514         cout << "info depth 0 score "
515              << value_to_uci(pos.in_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW)
516              << endl;
517
518         return MOVE_NONE;
519     }
520
521     // Iterative deepening loop until requested to stop or target depth reached
522     while (!StopRequest && ++depth <= PLY_MAX && (!Limits.maxDepth || depth <= Limits.maxDepth))
523     {
524         Rml.bestMoveChanges = 0;
525         cout << set960(pos.is_chess960()) << "info depth " << depth << endl;
526
527         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
528         if (MultiPV == 1 && depth >= 5 && abs(bestValues[depth - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
529         {
530             int prevDelta1 = bestValues[depth - 1] - bestValues[depth - 2];
531             int prevDelta2 = bestValues[depth - 2] - bestValues[depth - 3];
532
533             aspirationDelta = Min(Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16), 24);
534             aspirationDelta = (aspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
535
536             alpha = Max(bestValues[depth - 1] - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
537             beta  = Min(bestValues[depth - 1] + aspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
538         }
539
540         // Start with a small aspiration window and, in case of fail high/low,
541         // research with bigger window until not failing high/low anymore.
542         do {
543             // Search starting from ss+1 to allow calling update_gains()
544             value = search<PV, false, true>(pos, ss+1, alpha, beta, depth * ONE_PLY);
545
546             // Write PV back to transposition table in case the relevant entries
547             // have been overwritten during the search.
548             for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)Rml.size()); i++)
549                 Rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
550
551             // Value cannot be trusted. Break out immediately!
552             if (StopRequest)
553                 break;
554
555             assert(value >= alpha);
556
557             // In case of failing high/low increase aspiration window and research,
558             // otherwise exit the fail high/low loop.
559             if (value >= beta)
560             {
561                 beta = Min(beta + aspirationDelta, VALUE_INFINITE);
562                 aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
563             }
564             else if (value <= alpha)
565             {
566                 AspirationFailLow = true;
567                 StopOnPonderhit = false;
568
569                 alpha = Max(alpha - aspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
570                 aspirationDelta += aspirationDelta / 2;
571             }
572             else
573                 break;
574
575         } while (abs(value) < VALUE_KNOWN_WIN);
576
577         // Collect info about search result
578         bestMove = Rml[0].pv[0];
579         *ponderMove = Rml[0].pv[1];
580         bestValues[depth] = value;
581         bestMoveChanges[depth] = Rml.bestMoveChanges;
582
583         // Do we need to pick now the best and the ponder moves ?
584         if (SkillLevelEnabled && depth == 1 + SkillLevel)
585             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
586
587         // Retrieve max searched depth among threads
588         selDepth = 0;
589         for (int i = 0; i < Threads.size(); i++)
590             if (Threads[i].maxPly > selDepth)
591                 selDepth = Threads[i].maxPly;
592
593         // Send PV line to GUI and to log file
594         for (int i = 0; i < Min(UCIMultiPV, (int)Rml.size()); i++)
595             cout << Rml[i].pv_info_to_uci(pos, depth, selDepth, alpha, beta, i) << endl;
596
597         if (LogFile.is_open())
598             LogFile << pretty_pv(pos, depth, value, current_search_time(), Rml[0].pv) << endl;
599
600         // Init easyMove after first iteration or drop if differs from the best move
601         if (depth == 1 && (Rml.size() == 1 || Rml[0].pv_score > Rml[1].pv_score + EasyMoveMargin))
602             easyMove = bestMove;
603         else if (bestMove != easyMove)
604             easyMove = MOVE_NONE;
605
606         // Check for some early stop condition
607         if (!StopRequest && Limits.useTimeManagement())
608         {
609             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
610             if (   depth >= 5
611                 && abs(bestValues[depth])     >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
612                 && abs(bestValues[depth - 1]) >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
613                 StopRequest = true;
614
615             // Stop search early if one move seems to be much better than the
616             // others or if there is only a single legal move. Also in the latter
617             // case we search up to some depth anyway to get a proper score.
618             if (   depth >= 7
619                 && easyMove == bestMove
620                 && (   Rml.size() == 1
621                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
622                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
623                     ||(   Rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
624                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
625                 StopRequest = true;
626
627             // Take in account some extra time if the best move has changed
628             if (depth > 4 && depth < 50)
629                 TimeMgr.pv_instability(bestMoveChanges[depth], bestMoveChanges[depth - 1]);
630
631             // Stop search if most of available time is already consumed. We probably don't
632             // have enough time to search the first move at the next iteration anyway.
633             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 62) / 100)
634                 StopRequest = true;
635
636             // If we are allowed to ponder do not stop the search now but keep pondering
637             if (StopRequest && Limits.ponder)
638             {
639                 StopRequest = false;
640                 StopOnPonderhit = true;
641             }
642         }
643     }
644
645     // When using skills overwrite best and ponder moves with the sub-optimal ones
646     if (SkillLevelEnabled)
647     {
648         if (skillBest == MOVE_NONE) // Still unassigned ?
649             do_skill_level(&skillBest, &skillPonder);
650
651         bestMove = skillBest;
652         *ponderMove = skillPonder;
653     }
654
655     return bestMove;
656   }
657
658
659   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
660   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
661   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
662   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
663   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
664   // here: This is taken care of after we return from the split point.
