Move extract_pv_from_tt() and insert_pv_in_tt() under RootMove
[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* alphaPtr, Value* betaPtr, 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         // Search to the current depth, rml is updated and sorted,
578         // alpha and beta could change.
579         depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
580
581         value = root_search(pos, ss, &alpha, &beta, depth, rml);
582
583         if (AbortSearch)
584             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
585
586         //Save info about search result
587         ValueByIteration[Iteration] = value;
588
589         // Drop the easy move if differs from the new best move
590         if (rml[0].pv[0] != EasyMove)
591             EasyMove = MOVE_NONE;
592
593         if (UseTimeManagement)
594         {
595             // Time to stop?
596             bool stopSearch = false;
597
598             // Stop search early if there is only a single legal move,
599             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
600             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
601                 stopSearch = true;
602
603             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
604             if (  Iteration >= 6
605                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
606                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
607                 stopSearch = true;
608
609             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
610             if (   Iteration >= 8
611                 && EasyMove == rml[0].pv[0]
612                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
613                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
614                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
615                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
616                 stopSearch = true;
617
618             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
619             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
620                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
621                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
622
623             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
624             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
625             // move at the next iteration anyway.
626             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
627                 stopSearch = true;
628
629             if (stopSearch)
630             {
631                 if (PonderSearch)
632                     StopOnPonderhit = true;
633                 else
634                     break;
635             }
636         }
637
638         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
639             break;
640     }
641
642     // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
643     // best move before we are told to do so.
644     if (!AbortSearch && (PonderSearch || InfiniteSearch))
645         wait_for_stop_or_ponderhit();
646     else
647         // Print final search statistics
648         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
649              << " nps " << nps(pos)
650              << " time " << current_search_time() << endl;
651
652     // Print the best move and the ponder move to the standard output
653     cout << "bestmove " << rml[0].pv[0];
654
655     if (rml[0].pv[1] != MOVE_NONE)
656         cout << " ponder " << rml[0].pv[1];
657
658     cout << endl;
659
660     if (UseLogFile)
661     {
662         if (dbg_show_mean)
663             dbg_print_mean(LogFile);
664
665         if (dbg_show_hit_rate)
666             dbg_print_hit_rate(LogFile);
667
668         LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
669                 << "\nNodes/second: " << nps(pos)
670                 << "\nBest move: " << move_to_san(pos, rml[0].pv[0]);
671
672         StateInfo st;
673         pos.do_move(rml[0].pv[0], st);
674         LogFile << "\nPonder move: "
675                 << move_to_san(pos, rml[0].pv[1]) // Works also with MOVE_NONE
676                 << endl;
677     }
678     return rml[0].pv_score;
679   }
680
681
682   // root_search() is the function which searches the root node. It is
683   // similar to search_pv except that it uses a different move ordering
684   // scheme, prints some information to the standard output and handles
685   // the fail low/high loops.
686
687   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value* alphaPtr,
688                     Value* betaPtr, Depth depth, RootMoveList& rml) {
689     StateInfo st;
690     CheckInfo ci(pos);
691     int64_t nodes;
692     Move move;
693     Depth ext, newDepth;
694     Value value, alpha, beta;
695     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
696     int researchCountFH, researchCountFL;
697
698     researchCountFH = researchCountFL = 0;
699     alpha = *alphaPtr;
700     beta = *betaPtr;
701     isCheck = pos.is_check();
702
703     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
704     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
705
706     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
707     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
708     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
709
710     // Step 5. Evaluate the position statically
711     // At root we do this only to get reference value for child nodes
712     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
713     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
714
715     // Step 6. Razoring (omitted at root)
716     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
717     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
718     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
719
720     // Step extra. Fail low loop
721     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
722     // with bigger window until we are not failing low anymore.
723     while (1)
724     {
725         // Sort the moves before to (re)search
726         rml.set_non_pv_scores(pos);
727         rml.sort();
728
729         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
730         for (int i = 0; i < (int)rml.size() && !AbortSearch; i++)
731         {
732             // This is used by time management
733             FirstRootMove = (i == 0);
734
735             // Save the current node count before the move is searched
736             nodes = pos.nodes_searched();
737
738             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
739             // the standard output.
740             move = ss->currentMove = rml[i].pv[0];
741
742             if (current_search_time() >= 1000)
743                 cout << "info currmove " << move
744                      << " currmovenumber " << i + 1 << endl;
745
746             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
747             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
748
749             // Step 11. Decide the new search depth
750             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
751             newDepth = depth + ext;
752
753             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
754
755             // Step extra. Fail high loop
756             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
757             // high anymore.
758             value = -VALUE_INFINITE;
759
760             while (1)
761             {
762                 // Step 13. Make the move
763                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
764
765                 // Step extra. pv search
766                 // We do pv search for first moves (i < MultiPV)
767                 // and for fail high research (value > alpha)
768                 if (i < MultiPV || value > alpha)
769                 {
770                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
771                     if (MultiPV > 1)
772                         alpha = -VALUE_INFINITE;
773
774                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
775                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
776                 }
777                 else
778                 {
779                     // Step 14. Reduced search
780                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
781                     bool doFullDepthSearch = true;
782
783                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
784                         && !dangerous
785                         && !captureOrPromotion
786                         && !move_is_castle(move))
787                     {
788                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, i - MultiPV + 2);
789                         if (ss->reduction)
790                         {
791                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
792
793                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
794                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
795                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
796                         }
797                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
798                     }
799
800                     // Step 15. Full depth search
801                     if (doFullDepthSearch)
802                     {
803                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
804                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
805
806                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
807                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
808                         if (value > alpha)
809                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
810                     }
811                 }
812
813                 // Step 16. Undo move
814                 pos.undo_move(move);
815
816                 // Can we exit fail high loop ?
