]> git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/search.cpp
Use a 32 bit bitwise 'and' in SimpleHash lookup
[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     std::string pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine = 0);
133
134     int64_t nodes;
135     Value pv_score;
136     Value non_pv_score;
137     Move pv[PLY_MAX_PLUS_2];
138   };
139
140
141   // RootMoveList struct is essentially a std::vector<> of RootMove objects,
142   // with an handful of methods above the standard ones.
143
144   struct RootMoveList : public std::vector<RootMove> {
145
146     typedef std::vector<RootMove> Base;
147
148     RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]);
149     void set_non_pv_scores(const Position& pos, Move ttm, SearchStack* ss);
150
151     void sort() { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), end()); }
152     void sort_multipv(int n) { insertion_sort<RootMove, Base::iterator>(begin(), begin() + n); }
153   };
154
155
156   // When formatting a move for std::cout we must know if we are in Chess960
157   // or not. To keep using the handy operator<<() on the move the trick is to
158   // embed this flag in the stream itself. Function-like named enum set960 is
159   // used as a custom manipulator and the stream internal general-purpose array,
160   // accessed through ios_base::iword(), is used to pass the flag to the move's
161   // operator<<() that will use it to properly format castling moves.
162   enum set960 {};
163
164   std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const set960& m) {
165
166     os.iword(0) = int(m);
167     return os;
168   }
169
170
171   /// Adjustments
172
173   // Step 6. Razoring
174
175   // Maximum depth for razoring
176   const Depth RazorDepth = 4 * ONE_PLY;
177
178   // Dynamic razoring margin based on depth
179   inline Value razor_margin(Depth d) { return Value(0x200 + 0x10 * int(d)); }
180
181   // Maximum depth for use of dynamic threat detection when null move fails low
182   const Depth ThreatDepth = 5 * ONE_PLY;
183
184   // Step 9. Internal iterative deepening
185
186   // Minimum depth for use of internal iterative deepening
187   const Depth IIDDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 5 * ONE_PLY /* PV */};
188
189   // At Non-PV nodes we do an internal iterative deepening search
190   // when the static evaluation is bigger then beta - IIDMargin.
191   const Value IIDMargin = Value(0x100);
192
193   // Step 11. Decide the new search depth
194
195   // Extensions. Configurable UCI options
196   // Array index 0 is used at non-PV nodes, index 1 at PV nodes.
197   Depth CheckExtension[2], SingleEvasionExtension[2], PawnPushTo7thExtension[2];
198   Depth PassedPawnExtension[2], PawnEndgameExtension[2], MateThreatExtension[2];
199
200   // Minimum depth for use of singular extension
201   const Depth SingularExtensionDepth[2] = { 8 * ONE_PLY /* non-PV */, 6 * ONE_PLY /* PV */};
202
203   // If the TT move is at least SingularExtensionMargin better then the
204   // remaining ones we will extend it.
205   const Value SingularExtensionMargin = Value(0x20);
206
207   // Step 12. Futility pruning
208
209   // Futility margin for quiescence search
210   const Value FutilityMarginQS = Value(0x80);
211
212   // Futility lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
213   Value FutilityMarginsMatrix[16][64]; // [depth][moveNumber]
214   int FutilityMoveCountArray[32]; // [depth]
215
216   inline Value futility_margin(Depth d, int mn) { return d < 7 * ONE_PLY ? FutilityMarginsMatrix[Max(d, 1)][Min(mn, 63)] : 2 * VALUE_INFINITE; }
217   inline int futility_move_count(Depth d) { return d < 16 * ONE_PLY ? FutilityMoveCountArray[d] : 512; }
218
219   // Step 14. Reduced search
220
221   // Reduction lookup tables (initialized at startup) and their getter functions
222   int8_t ReductionMatrix[2][64][64]; // [pv][depth][moveNumber]
223
224   template <NodeType PV>
225   inline Depth reduction(Depth d, int mn) { return (Depth) ReductionMatrix[PV][Min(d / 2, 63)][Min(mn, 63)]; }
226
227   // Common adjustments
228
229   // Search depth at iteration 1
230   const Depth InitialDepth = ONE_PLY;
231
232   // Easy move margin. An easy move candidate must be at least this much
233   // better than the second best move.
234   const Value EasyMoveMargin = Value(0x200);
235
236
237   /// Namespace variables
238
239   // Book object
240   Book OpeningBook;
241
242   // Iteration counter
243   int Iteration;
244
245   // Scores and number of times the best move changed for each iteration
246   Value ValueByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
247   int BestMoveChangesByIteration[PLY_MAX_PLUS_2];
248
249   // Search window management
250   int AspirationDelta;
251
252   // MultiPV mode
253   int MultiPV;
254
255   // Time managment variables
256   int SearchStartTime, MaxNodes, MaxDepth, ExactMaxTime;
257   bool UseTimeManagement, InfiniteSearch, Pondering, StopOnPonderhit;
258   bool FirstRootMove, StopRequest, QuitRequest, AspirationFailLow;
259   TimeManager TimeMgr;
260
261   // Log file
262   bool UseLogFile;
263   std::ofstream LogFile;
264
265   // Multi-threads manager object
266   ThreadsManager ThreadsMgr;
267
268   // Node counters, used only by thread[0] but try to keep in different cache
269   // lines (64 bytes each) from the heavy multi-thread read accessed variables.
270   bool SendSearchedNodes;
271   int NodesSincePoll;
272   int NodesBetweenPolls = 30000;
273
274   // History table
275   History H;
276
277   /// Local functions
278
279   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove);
280   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml);
281
282   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
283   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
284
285   template <NodeType PvNode>
286   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply);
287
288   template <NodeType PvNode>
289   inline Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
290
291       return depth < ONE_PLY ? qsearch<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, DEPTH_ZERO, ply)
292                              : search<PvNode, false>(pos, ss, alpha, beta, depth, ply);
293   }
294
295   template <NodeType PvNode>
296   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck, bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous);
297
298   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bValue);
299   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2);
300   bool value_is_mate(Value value);
301   Value value_to_tt(Value v, int ply);
302   Value value_from_tt(Value v, int ply);
303   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply);
304   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat);
305   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply);
306   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth, Move movesSearched[], int moveCount);
307   void update_killers(Move m, Move killers[]);
308   void update_gains(const Position& pos, Move move, Value before, Value after);
309
310   int current_search_time();
311   std::string value_to_uci(Value v);
312   int nps(const Position& pos);
313   void poll(const Position& pos);
314   void wait_for_stop_or_ponderhit();
315   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size);
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 int64_t perft(Position& pos, Depth depth)
368 {
369     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
370     StateInfo st;
371     Move m;
372     int64_t 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 = StopRequest = QuitRequest = AspirationFailLow = SendSearchedNodes = false;
405   NodesSincePoll = 0;
406   SearchStartTime = get_system_time();
407   ExactMaxTime = maxTime;
408   MaxDepth = maxDepth;
409   MaxNodes = maxNodes;
410   InfiniteSearch = infinite;
411   Pondering = 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 (Pondering)
424               wait_for_stop_or_ponderhit();
425
426           cout << "bestmove " << bookMove << endl;
427           return !QuitRequest;
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   read_evaluation_uci_options(pos.side_to_move());
455
456   // Set the number of active threads
457   ThreadsMgr.read_uci_options();
458   init_eval(ThreadsMgr.active_threads());
459
460   // Wake up needed threads
461   for (int i = 1; i < ThreadsMgr.active_threads(); i++)
462       ThreadsMgr.wake_sleeping_thread(i);
463
464   // Set thinking time
465   int myTime = time[pos.side_to_move()];
466   int myIncrement = increment[pos.side_to_move()];
467   if (UseTimeManagement)
468       TimeMgr.init(myTime, myIncrement, movesToGo, pos.startpos_ply_counter());
469
470   // Set best NodesBetweenPolls interval to avoid lagging under
471   // heavy time pressure.
472   if (MaxNodes)
473       NodesBetweenPolls = Min(MaxNodes, 30000);
474   else if (myTime && myTime < 1000)
475       NodesBetweenPolls = 1000;
476   else if (myTime && myTime < 5000)
477       NodesBetweenPolls = 5000;
478   else
479       NodesBetweenPolls = 30000;
480
481   // Write search information to log file
482   if (UseLogFile)
483   {
484       std::string name = Options["Search Log Filename"].value<std::string>();
485       LogFile.open(name.c_str(), std::ios::out | std::ios::app);
486
487       LogFile << "Searching: "  << pos.to_fen()
488               << "\ninfinite: " << infinite
489               << " ponder: "    << ponder
490               << " time: "      << myTime
491               << " increment: " << myIncrement
492               << " moves to go: " << movesToGo << endl;
493   }
494
495   // We're ready to start thinking. Call the iterative deepening loop function
496   Move ponderMove = MOVE_NONE;
497   Move bestMove = id_loop(pos, searchMoves, &ponderMove);
498
499   // Print final search statistics
500   cout << "info nodes " << pos.nodes_searched()
501        << " nps " << nps(pos)
502        << " time " << current_search_time() << endl;
503
504   if (UseLogFile)
505   {
506       LogFile << "\nNodes: " << pos.nodes_searched()
507               << "\nNodes/second: " << nps(pos)
508               << "\nBest move: " << move_to_san(pos, bestMove);
509
510       StateInfo st;
511       pos.do_move(bestMove, st);
512       LogFile << "\nPonder move: "
513               << move_to_san(pos, ponderMove) // Works also with MOVE_NONE
514               << endl;
515
516       // Return from think() with unchanged position
517       pos.undo_move(bestMove);
518
519       LogFile.close();
520   }
521
522   // This makes all the threads to go to sleep
523   ThreadsMgr.set_active_threads(1);
524
525   // If we are pondering or in infinite search, we shouldn't print the
526   // best move before we are told to do so.
527   if (!StopRequest && (Pondering || InfiniteSearch))
528       wait_for_stop_or_ponderhit();
529
530   // Could be both MOVE_NONE when searching on a stalemate position
531   cout << "bestmove " << bestMove << " ponder " << ponderMove << endl;
532
533   return !QuitRequest;
534 }
535
536
537 namespace {
538
539   // id_loop() is the main iterative deepening loop. It calls root_search
540   // repeatedly with increasing depth until the allocated thinking time has
541   // been consumed, the user stops the search, or the maximum search depth is
542   // reached.
543
544   Move id_loop(Position& pos, Move searchMoves[], Move* ponderMove) {
545
546     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
547     Depth depth;
548     Move EasyMove = MOVE_NONE;
549     Value value, alpha = -VALUE_INFINITE, beta = VALUE_INFINITE;
550
551     // Moves to search are verified, scored and sorted
552     RootMoveList rml(pos, searchMoves);
553
554     // Handle special case of searching on a mate/stale position
555     if (rml.size() == 0)
556     {
557         Value s = (pos.is_check() ? -VALUE_MATE : VALUE_DRAW);
558
559         cout << "info depth " << 1
560              << " score " << value_to_uci(s) << endl;
561
562         return MOVE_NONE;
563     }
564
565     // Initialize
566     TT.new_search();
567     H.clear();
568     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
569     ValueByIteration[1] = rml[0].pv_score;
570     Iteration = 1;
571
572     // Send initial RootMoveList scoring (iteration 1)
573     cout << set960(pos.is_chess960()) // Is enough to set once at the beginning
574          << "info depth " << Iteration
575          << "\n" << rml[0].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
576
577     // Is one move significantly better than others after initial scoring ?