665
666   template <NodeType PvNode, bool SpNode, bool Root>
667   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
668
669     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
670     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
671     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
672     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < Threads.size());
673
674     Move movesSearched[MAX_MOVES];
675     int64_t nodes;
676     StateInfo st;
677     const TTEntry *tte;
678     Key posKey;
679     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
680     Depth ext, newDepth;
681     ValueType vt;
682     Value bestValue, value, oldAlpha;
683     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
684     bool isPvMove, inCheck, singularExtensionNode, givesCheck, captureOrPromotion, dangerous, isBadCap;
685     int moveCount = 0, playedMoveCount = 0;
686     int threadID = pos.thread();
687     SplitPoint* sp = NULL;
688
689     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
690     oldAlpha = alpha;
691     inCheck = pos.in_check();
692     ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
693
694     // Used to send selDepth info to GUI
695     if (PvNode && Threads[threadID].maxPly < ss->ply)
696         Threads[threadID].maxPly = ss->ply;
697
698     if (SpNode)
699     {
700         sp = ss->sp;
701         tte = NULL;
702         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
703         threatMove = sp->threatMove;
704         goto split_point_start;
705     }
706     else if (Root)
707         bestValue = alpha;
708
709     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
710     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = (ss+1)->excludedMove = MOVE_NONE;
711     (ss+1)->skipNullMove = false; (ss+1)->reduction = DEPTH_ZERO;
712     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
713
714     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
715     {
716         NodesSincePoll = 0;
717         poll(pos);
718     }
719
720     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
721     if ((   StopRequest
722          || Threads[threadID].cutoff_occurred()
723          || pos.is_draw()
724          || ss->ply > PLY_MAX) && !Root)
725         return VALUE_DRAW;
726
727     // Step 3. Mate distance pruning
728     alpha = Max(value_mated_in(ss->ply), alpha);
729     beta = Min(value_mate_in(ss->ply+1), beta);
730     if (alpha >= beta)
731         return alpha;
732
733     // Step 4. Transposition table lookup
734     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
735     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move.
736     excludedMove = ss->excludedMove;
737     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
738
739     tte = TT.probe(posKey);
740     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
741
742     // At PV nodes we check for exact scores, while at non-PV nodes we check for
743     // a fail high/low. Biggest advantage at probing at PV nodes is to have a
744     // smooth experience in analysis mode.
745     if (   !Root
746         && tte
747         && (PvNode ? tte->depth() >= depth && tte->type() == VALUE_TYPE_EXACT
748                    : ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ss->ply)))
749     {
750         TT.refresh(tte);
751         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
752         return value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
753     }
754
755     // Step 5. Evaluate the position statically and update parent's gain statistics
756     if (inCheck)
757         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
758     else if (tte)
759     {
760         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
761
762         ss->eval = tte->static_value();
763         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
764         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ss->ply);
765     }
766     else
767     {
768         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
769         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
770     }
771
772     // Save gain for the parent non-capture move
773     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
774
775     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
776     if (   !PvNode
777         &&  depth < RazorDepth
778         && !inCheck
779         &&  refinedValue + razor_margin(depth) < beta
780         &&  ttMove == MOVE_NONE
781         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
782         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
783     {
784         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
785         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO);
786         if (v < rbeta)
787             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
788             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
789             return v;
790     }
791
792     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
793     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
794     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
795     if (   !PvNode
796         && !ss->skipNullMove
797         &&  depth < RazorDepth
798         && !inCheck
799         &&  refinedValue - futility_margin(depth, 0) >= beta
800         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
801         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
802         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
803
804     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
805     if (   !PvNode
806         && !ss->skipNullMove
807         &&  depth > ONE_PLY
808         && !inCheck
809         &&  refinedValue >= beta
810         &&  abs(beta) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
811         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
812     {
813         ss->currentMove = MOVE_NULL;
814
815         // Null move dynamic reduction based on depth
816         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
817
818         // Null move dynamic reduction based on value
819         if (refinedValue - PawnValueMidgame > beta)
820             R++;
821
822         pos.do_null_move(st);
823         (ss+1)->skipNullMove = true;
824         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY);
825         (ss+1)->skipNullMove = false;
826         pos.undo_null_move();
827
828         if (nullValue >= beta)
829         {
830             // Do not return unproven mate scores
831             if (nullValue >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
832                 nullValue = beta;
833
834             if (depth < 6 * ONE_PLY)
835                 return nullValue;
836
837             // Do verification search at high depths
838             ss->skipNullMove = true;
839             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY);
840             ss->skipNullMove = false;
841
842             if (v >= beta)
843                 return nullValue;
844         }
845         else
846         {
847             // The null move failed low, which means that we may be faced with
848             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
849             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
850             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
851             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
852             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
853             threatMove = (ss+1)->bestMove;
854
855             if (   depth < ThreatDepth
856                 && (ss-1)->reduction
857                 && threatMove != MOVE_NONE
858                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
859                 return beta - 1;
860         }
861     }
862
863     // Step 9. Internal iterative deepening
864     if (   depth >= IIDDepth[PvNode]
865         && ttMove == MOVE_NONE
866         && (PvNode || (!inCheck && ss->eval + IIDMargin >= beta)))
867     {
868         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
869
870         ss->skipNullMove = true;
871         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d);
872         ss->skipNullMove = false;
873
874         ttMove = ss->bestMove;
875         tte = TT.probe(posKey);
876     }
877
878 split_point_start: // At split points actual search starts from here
879
880     // Initialize a MovePicker object for the current position
881     MovePickerExt<SpNode, Root> mp(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
882     CheckInfo ci(pos);
883     ss->bestMove = MOVE_NONE;
884     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
885     singularExtensionNode =   !Root
886                            && !SpNode
887                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
888                            && tte
889                            && tte->move()
890                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
891                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
892                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
893     if (SpNode)
894     {
895         lock_grab(&(sp->lock));
896         bestValue = sp->bestValue;
897     }
898
899     // Step 10. Loop through moves
900     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
901     while (   bestValue < beta
902            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
903            && !Threads[threadID].cutoff_occurred())
904     {
905       assert(move_is_ok(move));
906
907       if (SpNode)
908       {
909           moveCount = ++sp->moveCount;
910           lock_release(&(sp->lock));
911       }
912       else if (move == excludedMove)
913           continue;
914       else
915           moveCount++;
916
917       if (Root)
918       {
919           // This is used by time management
920           FirstRootMove = (moveCount == 1);
921
922           // Save the current node count before the move is searched
923           nodes = pos.nodes_searched();
924
925           // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
926           // correct accumulated node counts searched by each thread.