817                 if (AbortSearch || value < beta)
818                     break;
819
820                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
821                 // the score before research in case we run out of time while researching.
822                 ss->bestMove = move;
823                 rml[i].pv_score = value;
824                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
825
826                 // Print information to the standard output
827                 print_pv_info(pos, rml[i].pv, alpha, beta, value);
828
829                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
830                 *betaPtr = beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
831                 researchCountFH++;
832
833             } // End of fail high loop
834
835             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
836             // was aborted because the user interrupted the search or because we
837             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
838             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
839             // move and/or PV.
840             if (AbortSearch)
841                 break;
842
843             // Remember searched nodes counts for this move
844             rml[i].nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
845
846             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
847             assert(value < beta);
848
849             // Step 17. Check for new best move
850             if (value <= alpha && i >= MultiPV)
851                 rml[i].pv_score = -VALUE_INFINITE;
852             else
853             {
854                 // PV move or new best move!
855
856                 // Update PV
857                 ss->bestMove = move;
858                 rml[i].pv_score = value;
859                 rml[i].extract_pv_from_tt(pos);
860
861                 if (MultiPV == 1)
862                 {
863                     // We record how often the best move has been changed in each
864                     // iteration. This information is used for time managment: When
865                     // the best move changes frequently, we allocate some more time.
866                     if (i > 0)
867                         BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
868
869                     // Print information to the standard output
870                     print_pv_info(pos, rml[i].pv, alpha, beta, value);
871
872                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
873                     if (value > alpha)
874                         alpha = value;
875                 }
876                 else // MultiPV > 1
877                 {
878                     rml.sort_multipv(i);
879                     for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
880                     {
881                         cout << "info multipv " << j + 1
882                              << " score " << value_to_uci(rml[j].pv_score)
883                              << " depth " << (j <= i ? Iteration : Iteration - 1)
884                              << " time " << current_search_time()
885                              << " nodes " << pos.nodes_searched()
886                              << " nps " << nps(pos)
887                              << " pv ";
888
889                         for (int k = 0; rml[j].pv[k] != MOVE_NONE && k < PLY_MAX; k++)
890                             cout << rml[j].pv[k] << " ";
891
892                         cout << endl;
893                     }
894                     alpha = rml[Min(i, MultiPV - 1)].pv_score;
895                 }
896             } // PV move or new best move
897
898             assert(alpha >= *alphaPtr);
899
900             AspirationFailLow = (alpha == *alphaPtr);
901
902             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
903                 StopOnPonderhit = false;
904         }
905
906         // Can we exit fail low loop ?
907         if (AbortSearch || !AspirationFailLow)
908             break;
909
910         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
911         *alphaPtr = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
912         researchCountFL++;
913
914     } // Fail low loop
915
916     // Sort the moves before to return
917     rml.sort();
918
919     // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
920     // have been overwritten during the search.
921     for (int i = 0; i < MultiPV; i++)
922         rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
923
924     return alpha;
925   }
926
927
928   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
929   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
930   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
931   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
932   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
933   // here: This is taken care of after we return from the split point.
934
935   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
936   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
937
938     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
939     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
940     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
941     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
942     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
943
944     Move movesSearched[MOVES_MAX];
945     StateInfo st;
946     const TTEntry *tte;
947     Key posKey;
948     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
949     Depth ext, newDepth;
950     ValueType vt;
951     Value bestValue, value, oldAlpha;
952     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
953     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
954     bool mateThreat = false;
955     int moveCount = 0;
956     int threadID = pos.thread();
957     SplitPoint* sp = NULL;
958     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
959     oldAlpha = alpha;
960     isCheck = pos.is_check();
961
962     if (SpNode)
963     {
964         sp = ss->sp;
965         tte = NULL;
966         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
967         threatMove = sp->threatMove;
968         mateThreat = sp->mateThreat;
969         goto split_point_start;
970     }
971     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
972
973     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
974     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
975     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
976
977     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
978     {
979         NodesSincePoll = 0;
980         poll(pos);
981     }
982
983     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
984     if (   AbortSearch
985         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
986         || pos.is_draw()
987         || ply >= PLY_MAX - 1)
988         return VALUE_DRAW;
989
990     // Step 3. Mate distance pruning
991     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
992     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
993     if (alpha >= beta)
994         return alpha;
995
996     // Step 4. Transposition table lookup
997
998     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
999     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
1000     excludedMove = ss->excludedMove;
1001     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1002
1003     tte = TT.retrieve(posKey);
1004     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1005
1006     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1007     // This is to avoid problems in the following areas:
1008     //
1009     // * Repetition draw detection
1010     // * Fifty move rule detection
1011     // * Searching for a mate
1012     // * Printing of full PV line
1013     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1014     {
1015         TT.refresh(tte);
1016         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1017         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1018     }
1019
1020     // Step 5. Evaluate the position statically and
1021     // update gain statistics of parent move.