578     if (   rml.size() == 1
579         || rml[0].pv_score > rml[1].pv_score + EasyMoveMargin)
580         EasyMove = rml[0].pv[0];
581
582     // Iterative deepening loop
583     while (Iteration < PLY_MAX)
584     {
585         // Initialize iteration
586         Iteration++;
587         BestMoveChangesByIteration[Iteration] = 0;
588
589         cout << "info depth " << Iteration << endl;
590
591         // Calculate dynamic aspiration window based on previous iterations
592         if (MultiPV == 1 && Iteration >= 6 && abs(ValueByIteration[Iteration - 1]) < VALUE_KNOWN_WIN)
593         {
594             int prevDelta1 = ValueByIteration[Iteration - 1] - ValueByIteration[Iteration - 2];
595             int prevDelta2 = ValueByIteration[Iteration - 2] - ValueByIteration[Iteration - 3];
596
597             AspirationDelta = Max(abs(prevDelta1) + abs(prevDelta2) / 2, 16);
598             AspirationDelta = (AspirationDelta + 7) / 8 * 8; // Round to match grainSize
599
600             alpha = Max(ValueByIteration[Iteration - 1] - AspirationDelta, -VALUE_INFINITE);
601             beta  = Min(ValueByIteration[Iteration - 1] + AspirationDelta,  VALUE_INFINITE);
602         }
603
604         depth = (Iteration - 2) * ONE_PLY + InitialDepth;
605
606         // Search to the current depth, rml is updated and sorted
607         value = root_search(pos, ss, alpha, beta, depth, rml);
608
609         if (StopRequest)
610             break; // Value cannot be trusted. Break out immediately!
611
612         //Save info about search result
613         ValueByIteration[Iteration] = value;
614
615         // Drop the easy move if differs from the new best move
616         if (rml[0].pv[0] != EasyMove)
617             EasyMove = MOVE_NONE;
618
619         if (UseTimeManagement)
620         {
621             // Time to stop?
622             bool stopSearch = false;
623
624             // Stop search early if there is only a single legal move,
625             // we search up to Iteration 6 anyway to get a proper score.
626             if (Iteration >= 6 && rml.size() == 1)
627                 stopSearch = true;
628
629             // Stop search early when the last two iterations returned a mate score
630             if (  Iteration >= 6
631                 && abs(ValueByIteration[Iteration]) >= abs(VALUE_MATE) - 100
632                 && abs(ValueByIteration[Iteration-1]) >= abs(VALUE_MATE) - 100)
633                 stopSearch = true;
634
635             // Stop search early if one move seems to be much better than the others
636             if (   Iteration >= 8
637                 && EasyMove == rml[0].pv[0]
638                 && (  (   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 85) / 100
639                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 16)
640                     ||(   rml[0].nodes > (pos.nodes_searched() * 98) / 100
641                        && current_search_time() > TimeMgr.available_time() / 32)))
642                 stopSearch = true;
643
644             // Add some extra time if the best move has changed during the last two iterations
645             if (Iteration > 5 && Iteration <= 50)
646                 TimeMgr.pv_instability(BestMoveChangesByIteration[Iteration],
647                                        BestMoveChangesByIteration[Iteration-1]);
648
649             // Stop search if most of MaxSearchTime is consumed at the end of the
650             // iteration. We probably don't have enough time to search the first
651             // move at the next iteration anyway.
652             if (current_search_time() > (TimeMgr.available_time() * 80) / 128)
653                 stopSearch = true;
654
655             if (stopSearch)
656             {
657                 if (Pondering)
658                     StopOnPonderhit = true;
659                 else
660                     break;
661             }
662         }
663
664         if (MaxDepth && Iteration >= MaxDepth)
665             break;
666     }
667
668     *ponderMove = rml[0].pv[1];
669     return rml[0].pv[0];
670   }
671
672
673   // root_search() is the function which searches the root node. It is
674   // similar to search_pv except that it prints some information to the
675   // standard output and handles the fail low/high loops.
676
677   Value root_search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha,
678                     Value beta, Depth depth, RootMoveList& rml) {
679     StateInfo st;
680     Move movesSearched[MOVES_MAX];
681     CheckInfo ci(pos);
682     int64_t nodes;
683     Move move;
684     Depth ext, newDepth;
685     Value value, oldAlpha;
686     RootMoveList::iterator rm;
687     bool isCheck, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous, isPvMove;
688     int moveCount, researchCountFH, researchCountFL;
689
690     researchCountFH = researchCountFL = 0;
691     oldAlpha = alpha;
692     isCheck = pos.is_check();
693
694     // Step 1. Initialize node (polling is omitted at root)
695     ss->currentMove = ss->bestMove = MOVE_NONE;
696
697     // Step 2. Check for aborted search (omitted at root)
698     // Step 3. Mate distance pruning (omitted at root)
699     // Step 4. Transposition table lookup (omitted at root)
700
701     // Step 5. Evaluate the position statically
702     // At root we do this only to get reference value for child nodes
703     ss->evalMargin = VALUE_NONE;
704     ss->eval = isCheck ? VALUE_NONE : evaluate(pos, ss->evalMargin);
705
706     // Step 6. Razoring (omitted at root)
707     // Step 7. Static null move pruning (omitted at root)
708     // Step 8. Null move search with verification search (omitted at root)
709     // Step 9. Internal iterative deepening (omitted at root)
710
711     // Step extra. Fail low loop
712     // We start with small aspiration window and in case of fail low, we research
713     // with bigger window until we are not failing low anymore.
714     while (1)
715     {
716         // Sort the moves before to (re)search
717         rml.set_non_pv_scores(pos, rml[0].pv[0], ss);
718         rml.sort();
719         moveCount = 0;
720
721         // Step 10. Loop through all moves in the root move list
722         for (rm = rml.begin(); rm != rml.end() && !StopRequest; ++rm)
723         {
724             // This is used by time management
725             FirstRootMove = (rm == rml.begin());
726
727             // Save the current node count before the move is searched
728             nodes = pos.nodes_searched();
729
730             // If it's time to send nodes info, do it here where we have the
731             // correct accumulated node counts searched by each thread.
732             if (SendSearchedNodes)
733             {
734                 SendSearchedNodes = false;
735                 cout << "info nodes " << nodes
736                      << " nps " << nps(pos)
737                      << " time " << current_search_time() << endl;
738             }
739
740             // Pick the next root move, and print the move and the move number to
741             // the standard output.
742             move = ss->currentMove = rm->pv[0];
743             movesSearched[moveCount++] = move;
744             isPvMove = (moveCount <= MultiPV);
745
746             if (current_search_time() >= 1000)
747                 cout << "info currmove " << move
748                      << " currmovenumber " << moveCount << endl;
749
750             moveIsCheck = pos.move_is_check(move);
751             captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
752
753             // Step 11. Decide the new search depth
754             ext = extension<PV>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, false, false, &dangerous);
755             newDepth = depth + ext;
756
757             // Step 12. Futility pruning (omitted at root)
758
759             // Step extra. Fail high loop
760             // If move fails high, we research with bigger window until we are not failing
761             // high anymore.
762             value = -VALUE_INFINITE;
763
764             while (1)
765             {
766                 // Step 13. Make the move
767                 pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
768
769                 // Step extra. pv search
770                 // We do pv search for PV moves and when failing high
771                 if (isPvMove || value > alpha)
772                 {
773                     // Aspiration window is disabled in multi-pv case
774                     if (MultiPV > 1)
775                         alpha = -VALUE_INFINITE;
776
777                     // Full depth PV search, done on first move or after a fail high
778                     value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
779                 }
780                 else
781                 {
782                     // Step 14. Reduced search
783                     // if the move fails high will be re-searched at full depth
784                     bool doFullDepthSearch = true;
785
786                     if (    depth >= 3 * ONE_PLY
787                         && !dangerous
788                         && !captureOrPromotion
789                         && !move_is_castle(move))
790                     {
791                         ss->reduction = reduction<PV>(depth, moveCount - MultiPV + 1);
792                         if (ss->reduction)
793                         {
794                             assert(newDepth-ss->reduction >= ONE_PLY);
795
796                             // Reduced depth non-pv search using alpha as upperbound
797                             value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth-ss->reduction, 1);
798                             doFullDepthSearch = (value > alpha);
799                         }
800                         ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
801                     }
802
803                     // Step 15. Full depth search
804                     if (doFullDepthSearch)
805                     {
806                         // Full depth non-pv search using alpha as upperbound
807                         value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, 1);
808
809                         // If we are above alpha then research at same depth but as PV
810                         // to get a correct score or eventually a fail high above beta.
811                         if (value > alpha)
812                             value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, 1);
813                     }
814                 }
815
816                 // Step 16. Undo move
817                 pos.undo_move(move);
818
819                 // Can we exit fail high loop ?
820                 if (StopRequest || value < beta)
821                     break;
822
823                 // We are failing high and going to do a research. It's important to update
824                 // the score before research in case we run out of time while researching.
825                 ss->bestMove = move;
826                 rm->pv_score = value;
827                 rm->extract_pv_from_tt(pos);
828
829                 // Update killers and history only for non capture moves that fails high
830                 if (!pos.move_is_capture_or_promotion(move))
831                 {
832                     update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
833                     update_killers(move, ss->killers);
834                 }
835
836                 // Inform GUI that PV has changed
837                 cout << rm->pv_info_to_uci(pos, alpha, beta) << endl;
838
839                 // Prepare for a research after a fail high, each time with a wider window
840                 beta = Min(beta + AspirationDelta * (1 << researchCountFH), VALUE_INFINITE);
841                 researchCountFH++;
842
843             } // End of fail high loop
844
845             // Finished searching the move. If AbortSearch is true, the search
846             // was aborted because the user interrupted the search or because we
847             // ran out of time. In this case, the return value of the search cannot
848             // be trusted, and we break out of the loop without updating the best
849             // move and/or PV.
850             if (StopRequest)
851                 break;
852
853             // Remember searched nodes counts for this move
854             rm->nodes += pos.nodes_searched() - nodes;
855
856             assert(value >= -VALUE_INFINITE && value <= VALUE_INFINITE);
857             assert(value < beta);
858
859             // Step 17. Check for new best move
860             if (!isPvMove && value <= alpha)
861                 rm->pv_score = -VALUE_INFINITE;
862             else
863             {
864                 // PV move or new best move!
865
866                 // Update PV
867                 ss->bestMove = move;
868                 rm->pv_score = value;
869                 rm->extract_pv_from_tt(pos);
870
871                 // We record how often the best move has been changed in each
872                 // iteration. This information is used for time managment: When
873                 // the best move changes frequently, we allocate some more time.
874                 if (!isPvMove && MultiPV == 1)
875                     BestMoveChangesByIteration[Iteration]++;
876
877                 // Inform GUI that PV has changed, in case of multi-pv UCI protocol
878                 // requires we send all the PV lines properly sorted.