927           if (SendSearchedNodes)
928           {
929               SendSearchedNodes = false;
930               cout << "info" << speed_to_uci(pos.nodes_searched()) << endl;
931           }
932
933           if (current_search_time() > 2000)
934               cout << "info currmove " << move
935                    << " currmovenumber " << moveCount << endl;
936       }
937
938       // At Root and at first iteration do a PV search on all the moves to score root moves
939       isPvMove = (PvNode && moveCount <= (Root ? depth <= ONE_PLY ? 1000 : MultiPV : 1));
940       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
941       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
942
943       // Step 11. Decide the new search depth
944       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, givesCheck, &dangerous);
945
946       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of
947       // (alpha-s, beta-s), and just one fails high on (alpha, beta), then that move
948       // is singular and should be extended. To verify this we do a reduced search
949       // on all the other moves but the ttMove, if result is lower than ttValue minus
950       // a margin then we extend ttMove.
951       if (   singularExtensionNode
952           && move == tte->move()
953           && ext < ONE_PLY)
954       {
955           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
956
957           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
958           {
959               Value rBeta = ttValue - int(depth);
960               ss->excludedMove = move;
961               ss->skipNullMove = true;
962               Value v = search<NonPV>(pos, ss, rBeta - 1, rBeta, depth / 2);
963               ss->skipNullMove = false;
964               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
965               ss->bestMove = MOVE_NONE;
966               if (v < rBeta)
967                   ext = ONE_PLY;
968           }
969       }
970
971       // Update current move (this must be done after singular extension search)
972       ss->currentMove = move;
973       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
974
975       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
976       if (   !PvNode
977           && !captureOrPromotion
978           && !inCheck
979           && !dangerous
980           &&  move != ttMove
981           && !move_is_castle(move))
982       {
983           // Move count based pruning
984           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
985               && (!threatMove || !connected_threat(pos, move, threatMove))
986               && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX) // FIXME bestValue is racy
987           {
988               if (SpNode)
989                   lock_grab(&(sp->lock));
990
991               continue;
992           }
993
994           // Value based pruning
995           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
996           // but fixing this made program slightly weaker.
997           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
998           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
999                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1000
1001           if (futilityValueScaled < beta)
1002           {
1003               if (SpNode)
1004               {
1005                   lock_grab(&(sp->lock));
1006                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1007                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1008               }
1009               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1010                   bestValue = futilityValueScaled;
1011
1012               continue;
1013           }
1014
1015           // Prune moves with negative SEE at low depths
1016           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1017               && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
1018               && pos.see_sign(move) < 0)
1019           {
1020               if (SpNode)
1021                   lock_grab(&(sp->lock));
1022
1023               continue;
1024           }
1025       }
1026
1027       // Bad capture detection. Will be used by prob-cut search
1028       isBadCap =   depth >= 3 * ONE_PLY
1029                 && depth < 8 * ONE_PLY
1030                 && captureOrPromotion
1031                 && move != ttMove
1032                 && !dangerous
1033                 && !move_is_promotion(move)
1034                 &&  abs(alpha) < VALUE_MATE_IN_PLY_MAX
1035                 &&  pos.see_sign(move) < 0;
1036
1037       // Step 13. Make the move
1038       pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
1039
1040       if (!SpNode && !captureOrPromotion)
1041           movesSearched[playedMoveCount++] = move;
1042
1043       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1044       // The first move in list is the expected PV
1045       if (isPvMove)
1046       {
1047           // Aspiration window is disabled in multi-pv case
1048           if (Root && MultiPV > 1)
1049               alpha = -VALUE_INFINITE;
1050
1051           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
1052       }
1053       else
1054       {
1055           // Step 14. Reduced depth search
1056           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1057           bool doFullDepthSearch = true;
1058           alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1059
1060           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1061               && !captureOrPromotion
1062               && !dangerous
1063               && !move_is_castle(move)
1064               &&  ss->killers[0] != move
1065               &&  ss->killers[1] != move)
1066           {
1067               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1068               if (ss->reduction)
1069               {
1070                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1071                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d);
1072
1073                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1074               }
1075               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1076           }
1077
1078           // Probcut search for bad captures. If a reduced search returns a value
1079           // very below beta then we can (almost) safely prune the bad capture.