1022     if (isCheck)
1023         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1024     else if (tte)
1025     {
1026         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1027
1028         ss->eval = tte->static_value();
1029         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1030         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1031     }
1032     else
1033     {
1034         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1035         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1036     }
1037
1038     // Save gain for the parent non-capture move
1039     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1040
1041     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1042     if (   !PvNode
1043         &&  depth < RazorDepth
1044         && !isCheck
1045         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1046         &&  ttMove == MOVE_NONE
1047         && !value_is_mate(beta)
1048         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1049     {
1050         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1051         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1052         if (v < rbeta)
1053             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1054             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1055             return v;
1056     }
1057
1058     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1059     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1060     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1061     if (   !PvNode
1062         && !ss->skipNullMove
1063         &&  depth < RazorDepth
1064         && !isCheck
1065         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1066         && !value_is_mate(beta)
1067         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1068         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1069
1070     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1071     if (   !PvNode
1072         && !ss->skipNullMove
1073         &&  depth > ONE_PLY
1074         && !isCheck
1075         &&  refinedValue >= beta
1076         && !value_is_mate(beta)
1077         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1078     {
1079         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1080
1081         // Null move dynamic reduction based on depth
1082         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1083
1084         // Null move dynamic reduction based on value
1085         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1086             R++;
1087
1088         pos.do_null_move(st);
1089         (ss+1)->skipNullMove = true;
1090         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1091         (ss+1)->skipNullMove = false;
1092         pos.undo_null_move();
1093
1094         if (nullValue >= beta)
1095         {
1096             // Do not return unproven mate scores
1097             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1098                 nullValue = beta;
1099
1100             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1101                 return nullValue;
1102
1103             // Do verification search at high depths
1104             ss->skipNullMove = true;
1105             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1106             ss->skipNullMove = false;
1107
1108             if (v >= beta)
1109                 return nullValue;
1110         }
1111         else
1112         {
1113             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1114             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1115             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1116             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1117             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1118             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1119             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1120                 mateThreat = true;
1121
1122             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1123             if (   depth < ThreatDepth
1124                 && (ss-1)->reduction
1125                 && threatMove != MOVE_NONE
1126                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1127                 return beta - 1;
1128         }
1129     }
1130
1131     // Step 9. Internal iterative deepening
1132     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1133         &&  ttMove == MOVE_NONE
1134         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1135     {
1136         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1137
1138         ss->skipNullMove = true;
1139         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1140         ss->skipNullMove = false;
1141
1142         ttMove = ss->bestMove;
1143         tte = TT.retrieve(posKey);
1144     }
1145
1146     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1147     if (PvNode)
1148         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1149
1150 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1151
1152     // Initialize a MovePicker object for the current position
1153     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1154     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1155     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1156     CheckInfo ci(pos);
1157     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1158     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1159     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1160     singularExtensionNode =  !SpNode
1161                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1162                            && tte
1163                            && tte->move()
1164                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1165                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1166                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1167     if (SpNode)
1168     {
1169         lock_grab(&(sp->lock));
1170         bestValue = sp->bestValue;
1171     }
1172
1173     // Step 10. Loop through moves
1174     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1175     while (   bestValue < beta
1176            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1177            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1178     {
1179       assert(move_is_ok(move));
1180
1181       if (SpNode)
1182       {
1183           moveCount = ++sp->moveCount;
1184           lock_release(&(sp->lock));
1185       }
1186       else if (move == excludedMove)
1187           continue;
1188       else
1189           movesSearched[moveCount++] = move;
1190
1191       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1192       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1193
1194       // Step 11. Decide the new search depth
1195       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1196
1197       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1198       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1199       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1200       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1201       if (   singularExtensionNode
1202           && move == tte->move()
1203           && ext < ONE_PLY)
1204       {
1205           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1206
1207           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1208           {
1209               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1210               ss->excludedMove = move;
1211               ss->skipNullMove = true;
1212               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1213               ss->skipNullMove = false;
1214               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1215               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1216               if (v < b)
1217                   ext = ONE_PLY;
1218           }
1219       }
1220
1221       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1222       ss->currentMove = move;
1223       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1224
1225       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1226       if (   !PvNode
1227           && !captureOrPromotion
1228           && !isCheck
1229           && !dangerous
1230           &&  move != ttMove
1231           && !move_is_castle(move))
1232       {
1233           // Move count based pruning
1234           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1235               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1236               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1237           {
1238               if (SpNode)
1239                   lock_grab(&(sp->lock));
1240
1241               continue;
1242           }
1243
1244           // Value based pruning
1245           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1246           // but fixing this made program slightly weaker.