879                 rml.sort_multipv(moveCount);
880
881                 for (int j = 0; j < Min(MultiPV, (int)rml.size()); j++)
882                     cout << rml[j].pv_info_to_uci(pos, alpha, beta, j) << endl;
883
884                 // Update alpha. In multi-pv we don't use aspiration window
885                 if (MultiPV == 1)
886                 {
887                     // Raise alpha to setup proper non-pv search upper bound
888                     if (value > alpha)
889                         alpha = value;
890                 }
891                 else // Set alpha equal to minimum score among the PV lines
892                     alpha = rml[Min(moveCount, MultiPV) - 1].pv_score; // FIXME why moveCount?
893
894             } // PV move or new best move
895
896             assert(alpha >= oldAlpha);
897
898             AspirationFailLow = (alpha == oldAlpha);
899
900             if (AspirationFailLow && StopOnPonderhit)
901                 StopOnPonderhit = false;
902
903         } // Root moves loop
904
905         // Can we exit fail low loop ?
906         if (StopRequest || !AspirationFailLow)
907             break;
908
909         // Prepare for a research after a fail low, each time with a wider window
910         oldAlpha = alpha = Max(alpha - AspirationDelta * (1 << researchCountFL), -VALUE_INFINITE);
911         researchCountFL++;
912
913     } // Fail low loop
914
915     // Sort the moves before to return
916     rml.sort();
917
918     // Write PV lines to transposition table, in case the relevant entries
919     // have been overwritten during the search.
920     for (int i = 0; i < Min(MultiPV, (int)rml.size()); i++)
921         rml[i].insert_pv_in_tt(pos);
922
923     return alpha;
924   }
925
926
927   // search<>() is the main search function for both PV and non-PV nodes and for
928   // normal and SplitPoint nodes. When called just after a split point the search
929   // is simpler because we have already probed the hash table, done a null move
930   // search, and searched the first move before splitting, we don't have to repeat
931   // all this work again. We also don't need to store anything to the hash table
932   // here: This is taken care of after we return from the split point.
933
934   template <NodeType PvNode, bool SpNode>
935   Value search(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
936
937     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
938     assert(beta > alpha && beta <= VALUE_INFINITE);
939     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
940     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
941     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
942
943     Move movesSearched[MOVES_MAX];
944     StateInfo st;
945     const TTEntry *tte;
946     Key posKey;
947     Move ttMove, move, excludedMove, threatMove;
948     Depth ext, newDepth;
949     ValueType vt;
950     Value bestValue, value, oldAlpha;
951     Value refinedValue, nullValue, futilityBase, futilityValueScaled; // Non-PV specific
952     bool isCheck, singleEvasion, singularExtensionNode, moveIsCheck, captureOrPromotion, dangerous;
953     bool mateThreat = false;
954     int moveCount = 0;
955     int threadID = pos.thread();
956     SplitPoint* sp = NULL;
957     refinedValue = bestValue = value = -VALUE_INFINITE;
958     oldAlpha = alpha;
959     isCheck = pos.is_check();
960
961     if (SpNode)
962     {
963         sp = ss->sp;
964         tte = NULL;
965         ttMove = excludedMove = MOVE_NONE;
966         threatMove = sp->threatMove;
967         mateThreat = sp->mateThreat;
968         goto split_point_start;
969     }
970     else {} // Hack to fix icc's "statement is unreachable" warning
971
972     // Step 1. Initialize node and poll. Polling can abort search
973     ss->currentMove = ss->bestMove = threatMove = MOVE_NONE;
974     (ss+2)->killers[0] = (ss+2)->killers[1] = (ss+2)->mateKiller = MOVE_NONE;
975
976     if (threadID == 0 && ++NodesSincePoll > NodesBetweenPolls)
977     {
978         NodesSincePoll = 0;
979         poll(pos);
980     }
981
982     // Step 2. Check for aborted search and immediate draw
983     if (   StopRequest
984         || ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
985         || pos.is_draw()
986         || ply >= PLY_MAX - 1)
987         return VALUE_DRAW;
988
989     // Step 3. Mate distance pruning
990     alpha = Max(value_mated_in(ply), alpha);
991     beta = Min(value_mate_in(ply+1), beta);
992     if (alpha >= beta)
993         return alpha;
994
995     // Step 4. Transposition table lookup
996
997     // We don't want the score of a partial search to overwrite a previous full search
998     // TT value, so we use a different position key in case of an excluded move exists.
999     excludedMove = ss->excludedMove;
1000     posKey = excludedMove ? pos.get_exclusion_key() : pos.get_key();
1001
1002     tte = TT.retrieve(posKey);
1003     ttMove = tte ? tte->move() : MOVE_NONE;
1004
1005     // At PV nodes, we don't use the TT for pruning, but only for move ordering.
1006     // This is to avoid problems in the following areas:
1007     //
1008     // * Repetition draw detection
1009     // * Fifty move rule detection
1010     // * Searching for a mate
1011     // * Printing of full PV line
1012     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, depth, beta, ply))
1013     {
1014         TT.refresh(tte);
1015         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1016         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1017     }
1018
1019     // Step 5. Evaluate the position statically and
1020     // update gain statistics of parent move.
1021     if (isCheck)
1022         ss->eval = ss->evalMargin = VALUE_NONE;
1023     else if (tte)
1024     {
1025         assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1026
1027         ss->eval = tte->static_value();
1028         ss->evalMargin = tte->static_value_margin();
1029         refinedValue = refine_eval(tte, ss->eval, ply);
1030     }
1031     else
1032     {
1033         refinedValue = ss->eval = evaluate(pos, ss->evalMargin);
1034         TT.store(posKey, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, ss->evalMargin);
1035     }
1036
1037     // Save gain for the parent non-capture move
1038     update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1039
1040     // Step 6. Razoring (is omitted in PV nodes)
1041     if (   !PvNode
1042         &&  depth < RazorDepth
1043         && !isCheck
1044         &&  refinedValue < beta - razor_margin(depth)
1045         &&  ttMove == MOVE_NONE
1046         && !value_is_mate(beta)
1047         && !pos.has_pawn_on_7th(pos.side_to_move()))
1048     {
1049         Value rbeta = beta - razor_margin(depth);
1050         Value v = qsearch<NonPV>(pos, ss, rbeta-1, rbeta, DEPTH_ZERO, ply);
1051         if (v < rbeta)
1052             // Logically we should return (v + razor_margin(depth)), but
1053             // surprisingly this did slightly weaker in tests.
1054             return v;
1055     }
1056
1057     // Step 7. Static null move pruning (is omitted in PV nodes)
1058     // We're betting that the opponent doesn't have a move that will reduce
1059     // the score by more than futility_margin(depth) if we do a null move.
1060     if (   !PvNode
1061         && !ss->skipNullMove
1062         &&  depth < RazorDepth
1063         && !isCheck
1064         &&  refinedValue >= beta + futility_margin(depth, 0)
1065         && !value_is_mate(beta)
1066         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1067         return refinedValue - futility_margin(depth, 0);
1068
1069     // Step 8. Null move search with verification search (is omitted in PV nodes)
1070     if (   !PvNode
1071         && !ss->skipNullMove
1072         &&  depth > ONE_PLY
1073         && !isCheck
1074         &&  refinedValue >= beta
1075         && !value_is_mate(beta)
1076         &&  pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()))
1077     {
1078         ss->currentMove = MOVE_NULL;
1079
1080         // Null move dynamic reduction based on depth
1081         int R = 3 + (depth >= 5 * ONE_PLY ? depth / 8 : 0);
1082
1083         // Null move dynamic reduction based on value
1084         if (refinedValue - beta > PawnValueMidgame)
1085             R++;
1086
1087         pos.do_null_move(st);
1088         (ss+1)->skipNullMove = true;
1089         nullValue = -search<NonPV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-R*ONE_PLY, ply+1);
1090         (ss+1)->skipNullMove = false;
1091         pos.undo_null_move();
1092
1093         if (nullValue >= beta)
1094         {
1095             // Do not return unproven mate scores
1096             if (nullValue >= value_mate_in(PLY_MAX))
1097                 nullValue = beta;
1098
1099             if (depth < 6 * ONE_PLY)
1100                 return nullValue;
1101
1102             // Do verification search at high depths
1103             ss->skipNullMove = true;
1104             Value v = search<NonPV>(pos, ss, alpha, beta, depth-R*ONE_PLY, ply);
1105             ss->skipNullMove = false;
1106
1107             if (v >= beta)
1108                 return nullValue;
1109         }
1110         else
1111         {
1112             // The null move failed low, which means that we may be faced with
1113             // some kind of threat. If the previous move was reduced, check if
1114             // the move that refuted the null move was somehow connected to the
1115             // move which was reduced. If a connection is found, return a fail
1116             // low score (which will cause the reduced move to fail high in the
1117             // parent node, which will trigger a re-search with full depth).
1118             if (nullValue == value_mated_in(ply + 2))
1119                 mateThreat = true;
1120
1121             threatMove = (ss+1)->bestMove;
1122             if (   depth < ThreatDepth
1123                 && (ss-1)->reduction
1124                 && threatMove != MOVE_NONE
1125                 && connected_moves(pos, (ss-1)->currentMove, threatMove))
1126                 return beta - 1;
1127         }
1128     }
1129
1130     // Step 9. Internal iterative deepening
1131     if (    depth >= IIDDepth[PvNode]
1132         &&  ttMove == MOVE_NONE
1133         && (PvNode || (!isCheck && ss->eval >= beta - IIDMargin)))
1134     {
1135         Depth d = (PvNode ? depth - 2 * ONE_PLY : depth / 2);
1136
1137         ss->skipNullMove = true;
1138         search<PvNode>(pos, ss, alpha, beta, d, ply);
1139         ss->skipNullMove = false;
1140
1141         ttMove = ss->bestMove;
1142         tte = TT.retrieve(posKey);
1143     }
1144
1145     // Expensive mate threat detection (only for PV nodes)
1146     if (PvNode)
1147         mateThreat = pos.has_mate_threat();
1148
1149 split_point_start: // At split points actual search starts from here
1150
1151     // Initialize a MovePicker object for the current position
1152     // FIXME currently MovePicker() c'tor is needless called also in SplitPoint
1153     MovePicker mpBase(pos, ttMove, depth, H, ss, (PvNode ? -VALUE_INFINITE : beta));
1154     MovePicker& mp = SpNode ? *sp->mp : mpBase;
1155     CheckInfo ci(pos);
1156     ss->bestMove = MOVE_NONE;
1157     singleEvasion = !SpNode && isCheck && mp.number_of_evasions() == 1;
1158     futilityBase = ss->eval + ss->evalMargin;
1159     singularExtensionNode =  !SpNode
1160                            && depth >= SingularExtensionDepth[PvNode]
1161                            && tte
1162                            && tte->move()
1163                            && !excludedMove // Do not allow recursive singular extension search
1164                            && (tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER)
1165                            && tte->depth() >= depth - 3 * ONE_PLY;
1166     if (SpNode)
1167     {
1168         lock_grab(&(sp->lock));
1169         bestValue = sp->bestValue;
1170     }
1171
1172     // Step 10. Loop through moves
1173     // Loop through all legal moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1174     while (   bestValue < beta
1175            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE
1176            && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1177     {
1178       assert(move_is_ok(move));
1179
1180       if (SpNode)
1181       {
1182           moveCount = ++sp->moveCount;
1183           lock_release(&(sp->lock));
1184       }
1185       else if (move == excludedMove)
1186           continue;
1187       else
1188           movesSearched[moveCount++] = move;
1189
1190       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1191       captureOrPromotion = pos.move_is_capture_or_promotion(move);
1192
1193       // Step 11. Decide the new search depth
1194       ext = extension<PvNode>(pos, move, captureOrPromotion, moveIsCheck, singleEvasion, mateThreat, &dangerous);
1195
1196       // Singular extension search. If all moves but one fail low on a search of (alpha-s, beta-s),
1197       // and just one fails high on (alpha, beta), then that move is singular and should be extended.