1080           if (isBadCap)
1081           {
1082               ss->reduction = 3 * ONE_PLY;
1083               Value rAlpha = alpha - 300;
1084               Depth d = newDepth - ss->reduction;
1085               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(rAlpha+1), -rAlpha, d);
1086               doFullDepthSearch = (value > rAlpha);
1087               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1088           }
1089
1090           // Step 15. Full depth search
1091           if (doFullDepthSearch)
1092           {
1093               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1094               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth);
1095
1096               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1097               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1098               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1099               if (PvNode && value > alpha && (Root || value < beta))
1100                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth);
1101           }
1102       }
1103
1104       // Step 16. Undo move
1105       pos.undo_move(move);
1106
1107       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1108
1109       // Step 17. Check for new best move
1110       if (SpNode)
1111       {
1112           lock_grab(&(sp->lock));
1113           bestValue = sp->bestValue;
1114           alpha = sp->alpha;
1115       }
1116
1117       if (value > bestValue && !(SpNode && Threads[threadID].cutoff_occurred()))
1118       {
1119           bestValue = value;
1120
1121           if (SpNode)
1122               sp->bestValue = value;
1123
1124           if (!Root && value > alpha)
1125           {
1126               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1127               {
1128                   alpha = value;
1129
1130                   if (SpNode)
1131                       sp->alpha = value;
1132               }
1133               else if (SpNode)
1134                   sp->is_betaCutoff = true;
1135
1136               if (value == value_mate_in(ss->ply + 1))
1137                   ss->mateKiller = move;
1138
1139               ss->bestMove = move;
1140
1141               if (SpNode)
1142                   sp->ss->bestMove = move;
1143           }
1144       }
1145
1146       if (Root)
1147       {
1148           // Finished searching the move. If StopRequest is true, the search
1149           // was aborted because the user interrupted the search or because we
1150           // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
1151           // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
1152           // move and/or PV.
1153           if (StopRequest)
1154               break;
1155
1156           // Remember searched nodes counts for this move
1157           mp.rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
1158
1159           // PV move or new best move ?
1160           if (isPvMove || value > alpha)
1161           {
1162               // Update PV
1163               ss->bestMove = move;
1164               mp.rm->pv_score = value;
1165               mp.rm->extract_pv_from_tt(pos);
1166
1167               // We record how often the best move has been changed in each
1168               // iteration. This information is used for time management: When
1169               // the best move changes frequently, we allocate some more time.
1170               if (!isPvMove && MultiPV == 1)
1171                   Rml.bestMoveChanges++;
1172
1173               Rml.sort_multipv(moveCount);
1174
1175               // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window, so
1176               // set alpha equal to minimum score among the PV lines.
1177               if (MultiPV > 1)
1178                   alpha = Rml[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
1179               else if (value > alpha)
1180                   alpha = value;
1181           }
1182           else
1183               mp.rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
1184
1185       } // Root
1186
1187       // Step 18. Check for split
1188       if (   !Root
1189           && !SpNode
1190           && depth >= Threads.min_split_depth()
1191           && bestValue < beta
1192           && Threads.available_slave_exists(threadID)
1193           && !StopRequest
1194           && !Threads[threadID].cutoff_occurred())
1195           Threads.split<FakeSplit>(pos, ss, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1196                                    threatMove, moveCount, &mp, PvNode);
1197     }
1198
1199     // Step 19. Check for mate and stalemate
1200     // All legal moves have been searched and if there are
1201     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1202     // If one move was excluded return fail low score.
1203     if (!SpNode && !moveCount)
1204         return excludedMove ? oldAlpha : inCheck ? value_mated_in(ss->ply) : VALUE_DRAW;
1205
1206     // Step 20. Update tables
1207     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1208     // history counters, and killer moves.
1209     if (!SpNode && !StopRequest && !Threads[threadID].cutoff_occurred())
1210     {
1211         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1212         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1213              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1214
1215         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1216
1217         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1218         if (    bestValue >= beta
1219             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1220         {
1221             if (move != ss->killers[0])
1222             {
1223                 ss->killers[1] = ss->killers[0];
1224                 ss->killers[0] = move;
1225             }
1226             update_history(pos, move, depth, movesSearched, playedMoveCount);
1227         }
1228     }
1229
1230     if (SpNode)
1231     {
1232         // Here we have the lock still grabbed
1233         sp->is_slave[threadID] = false;
1234         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1235         lock_release(&(sp->lock));
1236     }
1237
1238     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1239
1240     return bestValue;
1241   }
1242
1243   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1244   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1245   // less than ONE_PLY).
1246
1247   template <NodeType PvNode>
1248   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth) {
1249
1250     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1251     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1252     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1253     assert(depth <= 0);
1254     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < Threads.size());
1255
1256     StateInfo st;
1257     Move ttMove, move;
1258     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1259     bool inCheck, enoughMaterial, givesCheck, evasionPrunable;
1260     const TTEntry* tte;
1261     Depth ttDepth;
1262     Value oldAlpha = alpha;
1263
1264     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1265     ss->ply = (ss-1)->ply + 1;
1266
1267     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1268     if (ss->ply > PLY_MAX || pos.is_draw())
1269         return VALUE_DRAW;
1270
1271     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1272     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1273     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1274     inCheck = pos.in_check();
1275     ttDepth = (inCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1276
1277     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1278     // pruning, but only for move ordering.