1247           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1248           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1249                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1250
1251           if (futilityValueScaled < beta)
1252           {
1253               if (SpNode)
1254               {
1255                   lock_grab(&(sp->lock));
1256                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1257                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1258               }
1259               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1260                   bestValue = futilityValueScaled;
1261
1262               continue;
1263           }
1264
1265           // Prune moves with negative SEE at low depths
1266           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1267               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1268               && pos.see_sign(move) < 0)
1269           {
1270               if (SpNode)
1271                   lock_grab(&(sp->lock));
1272
1273               continue;
1274           }
1275       }
1276
1277       // Step 13. Make the move
1278       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1279
1280       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1281       // The first move in list is the expected PV
1282       if (PvNode && moveCount == 1)
1283           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1284       else
1285       {
1286           // Step 14. Reduced depth search
1287           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1288           bool doFullDepthSearch = true;
1289
1290           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1291               && !captureOrPromotion
1292               && !dangerous
1293               && !move_is_castle(move)
1294               &&  ss->killers[0] != move
1295               &&  ss->killers[1] != move)
1296           {
1297               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1298
1299               if (ss->reduction)
1300               {
1301                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1302                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1303                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1304
1305                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1306               }
1307               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1308           }
1309
1310           // Step 15. Full depth search
1311           if (doFullDepthSearch)
1312           {
1313               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1314               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1315
1316               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1317               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1318               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1319               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1320                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1321           }
1322       }
1323
1324       // Step 16. Undo move
1325       pos.undo_move(move);
1326
1327       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1328
1329       // Step 17. Check for new best move
1330       if (SpNode)
1331       {
1332           lock_grab(&(sp->lock));
1333           bestValue = sp->bestValue;
1334           alpha = sp->alpha;
1335       }
1336
1337       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1338       {
1339           bestValue = value;
1340
1341           if (SpNode)
1342               sp->bestValue = value;
1343
1344           if (value > alpha)
1345           {
1346               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1347               {
1348                   alpha = value;
1349
1350                   if (SpNode)
1351                       sp->alpha = value;
1352               }
1353               else if (SpNode)
1354                   sp->betaCutoff = true;
1355
1356               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1357                   ss->mateKiller = move;
1358
1359               ss->bestMove = move;
1360
1361               if (SpNode)
1362                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1363           }
1364       }
1365
1366       // Step 18. Check for split
1367       if (   !SpNode
1368           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1369           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1370           && bestValue < beta
1371           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1372           && !AbortSearch
1373           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1374           && Iteration <= 99)
1375           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1376                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1377     }
1378
1379     // Step 19. Check for mate and stalemate
1380     // All legal moves have been searched and if there are
1381     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1382     // If one move was excluded return fail low score.
1383     if (!SpNode && !moveCount)
1384         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1385
1386     // Step 20. Update tables
1387     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1388     // history counters, and killer moves.
1389     if (!SpNode && !AbortSearch && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1390     {
1391         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1392         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1393              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1394
1395         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1396
1397         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1398         if (    bestValue >= beta
1399             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1400         {
1401             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1402             update_killers(move, ss);
1403         }
1404     }
1405
1406     if (SpNode)
1407     {
1408         // Here we have the lock still grabbed
1409         sp->slaves[threadID] = 0;
1410         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1411         lock_release(&(sp->lock));
1412     }
1413
1414     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1415
1416     return bestValue;
1417   }
1418
1419   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1420   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1421   // less than ONE_PLY).
1422
1423   template <NodeType PvNode>
1424   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1425
1426     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1427     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1428     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1429     assert(depth <= 0);
1430     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1431     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1432
1433     StateInfo st;
1434     Move ttMove, move;
1435     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1436     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1437     const TTEntry* tte;
1438     Depth ttDepth;
1439     Value oldAlpha = alpha;
1440
1441     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1442
1443     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1444     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1445         return VALUE_DRAW;
1446
1447     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1448     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1449     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1450     isCheck = pos.is_check();
1451     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1452
1453     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1454     // pruning, but only for move ordering.
1455     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1456     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1457
1458     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1459     {
1460         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1461         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1462     }
1463
1464     // Evaluate the position statically
1465     if (isCheck)
1466     {
1467         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1468         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1469         enoughMaterial = false;
1470     }
1471     else
1472     {
1473         if (tte)
1474         {
1475             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1476
1477             evalMargin = tte->static_value_margin();
1478             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1479         }
1480         else
1481             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1482
1483         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1484
1485         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1486         if (bestValue >= beta)
1487         {
1488             if (!tte)
1489                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1490
1491             return bestValue;
1492         }
1493
1494         if (PvNode && bestValue > alpha)
1495             alpha = bestValue;
1496
1497         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1498         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1499         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1500     }
1501
1502     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1503     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1504     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1505     // be generated.
1506     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1507     CheckInfo ci(pos);
1508
1509     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1510     while (   alpha < beta
1511            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1512     {
1513       assert(move_is_ok(move));
1514
1515       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1516
1517       // Futility pruning
1518       if (   !PvNode
1519           && !isCheck
1520           && !moveIsCheck
1521           &&  move != ttMove
1522           &&  enoughMaterial
1523           && !move_is_promotion(move)
1524           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1525       {
1526           futilityValue =  futilityBase
1527                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1528                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1529
1530           if (futilityValue < alpha)
1531           {
1532               if (futilityValue > bestValue)
1533                   bestValue = futilityValue;
1534               continue;
1535           }
1536       }
1537
1538       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1539       evasionPrunable =   isCheck
1540                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1541                        && !pos.move_is_capture(move)
1542                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1543
1544       // Don't search moves with negative SEE values
1545       if (   !PvNode
1546           && (!isCheck || evasionPrunable)
1547           &&  move != ttMove
1548           && !move_is_promotion(move)
1549           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1550           continue;
1551
1552       // Don't search useless checks
1553       if (   !PvNode
1554           && !isCheck
1555           &&  moveIsCheck
1556           &&  move != ttMove
1557           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1558           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1559           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1560       {
1561           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1562               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1563
1564           continue;
1565       }
1566
1567       // Update current move
1568       ss->currentMove = move;
1569
1570       // Make and search the move
1571       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1572       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1573       pos.undo_move(move);
1574
1575       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1576
1577       // New best move?