1198       // To verify this we do a reduced search on all the other moves but the ttMove, if result is
1199       // lower then ttValue minus a margin then we extend ttMove.
1200       if (   singularExtensionNode
1201           && move == tte->move()
1202           && ext < ONE_PLY)
1203       {
1204           Value ttValue = value_from_tt(tte->value(), ply);
1205
1206           if (abs(ttValue) < VALUE_KNOWN_WIN)
1207           {
1208               Value b = ttValue - SingularExtensionMargin;
1209               ss->excludedMove = move;
1210               ss->skipNullMove = true;
1211               Value v = search<NonPV>(pos, ss, b - 1, b, depth / 2, ply);
1212               ss->skipNullMove = false;
1213               ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1214               ss->bestMove = MOVE_NONE;
1215               if (v < b)
1216                   ext = ONE_PLY;
1217           }
1218       }
1219
1220       // Update current move (this must be done after singular extension search)
1221       ss->currentMove = move;
1222       newDepth = depth - ONE_PLY + ext;
1223
1224       // Step 12. Futility pruning (is omitted in PV nodes)
1225       if (   !PvNode
1226           && !captureOrPromotion
1227           && !isCheck
1228           && !dangerous
1229           &&  move != ttMove
1230           && !move_is_castle(move))
1231       {
1232           // Move count based pruning
1233           if (   moveCount >= futility_move_count(depth)
1234               && !(threatMove && connected_threat(pos, move, threatMove))
1235               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)) // FIXME bestValue is racy
1236           {
1237               if (SpNode)
1238                   lock_grab(&(sp->lock));
1239
1240               continue;
1241           }
1242
1243           // Value based pruning
1244           // We illogically ignore reduction condition depth >= 3*ONE_PLY for predicted depth,
1245           // but fixing this made program slightly weaker.
1246           Depth predictedDepth = newDepth - reduction<NonPV>(depth, moveCount);
1247           futilityValueScaled =  futilityBase + futility_margin(predictedDepth, moveCount)
1248                                + H.gain(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move));
1249
1250           if (futilityValueScaled < beta)
1251           {
1252               if (SpNode)
1253               {
1254                   lock_grab(&(sp->lock));
1255                   if (futilityValueScaled > sp->bestValue)
1256                       sp->bestValue = bestValue = futilityValueScaled;
1257               }
1258               else if (futilityValueScaled > bestValue)
1259                   bestValue = futilityValueScaled;
1260
1261               continue;
1262           }
1263
1264           // Prune moves with negative SEE at low depths
1265           if (   predictedDepth < 2 * ONE_PLY
1266               && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1267               && pos.see_sign(move) < 0)
1268           {
1269               if (SpNode)
1270                   lock_grab(&(sp->lock));
1271
1272               continue;
1273           }
1274       }
1275
1276       // Step 13. Make the move
1277       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1278
1279       // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1280       // The first move in list is the expected PV
1281       if (PvNode && moveCount == 1)
1282           value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1283       else
1284       {
1285           // Step 14. Reduced depth search
1286           // If the move fails high will be re-searched at full depth.
1287           bool doFullDepthSearch = true;
1288
1289           if (    depth >= 3 * ONE_PLY
1290               && !captureOrPromotion
1291               && !dangerous
1292               && !move_is_castle(move)
1293               &&  ss->killers[0] != move
1294               &&  ss->killers[1] != move)
1295           {
1296               ss->reduction = reduction<PvNode>(depth, moveCount);
1297
1298               if (ss->reduction)
1299               {
1300                   alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1301                   Depth d = newDepth - ss->reduction;
1302                   value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, d, ply+1);
1303
1304                   doFullDepthSearch = (value > alpha);
1305               }
1306               ss->reduction = DEPTH_ZERO; // Restore original reduction
1307           }
1308
1309           // Step 15. Full depth search
1310           if (doFullDepthSearch)
1311           {
1312               alpha = SpNode ? sp->alpha : alpha;
1313               value = -search<NonPV>(pos, ss+1, -(alpha+1), -alpha, newDepth, ply+1);
1314
1315               // Step extra. pv search (only in PV nodes)
1316               // Search only for possible new PV nodes, if instead value >= beta then
1317               // parent node fails low with value <= alpha and tries another move.
1318               if (PvNode && value > alpha && value < beta)
1319                   value = -search<PV>(pos, ss+1, -beta, -alpha, newDepth, ply+1);
1320           }
1321       }
1322
1323       // Step 16. Undo move
1324       pos.undo_move(move);
1325
1326       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1327
1328       // Step 17. Check for new best move
1329       if (SpNode)
1330       {
1331           lock_grab(&(sp->lock));
1332           bestValue = sp->bestValue;
1333           alpha = sp->alpha;
1334       }
1335
1336       if (value > bestValue && !(SpNode && ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)))
1337       {
1338           bestValue = value;
1339
1340           if (SpNode)
1341               sp->bestValue = value;
1342
1343           if (value > alpha)
1344           {
1345               if (PvNode && value < beta) // We want always alpha < beta
1346               {
1347                   alpha = value;
1348
1349                   if (SpNode)
1350                       sp->alpha = value;
1351               }
1352               else if (SpNode)
1353                   sp->betaCutoff = true;
1354
1355               if (value == value_mate_in(ply + 1))
1356                   ss->mateKiller = move;
1357
1358               ss->bestMove = move;
1359
1360               if (SpNode)
1361                   sp->parentSstack->bestMove = move;
1362           }
1363       }
1364
1365       // Step 18. Check for split
1366       if (   !SpNode
1367           && depth >= ThreadsMgr.min_split_depth()
1368           && ThreadsMgr.active_threads() > 1
1369           && bestValue < beta
1370           && ThreadsMgr.available_thread_exists(threadID)
1371           && !StopRequest
1372           && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID)
1373           && Iteration <= 99)
1374           ThreadsMgr.split<FakeSplit>(pos, ss, ply, &alpha, beta, &bestValue, depth,
1375                                       threatMove, mateThreat, moveCount, &mp, PvNode);
1376     }
1377
1378     // Step 19. Check for mate and stalemate
1379     // All legal moves have been searched and if there are
1380     // no legal moves, it must be mate or stalemate.
1381     // If one move was excluded return fail low score.
1382     if (!SpNode && !moveCount)
1383         return excludedMove ? oldAlpha : isCheck ? value_mated_in(ply) : VALUE_DRAW;
1384
1385     // Step 20. Update tables
1386     // If the search is not aborted, update the transposition table,
1387     // history counters, and killer moves.
1388     if (!SpNode && !StopRequest && !ThreadsMgr.cutoff_at_splitpoint(threadID))
1389     {
1390         move = bestValue <= oldAlpha ? MOVE_NONE : ss->bestMove;
1391         vt   = bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER
1392              : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT;
1393
1394         TT.store(posKey, value_to_tt(bestValue, ply), vt, depth, move, ss->eval, ss->evalMargin);
1395
1396         // Update killers and history only for non capture moves that fails high
1397         if (    bestValue >= beta
1398             && !pos.move_is_capture_or_promotion(move))
1399         {
1400             update_history(pos, move, depth, movesSearched, moveCount);
1401             update_killers(move, ss->killers);
1402         }
1403     }
1404
1405     if (SpNode)
1406     {
1407         // Here we have the lock still grabbed
1408         sp->slaves[threadID] = 0;
1409         sp->nodes += pos.nodes_searched();
1410         lock_release(&(sp->lock));
1411     }
1412
1413     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1414
1415     return bestValue;
1416   }
1417
1418   // qsearch() is the quiescence search function, which is called by the main
1419   // search function when the remaining depth is zero (or, to be more precise,
1420   // less than ONE_PLY).
1421
1422   template <NodeType PvNode>
1423   Value qsearch(Position& pos, SearchStack* ss, Value alpha, Value beta, Depth depth, int ply) {
1424
1425     assert(alpha >= -VALUE_INFINITE && alpha <= VALUE_INFINITE);
1426     assert(beta >= -VALUE_INFINITE && beta <= VALUE_INFINITE);
1427     assert(PvNode || alpha == beta - 1);
1428     assert(depth <= 0);
1429     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
1430     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < ThreadsMgr.active_threads());
1431
1432     StateInfo st;
1433     Move ttMove, move;
1434     Value bestValue, value, evalMargin, futilityValue, futilityBase;
1435     bool isCheck, enoughMaterial, moveIsCheck, evasionPrunable;
1436     const TTEntry* tte;
1437     Depth ttDepth;
1438     Value oldAlpha = alpha;
1439
1440     ss->bestMove = ss->currentMove = MOVE_NONE;
1441
1442     // Check for an instant draw or maximum ply reached
1443     if (pos.is_draw() || ply >= PLY_MAX - 1)
1444         return VALUE_DRAW;
1445
1446     // Decide whether or not to include checks, this fixes also the type of
1447     // TT entry depth that we are going to use. Note that in qsearch we use
1448     // only two types of depth in TT: DEPTH_QS_CHECKS or DEPTH_QS_NO_CHECKS.
1449     isCheck = pos.is_check();
1450     ttDepth = (isCheck || depth >= DEPTH_QS_CHECKS ? DEPTH_QS_CHECKS : DEPTH_QS_NO_CHECKS);
1451
1452     // Transposition table lookup. At PV nodes, we don't use the TT for
1453     // pruning, but only for move ordering.