1279     tte = TT.probe(pos.get_key());
1280     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1281
1282     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ss->ply))
1283     {
1284         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1285         return value_from_tt(tte->value(), ss->ply);
1286     }
1287
1288     // Evaluate the position statically
1289     if (inCheck)
1290     {
1291         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1292         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1293         enoughMaterial = false;
1294     }
1295     else
1296     {
1297         if (tte)
1298         {
1299             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1300
1301             evalMargin = tte->static_value_margin();
1302             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1303         }
1304         else
1305             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1306
1307         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1308
1309         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1310         if (bestValue >= beta)
1311         {
1312             if (!tte)
1313                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1314
1315             return bestValue;
1316         }
1317
1318         if (PvNode && bestValue > alpha)
1319             alpha = bestValue;
1320
1321         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1322         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1323         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1324     }
1325
1326     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1327     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1328     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1329     // be generated.
1330     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1331     CheckInfo ci(pos);
1332
1333     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1334     while (   alpha < beta
1335            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1336     {
1337       assert(move_is_ok(move));
1338
1339       givesCheck = pos.move_gives_check(move, ci);
1340
1341       // Futility pruning
1342       if (   !PvNode
1343           && !inCheck
1344           && !givesCheck
1345           &&  move != ttMove
1346           &&  enoughMaterial
1347           && !move_is_promotion(move)
1348           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1349       {
1350           futilityValue =  futilityBase
1351                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1352                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1353
1354           if (futilityValue < alpha)
1355           {
1356               if (futilityValue > bestValue)
1357                   bestValue = futilityValue;
1358               continue;
1359           }
1360
1361           // Prune moves with negative or equal SEE
1362           if (   futilityBase < beta
1363               && depth < DEPTH_ZERO
1364               && pos.see(move) <= 0)
1365               continue;
1366       }
1367
1368       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1369       evasionPrunable =   inCheck
1370                        && bestValue > VALUE_MATED_IN_PLY_MAX
1371                        && !pos.move_is_capture(move)
1372                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1373
1374       // Don't search moves with negative SEE values
1375       if (   !PvNode
1376           && (!inCheck || evasionPrunable)
1377           &&  move != ttMove
1378           && !move_is_promotion(move)
1379           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1380           continue;
1381
1382       // Don't search useless checks
1383       if (   !PvNode
1384           && !inCheck
1385           &&  givesCheck
1386           &&  move != ttMove
1387           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1388           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1389           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1390       {
1391           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1392               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1393
1394           continue;
1395       }
1396
1397       // Update current move
1398       ss->currentMove = move;
1399
1400       // Make and search the move
1401       pos.do_move(move, st, ci, givesCheck);
1402       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY);
1403       pos.undo_move(move);
1404
1405       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1406
1407       // New best move?
1408       if (value > bestValue)
1409       {
1410           bestValue = value;
1411           if (value > alpha)
1412           {
1413               alpha = value;
1414               ss->bestMove = move;
1415           }
1416        }
1417     }
1418
1419     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1420     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1421     if (inCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1422         return value_mated_in(ss->ply);
1423
1424     // Update transposition table
1425     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1426     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ss->ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1427
1428     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1429
1430     return bestValue;
1431   }
1432
1433
1434   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1435   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1436   // will be pruned.
1437
1438   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1439   {
1440     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1441     Square from, to, ksq, victimSq;
1442     Piece pc;
1443     Color them;
1444     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1445
1446     from = move_from(move);
1447     to = move_to(move);
1448     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1449     ksq = pos.king_square(them);
1450     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1451     pc = pos.piece_on(from);
1452
1453     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1454     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1455     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1456
1457     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1458     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1459
1460     if (!(b && (b & (b - 1))))
1461         return true;
1462
1463     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1464     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1465         && bit_is_set(kingAtt, to))
1466         return true;
1467
1468     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1469     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1470
1471     while (b)
1472     {
1473         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1474         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1475
1476         // Note that here we generate illegal "double move"!
1477         if (   futilityValue >= beta
1478             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1479             return true;
1480
1481         if (futilityValue > bv)
1482             bv = futilityValue;
1483     }
1484
1485     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1486     *bestValue = bv;
1487     return false;
1488   }
1489
1490
1491   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1492   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1493   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1494   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1495   // second move is assumed to be a move from the current position.
1496
1497   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1498
1499     Square f1, t1, f2, t2;
1500     Piece p;
1501
1502     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1503     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1504
1505     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1506     f2 = move_from(m2);
1507     t1 = move_to(m1);
1508     if (f2 == t1)
1509         return true;
1510
1511     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1512     t2 = move_to(m2);
1513     f1 = move_from(m1);
1514     if (t2 == f1)
1515         return true;
1516
1517     // Case 3: Moving through the vacated square
1518     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1519         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1520       return true;
1521
1522     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1523     p = pos.piece_on(t1);
1524     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1525         return true;
1526
1527     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1528     if (    piece_is_slider(p)
1529         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1530         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1531     {
1532         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1533         // move is the opposite of the checking piece.