1578       if (value > bestValue)
1579       {
1580           bestValue = value;
1581           if (value > alpha)
1582           {
1583               alpha = value;
1584               ss->bestMove = move;
1585           }
1586        }
1587     }
1588
1589     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1590     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1591     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1592         return value_mated_in(ply);
1593
1594     // Update transposition table
1595     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1596     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1597
1598     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1599
1600     return bestValue;
1601   }
1602
1603
1604   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1605   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1606   // will be pruned.
1607
1608   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1609   {
1610     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1611     Square from, to, ksq, victimSq;
1612     Piece pc;
1613     Color them;
1614     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1615
1616     from = move_from(move);
1617     to = move_to(move);
1618     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1619     ksq = pos.king_square(them);
1620     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1621     pc = pos.piece_on(from);
1622
1623     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1624     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1625     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1626
1627     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1628     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1629
1630     if (!(b && (b & (b - 1))))
1631         return true;
1632
1633     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1634     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1635         && bit_is_set(kingAtt, to))
1636         return true;
1637
1638     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1639     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1640
1641     while (b)
1642     {
1643         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1644         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1645
1646         // Note that here we generate illegal "double move"!
1647         if (   futilityValue >= beta
1648             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1649             return true;
1650
1651         if (futilityValue > bv)
1652             bv = futilityValue;
1653     }
1654
1655     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1656     *bestValue = bv;
1657     return false;
1658   }
1659
1660
1661   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1662   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1663   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1664   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1665   // second move is assumed to be a move from the current position.
1666
1667   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1668
1669     Square f1, t1, f2, t2;
1670     Piece p;
1671
1672     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1673     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1674
1675     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1676     f2 = move_from(m2);
1677     t1 = move_to(m1);
1678     if (f2 == t1)
1679         return true;
1680
1681     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1682     t2 = move_to(m2);
1683     f1 = move_from(m1);
1684     if (t2 == f1)
1685         return true;
1686
1687     // Case 3: Moving through the vacated square
1688     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1689         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1690       return true;
1691
1692     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1693     p = pos.piece_on(t1);
1694     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1695         return true;
1696
1697     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1698     if (    piece_is_slider(p)
1699         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1700         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1701     {
1702         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1703         // move is the opposite of the checking piece.
1704         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1705         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1706
1707         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1708             return true;
1709     }
1710     return false;
1711   }
1712
1713
1714   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1715   // compensated for the ply.
1716
1717   bool value_is_mate(Value value) {
1718
1719     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1720
1721     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1722           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1723   }
1724
1725
1726   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1727   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1728   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1729
1730   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1731
1732     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1733       return v + ply;
1734
1735     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1736       return v - ply;
1737
1738     return v;
1739   }
1740
1741
1742   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1743   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1744
1745   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1746
1747     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1748       return v - ply;
1749
1750     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1751       return v + ply;
1752
1753     return v;
1754   }
1755
1756
1757   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1758   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1759   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1760   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1761   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1762   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1763   template <NodeType PvNode>
1764   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1765                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1766
1767     assert(m != MOVE_NONE);
1768
1769     Depth result = DEPTH_ZERO;
1770     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1771
1772     if (*dangerous)
1773     {
1774         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1775             result += CheckExtension[PvNode];
1776
1777         if (singleEvasion)
1778             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1779
1780         if (mateThreat)
1781             result += MateThreatExtension[PvNode];
1782     }
1783
1784     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1785     {
1786         Color c = pos.side_to_move();
1787         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1788         {
1789             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1790             *dangerous = true;
1791         }
1792         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1793         {
1794             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1795             *dangerous = true;
1796         }
1797     }
1798
1799     if (   captureOrPromotion
1800         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1801         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1802             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1803         && !move_is_promotion(m)
1804         && !move_is_ep(m))
1805     {
1806         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1807         *dangerous = true;
1808     }
1809
1810     if (   PvNode
1811         && captureOrPromotion
1812         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1813         && pos.see_sign(m) >= 0)
1814     {
1815         result += ONE_PLY / 2;
1816         *dangerous = true;
1817     }
1818
1819     return Min(result, ONE_PLY);
1820   }
1821
1822
1823   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1824   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1825
1826   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1827
1828     assert(move_is_ok(m));
1829     assert(threat && move_is_ok(threat));
1830     assert(!pos.move_is_check(m));
1831     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1832     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1833
1834     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1835
1836     mfrom = move_from(m);
1837     mto = move_to(m);
1838     tfrom = move_from(threat);
1839     tto = move_to(threat);
1840
1841     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1842     if (mfrom == tto)
1843         return true;
1844
1845     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1846     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1847     if (   pos.move_is_capture(threat)
1848         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1849             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1850         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1851         return true;
1852
1853     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1854     // prune safe moves which block its ray.