1454     tte = TT.retrieve(pos.get_key());
1455     ttMove = (tte ? tte->move() : MOVE_NONE);
1456
1457     if (!PvNode && tte && ok_to_use_TT(tte, ttDepth, beta, ply))
1458     {
1459         ss->bestMove = ttMove; // Can be MOVE_NONE
1460         return value_from_tt(tte->value(), ply);
1461     }
1462
1463     // Evaluate the position statically
1464     if (isCheck)
1465     {
1466         bestValue = futilityBase = -VALUE_INFINITE;
1467         ss->eval = evalMargin = VALUE_NONE;
1468         enoughMaterial = false;
1469     }
1470     else
1471     {
1472         if (tte)
1473         {
1474             assert(tte->static_value() != VALUE_NONE);
1475
1476             evalMargin = tte->static_value_margin();
1477             ss->eval = bestValue = tte->static_value();
1478         }
1479         else
1480             ss->eval = bestValue = evaluate(pos, evalMargin);
1481
1482         update_gains(pos, (ss-1)->currentMove, (ss-1)->eval, ss->eval);
1483
1484         // Stand pat. Return immediately if static value is at least beta
1485         if (bestValue >= beta)
1486         {
1487             if (!tte)
1488                 TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), VALUE_TYPE_LOWER, DEPTH_NONE, MOVE_NONE, ss->eval, evalMargin);
1489
1490             return bestValue;
1491         }
1492
1493         if (PvNode && bestValue > alpha)
1494             alpha = bestValue;
1495
1496         // Futility pruning parameters, not needed when in check
1497         futilityBase = ss->eval + evalMargin + FutilityMarginQS;
1498         enoughMaterial = pos.non_pawn_material(pos.side_to_move()) > RookValueMidgame;
1499     }
1500
1501     // Initialize a MovePicker object for the current position, and prepare
1502     // to search the moves. Because the depth is <= 0 here, only captures,
1503     // queen promotions and checks (only if depth >= DEPTH_QS_CHECKS) will
1504     // be generated.
1505     MovePicker mp(pos, ttMove, depth, H);
1506     CheckInfo ci(pos);
1507
1508     // Loop through the moves until no moves remain or a beta cutoff occurs
1509     while (   alpha < beta
1510            && (move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
1511     {
1512       assert(move_is_ok(move));
1513
1514       moveIsCheck = pos.move_is_check(move, ci);
1515
1516       // Futility pruning
1517       if (   !PvNode
1518           && !isCheck
1519           && !moveIsCheck
1520           &&  move != ttMove
1521           &&  enoughMaterial
1522           && !move_is_promotion(move)
1523           && !pos.move_is_passed_pawn_push(move))
1524       {
1525           futilityValue =  futilityBase
1526                          + pos.endgame_value_of_piece_on(move_to(move))
1527                          + (move_is_ep(move) ? PawnValueEndgame : VALUE_ZERO);
1528
1529           if (futilityValue < alpha)
1530           {
1531               if (futilityValue > bestValue)
1532                   bestValue = futilityValue;
1533               continue;
1534           }
1535       }
1536
1537       // Detect non-capture evasions that are candidate to be pruned
1538       evasionPrunable =   isCheck
1539                        && bestValue > value_mated_in(PLY_MAX)
1540                        && !pos.move_is_capture(move)
1541                        && !pos.can_castle(pos.side_to_move());
1542
1543       // Don't search moves with negative SEE values
1544       if (   !PvNode
1545           && (!isCheck || evasionPrunable)
1546           &&  move != ttMove
1547           && !move_is_promotion(move)
1548           &&  pos.see_sign(move) < 0)
1549           continue;
1550
1551       // Don't search useless checks
1552       if (   !PvNode
1553           && !isCheck
1554           &&  moveIsCheck
1555           &&  move != ttMove
1556           && !pos.move_is_capture_or_promotion(move)
1557           &&  ss->eval + PawnValueMidgame / 4 < beta
1558           && !check_is_dangerous(pos, move, futilityBase, beta, &bestValue))
1559       {
1560           if (ss->eval + PawnValueMidgame / 4 > bestValue)
1561               bestValue = ss->eval + PawnValueMidgame / 4;
1562
1563           continue;
1564       }
1565
1566       // Update current move
1567       ss->currentMove = move;
1568
1569       // Make and search the move
1570       pos.do_move(move, st, ci, moveIsCheck);
1571       value = -qsearch<PvNode>(pos, ss+1, -beta, -alpha, depth-ONE_PLY, ply+1);
1572       pos.undo_move(move);
1573
1574       assert(value > -VALUE_INFINITE && value < VALUE_INFINITE);
1575
1576       // New best move?
1577       if (value > bestValue)
1578       {
1579           bestValue = value;
1580           if (value > alpha)
1581           {
1582               alpha = value;
1583               ss->bestMove = move;
1584           }
1585        }
1586     }
1587
1588     // All legal moves have been searched. A special case: If we're in check
1589     // and no legal moves were found, it is checkmate.
1590     if (isCheck && bestValue == -VALUE_INFINITE)
1591         return value_mated_in(ply);
1592
1593     // Update transposition table
1594     ValueType vt = (bestValue <= oldAlpha ? VALUE_TYPE_UPPER : bestValue >= beta ? VALUE_TYPE_LOWER : VALUE_TYPE_EXACT);
1595     TT.store(pos.get_key(), value_to_tt(bestValue, ply), vt, ttDepth, ss->bestMove, ss->eval, evalMargin);
1596
1597     assert(bestValue > -VALUE_INFINITE && bestValue < VALUE_INFINITE);
1598
1599     return bestValue;
1600   }
1601
1602
1603   // check_is_dangerous() tests if a checking move can be pruned in qsearch().
1604   // bestValue is updated only when returning false because in that case move
1605   // will be pruned.
1606
1607   bool check_is_dangerous(Position &pos, Move move, Value futilityBase, Value beta, Value *bestValue)
1608   {
1609     Bitboard b, occ, oldAtt, newAtt, kingAtt;
1610     Square from, to, ksq, victimSq;
1611     Piece pc;
1612     Color them;
1613     Value futilityValue, bv = *bestValue;
1614
1615     from = move_from(move);
1616     to = move_to(move);
1617     them = opposite_color(pos.side_to_move());
1618     ksq = pos.king_square(them);
1619     kingAtt = pos.attacks_from<KING>(ksq);
1620     pc = pos.piece_on(from);
1621
1622     occ = pos.occupied_squares() & ~(1ULL << from) & ~(1ULL << ksq);
1623     oldAtt = pos.attacks_from(pc, from, occ);
1624     newAtt = pos.attacks_from(pc,   to, occ);
1625
1626     // Rule 1. Checks which give opponent's king at most one escape square are dangerous
1627     b = kingAtt & ~pos.pieces_of_color(them) & ~newAtt & ~(1ULL << to);
1628
1629     if (!(b && (b & (b - 1))))
1630         return true;
1631
1632     // Rule 2. Queen contact check is very dangerous
1633     if (   type_of_piece(pc) == QUEEN
1634         && bit_is_set(kingAtt, to))
1635         return true;
1636
1637     // Rule 3. Creating new double threats with checks
1638     b = pos.pieces_of_color(them) & newAtt & ~oldAtt & ~(1ULL << ksq);
1639
1640     while (b)
1641     {
1642         victimSq = pop_1st_bit(&b);
1643         futilityValue = futilityBase + pos.endgame_value_of_piece_on(victimSq);
1644
1645         // Note that here we generate illegal "double move"!
1646         if (   futilityValue >= beta
1647             && pos.see_sign(make_move(from, victimSq)) >= 0)
1648             return true;
1649
1650         if (futilityValue > bv)
1651             bv = futilityValue;
1652     }
1653
1654     // Update bestValue only if check is not dangerous (because we will prune the move)
1655     *bestValue = bv;
1656     return false;
1657   }
1658
1659
1660   // connected_moves() tests whether two moves are 'connected' in the sense
1661   // that the first move somehow made the second move possible (for instance
1662   // if the moving piece is the same in both moves). The first move is assumed
1663   // to be the move that was made to reach the current position, while the
1664   // second move is assumed to be a move from the current position.
1665
1666   bool connected_moves(const Position& pos, Move m1, Move m2) {
1667
1668     Square f1, t1, f2, t2;
1669     Piece p;
1670
1671     assert(m1 && move_is_ok(m1));
1672     assert(m2 && move_is_ok(m2));
1673
1674     // Case 1: The moving piece is the same in both moves
1675     f2 = move_from(m2);
1676     t1 = move_to(m1);
1677     if (f2 == t1)
1678         return true;
1679
1680     // Case 2: The destination square for m2 was vacated by m1
1681     t2 = move_to(m2);
1682     f1 = move_from(m1);
1683     if (t2 == f1)
1684         return true;
1685
1686     // Case 3: Moving through the vacated square
1687     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(f2))
1688         && bit_is_set(squares_between(f2, t2), f1))
1689       return true;
1690
1691     // Case 4: The destination square for m2 is defended by the moving piece in m1
1692     p = pos.piece_on(t1);
1693     if (bit_is_set(pos.attacks_from(p, t1), t2))
1694         return true;
1695
1696     // Case 5: Discovered check, checking piece is the piece moved in m1
1697     if (    piece_is_slider(p)
1698         &&  bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), f2)
1699         && !bit_is_set(squares_between(t1, pos.king_square(pos.side_to_move())), t2))
1700     {
1701         // discovered_check_candidates() works also if the Position's side to
1702         // move is the opposite of the checking piece.
1703         Color them = opposite_color(pos.side_to_move());
1704         Bitboard dcCandidates = pos.discovered_check_candidates(them);
1705
1706         if (bit_is_set(dcCandidates, f2))
1707             return true;
1708     }
1709     return false;
1710   }
1711
1712
1713   // value_is_mate() checks if the given value is a mate one eventually
1714   // compensated for the ply.
1715
1716   bool value_is_mate(Value value) {
1717
1718     assert(abs(value) <= VALUE_INFINITE);
1719
1720     return   value <= value_mated_in(PLY_MAX)
1721           || value >= value_mate_in(PLY_MAX);
1722   }
1723
1724
1725   // value_to_tt() adjusts a mate score from "plies to mate from the root" to
1726   // "plies to mate from the current ply".  Non-mate scores are unchanged.
1727   // The function is called before storing a value to the transposition table.
1728
1729   Value value_to_tt(Value v, int ply) {
1730
1731     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1732       return v + ply;
1733
1734     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1735       return v - ply;
1736
1737     return v;
1738   }
1739
1740
1741   // value_from_tt() is the inverse of value_to_tt(): It adjusts a mate score from
1742   // the transposition table to a mate score corrected for the current ply.
1743
1744   Value value_from_tt(Value v, int ply) {
1745
1746     if (v >= value_mate_in(PLY_MAX))
1747       return v - ply;
1748
1749     if (v <= value_mated_in(PLY_MAX))
1750       return v + ply;
1751
1752     return v;
1753   }
1754
1755
1756   // extension() decides whether a move should be searched with normal depth,
1757   // or with extended depth. Certain classes of moves (checking moves, in
1758   // particular) are searched with bigger depth than ordinary moves and in
1759   // any case are marked as 'dangerous'. Note that also if a move is not
1760   // extended, as example because the corresponding UCI option is set to zero,
1761   // the move is marked as 'dangerous' so, at least, we avoid to prune it.