1534         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1535         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1536
1537         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1538             return true;
1539     }
1540     return false;
1541   }
1542
1543
1544   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1545   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1546   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1547
1548   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1549
1550     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1551       return v + ply;
1552
1553     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1554       return v - ply;
1555
1556     return v;
1557   }
1558
1559
1560   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1561   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1562
1563   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1564
1565     if (v >= VALUE_MATE_IN_PLY_MAX)
1566       return v - ply;
1567
1568     if (v <= VALUE_MATED_IN_PLY_MAX)
1569       return v + ply;
1570
1571     return v;
1572   }
1573
1574
1575   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1576   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1577   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1578   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1579   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1580   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1581   template <NodeType PvNode>
1582   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion,
1583                   bool moveIsCheck, bool* dangerous) {
1584
1585     assert(m != MOVE_NONE);
1586
1587     Depth result = DEPTH_ZERO;
1588     *dangerous = moveIsCheck;
1589
1590     if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1591         result += CheckExtension[PvNode];
1592
1593     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1594     {
1595         Color c = pos.side_to_move();
1596         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1597         {
1598             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1599             *dangerous = true;
1600         }
1601         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1602         {
1603             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1604             *dangerous = true;
1605         }
1606     }
1607
1608     if (   captureOrPromotion
1609         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1610         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1611             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1612         && !move_is_special(m))
1613     {
1614         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1615         *dangerous = true;
1616     }
1617
1618     return Min(result, ONE_PLY);
1619   }
1620
1621
1622   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1623   // is somehow connected to the threat move returned by null search.
1624
1625   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1626
1627     assert(move_is_ok(m));
1628     assert(threat && move_is_ok(threat));
1629     assert(!pos.move_gives_check(m));
1630     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1631     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1632
1633     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1634
1635     mfrom = move_from(m);
1636     mto = move_to(m);
1637     tfrom = move_from(threat);
1638     tto = move_to(threat);
1639
1640     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1641     if (mfrom == tto)
1642         return true;
1643
1644     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1645     // value of the threatening piece, don't prune moves which defend it.
1646     if (   pos.move_is_capture(threat)
1647         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1648             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1649         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1650         return true;
1651
1652     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1653     // prune safe moves which block its ray.
1654     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1655         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1656         && pos.see_sign(m) >= 0)
1657         return true;
1658
1659     return false;
1660   }
1661
1662
1663   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1664   // can be used at a given point in search.
1665
1666   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1667
1668     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1669
1670     return   (   tte->depth() >= depth
1671               || v >= Max(VALUE_MATE_IN_PLY_MAX, beta)
1672               || v < Min(VALUE_MATED_IN_PLY_MAX, beta))
1673
1674           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1675               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1676   }
1677
1678
1679   // refine_eval() returns the transposition table score if
1680   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1681
1682   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1683
1684       assert(tte);
1685
1686       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1687
1688       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1689           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1690           return v;
1691
1692       return defaultEval;
1693   }
1694
1695
1696   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1697   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1698
1699   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1700                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1701     Move m;
1702     Value bonus = Value(int(depth) * int(depth));
1703
1704     H.update(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), bonus);
1705
1706     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1707     {
1708         m = movesSearched[i];
1709
1710         assert(m != move);
1711
1712         H.update(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), -bonus);
1713     }
1714   }
1715
1716
1717   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1718   // the static position evaluation before and after the move.
1719
1720   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1721
1722     if (   m != MOVE_NULL
1723         && before != VALUE_NONE
1724         && after != VALUE_NONE
1725         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1726         && !move_is_special(m))
1727         H.update_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1728   }
1729
1730
1731   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1732   // since the beginning of the current search.
1733
1734   int current_search_time(int set) {
1735
1736     static int searchStartTime;
1737
1738     if (set)
1739         searchStartTime = set;
1740
1741     return get_system_time() - searchStartTime;
1742   }
1743
1744
1745   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1746   // protocol specifications:
1747   //
1748   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1749   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1750   //            use negative values for y.
1751
1752   std::string value_to_uci(Value v) {
1753
1754     std::stringstream s;
1755
1756     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1757         s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1758     else
1759         s << "mate " << (v > 0 ? VALUE_MATE - v + 1 : -VALUE_MATE - v) / 2;
1760
1761     return s.str();
1762   }
1763
1764
1765   // speed_to_uci() returns a string with time stats of current search suitable
1766   // to be sent to UCI gui.
1767
1768   std::string speed_to_uci(int64_t nodes) {
1769
1770     std::stringstream s;
1771     int t = current_search_time();
1772
1773     s << " nodes " << nodes
1774       << " nps "   << (t > 0 ? int(nodes * 1000 / t) : 0)
1775       << " time "  << t;
1776
1777     return s.str();
1778   }
1779
1780
1781   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1782   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1783   // search.
1784
1785   void poll(const Position& pos) {
1786
1787     static int lastInfoTime;
1788     int t = current_search_time();
1789
1790     //  Poll for input
1791     if (input_available())
1792     {
1793         // We are line oriented, don't read single chars
1794         std::string command;
1795
1796         if (!std::getline(std::cin, command) || command == "quit")
1797         {
1798             // Quit the program as soon as possible
1799             Limits.ponder = false;
1800             QuitRequest = StopRequest = true;
1801             return;
1802         }
1803         else if (command == "stop")
1804         {
1805             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
1806             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
1807             Limits.ponder = false;
1808             StopRequest = true;
1809         }
1810         else if (command == "ponderhit")
1811         {
1812             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
1813             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
1814             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
1815             Limits.ponder = false;
1816
1817             if (StopOnPonderhit)
1818                 StopRequest = true;
1819         }
1820     }
1821
1822     // Print search information
1823     if (t < 1000)
1824         lastInfoTime = 0;
1825
1826     else if (lastInfoTime > t)
1827         // HACK: Must be a new search where we searched less than
1828         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
1829         lastInfoTime = 0;
1830
1831     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
1832     {
1833         lastInfoTime = t;
1834
1835         dbg_print_mean();
1836         dbg_print_hit_rate();
1837
1838         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
1839         SendSearchedNodes = true;
1840     }
1841
1842     // Should we stop the search?