1855     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1856         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1857         && pos.see_sign(m) >= 0)
1858         return true;
1859
1860     return false;
1861   }
1862
1863
1864   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1865   // can be used at a given point in search.
1866
1867   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1868
1869     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1870
1871     return   (   tte->depth() >= depth
1872               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1873               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1874
1875           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1876               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1877   }
1878
1879
1880   // refine_eval() returns the transposition table score if
1881   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1882
1883   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1884
1885       assert(tte);
1886
1887       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1888
1889       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1890           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1891           return v;
1892
1893       return defaultEval;
1894   }
1895
1896
1897   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1898   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1899
1900   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1901                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1902     Move m;
1903
1904     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1905
1906     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1907     {
1908         m = movesSearched[i];
1909
1910         assert(m != move);
1911
1912         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1913             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1914     }
1915   }
1916
1917
1918   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1919   // among the killer moves of that ply.
1920
1921   void update_killers(Move m, SearchStack* ss) {
1922
1923     if (m == ss->killers[0])
1924         return;
1925
1926     ss->killers[1] = ss->killers[0];
1927     ss->killers[0] = m;
1928   }
1929
1930
1931   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1932   // the static position evaluation before and after the move.
1933
1934   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1935
1936     if (   m != MOVE_NULL
1937         && before != VALUE_NONE
1938         && after != VALUE_NONE
1939         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1940         && !move_is_special(m))
1941         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1942   }
1943
1944
1945   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1946   // since the beginning of the current search.
1947
1948   int current_search_time() {
1949
1950     return get_system_time() - SearchStartTime;
1951   }
1952
1953
1954   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI protocol
1955
1956   std::string value_to_uci(Value v) {
1957
1958     std::stringstream s;
1959
1960     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1961       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to pawn = 100
1962     else
1963       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1964
1965     return s.str();
1966   }
1967
1968   // nps() computes the current nodes/second count.
1969
1970   int nps(const Position& pos) {
1971
1972     int t = current_search_time();
1973     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1974   }
1975
1976
1977   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
1978   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
1979   // search.
1980
1981   void poll(const Position& pos) {
1982
1983     static int lastInfoTime;
1984     int t = current_search_time();
1985
1986     //  Poll for input
1987     if (data_available())
1988     {
1989         // We are line oriented, don't read single chars
1990         std::string command;
1991
1992         if (!std::getline(std::cin, command))
1993             command = "quit";
1994
1995         if (command == "quit")
1996         {
1997             AbortSearch = true;
1998             PonderSearch = false;
1999             Quit = true;
2000             return;
2001         }
2002         else if (command == "stop")
2003         {
2004             AbortSearch = true;
2005             PonderSearch = false;
2006         }
2007         else if (command == "ponderhit")
2008             ponderhit();
2009     }
2010
2011     // Print search information
2012     if (t < 1000)
2013         lastInfoTime = 0;
2014
2015     else if (lastInfoTime > t)
2016         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2017         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2018         lastInfoTime = 0;
2019
2020     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2021     {
2022         lastInfoTime = t;
2023
2024         if (dbg_show_mean)
2025             dbg_print_mean();
2026
2027         if (dbg_show_hit_rate)
2028             dbg_print_hit_rate();
2029
2030         cout << "info nodes " << pos.nodes_searched() << " nps " << nps(pos)
2031              << " time " << t << endl;
2032     }
2033
2034     // Should we stop the search?
2035     if (PonderSearch)
2036         return;
2037
2038     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2039                            && !AspirationFailLow
2040                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2041
2042     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2043                      || stillAtFirstMove;
2044
2045     if (   (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && noMoreTime)
2046         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2047         || (Iteration >= 3 && MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes))
2048         AbortSearch = true;
2049   }
2050
2051
2052   // ponderhit() is called when the program is pondering (i.e. thinking while
2053   // it's the opponent's turn to move) in order to let the engine know that
2054   // it correctly predicted the opponent's move.
2055
2056   void ponderhit() {
2057
2058     int t = current_search_time();
2059     PonderSearch = false;
2060
2061     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2062                            && !AspirationFailLow
2063                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2064
2065     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2066                      || stillAtFirstMove;
2067
2068     if (Iteration >= 3 && UseTimeManagement && (noMoreTime || StopOnPonderhit))
2069         AbortSearch = true;
2070   }
2071
2072
2073   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
2074   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
2075
2076   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
2077
2078     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
2079     {
2080         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
2081         ss->skipNullMove = false;
2082         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
2083         ss->sp = NULL;
2084
2085         if (i < 3)
2086             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
2087     }
2088   }
2089
2090
2091   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2092   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2093   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2094   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2095   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2096   // after which the bestmove and pondermove will be printed (in id_loop()).
2097
2098   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2099
2100     std::string command;
2101
2102     while (true)
2103     {
2104         if (!std::getline(std::cin, command))
2105             command = "quit";
2106
2107         if (command == "quit")
2108         {
2109             Quit = true;
2110             break;
2111         }
2112         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2113             break;
2114     }
2115   }
2116
2117
2118   // print_pv_info() prints to standard output and eventually to log file information on
2119   // the current PV line. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2120
2121   void print_pv_info(const Position& pos, Move pv[], Value alpha, Value beta, Value value) {
2122
2123     cout << "info depth " << Iteration
2124          << " score "     << value_to_uci(value)
2125          << (value >= beta ? " lowerbound" : value <= alpha ? " upperbound" : "")
2126          << " time "  << current_search_time()
2127          << " nodes " << pos.nodes_searched()
2128          << " nps "   << nps(pos)
2129          << " pv ";
2130
2131     for (Move* m = pv; *m != MOVE_NONE; m++)
2132         cout << *m << " ";
2133
2134     cout << endl;
2135
2136     if (UseLogFile)
2137     {
2138         ValueType t = value >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2139                       value <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2140
2141         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, value, t, pv) << endl;
2142     }
2143   }
2144
2145
2146   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2147   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2148   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2149   // threads and one for Windows threads.