1762   template <NodeType PvNode>
1763   Depth extension(const Position& pos, Move m, bool captureOrPromotion, bool moveIsCheck,
1764                   bool singleEvasion, bool mateThreat, bool* dangerous) {
1765
1766     assert(m != MOVE_NONE);
1767
1768     Depth result = DEPTH_ZERO;
1769     *dangerous = moveIsCheck | singleEvasion | mateThreat;
1770
1771     if (*dangerous)
1772     {
1773         if (moveIsCheck && pos.see_sign(m) >= 0)
1774             result += CheckExtension[PvNode];
1775
1776         if (singleEvasion)
1777             result += SingleEvasionExtension[PvNode];
1778
1779         if (mateThreat)
1780             result += MateThreatExtension[PvNode];
1781     }
1782
1783     if (pos.type_of_piece_on(move_from(m)) == PAWN)
1784     {
1785         Color c = pos.side_to_move();
1786         if (relative_rank(c, move_to(m)) == RANK_7)
1787         {
1788             result += PawnPushTo7thExtension[PvNode];
1789             *dangerous = true;
1790         }
1791         if (pos.pawn_is_passed(c, move_to(m)))
1792         {
1793             result += PassedPawnExtension[PvNode];
1794             *dangerous = true;
1795         }
1796     }
1797
1798     if (   captureOrPromotion
1799         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1800         && (  pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK)
1801             - pos.midgame_value_of_piece_on(move_to(m)) == VALUE_ZERO)
1802         && !move_is_promotion(m)
1803         && !move_is_ep(m))
1804     {
1805         result += PawnEndgameExtension[PvNode];
1806         *dangerous = true;
1807     }
1808
1809     if (   PvNode
1810         && captureOrPromotion
1811         && pos.type_of_piece_on(move_to(m)) != PAWN
1812         && pos.see_sign(m) >= 0)
1813     {
1814         result += ONE_PLY / 2;
1815         *dangerous = true;
1816     }
1817
1818     return Min(result, ONE_PLY);
1819   }
1820
1821
1822   // connected_threat() tests whether it is safe to forward prune a move or if
1823   // is somehow coonected to the threat move returned by null search.
1824
1825   bool connected_threat(const Position& pos, Move m, Move threat) {
1826
1827     assert(move_is_ok(m));
1828     assert(threat && move_is_ok(threat));
1829     assert(!pos.move_is_check(m));
1830     assert(!pos.move_is_capture_or_promotion(m));
1831     assert(!pos.move_is_passed_pawn_push(m));
1832
1833     Square mfrom, mto, tfrom, tto;
1834
1835     mfrom = move_from(m);
1836     mto = move_to(m);
1837     tfrom = move_from(threat);
1838     tto = move_to(threat);
1839
1840     // Case 1: Don't prune moves which move the threatened piece
1841     if (mfrom == tto)
1842         return true;
1843
1844     // Case 2: If the threatened piece has value less than or equal to the
1845     // value of the threatening piece, don't prune move which defend it.
1846     if (   pos.move_is_capture(threat)
1847         && (   pos.midgame_value_of_piece_on(tfrom) >= pos.midgame_value_of_piece_on(tto)
1848             || pos.type_of_piece_on(tfrom) == KING)
1849         && pos.move_attacks_square(m, tto))
1850         return true;
1851
1852     // Case 3: If the moving piece in the threatened move is a slider, don't
1853     // prune safe moves which block its ray.
1854     if (   piece_is_slider(pos.piece_on(tfrom))
1855         && bit_is_set(squares_between(tfrom, tto), mto)
1856         && pos.see_sign(m) >= 0)
1857         return true;
1858
1859     return false;
1860   }
1861
1862
1863   // ok_to_use_TT() returns true if a transposition table score
1864   // can be used at a given point in search.
1865
1866   bool ok_to_use_TT(const TTEntry* tte, Depth depth, Value beta, int ply) {
1867
1868     Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1869
1870     return   (   tte->depth() >= depth
1871               || v >= Max(value_mate_in(PLY_MAX), beta)
1872               || v < Min(value_mated_in(PLY_MAX), beta))
1873
1874           && (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= beta)
1875               || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < beta));
1876   }
1877
1878
1879   // refine_eval() returns the transposition table score if
1880   // possible otherwise falls back on static position evaluation.
1881
1882   Value refine_eval(const TTEntry* tte, Value defaultEval, int ply) {
1883
1884       assert(tte);
1885
1886       Value v = value_from_tt(tte->value(), ply);
1887
1888       if (   ((tte->type() & VALUE_TYPE_LOWER) && v >= defaultEval)
1889           || ((tte->type() & VALUE_TYPE_UPPER) && v < defaultEval))
1890           return v;
1891
1892       return defaultEval;
1893   }
1894
1895
1896   // update_history() registers a good move that produced a beta-cutoff
1897   // in history and marks as failures all the other moves of that ply.
1898
1899   void update_history(const Position& pos, Move move, Depth depth,
1900                       Move movesSearched[], int moveCount) {
1901     Move m;
1902
1903     H.success(pos.piece_on(move_from(move)), move_to(move), depth);
1904
1905     for (int i = 0; i < moveCount - 1; i++)
1906     {
1907         m = movesSearched[i];
1908
1909         assert(m != move);
1910
1911         if (!pos.move_is_capture_or_promotion(m))
1912             H.failure(pos.piece_on(move_from(m)), move_to(m), depth);
1913     }
1914   }
1915
1916
1917   // update_killers() add a good move that produced a beta-cutoff
1918   // among the killer moves of that ply.
1919
1920   void update_killers(Move m, Move killers[]) {
1921
1922     if (m == killers[0])
1923         return;
1924
1925     killers[1] = killers[0];
1926     killers[0] = m;
1927   }
1928
1929
1930   // update_gains() updates the gains table of a non-capture move given
1931   // the static position evaluation before and after the move.
1932
1933   void update_gains(const Position& pos, Move m, Value before, Value after) {
1934
1935     if (   m != MOVE_NULL
1936         && before != VALUE_NONE
1937         && after != VALUE_NONE
1938         && pos.captured_piece_type() == PIECE_TYPE_NONE
1939         && !move_is_special(m))
1940         H.set_gain(pos.piece_on(move_to(m)), move_to(m), -(before + after));
1941   }
1942
1943
1944   // init_ss_array() does a fast reset of the first entries of a SearchStack
1945   // array and of all the excludedMove and skipNullMove entries.
1946
1947   void init_ss_array(SearchStack* ss, int size) {
1948
1949     for (int i = 0; i < size; i++, ss++)
1950     {
1951         ss->excludedMove = MOVE_NONE;
1952         ss->skipNullMove = false;
1953         ss->reduction = DEPTH_ZERO;
1954         ss->sp = NULL;
1955
1956         if (i < 3)
1957             ss->killers[0] = ss->killers[1] = ss->mateKiller = MOVE_NONE;
1958     }
1959   }
1960
1961
1962   // value_to_uci() converts a value to a string suitable for use with the UCI
1963   // protocol specifications:
1964   //
1965   // cp <x>     The score from the engine's point of view in centipawns.
1966   // mate <y>   Mate in y moves, not plies. If the engine is getting mated
1967   //            use negative values for y.
1968
1969   std::string value_to_uci(Value v) {
1970
1971     std::stringstream s;
1972
1973     if (abs(v) < VALUE_MATE - PLY_MAX * ONE_PLY)
1974       s << "cp " << int(v) * 100 / int(PawnValueMidgame); // Scale to centipawns
1975     else
1976       s << "mate " << (v > 0 ? (VALUE_MATE - v + 1) / 2 : -(VALUE_MATE + v) / 2 );
1977
1978     return s.str();
1979   }
1980
1981
1982   // current_search_time() returns the number of milliseconds which have passed
1983   // since the beginning of the current search.
1984
1985   int current_search_time() {
1986
1987     return get_system_time() - SearchStartTime;
1988   }
1989
1990
1991   // nps() computes the current nodes/second count
1992
1993   int nps(const Position& pos) {
1994
1995     int t = current_search_time();
1996     return (t > 0 ? int((pos.nodes_searched() * 1000) / t) : 0);
1997   }
1998
1999
2000   // poll() performs two different functions: It polls for user input, and it
2001   // looks at the time consumed so far and decides if it's time to abort the
2002   // search.
2003
2004   void poll(const Position& pos) {
2005
2006     static int lastInfoTime;
2007     int t = current_search_time();
2008
2009     //  Poll for input
2010     if (data_available())
2011     {
2012         // We are line oriented, don't read single chars
2013         std::string command;
2014
2015         if (!std::getline(std::cin, command))
2016             command = "quit";
2017
2018         if (command == "quit")
2019         {
2020             // Quit the program as soon as possible
2021             Pondering = false;
2022             QuitRequest = StopRequest = true;
2023             return;
2024         }
2025         else if (command == "stop")
2026         {
2027             // Stop calculating as soon as possible, but still send the "bestmove"
2028             // and possibly the "ponder" token when finishing the search.
2029             Pondering = false;
2030             StopRequest = true;
2031         }
2032         else if (command == "ponderhit")
2033         {
2034             // The opponent has played the expected move. GUI sends "ponderhit" if
2035             // we were told to ponder on the same move the opponent has played. We
2036             // should continue searching but switching from pondering to normal search.
2037             Pondering = false;
2038
2039             if (StopOnPonderhit)
2040                 StopRequest = true;
2041         }
2042     }
2043
2044     // Print search information
2045     if (t < 1000)
2046         lastInfoTime = 0;
2047
2048     else if (lastInfoTime > t)
2049         // HACK: Must be a new search where we searched less than
2050         // NodesBetweenPolls nodes during the first second of search.
2051         lastInfoTime = 0;
2052
2053     else if (t - lastInfoTime >= 1000)
2054     {
2055         lastInfoTime = t;
2056
2057         if (dbg_show_mean)
2058             dbg_print_mean();
2059
2060         if (dbg_show_hit_rate)
2061             dbg_print_hit_rate();
2062
2063         // Send info on searched nodes as soon as we return to root
2064         SendSearchedNodes = true;
2065     }
2066
2067     // Should we stop the search?
2068     if (Pondering)
2069         return;
2070
2071     bool stillAtFirstMove =    FirstRootMove
2072                            && !AspirationFailLow
2073                            &&  t > TimeMgr.available_time();
2074
2075     bool noMoreTime =   t > TimeMgr.maximum_time()
2076                      || stillAtFirstMove;
2077
2078     if (   (UseTimeManagement && noMoreTime)
2079         || (ExactMaxTime && t >= ExactMaxTime)
2080         || (MaxNodes && pos.nodes_searched() >= MaxNodes)) // FIXME
2081         StopRequest = true;
2082   }
2083
2084
2085   // wait_for_stop_or_ponderhit() is called when the maximum depth is reached
2086   // while the program is pondering. The point is to work around a wrinkle in
2087   // the UCI protocol: When pondering, the engine is not allowed to give a
2088   // "bestmove" before the GUI sends it a "stop" or "ponderhit" command.
2089   // We simply wait here until one of these commands is sent, and return,
2090   // after which the bestmove and pondermove will be printed.
2091
2092   void wait_for_stop_or_ponderhit() {
2093
2094     std::string command;
2095
2096     while (true)
2097     {
2098         // Wait for a command from stdin
2099         if (!std::getline(std::cin, command))
2100             command = "quit";
2101
2102         if (command == "quit")
2103         {
2104             QuitRequest = true;
2105             break;
2106         }
2107         else if (command == "ponderhit" || command == "stop")
2108             break;
2109     }
2110   }
2111
2112
2113   // init_thread() is the function which is called when a new thread is
2114   // launched. It simply calls the idle_loop() function with the supplied
2115   // threadID. There are two versions of this function; one for POSIX
2116   // threads and one for Windows threads.