1843     if (Limits.ponder)
1844         return;
1845
1846     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
1847                            && !AspirationFailLow
1848                            &&  t > TimeMgr.available_time();
1849
1850     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
1851                      || stillAtFirstMove;
1852
1853     if (   (Limits.useTimeManagement() && noMoreTime)
1854         || (Limits.maxTime && t >= Limits.maxTime)
1855         || (Limits.maxNodes && pos.nodes_searched() >= Limits.maxNodes)) // FIXME
1856         StopRequest = true;
1857   }
1858
1859
1860   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
1861   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
1862   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
1863   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
1864   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
1865   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
1866
1867   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
1868
1869     std::string command;
1870
1871     // Wait for a command from stdin
1872     while (   std::getline(std::cin, command)
1873            && command != "ponderhit" && command != "stop" && command != "quit") {};
1874
1875     if (command != "ponderhit" && command != "stop")
1876         QuitRequest = true; // Must be "quit" or getline() returned false
1877   }
1878
1879
1880   // When playing with strength handicap choose best move among the MultiPV set
1881   // using a statistical rule dependent on SkillLevel. Idea by Heinz van Saanen.
1882   void do_skill_level(Move* best, Move* ponder) {
1883
1884     assert(MultiPV > 1);
1885
1886     static RKISS rk;
1887
1888     // Rml list is already sorted by pv_score in descending order
1889     int s;
1890     int max_s = -VALUE_INFINITE;
1891     int size = Min(MultiPV, (int)Rml.size());
1892     int max = Rml[0].pv_score;
1893     int var = Min(max - Rml[size - 1].pv_score, PawnValueMidgame);
1894     int wk = 120 - 2 * SkillLevel;
1895
1896     // PRNG sequence should be non deterministic
1897     for (int i = abs(get_system_time() % 50); i > 0; i--)
1898         rk.rand<unsigned>();
1899
1900     // Choose best move. For each move's score we add two terms both dependent
1901     // on wk, one deterministic and bigger for weaker moves, and one random,
1902     // then we choose the move with the resulting highest score.
1903     for (int i = 0; i < size; i++)
1904     {
1905         s = Rml[i].pv_score;
1906
1907         // Don't allow crazy blunders even at very low skills
1908         if (i > 0 && Rml[i-1].pv_score > s + EasyMoveMargin)
1909             break;
1910
1911         // This is our magical formula
1912         s += ((max - s) * wk + var * (rk.rand<unsigned>() % wk)) / 128;
1913
1914         if (s > max_s)
1915         {
1916             max_s = s;
1917             *best = Rml[i].pv[0];
1918             *ponder = Rml[i].pv[1];
1919         }
1920     }
1921   }
1922
1923
1924   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
1925
1926   RootMove::RootMove() {
1927
1928     nodes = 0;
1929     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
1930     pv[0] = MOVE_NONE;
1931   }
1932
1933   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
1934
1935     const Move* src = rm.pv;
1936     Move* dst = pv;
1937
1938     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
1939     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
1940
1941     nodes = rm.nodes;
1942     pv_score = rm.pv_score;
1943     non_pv_score = rm.non_pv_score;
1944     return *this;
1945   }
1946
1947   void RootMoveList::init(Position& pos, Move searchMoves[]) {
1948
1949     MoveStack mlist[MAX_MOVES];
1950     Move* sm;
1951
1952     clear();
1953     bestMoveChanges = 0;
1954
1955     // Generate all legal moves and add them to RootMoveList
1956     MoveStack* last = generate<MV_LEGAL>(pos, mlist);
1957     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
1958     {
1959         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
1960         // is in the list before to add it.
1961         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
1962
1963         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
1964             continue;
1965
1966         RootMove rm;
1967         rm.pv[0] = cur->move;
1968         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
1969         rm.pv_score = -VALUE_INFINITE;
1970         push_back(rm);
1971     }
1972   }
1973
1974   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
1975   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
1976   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
1977   // long PV to print that is important for position analysis.
1978
1979   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
1980
1981     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
1982     TTEntry* tte;
1983     int ply = 1;
1984
1985     assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.move_is_legal(pv[0]));
1986
1987     pos.do_move(pv[0], *st++);
1988
1989     while (   (tte = TT.probe(pos.get_key())) != NULL
1990            && tte->move() != MOVE_NONE
1991            && pos.move_is_legal(tte->move())
1992            && ply < PLY_MAX
1993            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
1994     {
1995         pv[ply] = tte->move();
1996         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
1997     }
1998     pv[ply] = MOVE_NONE;
1999
2000     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2001   }
2002
2003   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2004   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2005   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2006
2007   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2008
2009     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2010     TTEntry* tte;
2011     Key k;
2012     Value v, m = VALUE_NONE;
2013     int ply = 0;
2014
2015     assert(pv[0] != MOVE_NONE && pos.move_is_legal(pv[0]));
2016
2017     do {
2018         k = pos.get_key();
2019         tte = TT.probe(k);
2020
2021         // Don't overwrite existing correct entries
2022         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2023         {
2024             v = (pos.in_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2025             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2026         }
2027         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2028
2029     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2030
2031     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2032   }
2033
2034   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2035   // formatted according to UCI specification.