2150
2151 #if !defined(_MSC_VER)
2152
2153   void* init_thread(void* threadID) {
2154
2155     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2156     return NULL;
2157   }
2158
2159 #else
2160
2161   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2162
2163     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2164     return 0;
2165   }
2166
2167 #endif
2168
2169
2170   /// The ThreadsManager class
2171
2172
2173   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2174   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2175   // to start a new search.
2176
2177   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2178
2179     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2180     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2181     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2182     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2183   }
2184
2185
2186   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2187   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2188   // object for which the current thread is the master.
2189
2190   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2191
2192     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2193
2194     int i;
2195     bool allFinished = false;
2196
2197     while (true)
2198     {
2199         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2200         // master should exit as last one.
2201         if (allThreadsShouldExit)
2202         {
2203             assert(!sp);
2204             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2205             return;
2206         }
2207
2208         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2209         // instead of wasting CPU time polling for work.
2210         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2211                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2212         {
2213             assert(!sp || useSleepingThreads);
2214             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2215
2216             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2217                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2218
2219             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2220             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2221
2222             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2223             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2224             allFinished = (i == activeThreads);
2225
2226             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2227             {
2228                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2229                 break;
2230             }
2231
2232             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2233             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2234                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2235
2236             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2237         }
2238
2239         // If this thread has been assigned work, launch a search
2240         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2241         {
2242             assert(!allThreadsShouldExit);
2243
2244             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2245
2246             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2247             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2248             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2249             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2250             ss->sp = tsp;
2251
2252             if (tsp->pvNode)
2253                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2254             else
2255                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2256
2257             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2258
2259             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2260
2261             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2262             // case we are the last slave of the split point.
2263             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2264                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2265         }
2266
2267         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2268         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2269         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2270         allFinished = (i == activeThreads);
2271
2272         if (allFinished)
2273         {
2274             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2275             // be sure sp->lock has been released before to return.
2276             lock_grab(&(sp->lock));
2277             lock_release(&(sp->lock));
2278
2279             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2280             // because here is all finished is not possible master is booked.
2281             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2282
2283             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2284             return;
2285         }
2286     }
2287   }
2288
2289
2290   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2291   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2292   // objects.
2293
2294   void ThreadsManager::init_threads() {
2295
2296     int i, arg[MAX_THREADS];
2297     bool ok;
2298
2299     // Initialize global locks
2300     lock_init(&mpLock);
2301
2302     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2303     {
2304         lock_init(&sleepLock[i]);
2305         cond_init(&sleepCond[i]);
2306     }
2307
2308     // Initialize splitPoints[] locks
2309     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2310         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2311             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2312
2313     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2314     allThreadsShouldExit = false;
2315
2316     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2317     activeThreads = 1;
2318
2319     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2320     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2321     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2322         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2323
2324     // Launch the helper threads
2325     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2326     {
2327         arg[i] = i;
2328
2329 #if !defined(_MSC_VER)
2330         pthread_t pthread[1];
2331         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2332         pthread_detach(pthread[0]);
2333 #else
2334         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2335 #endif
2336         if (!ok)
2337         {
2338             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2339             exit(EXIT_FAILURE);
2340         }
2341
2342         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2343         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2344     }
2345   }
2346
2347
2348   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2349   // helper threads exit cleanly.
2350
2351   void ThreadsManager::exit_threads() {
2352
2353     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2354
2355     // Wake up all the threads and waits for termination
2356     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2357     {
2358         wake_sleeping_thread(i);
2359         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2360     }
2361
2362     // Now we can safely destroy the locks
2363     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2364         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2365             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2366
2367     lock_destroy(&mpLock);
2368
2369     // Now we can safely destroy the wait conditions
2370     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2371     {
2372         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2373         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2374     }
2375   }
2376
2377
2378   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2379   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2380   // the current split point.
2381
2382   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2383
2384     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2385
2386     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2387
2388     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2389     return sp != NULL;
2390   }
2391
2392
2393   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2394   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2395   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2396   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2397   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2398   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2399   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2400
2401   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2402
2403     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2404     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2405     assert(activeThreads > 1);
2406
2407     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2408         return false;
2409
2410     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2411     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2412
2413     // No active split points means that the thread is available as
2414     // a slave for any other thread.
2415     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2416         return true;
2417
2418     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2419     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2420     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2421     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2422         return true;
2423
2424     return false;
2425   }
2426
2427
2428   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2429   // a slave for the thread with threadID "master".