2117
2118 #if !defined(_MSC_VER)
2119
2120   void* init_thread(void* threadID) {
2121
2122     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2123     return NULL;
2124   }
2125
2126 #else
2127
2128   DWORD WINAPI init_thread(LPVOID threadID) {
2129
2130     ThreadsMgr.idle_loop(*(int*)threadID, NULL);
2131     return 0;
2132   }
2133
2134 #endif
2135
2136
2137   /// The ThreadsManager class
2138
2139
2140   // read_uci_options() updates number of active threads and other internal
2141   // parameters according to the UCI options values. It is called before
2142   // to start a new search.
2143
2144   void ThreadsManager::read_uci_options() {
2145
2146     maxThreadsPerSplitPoint = Options["Maximum Number of Threads per Split Point"].value<int>();
2147     minimumSplitDepth       = Options["Minimum Split Depth"].value<int>() * ONE_PLY;
2148     useSleepingThreads      = Options["Use Sleeping Threads"].value<bool>();
2149     activeThreads           = Options["Threads"].value<int>();
2150   }
2151
2152
2153   // idle_loop() is where the threads are parked when they have no work to do.
2154   // The parameter 'sp', if non-NULL, is a pointer to an active SplitPoint
2155   // object for which the current thread is the master.
2156
2157   void ThreadsManager::idle_loop(int threadID, SplitPoint* sp) {
2158
2159     assert(threadID >= 0 && threadID < MAX_THREADS);
2160
2161     int i;
2162     bool allFinished = false;
2163
2164     while (true)
2165     {
2166         // Slave threads can exit as soon as AllThreadsShouldExit raises,
2167         // master should exit as last one.
2168         if (allThreadsShouldExit)
2169         {
2170             assert(!sp);
2171             threads[threadID].state = THREAD_TERMINATED;
2172             return;
2173         }
2174
2175         // If we are not thinking, wait for a condition to be signaled
2176         // instead of wasting CPU time polling for work.
2177         while (   threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING
2178                || (useSleepingThreads && threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE))
2179         {
2180             assert(!sp || useSleepingThreads);
2181             assert(threadID != 0 || useSleepingThreads);
2182
2183             if (threads[threadID].state == THREAD_INITIALIZING)
2184                 threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2185
2186             // Grab the lock to avoid races with wake_sleeping_thread()
2187             lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2188
2189             // If we are master and all slaves have finished do not go to sleep
2190             for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2191             allFinished = (i == activeThreads);
2192
2193             if (allFinished || allThreadsShouldExit)
2194             {
2195                 lock_release(&sleepLock[threadID]);
2196                 break;
2197             }
2198
2199             // Do sleep here after retesting sleep conditions
2200             if (threadID >= activeThreads || threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE)
2201                 cond_wait(&sleepCond[threadID], &sleepLock[threadID]);
2202
2203             lock_release(&sleepLock[threadID]);
2204         }
2205
2206         // If this thread has been assigned work, launch a search
2207         if (threads[threadID].state == THREAD_WORKISWAITING)
2208         {
2209             assert(!allThreadsShouldExit);
2210
2211             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2212
2213             // Here we call search() with SplitPoint template parameter set to true
2214             SplitPoint* tsp = threads[threadID].splitPoint;
2215             Position pos(*tsp->pos, threadID);
2216             SearchStack* ss = tsp->sstack[threadID] + 1;
2217             ss->sp = tsp;
2218
2219             if (tsp->pvNode)
2220                 search<PV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2221             else
2222                 search<NonPV, true>(pos, ss, tsp->alpha, tsp->beta, tsp->depth, tsp->ply);
2223
2224             assert(threads[threadID].state == THREAD_SEARCHING);
2225
2226             threads[threadID].state = THREAD_AVAILABLE;
2227
2228             // Wake up master thread so to allow it to return from the idle loop in
2229             // case we are the last slave of the split point.
2230             if (useSleepingThreads && threadID != tsp->master && threads[tsp->master].state == THREAD_AVAILABLE)
2231                 wake_sleeping_thread(tsp->master);
2232         }
2233
2234         // If this thread is the master of a split point and all slaves have
2235         // finished their work at this split point, return from the idle loop.
2236         for (i = 0; sp && i < activeThreads && !sp->slaves[i]; i++) {}
2237         allFinished = (i == activeThreads);
2238
2239         if (allFinished)
2240         {
2241             // Because sp->slaves[] is reset under lock protection,
2242             // be sure sp->lock has been released before to return.
2243             lock_grab(&(sp->lock));
2244             lock_release(&(sp->lock));
2245
2246             // In helpful master concept a master can help only a sub-tree, and
2247             // because here is all finished is not possible master is booked.
2248             assert(threads[threadID].state == THREAD_AVAILABLE);
2249
2250             threads[threadID].state = THREAD_SEARCHING;
2251             return;
2252         }
2253     }
2254   }
2255
2256
2257   // init_threads() is called during startup. It launches all helper threads,
2258   // and initializes the split point stack and the global locks and condition
2259   // objects.
2260
2261   void ThreadsManager::init_threads() {
2262
2263     int i, arg[MAX_THREADS];
2264     bool ok;
2265
2266     // Initialize global locks
2267     lock_init(&mpLock);
2268
2269     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2270     {
2271         lock_init(&sleepLock[i]);
2272         cond_init(&sleepCond[i]);
2273     }
2274
2275     // Initialize splitPoints[] locks
2276     for (i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2277         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2278             lock_init(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2279
2280     // Will be set just before program exits to properly end the threads
2281     allThreadsShouldExit = false;
2282
2283     // Threads will be put all threads to sleep as soon as created
2284     activeThreads = 1;
2285
2286     // All threads except the main thread should be initialized to THREAD_INITIALIZING
2287     threads[0].state = THREAD_SEARCHING;
2288     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2289         threads[i].state = THREAD_INITIALIZING;
2290
2291     // Launch the helper threads
2292     for (i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2293     {
2294         arg[i] = i;
2295
2296 #if !defined(_MSC_VER)
2297         pthread_t pthread[1];
2298         ok = (pthread_create(pthread, NULL, init_thread, (void*)(&arg[i])) == 0);
2299         pthread_detach(pthread[0]);
2300 #else
2301         ok = (CreateThread(NULL, 0, init_thread, (LPVOID)(&arg[i]), 0, NULL) != NULL);
2302 #endif
2303         if (!ok)
2304         {
2305             cout << "Failed to create thread number " << i << endl;
2306             exit(EXIT_FAILURE);
2307         }
2308
2309         // Wait until the thread has finished launching and is gone to sleep
2310         while (threads[i].state == THREAD_INITIALIZING) {}
2311     }
2312   }
2313
2314
2315   // exit_threads() is called when the program exits. It makes all the
2316   // helper threads exit cleanly.
2317
2318   void ThreadsManager::exit_threads() {
2319
2320     allThreadsShouldExit = true; // Let the woken up threads to exit idle_loop()
2321
2322     // Wake up all the threads and waits for termination
2323     for (int i = 1; i < MAX_THREADS; i++)
2324     {
2325         wake_sleeping_thread(i);
2326         while (threads[i].state != THREAD_TERMINATED) {}
2327     }
2328
2329     // Now we can safely destroy the locks
2330     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2331         for (int j = 0; j < MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS; j++)
2332             lock_destroy(&(threads[i].splitPoints[j].lock));
2333
2334     lock_destroy(&mpLock);
2335
2336     // Now we can safely destroy the wait conditions
2337     for (int i = 0; i < MAX_THREADS; i++)
2338     {
2339         lock_destroy(&sleepLock[i]);
2340         cond_destroy(&sleepCond[i]);
2341     }
2342   }
2343
2344
2345   // cutoff_at_splitpoint() checks whether a beta cutoff has occurred in
2346   // the thread's currently active split point, or in some ancestor of
2347   // the current split point.
2348
2349   bool ThreadsManager::cutoff_at_splitpoint(int threadID) const {
2350
2351     assert(threadID >= 0 && threadID < activeThreads);
2352
2353     SplitPoint* sp = threads[threadID].splitPoint;
2354
2355     for ( ; sp && !sp->betaCutoff; sp = sp->parent) {}
2356     return sp != NULL;
2357   }
2358
2359
2360   // thread_is_available() checks whether the thread with threadID "slave" is
2361   // available to help the thread with threadID "master" at a split point. An
2362   // obvious requirement is that "slave" must be idle. With more than two
2363   // threads, this is not by itself sufficient:  If "slave" is the master of
2364   // some active split point, it is only available as a slave to the other
2365   // threads which are busy searching the split point at the top of "slave"'s
2366   // split point stack (the "helpful master concept" in YBWC terminology).
2367
2368   bool ThreadsManager::thread_is_available(int slave, int master) const {
2369
2370     assert(slave >= 0 && slave < activeThreads);
2371     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2372     assert(activeThreads > 1);
2373
2374     if (threads[slave].state != THREAD_AVAILABLE || slave == master)
2375         return false;
2376
2377     // Make a local copy to be sure doesn't change under our feet
2378     int localActiveSplitPoints = threads[slave].activeSplitPoints;
2379
2380     // No active split points means that the thread is available as
2381     // a slave for any other thread.
2382     if (localActiveSplitPoints == 0 || activeThreads == 2)
2383         return true;
2384
2385     // Apply the "helpful master" concept if possible. Use localActiveSplitPoints
2386     // that is known to be > 0, instead of threads[slave].activeSplitPoints that
2387     // could have been set to 0 by another thread leading to an out of bound access.
2388     if (threads[slave].splitPoints[localActiveSplitPoints - 1].slaves[master])
2389         return true;
2390
2391     return false;
2392   }
2393
2394
2395   // available_thread_exists() tries to find an idle thread which is available as
2396   // a slave for the thread with threadID "master".
2397
2398   bool ThreadsManager::available_thread_exists(int master) const {
2399
2400     assert(master >= 0 && master < activeThreads);
2401     assert(activeThreads > 1);
2402
2403     for (int i = 0; i < activeThreads; i++)
2404         if (thread_is_available(i, master))
2405             return true;
2406
2407     return false;
2408   }
2409
2410
2411   // split() does the actual work of distributing the work at a node between
2412   // several available threads. If it does not succeed in splitting the
2413   // node (because no idle threads are available, or because we have no unused
2414   // split point objects), the function immediately returns. If splitting is
2415   // possible, a SplitPoint object is initialized with all the data that must be
2416   // copied to the helper threads and we tell our helper threads that they have
2417   // been assigned work. This will cause them to instantly leave their idle loops and
2418   // call search().When all threads have returned from search() then split() returns.