2036
2037   std::string RootMove::pv_info_to_uci(Position& pos, int depth, int selDepth, Value alpha,
2038                                        Value beta, int pvIdx) {
2039     std::stringstream s;
2040
2041     s << "info depth " << depth
2042       << " seldepth " << selDepth
2043       << " multipv " << pvIdx + 1
2044       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2045       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2046       << speed_to_uci(pos.nodes_searched())
2047       << " pv ";
2048
2049     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2050         s << *m << " ";
2051
2052     return s.str();
2053   }
2054
2055   // Specializations for MovePickerExt in case of Root node
2056   MovePickerExt<false, true>::MovePickerExt(const Position& p, Move ttm, Depth d,
2057                                             const History& h, SearchStack* ss, Value b)
2058                             : MovePicker(p, ttm, d, h, ss, b), firstCall(true) {
2059     Move move;
2060     Value score = VALUE_ZERO;
2061
2062     // Score root moves using standard ordering used in main search, the moves
2063     // are scored according to the order in which they are returned by MovePicker.
2064     // This is the second order score that is used to compare the moves when
2065     // the first orders pv_score of both moves are equal.
2066     while ((move = MovePicker::get_next_move()) != MOVE_NONE)
2067         for (rm = Rml.begin(); rm != Rml.end(); ++rm)
2068             if (rm->pv[0] == move)
2069             {
2070                 rm->non_pv_score = score--;
2071                 break;
2072             }
2073
2074     Rml.sort();
2075     rm = Rml.begin();
2076   }
2077
2078   Move MovePickerExt<false, true>::get_next_move() {
2079
2080     if (!firstCall)
2081         ++rm;
2082     else
2083         firstCall = false;
2084
2085     return rm != Rml.end() ? rm->pv[0] : MOVE_NONE;
2086   }
2087
2088 } // namespace
2089
2090
2091 // ThreadsManager::idle_loop() is where the threads are parked when they have no work
2092 // to do. The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2093 // object for which the current thread is the master.
2094
2095 void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2096
2097   assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2098
2099   int i;
2100   bool allFinished;
2101
2102   while (true)
2103   {
2104       // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2105       // master should exit as last one.
2106       if (allThreadsShouldExit)
2107       {
2108           assert(!sp);
2109           threads[threadID].state = Thread::TERMINATED;
2110           return;
2111       }
2112
2113       // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2114       // instead of wasting CPU time polling for work.
2115       while (   threadID >= activeThreads
2116              || threads[threadID].state == Thread::INITIALIZING
2117              || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == Thread::AVAILABLE))
2118       {
2119           assert(!sp || useSleepingThreads);
2120           assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2121
2122           if (threads[threadID].state == Thread::INITIALIZING)
2123               threads[threadID].state = Thread::AVAILABLE;
2124
2125           // Grab the lock to avoid races with Thread::wake_up()
2126           lock_grab(&threads[threadID].sleepLock);
2127
2128           // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2129           for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->is_slave[i]; i++) {}
2130           allFinished = (i == activeThreads);
2131
2132           if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2133           {
2134               lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
2135               break;
2136           }
2137
2138           // Do sleep here after retesting sleep conditions
2139           if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == Thread::AVAILABLE)
2140               cond_wait(&threads[threadID].sleepCond, &threads[threadID].sleepLock);
2141
2142           lock_release(&threads[threadID].sleepLock);
2143       }
2144
2145       // If this thread has been assigned work, launch a search
2146       if (threads[threadID].state == Thread::WORKISWAITING)
2147       {
2148           assert(!allThreadsShouldExit);
2149
2150           threads[threadID].state = Thread::SEARCHING;
2151
2152           // Copy split point position and search stack and call search()
2153           // with SplitPoint template parameter set to true.
2154           SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2155           SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2156           Position pos(*tsp->pos, threadID);
2157
2158           memcpy(ss, tsp->ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2159           (ss+1)->sp = tsp;
2160
2161           if (tsp->pvNode)
2162               search<PV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
2163           else
2164               search<NonPV, true, false>(pos, ss+1, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth);
2165
2166           assert(threads[threadID].state == Thread::SEARCHING);
2167
2168           threads[threadID].state = Thread::AVAILABLE;
2169
2170           // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2171           // case we are the last slave of the split point.
2172           if (   useSleepingThreads
2173               && threadID != tsp->master
2174               && threads[tsp->master].state == Thread::AVAILABLE)
2175               threads[tsp->master].wake_up();
2176       }
2177
2178       // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2179       // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2180       for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->is_slave[i]; i++) {}
2181       allFinished = (i == activeThreads);
2182
2183       if (allFinished)
2184       {
2185           // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2186           // be sure sp->lock has been released before to return.
2187           lock_grab(&(sp->lock));
2188           lock_release(&(sp->lock));
2189
2190           // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2191           // because here is all finished is not possible master is booked.
2192           assert(threads[threadID].state == Thread::AVAILABLE);
2193
2194           threads[threadID].state = Thread::SEARCHING;
2195           return;
2196       }
2197   }
2198 }