2430
2431   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2432
2433     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2434     assert(activeThreads > 1);
2435
2436     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2437         if (thread_is_available(i, master))
2438             return true;
2439
2440     return false;
2441   }
2442
2443
2444   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2445   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2446   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2447   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2448   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2449   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2450   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2451   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2452
2453   template <bool Fake>
2454   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2455                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2456                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2457     assert(pos.is_ok());
2458     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2459     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2460     assert(*bestValue <= *alpha);
2461     assert(*alpha < beta);
2462     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2463     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2464     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2465     assert(activeThreads > 1);
2466
2467     int i, master = pos.thread();
2468     Thread& masterThread = threads[master];
2469
2470     lock_grab(&mpLock);
2471
2472     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2473     // active split points, don't split.
2474     if (   !available_thread_exists(master)
2475         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2476     {
2477         lock_release(&mpLock);
2478         return;
2479     }
2480
2481     // Pick the next available split point object from the split point stack
2482     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2483
2484     // Initialize the split point object
2485     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2486     splitPoint.master = master;
2487     splitPoint.betaCutoff = false;
2488     splitPoint.ply = ply;
2489     splitPoint.depth = depth;
2490     splitPoint.threatMove = threatMove;
2491     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2492     splitPoint.alpha = *alpha;
2493     splitPoint.beta = beta;
2494     splitPoint.pvNode = pvNode;
2495     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2496     splitPoint.mp = mp;
2497     splitPoint.moveCount = moveCount;
2498     splitPoint.pos = &pos;
2499     splitPoint.nodes = 0;
2500     splitPoint.parentSstack = ss;
2501     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2502         splitPoint.slaves[i] = 0;
2503
2504     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2505
2506     // If we are here it means we are not available
2507     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2508
2509     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2510
2511     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2512     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2513         if (thread_is_available(i, master))
2514         {
2515             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2516             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2517             splitPoint.slaves[i] = 1;
2518             workersCnt++;
2519         }
2520
2521     assert(Fake || workersCnt > 1);
2522
2523     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2524     lock_release(&mpLock);
2525
2526     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2527     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2528     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2529         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2530         {
2531             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2532
2533             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2534
2535             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2536
2537             if (useSleepingThreads && i != master)
2538                 wake_sleeping_thread(i);
2539         }
2540
2541     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2542     // which it will instantly launch a search, because its state is
2543     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2544     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2545     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2546     idle_loop(master, &splitPoint);
2547
2548     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2549     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2550     lock_grab(&mpLock);
2551
2552     *alpha = splitPoint.alpha;
2553     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2554     masterThread.activeSplitPoints--;
2555     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2556     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2557
2558     lock_release(&mpLock);
2559   }
2560
2561
2562   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2563   // when it is time to start a new search.
2564
2565   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2566
2567      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2568      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2569      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2570   }
2571
2572
2573   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2574
2575   RootMove::RootMove() {
2576
2577     nodes = 0;
2578     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2579     pv[0] = MOVE_NONE;
2580   }
2581
2582   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2583
2584     const Move* src = rm.pv;
2585     Move* dst = pv;
2586
2587     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2588     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2589
2590     nodes = rm.nodes;
2591     pv_score = rm.pv_score;
2592     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2593     return *this;
2594   }
2595
2596   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2597   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2598   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2599   // long PV to print that is important for position analysis.
2600
2601   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2602
2603     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2604     TTEntry* tte;
2605     int ply = 1;
2606
2607     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2608
2609     pos.do_move(pv[0], *st++);
2610
2611     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2612            && tte->move() != MOVE_NONE
2613            && move_is_legal(pos, tte->move())
2614            && ply < PLY_MAX
2615            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2616     {
2617         pv[ply] = tte->move();
2618         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2619     }
2620     pv[ply] = MOVE_NONE;
2621
2622     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2623   }
2624
2625   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2626   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2627   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2628
2629   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2630
2631     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2632     TTEntry* tte;
2633     Key k;
2634     Value v, m = VALUE_NONE;
2635     int ply = 0;
2636
2637     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2638
2639     do {
2640         k = pos.get_key();
2641         tte = TT.retrieve(k);
2642
2643         // Don't overwrite exsisting correct entries
2644         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2645         {
2646             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2647             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2648         }
2649         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2650
2651     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2652
2653     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2654   }
2655
2656
2657   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2658
2659     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2660     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2661     StateInfo st;
2662     Move* sm;
2663
2664     // Initialize search stack
2665     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2666     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2667
2668     // Generate all legal moves
2669     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2670
2671     // Add each move to the RootMoveList's vector
2672     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2673     {
2674         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2675         // is in the list before to add it.
2676         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2677
2678         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2679             continue;
2680
2681         // Find a quick score for the move and add to the list
2682         pos.do_move(cur->move, st);
2683
2684         RootMove rm;
2685         rm.pv[0] = ss[0].currentMove = cur->move;
2686         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2687         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2688         push_back(rm);
2689
2690         pos.undo_move(cur->move);
2691     }
2692     sort();
2693   }
2694
2695   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2696   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2697   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2698   // the first order pv scores of both moves are equal.
2699
2700   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos)
2701   {
2702       Move move;
2703       Value score = VALUE_ZERO;
2704       MovePicker mp(pos, MOVE_NONE, ONE_PLY, H);
2705
2706       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2707           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2708               if (it->pv[0] == move)
2709               {
2710                   it->non_pv_score = score--;
2711                   break;
2712               }
2713   }
2714
2715 } // namespace