2419
2420   template <bool Fake>
2421   void ThreadsManager::split(Position& pos, SearchStack* ss, int ply, Value* alpha,
2422                              const Value beta, Value* bestValue, Depth depth, Move threatMove,
2423                              bool mateThreat, int moveCount, MovePicker* mp, bool pvNode) {
2424     assert(pos.is_ok());
2425     assert(ply > 0 && ply < PLY_MAX);
2426     assert(*bestValue >= -VALUE_INFINITE);
2427     assert(*bestValue <= *alpha);
2428     assert(*alpha < beta);
2429     assert(beta <= VALUE_INFINITE);
2430     assert(depth > DEPTH_ZERO);
2431     assert(pos.thread() >= 0 && pos.thread() < activeThreads);
2432     assert(activeThreads > 1);
2433
2434     int i, master = pos.thread();
2435     Thread& masterThread = threads[master];
2436
2437     lock_grab(&mpLock);
2438
2439     // If no other thread is available to help us, or if we have too many
2440     // active split points, don't split.
2441     if (   !available_thread_exists(master)
2442         || masterThread.activeSplitPoints >= MAX_ACTIVE_SPLIT_POINTS)
2443     {
2444         lock_release(&mpLock);
2445         return;
2446     }
2447
2448     // Pick the next available split point object from the split point stack
2449     SplitPoint& splitPoint = masterThread.splitPoints[masterThread.activeSplitPoints++];
2450
2451     // Initialize the split point object
2452     splitPoint.parent = masterThread.splitPoint;
2453     splitPoint.master = master;
2454     splitPoint.betaCutoff = false;
2455     splitPoint.ply = ply;
2456     splitPoint.depth = depth;
2457     splitPoint.threatMove = threatMove;
2458     splitPoint.mateThreat = mateThreat;
2459     splitPoint.alpha = *alpha;
2460     splitPoint.beta = beta;
2461     splitPoint.pvNode = pvNode;
2462     splitPoint.bestValue = *bestValue;
2463     splitPoint.mp = mp;
2464     splitPoint.moveCount = moveCount;
2465     splitPoint.pos = &pos;
2466     splitPoint.nodes = 0;
2467     splitPoint.parentSstack = ss;
2468     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2469         splitPoint.slaves[i] = 0;
2470
2471     masterThread.splitPoint = &splitPoint;
2472
2473     // If we are here it means we are not available
2474     assert(masterThread.state != THREAD_AVAILABLE);
2475
2476     int workersCnt = 1; // At least the master is included
2477
2478     // Allocate available threads setting state to THREAD_BOOKED
2479     for (i = 0; !Fake && i < activeThreads && workersCnt < maxThreadsPerSplitPoint; i++)
2480         if (thread_is_available(i, master))
2481         {
2482             threads[i].state = THREAD_BOOKED;
2483             threads[i].splitPoint = &splitPoint;
2484             splitPoint.slaves[i] = 1;
2485             workersCnt++;
2486         }
2487
2488     assert(Fake || workersCnt > 1);
2489
2490     // We can release the lock because slave threads are already booked and master is not available
2491     lock_release(&mpLock);
2492
2493     // Tell the threads that they have work to do. This will make them leave
2494     // their idle loop. But before copy search stack tail for each thread.
2495     for (i = 0; i < activeThreads; i++)
2496         if (i == master || splitPoint.slaves[i])
2497         {
2498             memcpy(splitPoint.sstack[i], ss - 1, 4 * sizeof(SearchStack));
2499
2500             assert(i == master || threads[i].state == THREAD_BOOKED);
2501
2502             threads[i].state = THREAD_WORKISWAITING; // This makes the slave to exit from idle_loop()
2503
2504             if (useSleepingThreads && i != master)
2505                 wake_sleeping_thread(i);
2506         }
2507
2508     // Everything is set up. The master thread enters the idle loop, from
2509     // which it will instantly launch a search, because its state is
2510     // THREAD_WORKISWAITING.  We send the split point as a second parameter to the
2511     // idle loop, which means that the main thread will return from the idle
2512     // loop when all threads have finished their work at this split point.
2513     idle_loop(master, &splitPoint);
2514
2515     // We have returned from the idle loop, which means that all threads are
2516     // finished. Update alpha and bestValue, and return.
2517     lock_grab(&mpLock);
2518
2519     *alpha = splitPoint.alpha;
2520     *bestValue = splitPoint.bestValue;
2521     masterThread.activeSplitPoints--;
2522     masterThread.splitPoint = splitPoint.parent;
2523     pos.set_nodes_searched(pos.nodes_searched() + splitPoint.nodes);
2524
2525     lock_release(&mpLock);
2526   }
2527
2528
2529   // wake_sleeping_thread() wakes up the thread with the given threadID
2530   // when it is time to start a new search.
2531
2532   void ThreadsManager::wake_sleeping_thread(int threadID) {
2533
2534      lock_grab(&sleepLock[threadID]);
2535      cond_signal(&sleepCond[threadID]);
2536      lock_release(&sleepLock[threadID]);
2537   }
2538
2539
2540   /// RootMove and RootMoveList method's definitions
2541
2542   RootMove::RootMove() {
2543
2544     nodes = 0;
2545     pv_score = non_pv_score = -VALUE_INFINITE;
2546     pv[0] = MOVE_NONE;
2547   }
2548
2549   RootMove& RootMove::operator=(const RootMove& rm) {
2550
2551     const Move* src = rm.pv;
2552     Move* dst = pv;
2553
2554     // Avoid a costly full rm.pv[] copy
2555     do *dst++ = *src; while (*src++ != MOVE_NONE);
2556
2557     nodes = rm.nodes;
2558     pv_score = rm.pv_score;
2559     non_pv_score = rm.non_pv_score;
2560     return *this;
2561   }
2562
2563   // extract_pv_from_tt() builds a PV by adding moves from the transposition table.
2564   // We consider also failing high nodes and not only VALUE_TYPE_EXACT nodes. This
2565   // allow to always have a ponder move even when we fail high at root and also a
2566   // long PV to print that is important for position analysis.
2567
2568   void RootMove::extract_pv_from_tt(Position& pos) {
2569
2570     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2571     TTEntry* tte;
2572     int ply = 1;
2573
2574     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2575
2576     pos.do_move(pv[0], *st++);
2577
2578     while (   (tte = TT.retrieve(pos.get_key())) != NULL
2579            && tte->move() != MOVE_NONE
2580            && move_is_legal(pos, tte->move())
2581            && ply < PLY_MAX
2582            && (!pos.is_draw() || ply < 2))
2583     {
2584         pv[ply] = tte->move();
2585         pos.do_move(pv[ply++], *st++);
2586     }
2587     pv[ply] = MOVE_NONE;
2588
2589     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2590   }
2591
2592   // insert_pv_in_tt() is called at the end of a search iteration, and inserts
2593   // the PV back into the TT. This makes sure the old PV moves are searched
2594   // first, even if the old TT entries have been overwritten.
2595
2596   void RootMove::insert_pv_in_tt(Position& pos) {
2597
2598     StateInfo state[PLY_MAX_PLUS_2], *st = state;
2599     TTEntry* tte;
2600     Key k;
2601     Value v, m = VALUE_NONE;
2602     int ply = 0;
2603
2604     assert(pv[0] != MOVE_NONE && move_is_legal(pos, pv[0]));
2605
2606     do {
2607         k = pos.get_key();
2608         tte = TT.retrieve(k);
2609
2610         // Don't overwrite exsisting correct entries
2611         if (!tte || tte->move() != pv[ply])
2612         {
2613             v = (pos.is_check() ? VALUE_NONE : evaluate(pos, m));
2614             TT.store(k, VALUE_NONE, VALUE_TYPE_NONE, DEPTH_NONE, pv[ply], v, m);
2615         }
2616         pos.do_move(pv[ply], *st++);
2617
2618     } while (pv[++ply] != MOVE_NONE);
2619
2620     do pos.undo_move(pv[--ply]); while (ply);
2621   }
2622
2623   // pv_info_to_uci() returns a string with information on the current PV line
2624   // formatted according to UCI specification and eventually writes the info
2625   // to a log file. It is called at each iteration or after a new pv is found.
2626
2627   std::string RootMove::pv_info_to_uci(const Position& pos, Value alpha, Value beta, int pvLine) {
2628
2629     std::stringstream s, l;
2630     Move* m = pv;
2631
2632     while (*m != MOVE_NONE)
2633         l << *m++ << " ";
2634
2635     s << "info depth " << Iteration // FIXME
2636       << " seldepth " << int(m - pv)
2637       << " multipv " << pvLine + 1
2638       << " score " << value_to_uci(pv_score)
2639       << (pv_score >= beta ? " lowerbound" : pv_score <= alpha ? " upperbound" : "")
2640       << " time "  << current_search_time()
2641       << " nodes " << pos.nodes_searched()
2642       << " nps "   << nps(pos)
2643       << " pv "    << l.str();
2644
2645     if (UseLogFile && pvLine == 0)
2646     {
2647         ValueType t = pv_score >= beta  ? VALUE_TYPE_LOWER :
2648                       pv_score <= alpha ? VALUE_TYPE_UPPER : VALUE_TYPE_EXACT;
2649
2650         LogFile << pretty_pv(pos, current_search_time(), Iteration, pv_score, t, pv) << endl;
2651     }
2652     return s.str();
2653   }
2654
2655
2656   RootMoveList::RootMoveList(Position& pos, Move searchMoves[]) {
2657
2658     SearchStack ss[PLY_MAX_PLUS_2];
2659     MoveStack mlist[MOVES_MAX];
2660     StateInfo st;
2661     Move* sm;
2662
2663     // Initialize search stack
2664     init_ss_array(ss, PLY_MAX_PLUS_2);
2665     ss[0].eval = ss[0].evalMargin = VALUE_NONE;
2666
2667     // Generate all legal moves
2668     MoveStack* last = generate_moves(pos, mlist);
2669
2670     // Add each move to the RootMoveList's vector
2671     for (MoveStack* cur = mlist; cur != last; cur++)
2672     {
2673         // If we have a searchMoves[] list then verify cur->move
2674         // is in the list before to add it.
2675         for (sm = searchMoves; *sm && *sm != cur->move; sm++) {}
2676
2677         if (searchMoves[0] && *sm != cur->move)
2678             continue;
2679
2680         // Find a quick score for the move and add to the list
2681         pos.do_move(cur->move, st);
2682
2683         RootMove rm;
2684         rm.pv[0] = ss[0].currentMove = cur->move;
2685         rm.pv[1] = MOVE_NONE;
2686         rm.pv_score = -qsearch<PV>(pos, ss+1, -VALUE_INFINITE, VALUE_INFINITE, DEPTH_ZERO, 1);
2687         push_back(rm);
2688
2689         pos.undo_move(cur->move);
2690     }
2691     sort();
2692   }
2693
2694   // Score root moves using the standard way used in main search, the moves
2695   // are scored according to the order in which are returned by MovePicker.
2696   // This is the second order score that is used to compare the moves when
2697   // the first order pv scores of both moves are equal.
2698
2699   void RootMoveList::set_non_pv_scores(const Position& pos, Move ttm, SearchStack* ss)
2700   {
2701       Move move;
2702       Value score = VALUE_ZERO;
2703       MovePicker mp(pos, ttm, ONE_PLY, H, ss);
2704
2705       while ((move = mp.get_next_move()) != MOVE_NONE)
2706           for (Base::iterator it = begin(); it != end(); ++it)
2707               if (it->pv[0] == move)
2708               {
2709                   it->non_pv_score = score--;
2710                   break;
2711               }
2712   }
2713
2714 } // namespace